羅開平，曹清古，彭金寧，李龍龍，曾華盛，張 宏

(1.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫 214126；2.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

德陽—武勝(前人稱之為鹽亭—蓬溪或者鹽亭—潼南)和廣元—開江—梁平海槽是在二疊紀Pangaea大陸裂解、處于東特提斯洋的華南板塊因外圍南秦嶺洋打開、松潘—甘孜邊緣海擴張和金沙江—哀牢山洋盆的拉張背景下[1-6]，在上揚子地塊西北緣于晚古生代中晚期—早中生代形成的2個拉張槽(圖1)[7-10]，兩者均大致呈北西—南東約45°走向、西部寬往盆內(nèi)逐漸變窄的平面形態(tài)特征，但兩者的規(guī)模、形成時期存在差別[9,11]。20世紀90年代后期以來，隨著川東北地區(qū)礁灘相油氣藏勘探的進展，借助高精度三維地震及鉆井資料，實現(xiàn)了對廣元—開江—梁平拉張槽結(jié)構(gòu)和地層層序的精細刻畫，其“槽生緣儲(聚)”的源—儲配置/成藏模式，成就了普光、元壩、龍崗等一批大中型氣田，呈現(xiàn)了一個超大型油氣聚集帶[12-13]。相比而言，德陽—武勝拉張槽認識程度和油氣發(fā)現(xiàn)均不及開江—梁平拉張槽。近年來中國石油在德陽—武勝拉張槽東段川中合川—磨溪地區(qū)取得了長興組礁灘相勘探的突破，使得勘探家對于該構(gòu)造帶整體油氣前景充滿期待。作者基于前人的認識和勘探成果，結(jié)合川西地區(qū)地球物理及地表地質(zhì)資料，從德陽—武勝拉張槽(西段)的結(jié)構(gòu)及沉積充填特征等方面，探討了有利勘探領(lǐng)域及方向。

圖1 四川盆地及鄰區(qū)晚二疊世長興期構(gòu)造—沉積格局[7]Fig.1 Structural-sedimentary pattern of Late Permian Changxing period in Sichuan Basin and adjacent area

1 德陽—武勝拉張槽構(gòu)造特征

德陽—武勝拉張槽早期被認為是一個北西向的臺凹或者臺內(nèi)盆地[11]。從普光氣田發(fā)現(xiàn)以后，羅志立等[4]基于對開江—梁平海槽的認識，結(jié)合其形成的構(gòu)造背景分析，預(yù)測在川西綿竹—中江地區(qū)還存在一個與開江—梁平相似的構(gòu)造沉積單元。之后中國石油在川中地區(qū)發(fā)現(xiàn)蓬溪—武勝臺洼，并向西北延伸與綿竹—中江海槽相連，羅志立等將之統(tǒng)稱為綿竹—蓬溪—武勝拗拉槽[4-5,11]。近幾年隨著地球物理資料對四川盆地深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)的清晰揭示，劉樹根等[9]對于早古生代和晚古生代幾個大型沉降單元開展了系統(tǒng)的研究，提出了“拉張槽”的概念，并表述為“克拉通內(nèi)的凹陷，它是巖石圈拉張演化序列中形成的第一個構(gòu)造單元”。拉張槽在地質(zhì)和地球物理上顯示非常少的地殼拉張的證據(jù)，鮮見到明顯的張性斷裂，但發(fā)生了長時間的凹陷型沉降作用[9]。開江—梁平和德陽—武勝拉張槽屬于地殼弱伸展作用下構(gòu)造沉積分異形成的拉張槽。

四川盆地上二疊統(tǒng)長興組，由于沉積環(huán)境不同，淺水臺地相區(qū)沉積速率大于深水相區(qū)，導(dǎo)致深水相區(qū)的地層厚度較鄰區(qū)臺地相區(qū)明顯減薄，拉張槽中央與其兩側(cè)邊緣地層厚度差異更加明顯，使得拉張槽在橫剖面上表現(xiàn)出明顯的槽狀結(jié)構(gòu)特征[14]。磨溪1井—女基井—廣3井連井對比剖面揭示了長興組厚度的橫向變化(圖2)。在潼南地區(qū)，處于拉張槽中央的潼4井長興組厚約77 m，比位于臺緣帶的磨溪、王家地區(qū)長興組(厚120 m)薄約50 m；同樣處于深水相帶的華西1井長興組厚約120 m，比其兩側(cè)臺緣帶的淶1井(長興組厚190 m)、廣3井(長興組厚220 m)要薄將近100 m。長興組厚度平面分布圖清晰反映了德陽—武勝拉張槽的范圍(圖3)。

