川西坳陷中部古隆起形成演化过程及其控油气作用*

李林涛 朱光辉 熊 亮

(1.中海油研究总院 2.中国石油大学(北京) 3.中国石化西南油气分公司勘探开发研究院)

古隆起泛指过去某一地质时期的隆起构造，与古构造带或古构造体系相对应的、较大范围的正向古构造。目前，全球范围的古隆起区都有了重大的油气发现[1，2]，中国主要盆地油气发现也都与古隆起有关[3]。四川盆地主要发育了龙女寺古隆起、泸州古隆起和开江古隆起[4]，除此之外，在川西坳陷地区也发育一些范围较小幅度较低的近东西向古隆起单元。本次研究即以位于川西坳陷中部的孝泉—丰谷古隆起为研究对象，分析其形成演化过程与控油气作用。

1 川西坳陷内的古隆起分布

川西坳陷指龙门山推覆构造带以东、川中平缓断褶带以西的四川盆地西部地区，该区整体构造格局定型于喜山运动，喜山运动之前形成的隆起单元均属古隆起范畴。分布于川西坳陷内的古隆起带包括：北部的江油—九龙山隆起带，中部的孝泉—丰谷隆起带，南部的邛崃—新津隆起带(图1)。

江油—九龙山隆起带位于川西坳陷西北部，由江油向九龙山地区呈NEE向展布，该隆起带上已发现的气田有中坝中型气田和九龙山小型气田。位于川西坳陷中部的孝泉—丰谷隆起带西起都江堰市，经彭县、绵竹、德阳，东至盐亭，该隆起带上已发现孝泉—新场—合兴场大型气田和鸭子河、高庙子—丰谷小型气田。邛崃—新津隆起带西起高家场，经平落坝、大兴西，至油罐顶地区，该带上已发现平落坝中型气田、大兴西小型气田、高家场含油构造和洛带中型气田(图1)。由图1可见，川西坳陷分布的主要构造圈闭和发现的大中型气田都与这些古隆起分布有关。这些古隆起有着怎样的形成和演化过程？它们对油气藏的形成和分布又起怎样的控制作用？本文以其中最主要的中部古隆起为研究对象，通过对其形成与演化过程进行研究，分析了其对油气成藏与分布的控制作用。

图1川西坳陷主要古隆起与气田分布图(据中石化西南油气分公司，2000年)

2 川西坳陷中部古隆起形成与演化

2.1 川西坳陷中部古隆起形成时间

川西坳陷最主要、发现油气田最多的古隆起为其中段的中部古隆起，即孝泉—丰谷隆起带，该隆起带在地震剖面上反映为上三叠统及其以上地层的低幅度隆起，这些构成隆起带的地层经历了安县运动、印支晚幕运动、多期的燕山运动和喜山运动[5](表1)。经历构造运动的多期性导致了其形成演化过程的复杂性。就形成时间而言，多位学者对其形成时间均进行过研究，但在认识方面难以达成一致，主要观点有：形成于印支运动早晚幕之间的“安县运动”[6]、形成于印支运动晚幕[7]、形成于燕山运动中幕之前[8]、形成于燕山运动中幕[9]、形成于燕山运动晚幕[10、11]。

表1 川西地区中-新生界地层表

(据童崇光，1992年修改)

本次研究通过地震剖面观察发现，上三叠统须家河组三段(T3x3)沉积末的安县运动在研究区作用强烈，造成了剧烈的隆升(孝泉、新场地区探井镜质体反射率分布特征也反映了该期安县运动存在的明显痕迹)。这种隆升作用在安县地区作用强烈明显，并传递到孝泉—新场地区，形成孝泉—丰谷构造带隆升的开始。由L07-261地震反射剖面清晰可见(图2)，新场地区新851井所处构造位置在须家河组须一、须二段存在明显的古构造特征，且该位置须三段厚度较周边薄，反映了该古构造形成于须家河组三段沉积期。位于构造高点新851井区的圈闭特征统计结果：须家河组一段闭合幅度150m，须家河组二段闭合幅度135m，须家河组三至五段闭合幅度均为50m，同样说明该古隆起形成于须家河组三段沉积期。平衡演化剖面和地层厚度分析结果也表明孝泉—丰谷构造带开始形成于上三叠统须家河组三段(T3x3)沉积末的安县运动(图3、图4)。

图2 L07-261地震反射剖面

2.2 川西坳陷中部古隆起演化过程

应用2DMove平衡演化剖面分析软件对过孝泉—丰谷构造的L4地震测线进行回剥研究结果显示(图3)：须三段沉积末期，米仓山开始全面抬升，研究区北段的龙门山也开始隆升，孝泉—新场地区形成低幅古构造；须四段沉积期，龙门山持续抬升但孝泉—新场构造变动幅度不大；须五段沉积末期的印支晚幕运动造成了研究区整体抬升，先存断裂再次活动；侏罗系沉积末期的燕山中幕构造运动造成了研究区的持续抬升和挤压，断裂进一步发育，整体构造幅度进一步加强，古隆起形成；燕山晚幕运动特别是喜山运动在研究区作用最为强烈，已有构造再次接受了全面抬升改造，孝泉—丰谷隆起带定型，研究区现今构造格局确立。

图3 L4地震解释测线平衡演化剖面图(测线位置见图4)

