徐春春 沈 平 楊躍明 趙路子 羅 冰 文 龍 陳 康 冉 崎 鐘 原 彭翰霖

1.中國石油西南油氣田公司 2.中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院

0 引言

川中古隆起是四川盆地形成最早、規(guī)模最大、延續(xù)時間最長、剝蝕幅度最大、覆蓋面積最廣的巨型隆起，其形成演化在很大程度上控制了盆地震旦系下古生界油氣成藏過程[1-3]。自威遠氣田發(fā)現(xiàn)之后的近40余年中，川中古隆起震旦系—下古生界油氣勘探一直處于探索階段[4]，直到2011年GS1井、MX8井獲得突破之后，高磨地區(qū)勘探整體推進，取得顯著成效。高磨地區(qū)位于現(xiàn)今古隆起高部位，表現(xiàn)為構(gòu)造圈閉氣藏，其以北地區(qū)（遂寧以北至蒼溪地區(qū)）為一個大的向北傾覆的單斜構(gòu)造（以下簡稱北斜坡）。在震旦紀—早古生代，高磨地區(qū)與北斜坡地區(qū)具有類似的構(gòu)造—沉積背景[1-4]，可能發(fā)育晚震旦世裂陷槽邊緣丘灘體及寒武紀古隆起控制下的臺內(nèi)顆粒灘。因此勘探工作者始終認為雖然震旦系—下古生界在現(xiàn)今北斜坡區(qū)處于構(gòu)造低部位，但依然存在巖性氣藏發(fā)育的可能性。2018年以來，中國石油天然氣集團有限公司（以下簡稱中石油）立足北斜坡上震旦統(tǒng)燈影組臺緣帶，同時兼顧多層系立體勘探，3年整體部署三維地震4 450 km2以及風險探井、預(yù)探井各2口。近期，風險探井PT1井于川中古隆起北斜坡燈二段獲得了重大突破（測試獲日產(chǎn)氣量121.89×104m3），JT1井在該古隆起北斜坡燈四段、下寒武統(tǒng)滄浪鋪組見到重要勘探新苗頭（燈四段解釋氣層100 m，滄一段解釋氣層14.5 m），進一步證實了川中古隆起震旦系—下古生界除高磨地區(qū)外，其北斜坡地區(qū)也具備形成規(guī)模大氣區(qū)的優(yōu)越條件。鑒于此，筆者圍繞川中古隆起北斜坡震旦系—下古生界，從多角度對其含油氣地質(zhì)條件進行了綜合研究，進一步評價分析其天然氣勘探潛力，以期為該古隆起后續(xù)勘探方向及部署思路提供參考和借鑒。

1 地質(zhì)背景

20 世紀70年代初，基于威遠鉆井、地震普查資料以及區(qū)域地震大剖面分析發(fā)現(xiàn)了川中古隆起，其在二疊紀前古地質(zhì)圖上古隆起形態(tài)清楚，軸線呈北東東向，核部在雅安一帶，自盆地西南向東北方向的南充地區(qū)依次剝蝕至震旦系、寒武系、奧陶系和志留系，以志留系全剝蝕區(qū)統(tǒng)計，古隆起面積達6.25×104km2（圖1）。古隆起現(xiàn)今表現(xiàn)為軸線呈北東向的鼻狀隆起，發(fā)育樂山、威遠和高石梯—磨溪等構(gòu)造高帶，向東北龍女寺—廣安地區(qū)傾伏。

震旦紀末期桐灣運動導(dǎo)致上揚子地區(qū)抬升，在此背景下四川盆地燈影組遭受到不同程度的剝蝕，其中資陽及西部地區(qū)剝蝕程度最大，已剝蝕至燈二段，盆地內(nèi)部大部分區(qū)域燈四段在不同程度上予以保留[5-7]。受志留紀末期加里東運動影響，川中古隆起核部磨溪構(gòu)造西部寒武系遭受剝蝕，二疊紀沉積前沿古隆起軸線由西向東寒武系剝蝕程度減弱，磨溪主體構(gòu)造及以東地區(qū)寒武系基本保存完整（圖1）。受龍門山褶皺沖斷帶逆沖推覆及川西前陸盆地快速沉降影響，該古隆起相對隆升幅度進一步擴大，軸線進一步向東南遷移，形成現(xiàn)今的隆起帶。在特殊的沉積、構(gòu)造背景影響下，四川盆地發(fā)育震旦系、寒武系等多套大面積分布的優(yōu)質(zhì)儲層[8-13]以及下寒武統(tǒng)筇竹寺組區(qū)域性的優(yōu)質(zhì)烴源巖[14-17]，源儲配置條件良好。

