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第19卷 第2期石油与天然气地质 OIL Ⅲ 22层序则先沉积了由湖泊及进积三角洲沉积构成的低位体系域,后又沉积了主要由泥质岩构成的水进体系域,形成由周缘向盆地内部充填的沉积格局;Ⅲ 23层序在沉积了由巨厚盆底扇构成的低位体系域后,继之形成了由湖泊、 退积三角洲沉积体系构成的水进体系域,后又充填陆源碎屑为主的高位体系域,亦具由周缘向盆地内部前积充填的沉积特色水进体系域因其泥岩厚度大,有机碳丰富为主要烃源岩及区域盖层,低位体系域和高位体系域由于砂岩孔渗性好是为储集层川中、 川西北以 Ⅲ 21层序低位体系域为主,次为 Ⅲ 22层序低位体系域,川东、 川南以 Ⅲ 23层序高位体系域占优势显示天然气成藏分布由须家河组二段低位体系域占优势转变为须家河组五段上部高位体系域为主,有利储集相带向东迁移的趋势关键词 层序地层 格架 天然气 成藏条件 评价 四川第一作者简介 李绍虎 男 33岁 讲师 煤、 油气地质与勘探四川叠合盆地的沉积盖层可划分为三个世代六个原型层序,其中前陆盆地原型层序(Ⅲ) 为本次研究对象前陆盆地形成过程中,由于西部周期性逆冲,形成三套湖(海)水进退旋回, 须家河组层序地层正是在前陆盆地原型层序叠合性区域构造、 沉积背景上发育的。

1 层序地层格架通过详细地震、 钻孔研究,四川盆地上三叠统须家河组前陆盆地原型层序(Ⅲ)可进一步划 分为3个层序8个体系域(表1)111 层序 Ⅲ 21 层序下部边界为区域不整合面印支运动早期,层序发育于川中隆起与龙门岛链之间 最先沉积一套由滨岸碎屑构成的低位体系域,分布局限;随后海水越过岛链东侵,发育一套由海湾泥岩、 砂质泥岩构成的海进体系域,顶部普遍发育生物碎屑灰岩,地震剖面显示由NW向SE方向的上超;之后海水西退,发育一套由砂岩、 砂质泥岩、 泥岩和煤层构成的滨岸平原含煤 岩系,为高位体系域,地震剖面显示向NW前积,朝SE方向收敛,同相轴由SE向NW方向从强变弱,反映滨岸碎屑由川中向川西方向前积充填的特征表1 上三叠统须家河组层序地层划分表层 序体 系 域地 层反射界面地震反射特征Ⅲ3Ⅲ2Ⅲ1Ⅲ33(H)Ⅲ32(T)Ⅲ31(L)Ⅲ22(T)Ⅲ21(L)Ⅲ13(H)Ⅲ12(T)Ⅲ11(L)须五段上下须四段须三段须二段须一段上中下T35T25T15T05顶:削截底:前积顶:平行 削截底:上超 平行顶:削截底:上超 平行112 层序 Ⅲ 22层序下部边界为整合至不整合界面。

该层序沉积时,四川盆地的古构造与古地理格局发生重大变化,表现为盆地东南侧抬升,龙门山岛链上升成陆,海水向西退出,演变为陆相半咸水湖泊沉积环境最先沉积的低位体系域由湖泊及进积三角洲沉积构成,除西南地区外,形成由周缘向盆地内部充填的沉积格局;地震剖面上表现为,川中地区代表低位体系域的弱反射带由厚变薄呈楔形向川西坳陷区插入,显示由SE向NW方向的前积充填随后,湖泊水体加深扩大,主要沉积为泥质岩,仅有少量碳酸盐岩及含煤沼泽沉积,形成湖泊及退积三角洲沉积体系构成的水进体系域,由湖盆向四周超覆;地震剖面显示川西坳陷区向川中上超反射,同相轴纵向中强相位自下而上向川中迁移113 层序 Ⅲ 23层序下部边界为区域不整合面该层序沉积之前四川盆地发生安县运动[1 ,2],龙门山上升,盆地中、 东部遭受剥蚀,下伏须家河组三段(以下简称须三段)在蓬莱镇以东被剥蚀殆尽[2]从地震剖面上看,仍有一个相位可继续向SE方向追踪,川中钻孔显示须三段仍有保存,只是较少而已Ⅲ 23层序低位体系域须家河组四段(以下简称须四段)开始沉积时,首先于川西坳陷区充填一套巨厚盆底扇沉积(低位体系域早期沉积) ,在关基井相应层位发育砾岩(白云岩、 灰岩、 石英岩等砾石)夹黑色泥岩(图1)。

