劉光祥，羅開(kāi)平，張長(zhǎng)江，管宏林，曹清古，陳擁峰

(中國(guó)石化 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 無(wú)錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無(wú)錫 214126)

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四川盆地下寒武統(tǒng)烴灶動(dòng)態(tài)演化分析

劉光祥，羅開(kāi)平，張長(zhǎng)江，管宏林，曹清古，陳擁峰

(中國(guó)石化 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 無(wú)錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無(wú)錫 214126)

四川盆地下古生界海相烴源巖具有早熟、過(guò)熟的特點(diǎn)，烴灶形式轉(zhuǎn)換(即干酪根熱解型烴灶演變?yōu)楣庞筒亓呀庑蜔N灶(簡(jiǎn)稱(chēng)油灶))及由此導(dǎo)致的接力供烴是高—過(guò)成熟下古生界層系高效成藏的關(guān)鍵。因此，烴灶動(dòng)態(tài)演化分析及準(zhǔn)確定位是勘探選區(qū)的基礎(chǔ)工作。通過(guò)對(duì)四川盆地構(gòu)造、沉積演化和熱體制的分析，應(yīng)用TSM盆地模擬系統(tǒng)，在烴源巖埋藏史、熱演化史、生烴史分析基礎(chǔ)上，刻畫(huà)了下寒武統(tǒng)牛蹄塘組烴源巖干酪根型烴灶的空間展布，再結(jié)合地史時(shí)期的古構(gòu)造、流體勢(shì)、有效儲(chǔ)層的分析，用成藏概率法對(duì)“古油灶”進(jìn)行了定位，實(shí)現(xiàn)了對(duì)烴灶的動(dòng)態(tài)連續(xù)追蹤。結(jié)果表明，牛蹄塘組烴源巖生、排烴高峰為加里東和海西期，烴灶中心位于川西南資陽(yáng)—宜賓—赤水、盆地東緣的秀山—利川和川東北盆緣一帶；至晚印支期(T3)末，伴隨烴源巖普遍達(dá)到過(guò)成熟，且由于前期大量的生排烴，干酪根烴灶的供烴能力逐漸衰竭，取而代之的是前期形成的古油藏(古油灶)的接力供烴。資陽(yáng)—重慶—宜賓及盆地南緣、北緣和東北緣是古油灶分布概率最高的地區(qū)。

烴灶；動(dòng)態(tài)演化；成烴成藏；下寒武統(tǒng)；四川盆地

四川盆地為典型的多旋回疊合盆地，以加里東和早印支運(yùn)動(dòng)為界，四川盆地構(gòu)造演化可分為南華紀(jì)—早古生代、晚古生代—早中生代、中新生代3個(gè)階段，不同階段動(dòng)力學(xué)背景、構(gòu)造體制、盆地原型各不相同。四川盆地發(fā)育多套烴源巖及儲(chǔ)蓋組合，在差異性沉降和差異性改造作用下，四川盆地成烴—成藏過(guò)程極其復(fù)雜，以烴源巖早熟、過(guò)熟及晚期成藏為顯著特征[1-6]。下古生界以牛蹄塘組、龍馬溪組為主要烴源巖，加上震旦系燈影組、寒武系龍王廟組、婁山關(guān)組、奧陶系紅花園組、志留系龍馬溪組等多套儲(chǔ)層和中下寒武統(tǒng)含膏泥巖及志留系泥巖蓋層，構(gòu)成了下古生界2個(gè)主要的成藏組合。