2 川中古隆起天然氣勘探新認識

2.1 較之于高磨地區(qū),川中古隆起北斜坡震旦系具備天然的沉積優(yōu)勢

根據(jù)取心及薄片資料可知，PT1、ZJ2井燈二段，JT1井燈四段發(fā)育臺緣丘灘體沉積，巖性以砂屑云巖、凝塊云巖為主（圖2），顆粒間以亮晶白云石膠結(jié)為特征，溶蝕孔洞較為發(fā)育，反映沉積期水體能量較強。進一步對PT1、ZJ2、JT1井進行井—震標定，結(jié)果顯示臺緣丘灘體厚度相對較大，燈二段丘灘體地震相表現(xiàn)為內(nèi)部斷續(xù)狀、雜亂弱反射的特征，而燈四段丘灘體地震相表現(xiàn)為波峰波谷數(shù)較多的亞平行或雜亂反射特征，地震識別特征較為明顯（圖3），其剖面位置如圖4所示。

為進一步明確自高磨地區(qū)向北斜坡方向臺緣沉積展布變化規(guī)律，結(jié)合二維、三維地震資料對燈二段、燈四段臺緣帶進行刻畫，可看出自高磨地區(qū)向北斜坡方向兩期臺緣帶空間展布特征發(fā)生了顯著變化，高磨地區(qū)燈二段、燈四段臺緣平面上相互疊置，總體呈南北向展布；北斜坡燈四段臺緣帶向東側(cè)遷移明顯，與燈二段臺緣帶在平面上基本分離（圖4），兩期臺緣帶呈北北東向展布。進一步對兩期臺緣帶參數(shù)進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，高磨地區(qū)燈四段、燈二段臺緣帶寬度分別介于10～15 km、15～20 km，厚度分別介于260～300 m、450～500 m；北斜坡燈四段、燈二段臺緣帶寬度分別介于20～70 km、40～130 km，厚度分別介于350～450 m、650～1 000 m。不難發(fā)現(xiàn)古隆起北斜坡相對于高磨地區(qū)具有沉積上的天然優(yōu)勢，燈二、燈四段兩期臺緣帶無論是平面展布范圍還是沉積厚度均優(yōu)于高磨地區(qū)，可能在沉積期更加靠近廣海地區(qū)，水體擾動深度及水動力條件更深更強。

圖1 川中古隆起二疊紀沉積前形態(tài)及分布位置圖

圖2 川中古隆起北斜坡燈二段、四段臺緣丘灘典型巖石學(xué)及儲集空間特征圖

圖3 川中古隆起北斜坡燈二段、燈四段臺緣丘灘體典型地震相特征圖

圖4 高磨地區(qū)—北斜坡燈影組臺緣刻畫及沉積相展布圖

2.2 較之于高磨地區(qū),川中古隆起北斜坡燈影組儲集條件更佳且上覆層系發(fā)育多套優(yōu)質(zhì)儲層

從JT1井燈四段儲層段成像測井以及PT1井燈二段取心段資料來看，北斜坡燈影組儲集巖性及儲集空間類型與高磨地區(qū)基本一致，但溶蝕孔洞的發(fā)育程度更好（圖2）。對儲層厚度、孔隙度、面孔率等參數(shù)進行統(tǒng)計之后發(fā)現(xiàn)，JT1井燈四段儲層厚度為167 m，孔隙度為3.6%，平均面洞率為6%，而高磨地區(qū)燈四段儲層平均厚度介于25～70 m，孔隙度介于3.2%～3.5%，面洞率介于3.1%～3.6%；PT1井燈二段儲層厚度為264 m，孔隙度為3.5%，平均面洞率為5.3%，而高磨地區(qū)燈二段儲層平均厚度介于150～260 m，孔隙度為3.0%，面孔率介于2.9%～3.2%（表1）。由此可見北斜坡燈影組儲集條件整體優(yōu)于高磨地區(qū)。

