川中地區涼高山組湖岸線識別及致密油氣有利區

白 樺 楊 曉 熊 艷 關 旭 徐相前 司國帥 董 偉 夏 銘 章 雄 張少敏

1.中國石油西南油氣田公司勘探開發研究院 2. 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司西南物探研究院

1 概述

四川盆地在震旦系到侏羅系的24個層系中發現了油氣藏且以氣藏為主[1]，其中埋藏最淺的為三角洲—湖相沉積體系的侏羅系[2]。平面上侏羅系油氣主要分布在四川盆地中部（以下簡稱川中地區）（圖1），縱向上主要分布在自流井組大安寨段、涼高山組和沙溪廟組[2]（圖2）。

圖1 四川盆地構造略圖及研究區位置

圖2 川中地區地層綜合柱狀圖

前人以測井、巖心資料為基礎，研究了川中地區涼高山組低孔滲儲層特征[4-9]、灘壩沉積特征[10]、含油氣性控制因素[5,9,11]等。關于涼高山組沉積特征，唐大海[7]認為涼高山組是繼大安寨末湖盆萎縮之后，又一次大規模湖侵的沉積產物；厚剛福等[10]認為川中地區涼高山組下段（涼下）主要發育泛濫平原—濱湖沉積，涼高山組上段（涼上）主要為淺湖沉積環境。關于涼高山組致密油成藏的控制因素，魏嘉寶[5]和郭海洋等[11]認為裂縫最為關鍵；陳世加等[9]認為輸導體系、儲層物性和裂縫是主控因素。

筆者應用巖心、錄井、測井和地震資料，基于地震沉積學，開展了涼高山組沉積演化及致密油有利相帶的預測工作，首次明確指出了涼高山組湖岸線對高產井分布的控制作用，與油源斷層溝通且位于湖岸線附近的灘壩是涼高山組最有利的致密油“甜點”發育區。

湖岸線具有“控砂、控圈、控藏”的特點，在鄂爾多斯盆地延長組與石盒子組、松遼盆地青山口組、渤海灣盆地沙河街組等均已發現大量的位于湖岸線附近的受湖岸線控制的油氣藏[12-15]。可見，開展涼高山組湖岸線研究具有重要理論和現實意義，以期能為四川盆地湖相層系油氣富集主控因素的研究提供啟發與借鑒。

2 區域地質背景

四川盆地自震旦紀以來，經歷了從海相沉積向陸相沉積的轉變，以海相沉積為主；震旦紀—中三疊世為海相碳酸鹽巖沉積，晚三疊世早期為海陸過渡相沉積，晚三疊世中期以后為陸相碎屑巖沉積（厚度介于 2 ～ 5 km）[1]。

四川盆地是一個大型含油氣疊合盆地，已發現多套含油氣層系，其中埋藏最淺的為侏羅系[2]。油氣資源評價表明，侏羅系石油資源豐富，其中涼高山組石油資源量在 2.3×108～ 4.2×108t。自 1958 年充3井和女2井在涼高山組獲得工業油流以來，基于裂縫（洞）型油藏勘探開發思路，在該構造高部位和低部位均獲得了高產井；同時工業油流井分布還明顯受烴源巖分布控制，但在厚烴源巖分布區，也存在失利井[9,11]，因此，有必要深入開展該區油氣富集主控因素的研究。

侏羅紀時期四川盆地為大型陸內坳陷盆地[15]，發育以碎屑巖為主，夾介殼灰巖的三角洲—湖相沉積體系，厚度一般介于2～3 km，地層埋深具有南淺北深、東淺西深的特征[1,2,16]。

侏羅系自下而上依次發育[2]：自流井組（珍珠沖段、東岳廟段、馬鞍山段、大安寨段、過渡層）、涼高山組、沙溪廟組、遂寧組和蓬萊鎮組。自流井組，厚度230～410 m，主要發育灰綠色、紫紅色、黑色泥巖夾灰色細砂巖和介殼灰巖；自流井組大安寨段沉積時期，湖盆進入大規模的湖泛期，形成了侏羅系最為重要的烴源巖[2]；涼高山組，厚度60～140 m，為灰色粉砂巖和細砂巖，夾黑色頁巖和紫紅色泥巖（圖 2）。

研究區介于龍泉山及華鑒山兩大基底斷裂之間，大部分屬川中古隆中斜平緩帶，北部小部分屬川北古中坳陷低緩帶（圖1）。由于受前震旦系變質巖剛性基底控制，歷次構造運動多以升降運動為主，因而形成了研究區較為獨特的臺階式平緩構造，構造軸線呈近東西向[8]。