烴源巖地球化學(xué)研究成果已經(jīng)證實(shí)，干酪根的生烴貢獻(xiàn)主要在Ro<2%～2.5%以前完成，在Ro>2.0%以后的高過(guò)成熟階段，干酪根已不具備足夠的生烴潛力[7]，也就是說(shuō)，在烴源巖Ro>2.0%～2.5%的高過(guò)成熟階段所形成的氣藏，不大可能直接來(lái)自高—過(guò)成熟干酪根熱解的貢獻(xiàn)。四川盆地的所有天然氣藏又都具有晚期成藏的特點(diǎn)[2]，這就造成了干酪根烴源巖熱解供烴和天然氣聚集成藏在時(shí)間上的“錯(cuò)位”。所以，四川盆地海相下古生界天然氣成藏必然存在烴灶形式上的轉(zhuǎn)換、時(shí)間上的接替和空間上的遷移，即由干酪根熱解型烴源灶演變?yōu)橛土呀庑蜔N源灶的過(guò)程。這種烴灶性質(zhì)轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的烴源接替效應(yīng)，是高—過(guò)成熟下古生界層系高效成氣成藏的重要途徑[8-12]。威遠(yuǎn)氣田和安岳超大型氣田發(fā)現(xiàn)表明，現(xiàn)今已處于高過(guò)成熟階段的下古生界海相層系也能夠形成相當(dāng)規(guī)模的天然氣聚集。因此，烴灶的動(dòng)態(tài)演化研究是重建油氣成藏史、評(píng)價(jià)資源潛力和預(yù)測(cè)有利目標(biāo)重要的基礎(chǔ)地質(zhì)問(wèn)題。

1 牛蹄塘組烴源巖基本特征

下寒武統(tǒng)牛蹄塘組(包括筇竹寺組，后同)是早寒武世早期上揚(yáng)子地區(qū)大規(guī)模海浸背景下深水陸棚—盆地相的沉積，烴源巖以深灰色—灰黑色泥(頁(yè))巖、硅質(zhì)泥巖為主。本文根據(jù)大量露頭剖面、鉆井資料編制了烴源巖殘留厚度、有機(jī)碳含量和現(xiàn)今成熟度等值線(xiàn)圖(圖1)。

從圖1可以看出，四川盆地及鄰區(qū)牛蹄塘組烴源巖具有3個(gè)厚度中心，圍繞川中古隆起大致呈半環(huán)狀分布。第一個(gè)中心位于自貢—威遠(yuǎn)一帶，烴源巖最大厚度大于140 m，呈近SN向展布，向東、向西逐漸減薄，如自深1井烴源巖厚140 m，至丁山1井減薄至不足2 m；第二個(gè)中心位于湘鄂西區(qū)的榕溪—咸豐—建始一帶，烴源巖最為發(fā)育，最大厚度大于200 m，呈NNE向展布，往盆地內(nèi)逐漸減薄，如龍山響水洞剖面烴源巖厚226.5 m，往西至石柱廖家槽剖面則不發(fā)育烴源巖；第三個(gè)中心位于盆地北緣的南江—鎮(zhèn)巴—巫溪一帶，烴源巖厚80～200 m，呈NWW向展布。

剩余有機(jī)碳含量(TOC)上，盆地內(nèi)TOC高值區(qū)位于川南的窩深1井—習(xí)水一帶及川北的劍閣—通江—云陽(yáng)一線(xiàn)以北、以東地區(qū)，前者TOC為 2%～5%，后者1%～2%；盆外鄰區(qū)的武隆—榕溪，TOC逐漸升高(2%～7%)，榕溪和盤(pán)石2個(gè)剖面最高值達(dá)到7.89%和8.4%；利川—恩施—王子石的TOC為2%～3%，王子石剖面最高達(dá)3.7%。TOC總體具有盆地中間低、周緣高的特征(圖1)。

圖1 四川盆地及鄰區(qū)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組烴源巖厚度、TOC和Ro分布情況

成熟度上，下寒武統(tǒng)烴源巖現(xiàn)今演化程度差異顯著：川東北地區(qū)演化程度較高，Ro最高值超過(guò)4.0%，其中諾水河剖面Ro最高為4.6%；川東外緣演化程度相對(duì)較低，Ro一般分布于2.0%～3.0%之間，處于過(guò)成熟早中期演化階段；川東南及外緣烴源巖Ro大多分布于3.0%～4.0%之間，處于過(guò)成熟中晚期演化階段(圖1)。

牛蹄塘組烴源巖總體具有有機(jī)質(zhì)豐度高、類(lèi)型好、演化程度高的特點(diǎn)。干酪根碳同位素指標(biāo)、有機(jī)巖石學(xué)組成及生物標(biāo)志化合物都指示下寒武統(tǒng)烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型為腐泥型。