除震旦系燈影組以外，在北斜坡震旦系上覆層系中也發(fā)現(xiàn)了多套優(yōu)質(zhì)儲層，分別位于滄浪鋪組、下寒武統(tǒng)龍王廟組、上寒武統(tǒng)洗象池組之中（表2）。滄浪鋪組儲層類型為沉積期棚內(nèi)洼地邊緣云化顆粒灘疊加加里東末期順層巖溶所形成的孔隙型儲層，其中JT1井儲層厚度為14.5 m，中國石油化工集團有限公司（以下簡稱中石化）的CS1井儲層厚度為17.1 m；龍王廟組儲層類型為環(huán)川中古隆起周緣顆粒灘疊加加里東末期順層巖溶的孔隙型儲層，其中LT1井儲層厚度為27.1 m，NC1井儲層厚度為16.6 m；洗象池組儲層類型為環(huán)川中古隆起坡折帶顆粒灘疊加加里東末期順層巖溶的孔隙型儲層，其中GT2井儲層厚度為52.4 m，GS16井儲層厚度為17.8 m。

表1 高磨地區(qū)與北斜坡地區(qū)燈影組儲層對比表

表2 川中古隆起北斜坡寒武系多層系儲層發(fā)育統(tǒng)計表

2.3 川中古隆起北斜坡具備天然氣規(guī)模成藏條件

2.3.1 緊鄰生烴中心，烴源巖厚度和源儲配置關(guān)系十分優(yōu)越

從烴源條件來看，目前經(jīng)實鉆井已證實在古隆起北斜坡臺緣帶上方覆蓋有下寒武統(tǒng)筇竹寺組一段優(yōu)質(zhì)烴源巖，厚度介于120～230 m，而高磨地區(qū)筇一段不發(fā)育。進一步通過井—震結(jié)合刻畫出川中地區(qū)筇竹寺組烴源巖平面厚度，整體呈現(xiàn)出西厚東薄的特征（圖5），預(yù)測北斜坡燈四段臺緣帶之上覆蓋有100～300 m的筇竹寺組烴源巖，而在高磨地區(qū)烴源巖厚度普遍小于150 m。此外，北斜坡燈二段臺緣帶丘灘體被筇竹寺組烴源巖從側(cè)向及上方包裹，同時具備“旁生側(cè)儲”“上生下儲”的源儲配置條件（圖6-a），而高磨地區(qū)燈二段臺緣帶丘灘體與筇竹寺組烴源巖僅構(gòu)成“旁生側(cè)儲”的配置關(guān)系（圖6-b）。因此總體認為北斜坡無論是烴源巖質(zhì)量、發(fā)育程度，還是源儲配置關(guān)系，相對于高磨地區(qū)都更為優(yōu)越。

2.3.2 區(qū)域上發(fā)育多個大型獨立巖性圈閉

圖5 川中地區(qū)下寒武統(tǒng)筇竹寺組烴源巖厚度地震預(yù)測圖

為了明確古隆起北斜坡圈閉分布情況，充分利用現(xiàn)有二維、三維地震資料，對古隆起北斜坡震旦系—寒武系內(nèi)巖性圈閉進行了刻畫。在震旦系當中，于燈二段臺緣帶刻畫出10多個大型獨立丘灘體（圖7-a），累計面積為10 144 km2；燈四段臺緣帶共刻畫出5個大型丘灘體及1個小型丘灘體（圖7-b），累計面積為4 781 km2，其中大型丘灘體分別位于PS1井區(qū)（面積為1 363 km2）、JT1井區(qū)（面積為 1 032 km2）、 CS1 井區(qū)（面積為 1 416 km2），劍閣區(qū)塊（面積為441 km2）、LT1井區(qū)（面積為500 km2）。寒武系滄浪鋪組發(fā)育5個大型灘體，有利區(qū)面積為3 800 km2，其中JT1井區(qū)面積為750 km2。龍王廟組包括4個灘相發(fā)育區(qū)，有利區(qū)面積合計為3 400 km2；洗象池組包括9個灘相發(fā)育區(qū)，有利區(qū)面積合計為2 900 km2（表3）。

2.3.3 已證實古隆起北斜坡能夠成藏且氣層厚度大、單井儲量豐度高

圖6 川中古隆起北斜坡與軸部源儲配置關(guān)系模式圖

圖7 北斜坡燈影組臺緣丘灘發(fā)育有利區(qū)預(yù)測圖

經(jīng)成藏過程演化分析認為在成油期北斜坡處于古隆起構(gòu)造高部位，PT1、JT1井燈影組儲層內(nèi)發(fā)育的大量瀝青就是其為古油藏富集區(qū)的直接證據(jù)。經(jīng)統(tǒng)計，PT1井燈二段氣層厚度為127 m，儲量豐度達10×108m3/km2，JT1井燈四段氣層厚度為100 m，儲量豐度為7×108m3/km2，充分證實了北斜坡現(xiàn)今成藏的客觀事實，并且其氣層厚度及儲量豐度均遠超高磨地區(qū)（表4）。