随后湖泊、 进积三角洲沉积体系发育,形成除西南地区外,由周缘向盆地内部充填的沉积格局(低位体系域晚期沉积) ,地震剖面显示类似于 Ⅲ 22层序须家河组二段(以下简称须二段)低位体系域的反射,即弱反射带呈楔形由川中向川西坳陷区插入此外,沿T25界面(层序下部边界)亦显示反向前积充填结构(图2) ,反映 Ⅲ 23层序低位体系域须四段由周缘向盆地内部前积充填的沉积特征低位体系域沉积之后,地壳趋于稳定,至须家河组五段(以下简称须五段)下部沉积时,湖泊水体加深,形成由湖泊、 退积三角洲沉积体系构成的水进体系域,湖泊较须三段水进体系域沉积时明显向东南迁移地震剖面显示沿T35界面由NW向SE方向退积上超反射结构(图2) ,具典型水进体系域特征随后地壳又趋于活跃,尤以盆地西北部抬升剧烈,导致湖盆收缩,充填由陆源碎屑为主的须五段上部高位体系域沉积,地震剖面上表现为川中朝NW方向前积充填,河道发育,川西朝SE方向前积充填,总体显示由周缘向盆地内部前积充填沉积格局,代表典型的高位体系域沉积741第2期 李绍虎等:四川须家河组层序地层格架与天然气成藏的关系图1 四川盆地上三叠统江油 华蓥山上三叠统层序格架剖面图图2 沿 Ⅲ 22层序下部边界T25反向前积充填结构,沿 Ⅲ 2222水进体系域下部边界由NW向SE退积上超(玉2S222线)2 天然气藏与层序格架的关系上三叠统须家河组天然气成藏受层序地层格架控制。

晚三叠世由于地壳升降频繁,导致水进水退交替进行,形成沉积物多旋回性,多呈大段砂、 泥岩互层,这就决定了上三叠统具有多个生储盖组合其中,水(海)进体系域为主要生烃源 岩,兼作区域盖层,低位体系域、 高位体系域为储集层另外,由于地壳活动的不均衡性,尤其 晚三叠世中后期安县运动,使盆地西北部抬升加剧,从而使湖岸线有利于油气储集的低 位、 高位体系域滨湖浅滩不断向东南迁移,导致生储盖垂向配置(组合)自下而上向东南迁移 须三时、 须五早时两次大规模水进,湖盆沉积中心向东南迁移至金堂 彭县 新津一带,形 成大范围的生烃凹陷区,源岩以须三段、 须五段下部泥岩为主,兼有须二段、 须四段、 须五段上 部泥岩,累积厚度超过1 000 m ,有机碳含量高达4182! +,且夹有薄煤层(线) ,系生烃有利区, 生气强度50×108～100×108m3/ km2凹陷东南侧,滨浅湖泊沼泽区,泥岩厚度减至200～100 m ,有机碳含量平均115! +左右,但煤层在该区相当发育,累厚2～10 m ,为生烃较有利区 再往东南,则为三角洲平原 泛滥平原沉积区,虽然暗色泥岩厚度小于100 m ,但有机碳含量大 于1! +,仍有一定生烃潜力。

须二段、 须四段低位体系域及须五段上部高位体系域,在川西北发育了一系列河流 三角841石 油 与 天 然 气 地 质 第19卷洲沉积,川中 川西区南部发育了进积三角洲 滨湖浅滩沉积岩性为细 中粒长石石英砂岩或 岩屑石英砂岩,累积厚度300～1 000 m ,孔渗性相对较差,平均孔隙度4102! + 局部地区相对 较好,如中西部地区潼3井、 遂36井须二段平均孔隙度分别为9149! +,8163! +,平均渗透率分 别为0108×10- 3μm2,0. 05×10- 3μm2就是这些孔渗性相对较好的沉积物(尤以进积三角洲 滨湖浅滩)分布区,成为天然气聚集的有利场所四川石油管理局已发现的上三叠统须家河组11个储量在50×108m3以上的气田(藏)或含气构造中,气层集中分布于须二段,须四段 及须五段上部,其中中坝气田24口井探明须二段低位体系域天然气储量达100×108m3 上三叠统须家河组有三套生储盖组合,即A组合:须一段 — 须三段,B组合:须三段 — 须五 段下部,C组合:须五段下部 — 侏罗系白田坝组这三套生储盖组合在川中西部最佳(图3) , 最佳配置部位自NW向SE方向由A→(A +B)→C迁移。