2 下寒武統(tǒng)牛蹄塘組烴灶及演化

2.1 烴灶內(nèi)涵及表征

烴灶(hydrocarbon kitchens)概念最早由Demaison等[13]提出，其定義為下伏有生烴源巖層的地區(qū)(也稱(chēng)為生烴凹陷)，一個(gè)沉積盆地內(nèi)可以包含一個(gè)或多個(gè)烴灶(生烴凹陷)。烴灶的構(gòu)成要素包括烴源物質(zhì)、空間展布、熱演化史及疊置關(guān)系等4個(gè)方面，地質(zhì)歷史中烴灶的構(gòu)成要素會(huì)發(fā)生變化[14]。烴灶的識(shí)別可通過(guò)疊合源巖層的有機(jī)相圖和成熟度圖來(lái)實(shí)現(xiàn)，其供烴能力可以用烴灶評(píng)價(jià)指數(shù)，即烴源巖厚度(h)和有機(jī)碳含量(TOC)的乘積來(lái)考量[15-16]。這種方法對(duì)于單旋回盆地內(nèi)埋藏史和生烴史相對(duì)簡(jiǎn)單的干酪根烴灶的表征是可行的，但對(duì)于像四川盆地這種多旋回疊合盆地，成烴—成藏過(guò)程非常復(fù)雜、特別是成藏期相對(duì)于烴源巖主生排烴期嚴(yán)重滯后、而主要烴源并非來(lái)自于干酪根熱解供烴而更多來(lái)自于早期古油藏的裂解，在這種情況下，傳統(tǒng)的烴灶概念和分析方法顯然不能完整地刻畫(huà)烴灶的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程。因此，鐘寧寧等[7]和趙文智等[16]結(jié)合我國(guó)中西部大型多旋回疊合盆地的實(shí)際，對(duì)烴灶概念的內(nèi)涵進(jìn)行了擴(kuò)展，認(rèn)為早期聚集的古油藏和/或者儲(chǔ)層中的液態(tài)烴在后期的深埋過(guò)程中裂解成氣，成為晚期天然氣聚集成藏的主要烴源，這種早期的古油藏是不同于源巖干酪根的另外一種烴源形式，它也應(yīng)該屬于烴灶的范疇，并稱(chēng)之為油灶。本文采用了圖2所示的烴灶概念模型。在烴灶分析中應(yīng)用TSM盆地模擬軟件，模擬關(guān)鍵時(shí)刻烴源層底面的Ro、生烴強(qiáng)度、排烴強(qiáng)度、古地貌和流體勢(shì)等參數(shù)，對(duì)干酪根烴灶用排烴強(qiáng)度來(lái)評(píng)價(jià)其供烴能力，將排烴強(qiáng)度大于0.1×106t/km2的區(qū)域認(rèn)為是有效烴灶范圍；通過(guò)古地貌、流體勢(shì)的分析，結(jié)合當(dāng)時(shí)儲(chǔ)層的發(fā)育和分布，預(yù)測(cè)油氣運(yùn)聚的方向，從而推斷古油藏的概率分布，最終給出關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)上干酪根烴灶、古油灶的分布，實(shí)現(xiàn)對(duì)烴灶動(dòng)態(tài)演化的連續(xù)刻畫(huà)和定位。研究中的基礎(chǔ)圖件和資料引自中國(guó)石化科技部項(xiàng)目“四川盆地及周緣下組合天然氣成藏條件與區(qū)帶評(píng)價(jià)”報(bào)告。生排烴參數(shù)采用秦建中等[17]腐泥型硅質(zhì)巖生排烴曲線(xiàn)。

圖2 烴灶概念模型及演變示意據(jù)鐘寧寧等[7]修改。

2.2 烴灶演化

導(dǎo)致疊合盆地多期生烴、多期成藏的驅(qū)動(dòng)機(jī)制在于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的旋回性。四川盆地的成藏期與主要構(gòu)造運(yùn)動(dòng)幕次在時(shí)間上相當(dāng)吻合[18]。