表3 北斜坡寒武系多層系圈閉發(fā)育統(tǒng)計表

表4 北斜坡與高磨地區(qū)燈影組氣藏參數(shù)對比表

同時，根據(jù)連井氣藏剖面對比可看出北斜坡燈二段、燈四段氣水界面遠低于高磨地區(qū)（圖8）。在燈二段中，高磨地區(qū)氣水界面為－5 160 m，北斜坡PT1井氣水界面為－5 539 m，ZJ2井氣顯示底界為－6 450 m；燈四段中，高磨地區(qū)氣水界面為－5 230 m，北斜坡JT1井氣水界面為－7 226 m，二者相差近2 000 m。因此，雖然北斜坡相對于高磨地區(qū)在構(gòu)造上處于較低位置，但由于燈二段、燈四段內(nèi)部多個大型獨立巖性圈閉的存在且上傾方向受到巖性致密帶封隔，依然具有較高的天然氣成藏概率。

3 天然氣勘探潛力分析及展望

目前的研究表明，北斜坡燈影組臺緣帶空間展布特征明顯有別于高磨地區(qū)，燈二段、燈四段兩期臺緣帶特征清晰，平面上相互分離，向北延伸至九龍山地區(qū)，臺緣帶厚度大、橫向展布寬，其中燈二段臺緣帶厚度介于650～1 000 m，寬度介于40～130 km，刻畫臺緣有利丘灘體面積為10 144 km2；燈四段臺緣帶厚度介于350～450 m，寬度介于20～70 km，刻畫臺緣有利丘灘體面積為4 781 km2。鉆探表明，北斜坡臺緣丘灘體的儲集條件較高磨地區(qū)更為有利，JT1井燈四段儲層厚度為167 m，PT1井燈二段儲層厚度為264 m。因此北斜坡是燈影組規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的潛在區(qū)域。

鉆井揭示了北斜坡下寒武統(tǒng)筇竹寺組烴源巖的發(fā)育范圍及厚度較高磨地區(qū)更大，具備“旁生側(cè)儲”“上生下儲”等多類型的源儲配置條件。PT1、JT1井的鉆測結(jié)果證實了北斜坡燈二段、燈四段獨立巖性圈閉的含氣性，展現(xiàn)出巨大的天然氣勘探潛力及前景。

同時，鉆探表明在燈影組上覆寒武系地層中發(fā)育多套面積較廣的優(yōu)質(zhì)灘相儲層，其中滄浪鋪組有利區(qū)面積為3 800 km2，龍王廟組有利區(qū)面積為3 400 km2，洗象池組有利區(qū)面積為2 900 km2。因此在縱向上具備震旦系—下古生界立體勘探的優(yōu)勢。

圖8 高磨—北斜坡燈二段、燈四段氣藏剖面圖

基于以上成果及認識，古隆起北斜坡背景下的大型巖性圈閉將成為未來震旦系—下古生界勘探的主要對象，與此同時川中古隆起北斜坡將成為繼高石梯—磨溪地區(qū)之后，四川盆地常規(guī)天然氣勘探的重要戰(zhàn)略新區(qū)帶。

4 結(jié)論

1）川中古隆起北斜坡震旦系相對高磨地區(qū)具備天然的沉積優(yōu)勢，燈二段、四段兩期臺緣帶在平面上基本分離，并且無論是平面展布范圍還是沉積厚度均優(yōu)于高磨地區(qū)。

2）古隆起北斜坡震旦系燈影組儲層特征與高磨地區(qū)基本一致，但儲集體條件更優(yōu)，并且于上覆寒武系中見多套優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育。

3）古隆起北斜坡優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度及源儲配置條件較高磨地區(qū)更佳，燈影組巖性圈閉較為發(fā)育且累計面積較大，鉆探證實北斜坡構(gòu)造低部位燈四段、二段巖性圈閉內(nèi)含氣，發(fā)育斜坡背景下的大型巖性圈閉氣藏。

4）古隆起北斜坡震旦系—下古生界含油氣地質(zhì)條件十分優(yōu)越，并且縱向上具備多層系立體勘探的優(yōu)勢，展現(xiàn)出巨大的天然氣勘探潛力及前景。