在川西地區(qū)，將過永勝1井、關(guān)基井、元壩1井的地震剖面沿龍?zhí)督M底拉平，龍?zhí)督M+長興組地層厚度清楚地揭示了德陽—武勝拉張槽的“槽狀結(jié)構(gòu)特征”，將之與廣元—開江—梁平拉張槽對比，兩者在規(guī)模和結(jié)構(gòu)上有明顯的差別(圖4a)。廣元—開江—梁平拉張槽深度及邊緣坡度均較德陽—武勝拉張槽大。同時，根據(jù)地震剖面上二疊系地層厚度的變化(圖4b)，揭示了2個拉張槽形成時間的差異：廣元—開江—梁平拉張槽從茅口組沉積晚期開始發(fā)育，長興期為其鼎盛時期，而德陽—武勝拉張槽主要形成于長興期。

圖2 四川盆地磨溪1井—女基井—廣3井長興組連井對比剖面剖面位置見圖3A-A′剖面。Fig.2 Cross section of Changxing Formation through wells Moxi 1, Nüji and Guang 3, Sichuan Basin

圖3 四川盆地上二疊統(tǒng)長興組地層厚度示意Fig.3 Strata thickness of Upper Permian Changxing Formation, Sichuan Basin

圖4 四川盆地德陽—武勝拉張槽和開江—梁平拉張槽結(jié)構(gòu)對比剖面剖面位置見圖3。Fig.4 Structural profile of Deyang-Wusheng and Kaijiang-Liangping intracratonic sags, Sichuan Basin

2 德陽—武勝拉張槽長興組沉積特征

晚二疊世長興組沉積期，四川盆地總體表現(xiàn)為由西南向北東的區(qū)域性緩坡，依次發(fā)育陸相濱岸沼澤、海陸交互相混積臺地、海相碳酸鹽巖開闊臺地、臺地邊緣、斜坡及深水陸棚，西南部的康滇古陸是盆地的主要物源區(qū)[14]。周圍洋盆擴張所形成的弱拉張導(dǎo)致的構(gòu)造沉積分異，在四川盆地及鄰區(qū)自西往東形成了德陽—武勝、廣元—開江—梁平和城口—鄂西3個近北西向的拉張槽。在前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合鉆井、地表剖面單井沉積相和地震相分析，編制了四川盆地及鄰區(qū)長興組沉積時期巖相古地理圖(圖5)。德陽—武勝拉張槽在平面上表現(xiàn)出明顯的沉積相的分異，臺緣帶和拉張槽內(nèi)部具有不同的沉積充填特征。

在德陽—武勝拉張槽，關(guān)基井和廣探2井代表了拉張槽內(nèi)長興組的沉積充填特征。關(guān)基井長興組巖性為深灰色含泥質(zhì)泥晶灰?guī)r、含生屑泥晶灰?guī)r夾燧石和泥質(zhì)條帶，生物稀少且個體較小，以骨針、鈣球為主，其余為小型有孔蟲、介形蟲、腕足類等，零星可見柯蘭尼蟲，且生物多硅化；廣探2井長興組三段含有大量骨針，鏡下見到生屑定向排列、生屑漂浮于泥、瀝青中，硅質(zhì)交代生屑等。兩者均反映了較深水沉積環(huán)境。拉張槽兩側(cè)臺緣帶長興組表現(xiàn)出與槽內(nèi)完全不同的巖性特征：在其西側(cè)磨溪—中江地區(qū)，因受陸源碎屑物源影響，生物礁不發(fā)育，以發(fā)育生屑灘為主，厚度較小，如磨溪1井。拉張槽東側(cè)廣安—公山廟臺緣帶長興組地層厚度較大，頂部發(fā)育生物礁。廣3井生物礁厚度約為63.5 m，下部礁基厚約8.5 m，為灰色生屑泥粒—顆?；?guī)r，上部有白云石化，巖性致密少孔；其上為礁核，厚約40.83 m，為生屑顆粒灰?guī)r、晶粒云巖間互層，白云巖溶孔、溶洞發(fā)育，且下部較上部更發(fā)育，該段頂部為塊狀礁骨架巖，生物非常發(fā)育，主要造礁生物有各種海綿、水螅以及苔蘚蟲、管殼石、硬海綿、古石孔藻等；再上面為礁蓋，厚約15 m，巖性主要為灰質(zhì)白云巖(圖6a)[14]。