2.2.1 加里東期(-C-S)烴灶演化與分布

中上寒武統(tǒng)、奧陶系、志留系的加積促成了下寒武統(tǒng)牛蹄塘組烴源巖的熱演化。志留紀(jì)末，下寒武統(tǒng)烴源層底面埋深為500～4 000 m(剝蝕后)，對(duì)應(yīng)的Ro為0.8%～1.0%，呈東高西低的分布特征(圖3a)；以生油為主，排烴強(qiáng)度(0.1～5)×106t/km2，以資陽(yáng)—宜賓—赤水一帶、盆地東緣的秀山—利川一帶和川東北盆緣一帶最高，僅川中地區(qū)、川西地區(qū)排烴強(qiáng)度小于0.1×106t/ km2。因此，除川中、川西地區(qū)外，其他地區(qū)都是有效烴灶范圍(圖4a)。在古構(gòu)造背景下，資陽(yáng)—宜賓烴灶所排出的烴類(lèi)主要向樂(lè)山—龍女寺古隆起、川西南鼻凸、黔中古隆起北斜坡運(yùn)聚；來(lái)自川東烴灶的烴類(lèi)主要向黔中古隆起運(yùn)聚，其次向川東斜坡帶運(yùn)聚；而川東北烴灶生成的油主要向漢中—神農(nóng)架古隆起運(yùn)聚，少量向樂(lè)山—龍女寺古隆起北斜坡運(yùn)聚(圖4b)。

圖3 四川盆地不同時(shí)期牛蹄塘組底面埋深和成熟度分布

圖4 四川盆地志留紀(jì)末牛蹄塘組烴灶分布及油氣運(yùn)聚趨勢(shì)

2.2.2 海西期(D-P)烴灶演化與分布

加里東運(yùn)動(dòng)后，從泥盆紀(jì)開(kāi)始，四川盆地主體屬于臺(tái)內(nèi)拗陷—臺(tái)內(nèi)斷陷盆地，(熱)體制的轉(zhuǎn)換及不均衡沉降，上覆地層(主要為二疊系)厚度橫向不均，導(dǎo)致了牛蹄塘組烴源巖熱演化的差異。

二疊紀(jì)末，牛蹄塘組烴源巖埋深在樂(lè)山—龍女寺古隆起較小，在1 000～1 500 m之間，埋深較大的地區(qū)主要在川南(>4 000 m)、渝東(>6 000 m)和川東北(>3 000 m)。在川南區(qū)烴源巖主體處于高成熟演化階段，局部達(dá)過(guò)成熟演化階段，以生成凝析油、濕氣為主，同處于高成熟演化階段的還有渝東深埋區(qū)；盆內(nèi)其他廣大地區(qū)成熟度在1.0%～1.2%之間，處于生油高峰期(圖3b)。這階段生烴和排烴中心仍然位于資陽(yáng)—宜賓—赤水、彭水—秀山和川東北地區(qū)。資陽(yáng)—宜賓—赤水地區(qū)排烴強(qiáng)度為(0.5～3.0)×106t/km2，秀山地區(qū)排烴強(qiáng)度(0.5～>4.0)×106t/km2，供烴能力最強(qiáng)，為2個(gè)主要的烴灶；川東北區(qū)排烴中心位于建始—城口東側(cè)，排烴強(qiáng)度(0.5～1.0)×106t/km2(圖5a)。海西末期構(gòu)造格局與加里東晚期基本相似，油氣運(yùn)聚格架也與加里東晚期基本相同(圖5b)。

2.2.3 印支期(T)烴灶演化與分布

(1)早印支期(T2)烴灶演化與分布。隨著中下三疊統(tǒng)沉積蓋層的疊加，至中三疊世末，牛蹄塘組底面埋深：樂(lè)山—龍女寺古隆2 000～3 000 m，在川南坳陷4 000～4 600 m，川東北坳陷5 000～7 000 m；對(duì)應(yīng)的烴源巖成熟度：樂(lè)山—龍女寺古隆起處于高成熟階段(Ro為1.3%～1.8%)，以生凝析油、濕氣為主；川南區(qū)最高，普遍達(dá)過(guò)成熟階段(Ro為2.0%～3.6%)，以生干氣為主；川西坳陷北段烴源巖不發(fā)育，但演化程度相對(duì)較高，達(dá)高—過(guò)成熟階段；川東瀘州—開(kāi)江古隆起演化程度較低，處于高成熟早期，向兩側(cè)逐漸增大，向東達(dá)過(guò)成熟早期演化階段；川東北演化程度最低，處于生油高峰晚期(圖3c)。盡管烴源巖生排烴中心仍然位于資陽(yáng)—宜賓—赤水、彭水—秀山和川東北地區(qū)，但在經(jīng)歷了加里東期、海西期生排烴后，烴源巖的生排烴強(qiáng)度較海西期已開(kāi)始降低(圖6a)。這一時(shí)期盆地的古構(gòu)造面貌較前期發(fā)生了明顯變化，隨著瀘州—開(kāi)江古隆起的“崛起”，開(kāi)始表現(xiàn)出“大隆大坳”的構(gòu)造格局。川南烴灶所生成的烴類(lèi)主要向樂(lè)山—龍女寺古隆起運(yùn)移，其次向黔中隆起北斜坡運(yùn)聚；渝東區(qū)生成的烴類(lèi)部分向?yàn)o州—開(kāi)江古隆起、部分向漢中—神農(nóng)架繼承性古隆起運(yùn)移(圖6b)。