3 涼高山組沉積儲層特征

研究區面積約1.5×104km2，為一個大面積含油氣區[9]，構造格局總體上為南高北低，發育向北西傾末的鼻狀構造。由于位于四川盆地中部，距離盆地周緣造山帶較遠（圖1），因此，受其影響相對較弱，斷層弱發育，地層相對較平緩（圖3、4）。

涼高山組物源主要來自大巴山古陸和龍門山古陸[8]?；诘卣鹌拭妫▓D3、4）和時間厚度圖（圖5）分析，涼高山組地層厚度具有西薄東厚、東西分帶的特征，其沉積中心應當在川中以東，該認識與區域古地貌背景一致：大安寨末，盆地西南部、西部有一次相對抬升運動，形成西南高、東北低的古地貌格局，沉積中心推移到達州—萬州一帶[8]。

圖3 川中地區SW—NE地震大剖面圖

圖5 川中地區涼高山組時間厚度圖

涼高山組為一套退積—強進積旋回[4]，研究區內砂體發育程度主要受濱岸砂壩、濱淺湖砂壩、湖灘及席狀砂微相控制，其中砂壩及湖灘是最有利于儲層發育的沉積微相[8]，在平面上灘壩沿湖岸線呈環帶狀分布[10]。

涼高山組砂巖結構成熟度和成分成熟度相對較低[4]。儲層巖石類型主要為細粒長石石英砂巖、巖屑石英砂巖及長石巖屑砂巖，中粒砂巖較少，碎屑顆粒以石英為主；儲層巖心孔隙度在0.05%～5.14%之間，平均1.35%，滲透率主要在0.01～0.1 mD之間[8]。涼高山組砂巖原生裂縫不發育，主要以次生縫為主，構造縫在巖心上可見，裂縫平直，延伸較長，部分裂縫被充填[4]。

4 涼高山組地震沉積學特征

地震沉積學是地震地層學和層序地層學之后出現的一個新的學科[17-19]，是在地震巖性學、地震地貌學綜合分析的基礎上，研究地層巖性、沉積成因、沉積體系和盆地充填歷史的學科[20]。

本次研究所采用的地震數據，野外原始資料品質較好，處理流程合理，參數恰當，所獲得的地震資料質量較好。主要目的層系地震剖面分辨率和信噪比較高，地震反射層層次清楚且信息豐富，反射波能量較強，連續性較好，波形特征及波組關系清晰，斷點清楚，能較真實地反映構造形態及細節變化，反射層能可靠地對比追蹤解釋（圖4）。

圖4 川中地區NW—SE地震大剖面圖

通過對研究區內已鉆井的地震合成記錄與井旁道對比分析，認為雖然涼高山組儲層相對圍巖具有相對高速，但由于其厚度較?。?～10 m），且多為薄互層，因此地震剖面上砂巖儲層附近出現的中強或強峰反射為其上下碎屑巖的綜合響應特征，常規地震剖面上無法直接識別出砂巖儲層。可見，通過地震沉積學研究，判識涼高山組湖岸線，可為尋找優質灘壩儲層提供方向：灘壩沿湖岸線分布。

4.1 沉積相分析

沉積物的顏色可以直接反映該巖層沉積時的氧化還原條件[10]。從R1井涼高山組砂巖巖心（圖6）和P1井錄井資料（圖7）來看，紅色和褐色的砂巖、泥巖發育，說明涼高山組沉積時期經歷過氧化環境；尤其是P1井發育厚層紅色泥巖，指示沉積環境為泛濫平原（圖7），發育河道砂和河漫泥。P1井涼高山組底部濱淺湖環境中發育的灘壩砂，可能形成優質儲層。

圖6 川中地區R1井涼高山組巖心照片

圖7 川中地區P1井涼高山組巖性剖面圖

4.2 地震屬性分析

通過對地震屬性的解釋，可獲得關于地層、斷層、裂縫、巖性和沉積相等的信息[21]。在地震剖面上，涼高山組地震反射同相軸連續—弱連續，上超（尖滅）現象明顯，地層明顯向NE方向增厚（圖3、4），該特征在涼高山組時間厚度圖（圖5）和連井剖面圖（圖8）上均明顯可見。因此，為了探究上超點橫向延展特征，提取了涼高山組波谷數屬性（圖9），結果表明，川中涼高山組波谷數從SW向NE依次增加，呈現出三條延伸方向近似的由上超點組成的上超線。再結合川中東部涼高山組濱岸砂壩及湖灘發育[8]以及研究區西部P1井發育泛濫平原的認識，認為涼高山組三期上超線對應于三期湖岸線（圖9）。