圖5 四川盆地及鄰區(qū)晚二疊世長興期巖相古地理及沉積相分布Fig.5 Lithofacies paleogeography and sedimentary facies of Late Permian Changxing period in Sichuan Basin and adjacent area

在德陽—武勝拉張槽西段的江油(武引大壩)—北川(通口)—安縣(曉壩)一帶，長興組出露為一套厚層狀砂屑、生屑灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r等，局部含有大量的珊瑚、海百合莖、腹足等化石，出露厚度50～100 m(圖6b，圖7)，代表了臺緣帶高能灘相的沉積[15-16]。永勝1井鉆遇長興組厚度約61 m，主要為一套淺灰色生物灰?guī)r、含生屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r，含有豐富的蟲筳、有孔蟲等生物化石，見有輕微白云巖化，反映了臺內(nèi)灘相沉積環(huán)境(圖6c，圖7)。而在綿竹(天池)和都江堰(高橋)剖面上，長興組以深灰色微晶灰?guī)r為主，夾薄層硅質(zhì)巖、含硅質(zhì)泥巖和碳質(zhì)頁巖(圖6d，圖7)，反映了較深水沉積環(huán)境，同時說明拉張槽往西與廣海是連通的。

在龍寶梁三維工區(qū)，借助連片處理高精度三維地震資料，通過井約束，長興組頂、底界分別為一個強波峰、波谷反射，長興組地層厚度40～150 m(圖3)。在工區(qū)中央對應(yīng)于地層厚度大于70 m的范圍內(nèi)存在一個北西向的地震異常帶。該異常在地震波形及屬性上表現(xiàn)為底平頂凸、振幅減弱、頻率降低、相位增多(多出半個波谷)、橫向上地層明顯加厚等特征，與元壩地區(qū)生物礁地震反射特征非常相似，我們認為它是臺緣生物礁的反映(圖8)。在二維地震剖面上，臺緣礁灘相反射特征同樣明顯，只是規(guī)模上要小于元壩地區(qū)。

3 德陽—武勝拉張槽西段長興組關(guān)鍵成藏要素與有利區(qū)帶

德陽—武勝與開江—梁平作為2個具有相同構(gòu)造屬性(拉張槽/海槽/陸棚)和相似結(jié)構(gòu)的構(gòu)造—沉積單元，后者已被證實為一個超大型的油氣富集帶。盡管中國石油在德陽—武勝拉張槽東段的合川—磨溪地區(qū)取得了一些油氣發(fā)現(xiàn)，磨溪1井和板東4井在長興組獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流，但勘探和認識程度較開江—梁平海槽要低，特別是其西段勘探程度更低，目前僅有永勝1井揭示了長興組。

圖6 四川盆地及鄰區(qū)典型鉆井和野外剖面上二疊統(tǒng)長興組巖性及沉積相剖面Fig.6 Lithologic and sedimentary facies profile of Upper Permian Changxing Formation in Sichuan Basin and adjacent area

圖7 四川盆地上二疊統(tǒng)長興組野外巖石照片F(xiàn)ig.7 Outcrop rock photos of Upper Permian Changxing Formation, Sichuan Basin

從烴源條件看，長興組下伏的中、上二疊統(tǒng)發(fā)育3套烴源巖[17]：龍?zhí)督M主要發(fā)育潮坪—潟湖—陸棚相泥質(zhì)烴源巖，厚度20～60 m，平均TOC含量2%～3%，磨溪1井和板東4井的長興組天然氣就來自于龍?zhí)督M烴源巖；茅口組烴源巖是以臺地/臺洼相泥灰?guī)r、微晶灰?guī)r為主的碳酸鹽巖，厚度50～100 m，平均TOC含量達0.7%；棲霞組烴源巖以臺地相含泥質(zhì)灰?guī)r、微晶灰?guī)r為主，厚度20 m左右，平均TOC含量達0.6%～0.7%[18]。3套烴源巖累計的排烴強度達到(15～25)×108m3/km2，具備形成大型氣田的烴源基礎(chǔ)[19]。此外，拉張槽內(nèi)部長興組深水相硅質(zhì)泥巖、碳質(zhì)泥巖、碳質(zhì)頁巖也具有很高的TOC含量，如綿竹天池剖面中，長興組地層厚60 m，其中中下部黑色碳質(zhì)泥巖、含硅質(zhì)泥巖達到了48 m，TOC含量在0.7%～1.5%之間，平均TOC含量1.3%，這是一套潛在的好烴源巖層。