圖5 四川盆地二疊紀(jì)末牛蹄塘組烴灶分布及油氣運(yùn)聚趨勢(shì)

圖6 四川盆地早中三疊世末期牛蹄塘組烴灶分布及油氣運(yùn)聚趨勢(shì)

(2)晚印支期(T3)烴灶演化與分布。晚印支期由于盆地體制的改變，在盆地周邊、造山帶前緣快速沉降，致使下寒武統(tǒng)烴源巖埋藏格局發(fā)生了較大變化，川西北、川東北、川東、川南埋深較大(>5 000 m)，川中及其西南地區(qū)埋藏較淺。對(duì)應(yīng)的烴源巖演化程度：宜賓烴源巖最高(Ro最高達(dá)3.5%)，普遍達(dá)過(guò)成熟演化階段，湘鄂西區(qū)也普遍達(dá)過(guò)成熟演化階段，以生氣為主，川東北演化程度相對(duì)較低，處于高成熟演化階段，以生凝析油、濕氣為主。由于前期持續(xù)的“熱損耗”，烴源巖中干酪根生、排烴強(qiáng)度大大降低，排烴強(qiáng)度在0.1×106t/km2左右，僅僅在資陽(yáng)—宜賓—赤水、彭水—秀山和川東北3個(gè)烴源巖厚度中心排烴強(qiáng)度在(0.5～1)×106t/km2(圖7a)。油氣運(yùn)聚方向：資陽(yáng)—宜賓烴灶中心油氣運(yùn)移指向黔中隆起北斜坡和川中隆起及川西南鼻凸；彭水—秀山烴灶中心油氣運(yùn)移指向黔中隆起，少量向?yàn)o州—開(kāi)江古隆起運(yùn)移，川東北烴灶中心與繼承性臺(tái)緣隆起相疊合，就近捕獲聚集(圖7b)。

2.2.4 早燕山期(J)烴灶演化與分布

侏羅紀(jì)前陸盆地沉降中心主要分布于川東北區(qū)和川東區(qū)，受此影響，下寒武統(tǒng)烴源巖埋深在川西、川北、川東較大，川西埋深7 500～8 000 m，川東北埋深8 500～9 500 m，川東埋深8 500～11 000 m；在川中往川西南埋深由7 000 m變淺至4 200 m。對(duì)應(yīng)于烴源巖演化程度，除川中略低、處于過(guò)成熟中期外，其他地區(qū)演化程度多達(dá)到過(guò)成熟晚期(Ro>3.0%)，干酪根生烴潛力近乎衰竭，有限生烴以干氣為主(圖3d)。大部分地區(qū)排烴強(qiáng)度為(0.01～0.1)×106t/km2，有效烴灶范圍大幅縮小，雖然在湘鄂西區(qū)排烴強(qiáng)度相對(duì)較高，但所生烴類(lèi)主要向東運(yùn)移，對(duì)四川盆地貢獻(xiàn)甚微(圖8)。在此深度和地溫條件下，早期排出液態(tài)烴或古油藏也在儲(chǔ)層中完成了從液態(tài)油向氣態(tài)烴的裂解轉(zhuǎn)化，牛蹄塘組烴源巖有效烴灶由干酪根灶轉(zhuǎn)化為古油灶。

圖7 四川盆地晚三疊世末牛蹄塘組烴灶分布及油氣運(yùn)聚趨勢(shì)

圖8 四川盆地侏羅紀(jì)末牛蹄塘組烴灶分布及油氣運(yùn)聚趨勢(shì)

2.3 古油灶分布預(yù)測(cè)