“地震相是沉積相在地震剖面上表現的總和”，兩者之間往往是相當的，通過分析解釋可以將地震相轉為沉積相[22-24]。在地震剖面上，可見涼高山組底部弱連續的波峰、中部連續的波谷和頂部強連續的波峰（圖9），分別對應于連井剖面圖（圖8）中第一次、第二次和第三次湖泛期沉積體的地震響應。

4.3 湖岸線展布特征

涼高山組地層具有西薄東厚、東西分帶（圖3～5）的特征，這與湖體水深周期性變化有關。受湖平面升降變化的影響，湖岸線也周期性地遷移。結合地震剖面上不同同相軸之間的上超關系，認為第一期湖岸線位于Q19井與R1井之間，第二期湖岸線位于G8井與L21井之間，第三期湖岸線位于R1井與G8井之間；三期湖岸線總體延伸方向為近南北向（圖9）。

圖9 川中地區涼高山組波谷數屬性圖

5 油氣勘探意義

沉積盆地古湖岸線明顯地控制了砂體和油氣的分布，湖岸線附近是巖性地層油氣藏發育的有利相帶[12-15]。灘壩是在波浪與沿岸流的控制下形成，通常發育于濱岸帶[25]，朱筱敏等[26]、操應長等[27]研究認為灘壩砂體相對較厚較純，孔滲相對較高，是有利的儲集體?？梢姡瑸I岸帶有利砂體發育，為致密油“甜點”形成，提供了有利儲集條件。

5.1 累產萬噸井沿湖岸線分布

勘探實踐表明，川中公山廟地區涼高山組獲致密油良好油氣顯示的井共有49口，其中累產萬噸的井有5口（圖10）；蓮池地區涼高山組致密油獲得良好油氣顯示的井共有73口，其中累產萬噸的井有3口（圖10）。

從1958年在涼高山組獲得工業油流以來，川中涼高山組致密油井中共有9口累產萬噸井，其中有8口井（公山廟5口井和蓮池3口井）位于第三期湖岸線的濱岸帶（圖10），湖岸線控藏作用顯著。另外，位于川中東南方向的廣安地區有6口涼高山組致密油累產萬噸井，根據三期湖岸線的大體走向，推測該6口累產萬噸井位于第二期湖岸線濱岸帶。

圖10 川中地區涼高山組湖岸線與斷層展布圖

5.2 油氣聚集模式

累產萬噸井分布的區域不僅屬于緊鄰湖岸線的濱岸帶，亦是斷層發育區，可見斷層對于涼高山組致密油成藏有重要作用。斷層可為下伏下侏羅統大安寨段和上三疊統須家河組烴源巖向涼高山組供烴提供通道；斷層相關的裂縫使涼高山組致密儲層的滲流和儲集條件得到改善（圖11）。由此可知，與油源斷層溝通且位于湖岸線附近的灘壩是涼高山組最有利的致密油“甜點”發育區。

圖11 四川盆地涼高山組原型盆地概貌及油氣聚集模式圖

5.3 致密油氣勘探有利區

第一期湖岸線在鹽亭縣東部地區經過，該地區油源斷層發育，與油源斷層溝通的灘壩發育區是涼高山組致密油成藏有利區。另外，根據湖岸線整體走向特征，推測第二期湖岸線可能延伸至儀隴北部地區，該地區油源斷層發育，預計與油源斷層溝通的灘壩可形成涼高山組致密油“甜點”（圖10）。

6 結論

1）涼高山組地層具有西薄東厚、東西分帶的特征，上超現象明顯；涼高山組底部弱連續的波峰、中部連續的波谷和頂部強連續的波峰，分別對應于第一次、第二次和第三次湖泛沉積體的地震響應。

2）受湖平面升降變化的影響，湖岸線也周期性地遷移，可識別出三期總體延伸方向近南北向的涼高山組湖岸線。

3）涼高山組已發現致密油高產井集中分布在與湖岸線相鄰的濱岸帶，湖岸線控藏作用顯著；與油源斷層溝通且位于湖岸線附近的灘壩是涼高山組最有利的致密油“甜點”發育區。

4）鹽亭縣東部地區的第一期湖岸線濱岸帶和儀隴北部地區可能的第二期湖岸線濱岸帶是涼高山組致密油勘探有利區。