图3 四川盆地平泉 西温泉须家河组生储盖组合图A组合须二段储层中天然气储量最大的产气区位于川西地区,该区上三叠统总体受超高压控制[3],地层压力梯度大于116 MPa/ 100 m地层压力垂直分段示意图显示[4],须二段为超高压区,B组合储层须四段地层压力变化不太明显须二段上下的地层压力异常(差异) ,可能预示川西主要气藏仍在须二段内,其次是须四段伴随三套组合迁移,由川西北向川西坳陷至川中,是否存在地压差异的迁移,目前还没有进一步作这方面的工作据郭正吾[5]研究须家河组之上的侏罗系大安寨段油气,由川中向川北,随深度加大依次为:密度为0184～0182 g/m3的常规原油(1500 m)→ 轻质油和凝析油 → 密度小于0178 g/ m3的凝析油和大量的天然气(3 000 m)依次下降的特征表明,这种变化趋势有可能与其下的上三叠统须家河组烃类聚集有着某些共同之处3 天然气潜力评价四川盆地上三叠统气田(藏)主要分布在川中、 川西北地区,川东、 川南气区仅有小规模含气构造川中、 川西北地区以 Ⅲ 21层序低位体系域须二段为主,其次是 Ⅲ 22层序低位体系域须四段;川东、 川南则以 Ⅲ 23层序高位体系域须五段上部占优势。

总体显示由盆地中西部向东、 南部,天然气成藏分布由须二段低位体系域占优势变为须五段上部高位体系域为主的趋941第2期 李绍虎等:四川须家河组层序地层格架与天然气成藏的关系势,反映前陆盆地由西向东拓展,致使有利储集相带向东迁移(表2)表2 四川盆地上三叠统气田或含气构造一览表气田(含气构造)产气层位(体系域)气田(含气构造)产气层位(体系域)龙女寺(含气)3须二段(L)中坝(气田)3 3须二段(L)通贤 安岳(含气)3须二段(L)孝泉(含气)3 3须四段(L)广安(含气)3须二段(L)大兴西(含气)3 3须二段(L)遂南(气田)3段四段(L) 须二段(L)黄家场(含气)3须五段上部(H)界石场(含气)3须二段(L)观音场(含气)须五段上部(H)蓬莱(含气)3须二段(L)傅家庙(含气)须五段上部(H)桂花(含气)3须二段(L)合江(含气)须五段上部(H)金华(含气)3须四段(L) 须二段(L)丹风场(含气)须四段(L)八角场(气田)3须四段(L) 须二段(L)纳溪(含气)须五段上部(H)九龙山(含气)3须四段(L) 须二段(L)卧龙河(气田)须五段上部(H)3 位于川中地区;3 3 位于川西北地区,其余位于川东南地区 四川盆地已发现的上三叠统气藏中,背斜圈闭及与断层有关的背斜圈闭占9313! +,探明储量占总探明储量的9911! +;而与岩性、 裂缝等有关的非背斜圈闭,仅获遂南气田和通贤 安 岳含气区。

所探明的背斜圈闭储量除中坝气田可称为大型外,其他都很小,究其原因有两点: 其一,上三叠统主要源岩受到不同程度破坏,保存完整的源岩只有 Ⅲ 21层序海进体系域,因此 生储盖组合只有A组合最为完整(图3) ;其二,已发现的须二段气田或含气构造,除中坝、 大兴 西、 平落坝、 孝泉外,皆位于 Ⅲ 21层序海进体系域源岩东部边界附近,储层多为超致密砂岩[4], 渗透率低,组合配置差相反,川西中坝气田源岩与储层的配置最佳,加之中坝隆起形成时间 早,因此储量相当可观同样大兴西气田也处于组合最佳配置的位置,但背斜形成时代晚(侏 罗系卷入) ,因而储量不及中坝气田4 结论(1)四川盆地上三叠统须家河组层序地层格架是控制天然气成藏条件的重要因素之一,决定了气藏的烃源岩、 疏导层、 储集层及封盖层的沉积学特征尤其是体系域垂向叠置、 迁移决 定了生储盖组合的类型及气藏的时空定位,致使在天然气勘探过程中,必须超越层序乃至层序 组范畴去寻找最有利的天然气储集场所 (2)上三叠统须家河组天然气生储盖组合分为三种,每一种组合均以水(海)进体系域为主要烃源岩及区域盖层,低、 高位体系域进积三角洲砂体作为储集层由川西北向川东、 南,产气 层位依次由A组合的低位体系域(须二段)→A ,B组合的低位体系域(须二、 四段)→C组合的 高位体系域(须五段上部)。

以A组合保存最为完整,因此。