鑒于四川盆地海相天然氣具有晚期成藏(一般認(rèn)為在喜馬拉雅期)的特點(diǎn)，成藏的有效烴源主要來(lái)自古油灶。因此確定古油藏的位置，成為勘探中烴源條件分析的關(guān)鍵。

油氣藏形成是與烴源巖主要生排烴期相關(guān)的，包括儲(chǔ)層、蓋層、圈閉、輸導(dǎo)體系等多要素構(gòu)成的概率事件。來(lái)自主要產(chǎn)層的天然氣組分、濃縮輕烴、烷烴系列碳同位素、甲乙烷氫同位素等特征參數(shù)的對(duì)比表明，四川盆地陸相層系(T3x-J)、海相上組合(P-T2)、海相下組合(S-P1和Z2-S)分屬于不同的成礦系統(tǒng)[15]，其中Z2-S成藏組合的主要烴源來(lái)自下寒武統(tǒng)的牛蹄塘組烴源巖[19-20]。牛蹄塘組烴源巖的主要生排烴期即加里東期和海西期就是以牛蹄塘組為主要烴源的古油藏的形成期。上震旦統(tǒng)燈影組儲(chǔ)層與牛蹄塘組泥質(zhì)巖蓋層，下寒武統(tǒng)龍王廟組儲(chǔ)層與下寒武統(tǒng)泥質(zhì)巖、中下寒武統(tǒng)膏鹽巖蓋層構(gòu)成下組合2套有效成藏組合。

加里東未期和海西末期牛蹄塘組有效烴灶主要分布于資陽(yáng)—宜賓、秀山—彭水和川東北盆緣一帶。按油氣運(yùn)移分隔槽劃分，分為川西(Ⅰ)、川西北(Ⅱ)、川東北(Ⅲ)、川中(Ⅳ)、川南(Ⅴ)和川西南(Ⅵ)6個(gè)油氣運(yùn)聚單元，其中川中油氣運(yùn)聚單元按有效烴灶的位置可進(jìn)一步分為3個(gè)運(yùn)聚區(qū)(Ⅳ-1、Ⅳ-2、Ⅳ-3)，其邊界的確定主要是依據(jù)油氣運(yùn)移距離(一般小于100 km)[13]。各運(yùn)聚單元內(nèi)油氣成藏概率系數(shù)=烴源條件×儲(chǔ)層條件×構(gòu)造條件×蓋層條件，不同運(yùn)聚單元各要素條件差異導(dǎo)致成藏概率的不同。因此，對(duì)各要素給出賦值標(biāo)準(zhǔn)(表1)后，通過(guò)對(duì)要素的逐項(xiàng)分析，可以確定古油藏形成的概率，進(jìn)而預(yù)測(cè)古油灶的分布。

表1 四川盆地下組合Z2-S 成藏組合、成藏要素賦值

2.3.1 燈影組古油灶概率分布

川西油氣運(yùn)聚單元(Ⅰ)因缺乏有效烴源巖，沒(méi)有油氣的生成與運(yùn)聚。

川西北油氣運(yùn)聚單元(Ⅱ)烴源巖條件差，僅北部排油強(qiáng)度(0.1～0.5)×106t/km2，排油量較低；燈影組儲(chǔ)層北部屬Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層，其他地區(qū)均屬Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層，從源—儲(chǔ)配置看，北部小范圍成藏概率系數(shù)較高，往南西逐漸變差。

川東北油氣運(yùn)聚單元(Ⅲ)烴源巖排油強(qiáng)度(0.1～4.0)×106t/km2，運(yùn)聚方向主要是漢中—神農(nóng)架臺(tái)緣隆起；運(yùn)聚單元內(nèi)燈影組儲(chǔ)層多屬Ⅰ類(lèi)；米倉(cāng)山及其南斜坡成藏概率最大，其次為萬(wàn)源—利川臺(tái)緣斜坡帶，其他地區(qū)成藏概率較低。