圖8 四川盆地龍寶梁三維工區(qū)長興組地層厚度展布及礁體地震相特征 工區(qū)位置見圖3。Fig.8 Thickness distribution and seismic reef-face characteristics of Changxing Formation in Longbaoliang 3D work zone, Sichuan Basin

儲層條件上，永勝1井揭示了厚達24 m的臺內(nèi)生屑灘相生屑灰?guī)r裂縫性儲層，儲層白云巖化程度較低，但它不能真實反映臺緣礁灘相儲層的特征。從磨溪和板東地區(qū)鉆井揭示情況看，長興組儲層巖性以礁云巖、灰質(zhì)云巖為主，但灰?guī)r儲層也具有較好物性，測試獲得工業(yè)氣流的磨溪1井和淶1井儲層就分別為生屑灘相灰?guī)r、灰質(zhì)云巖和礁灰?guī)r，平均孔隙度分別達到5.67%和3.5%。另外，從淶1井和磨溪1井對比看，臺緣帶內(nèi)礁和礁后灘均發(fā)育有較好的儲層，前者以礁灰?guī)r儲層為主，測井孔隙度達4%，后者為灘相灰?guī)r、灰質(zhì)云巖儲層，孔隙度達到5.67%，且磨溪地區(qū)沿著臺緣帶走向發(fā)育多排的生屑灘，它是分布更為廣泛的儲層類型。在川西坳陷龍寶梁三維工區(qū)，借助地震屬性的綜合分析，預(yù)測長興組生物礁儲層厚度20～60 m，孔隙度5%～7%。

烴源巖和儲層在空間上形成“下生(P2q+P2m+P3l)—上儲(P3ch)”和“旁生(P3ch深水相含硅質(zhì)泥巖)—側(cè)儲(P3ch礁、灘)”2種源儲組合，這與普光元壩等氣田的源儲配置一致[20]。

因此，基于“原型控源、疊加改造控藏”[21]的選區(qū)評價思路，在現(xiàn)今盆地構(gòu)造框架下，針對烴源、儲層2個關(guān)鍵成藏要素，以龍?zhí)督M和長興組巖相古地理為背景(前者控制主要烴源巖發(fā)育，后者控制有利儲集相帶分布)，將德陽—武勝拉張槽及鄰區(qū)分為5個區(qū)帶，綜合考慮各區(qū)帶成藏地質(zhì)條件的差異性及鉆井揭示油氣顯示，優(yōu)選德陽—武勝拉張槽西段南部臺緣帶(Ⅳ區(qū)帶)為最有利區(qū)帶(表1，圖9)。

表1 四川盆地德陽—武勝拉張槽及鄰區(qū)區(qū)帶評價

圖9 四川盆地德陽—武勝拉張槽及鄰區(qū)區(qū)帶評價 圖中Ⅰ～Ⅴ所代表的區(qū)帶評價結(jié)果見表1。Fig.9 Zone evaluation of Deyang-Wusheng Intracratonic Sag in Sichuan Basin and adjacent area

4 結(jié)論

(1)德陽—武勝拉張槽是一個晚二疊世長興期的北西—南東向、西邊與廣海連通、向東南延伸到川中地區(qū)、具有槽狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)造—沉積單元。

(2)德陽—武勝拉張槽南北兩側(cè)臺緣帶發(fā)育長興組生物礁、生屑灘等高能相帶沉積，拉張槽內(nèi)則為相對深水的細粒沉積，臺緣帶地層較拉張槽槽內(nèi)明顯增厚。

(3)德陽—武勝拉張槽西段南部邊緣相帶發(fā)育長興組帶狀生物礁相儲層，與下伏中上二疊統(tǒng)(棲霞組+茅口組+龍?zhí)督M)烴源巖及拉張槽中央深水相長興組烴源巖構(gòu)成“下生上儲”、“旁生側(cè)儲”源儲組合。

(4)德陽—武勝拉張槽西段南部邊緣相帶是有利勘探領(lǐng)域，龍寶梁三維工區(qū)內(nèi)的長興組臺緣礁灘是近期勘探的有利目標。