川中油氣運(yùn)聚單元(Ⅳ)可分為3個(gè)子區(qū)，其中川中北部油氣運(yùn)聚區(qū)(Ⅳ-1)有效供烴(排烴強(qiáng)度大于0.1×106t/km2)區(qū)范圍小，油氣運(yùn)移方向主要由北向南；燈影組儲(chǔ)層在運(yùn)聚單元內(nèi)主要為Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層，不利于油氣的聚集。川中東部油氣運(yùn)聚區(qū)(Ⅳ-2)有效供烴區(qū)位于四川盆地外，烴源巖排油強(qiáng)度(0.1～0.5)×106t/km2；燈影組儲(chǔ)層主要為Ⅰ-Ⅱ類(lèi)，有利于形成油氣聚集，利1井燈影組廣泛分布的儲(chǔ)層瀝青證實(shí)了這一點(diǎn)。川中西南油氣運(yùn)聚區(qū)(Ⅳ-3)排油強(qiáng)度最高[(0.1～>6.0)×106t/km2]，供烴面積最大；隆起高部位燈影組儲(chǔ)層屬Ⅰ類(lèi)儲(chǔ)層，斜坡區(qū)發(fā)育Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層，均有利于油氣聚集；自深1井—榮縣—永川一帶以南，儲(chǔ)層發(fā)育相對(duì)較差，且處于構(gòu)造低部位，油氣聚集概率較低。

川南油氣運(yùn)聚單元(Ⅴ)烴源巖排油強(qiáng)度分布于(0.1～>6.0)×106t/km2，油氣主要從南向北向黔中古隆起運(yùn)移。燈影組儲(chǔ)層在構(gòu)造低部位以Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層為主，高部位則為Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層，形成油灶的概率差異較大。

川西南油氣運(yùn)聚單元(Ⅵ)烴源巖排油強(qiáng)度分布于(0.1～>6.0)×106t/km2；油氣主要由東向西運(yùn)移。區(qū)內(nèi)燈影組不乏Ⅰ-Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層，有利于油氣聚集。

圖9給出了海西期末燈影組儲(chǔ)層油氣聚集的概率分布，其中概率值大于0.2的區(qū)域就是古油灶分布概率高的地區(qū)。

2.3.2 龍王廟組古油灶概率分布

龍王廟組古油藏形成的烴源條件與燈影組相似，差異主要體現(xiàn)在儲(chǔ)層及蓋層條件上。

川西油氣運(yùn)聚單元因缺乏有效烴源巖，且龍王廟組因加里東末期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)被剝蝕殆盡，油氣聚集的概率極低。

圖9 四川盆地下組合燈影組古油藏或油灶概率分布

川西北油氣運(yùn)聚單元龍王廟組儲(chǔ)、蓋層條件較差，成藏概率系數(shù)較低。

川東北油氣運(yùn)聚單元其西北部?jī)?chǔ)、蓋層條件較差，成藏概率系數(shù)低，但其南東部龍王廟組發(fā)育Ⅰ、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層，中下寒武統(tǒng)膏鹽巖蓋層發(fā)育，有利于油氣聚集成藏，成藏概率系數(shù)較高。

川中油氣運(yùn)聚單元的北部油氣運(yùn)聚區(qū)(Ⅳ-1)油氣成藏條件與川西北區(qū)相似，不利于油氣成藏。川中東部油氣運(yùn)聚區(qū)(Ⅳ-2)盡管有較好的儲(chǔ)層發(fā)育，且蓋層條件優(yōu)越，但供烴條件較差，也不利于油氣成藏。川中西南油氣運(yùn)聚區(qū)隆起高部位儲(chǔ)層發(fā)育，以Ⅰ、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層為主，但膏鹽巖蓋層發(fā)育欠佳，為較有利油氣成藏區(qū)。往南的斜坡帶，儲(chǔ)層、膏鹽巖蓋層均發(fā)育，為最有利油氣運(yùn)聚帶。

川南油氣運(yùn)聚單元(Ⅴ)構(gòu)造低部位儲(chǔ)層以Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層為主，不利于油氣成藏；其南部斜坡區(qū)儲(chǔ)層屬Ⅱ類(lèi)，膏鹽巖蓋層發(fā)育，成藏概率較大。

川西南油氣運(yùn)聚單元(Ⅵ)構(gòu)造低部位成藏條件與川南油氣聚集單元構(gòu)造低部位相似，成藏系數(shù)低，不利于油氣成藏；而其南北兩側(cè)及其西斜坡及構(gòu)造高部位，龍王廟組儲(chǔ)層屬Ⅰ、Ⅱ類(lèi)，且膏鹽巖蓋層發(fā)育，成藏概率較高。

圖 10 給出了海西期末龍王廟組油氣成藏的概率分布，其中概率值大于0.2 的區(qū)域就是古油灶分布概率高的地區(qū)。

3 結(jié)論

四川盆地下古生界牛蹄塘組烴源巖經(jīng)歷了從加里東期(志留紀(jì)末)低熟—海西期(二疊紀(jì)末)成熟—早印支期(中三疊世末)高熟—晚印支—早燕山期(晚三疊—早中侏羅世)過(guò)熟的熱演化史，其生、排烴高峰為加里東末期—早印支期，烴灶中心位于川西南資陽(yáng)—宜賓—赤水、盆地東緣的秀山—利川和川東北盆緣一帶；晚三疊世開(kāi)始，伴隨烴源巖普遍達(dá)到過(guò)成熟，且由于前期大量的生排烴，干酪根烴灶的供烴能力逐漸衰竭，取而代之的是前期形成的古油藏(古油灶)的接力供烴，成為晚期成藏的主要烴源。資陽(yáng)—重慶—宜賓及盆地南緣、北緣和東北緣是古油灶分布概率最高的地區(qū)。鄰近古油灶范圍是下古生界Z2-S成藏組合勘探的有利區(qū)帶 。

圖10 四川盆地下組合龍王廟組古油藏或油灶概率分布

油氣藏形成是包括烴源、儲(chǔ)層、蓋層、圈閉、輸導(dǎo)體系等多要素匹配構(gòu)成的概率事件，且油氣具有容易運(yùn)移和散失的特點(diǎn)，準(zhǔn)確定位油氣藏特別是古油藏非常困難。但由于古油灶在晚期成藏中主力烴源的地位，因此古油藏定位成為烴灶動(dòng)態(tài)分析描述中不可回避的問(wèn)題。本文對(duì)此進(jìn)行了嘗試，有些方面尚待進(jìn)一步完善。

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(編輯 徐文明)

Dynamic evolution of the hydrocarbon kitchen in the Lower Cambrian, Sichuan Basin

Liu Guangxiang, Luo Kaiping, Zhang Changjiang, Guan Honglin, Cao Qinggu, Chen Yongfeng

(WuxiResearchInstituteofPetroleumGeology,SINOPEC,Wuxi,Jiangsu214126,China)

The Lower Paleozoic marine source rocks in the Sichuan Basin became mature during the early stage and are over mature now. The hydrocarbon kitchen changed from a kerogen pyrolysis type to an ancient oil reservoir cracking type, resulting in successive hydrocarbon supply, which controlled hydrocarbon accumulation in the Lower Paleozoic highly mature and over mature strata. As a result, the analysis and accurate identification of the dynamic evolution of hydrocarbon kitchen is fundamental for exploration. We studied the tectonic, sedimentary evolution and thermal systems in the Sichuan Basin, and described the distribution of the kerogen type hydrocarbon kitchen in the Lower Cambrian Niutitang Formation using a TSM basin modelling system, based on the burial, thermal evolution and hydrocarbon generation histories of source rocks. We also identified the location of the ancient oil kitchen and dynamically traced the hydrocarbon kitchen using an accumulation probability method, combined with the analyses of ancient structure, fluid potential and effective reservoir. The Niutitang source rocks generated and discharged hydrocarbon during the Caledonian and Hercynian periods, and the kitchen center was found in Ziyang, Yibin, and Chishui in the southwest, Xiushan and Lichuan in the east, and in the northeastern margin of the Sichuan Basin. At the end of Late Indosinian, most source rocks were over mature and had expelled a large amount of hydrocarbon. Ancient oil kitchens took the role of hydrocarbon supply instead of kerogen pyrolysis kitchens, and were found mainly in Ziyang, Chongqing, Yibin and the southern, northern, and northeastern margins of the basin.

hydrocarbon kitchen; dynamic evolution; hydrocarbon generation and reservoir formation; Lower Cambrian; Sichuan Basin

1001-6112(2017)03-0295-09

10.11781/sysydz201703295

2016-02-25；

V2017-04-20。

劉光祥(1969—)，男，博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，從事含油氣盆地分析研究。E-mail：liugx.syky@sinopec.com。

中國(guó)石化科技部項(xiàng)目(P11087)資助。

TE122.11

A