本次研究同时采取了联井厚度古构造分析法，选取了主要分布于孝泉—丰谷隆起带上的隆丰1、川鸭95、川孝93、川孝94、新3、新851、联150、川罗562、川合100、川丰125、丰谷1井(图4)，在这些井分层资料基础上，对它们的上三叠统须家河组须三段(T3x3)、须五段(T3x5)、下(J1)、中(J2)、上侏罗统(J3)和下白垩统(K1)地层分别求取了区域平均地层厚度(各井同层段平均厚度)，再用区域平均地层厚度分别减去每口井该段地层厚度，所得数值为正则说明该井在该地层沉积时处于相对高部位，所得数值为负则反映处于相对低部位。用此方法可还原所选取联井剖面各井在主要层段沉积时所处构造位置高低，反映古构造分布情况，不同沉积时期相对构造位置对比可反映研究区的构造演化情况。

图4 联井剖面各井不同沉积时期相对构造位置分布

由联井厚度古构造分析法还原出的隆丰1、川鸭95、川孝93、川孝94、新3、新851、联150、川罗562、川合100、川丰125、丰谷1井在关键地史沉积时期相对构造位置分布如图5。可见上三叠统须家河组三段沉积末期联井剖面所控制的研究区部分整体呈东高西低的构造格局；但新3井所处构造位置略高于周边，说明孝泉—丰谷古构造此时在新场地区开始隆升(图5上)。上三叠统须家河组五段沉积末期整体构造格局无明显变化。川鸭95、川罗562、川丰125井处于局部构造部位，说明鸭子河、罗江、丰谷出现局部隆升(图5上)。早侏罗纪末研究区构造格局开始转换，构造位置由东高西低转为西高东低，此时鸭子河、孝泉、新场构造开始明显隆升(图5中)。这种隆升作用持续到中侏罗纪末，此时鸭子河—孝泉—新场一带已经全面抬升，丰谷地区处于相对低构造部位(图5中)。晚侏罗纪末，研究区构造格局再次转变，变为东西两头抬升，此时孝泉—新场—合兴场一带构造稳定，鸭子河与丰谷地区强烈隆升(图5下)。早白垩纪末，丰谷构造抬升作用停止，鸭子河、孝泉、新场、合兴场地区出现继承性活动(图5下)。

联井厚度古构造分析反映了研究区孝泉—丰谷古隆起的形成起始于安县运动，燕山运动中幕全面隆升成型。地震剖面特征和声波时差法剥蚀量恢复及前人研究均表明：喜山运动导致了研究区整体大幅的抬升和古构造的全面再活动，并最终确立了研究区的构造形态。

图5 联井厚度古构造分析法联井剖面分布图

2.3 川西坳陷中部古隆起成因机制

雍自权(2008)研究表明[11]，发生于上三叠统须家河组三段沉积末期的印支运动诺利期(安县运动)，导致了龙门山地区的区域应力场由卡尼期(印支运动晚幕)的北东—南西向挤压转变为北西—南东向挤压促使龙门山地区发生逆冲,形成龙门山逆冲推覆构造带, 在研究区导致了孝泉—新场地区出现局部隆起(图6)。

图6川西坳陷内各构造运动期构造主应力方向变化示意图(雍自权，2008年)

燕山运动期，研究区构造应力场再次变为北东—南西向挤压，在前期局部隆起的基础上，孝泉—新场隆起向东扩张，形成垂直于龙门山构造带的北西西向隆起带。喜山运动期，四川盆地构造应力场又一次转变为北西—南东向，川西地区全面强烈隆升，孝泉-新场隆起带构造幅度进一步加强并接受形态改造。

3 川西坳陷中部古隆起控油气作用

川西坳陷中段已发现的油气藏主要分布在孝泉—丰谷古隆起上，分布其上的孝泉、新场、合兴场、丰谷和高庙子构造由深至浅均有气藏发现，孝泉—丰谷古隆起对油气藏的控制作用主要包括：

(1)孝泉—丰谷隆起带自晚三叠世须家河组三段沉积以来经历了持续、多期次的隆升，始终处于局部构造高部位，为油气运聚指向区，是研究区内最有利的油气聚集单元；分布其上的孝泉、新场、合兴场主要构造圈闭形成早，有利于油气聚集成藏。

(2)川西坳陷白垩系以下储层普遍致密[12]，但多期次的持续活动使孝泉—丰谷隆起带上的沉积储集与孔渗条件优于周边地区，并产生大量随断裂伴生的裂缝系统，有效地改善了储集条件。

(3)孝泉—丰谷古隆起带深部油气保存良好，上三叠统须家河组封盖条件极好，须家河组五段与须家河组三段泥岩厚度大、分布稳定，是须家河组四段与须家河组二段储层段最好的直接盖层；以挤压为主形成的断裂受良好封盖条件影响断层封闭性较好，有效抵消了持续抬升和断裂活动对油气藏的破坏作用。

(4)喜山运动对川西地区改造最为强烈，但此时川西坳陷储层已普遍致密化[12]，构造运动对油气藏的破坏作用有限，部分赋存在深部须家河组的油气在构造运动作用下沿断裂在浅层中、上侏罗统再次聚集成藏[13]。

(5)复杂多期的构造运动决定了孝泉—丰谷隆起带上油气藏的分布受到今构造和古构造的双重控制，普遍致密的储集条件决定了高产油气藏离不开储层中裂缝系统的发育，早期深部断裂受多次构造运动改造易在周边产生裂缝，是有利的勘探目标区。

4 结论

古隆起区是油气勘探的有利场所，我国四川盆地多个古隆起均取得了一定规模的油气发现，本文以川西坳陷中部“孝泉—丰谷”古隆起为研究对象，通过地震剖面圈闭特征分析、平衡剖面构造演化研究和联井厚度法古构造分析，获得了“孝泉—丰谷”古隆起的形成始于安县运动，在燕山运动中幕全面隆升成型，在喜山运动期接受抬升改造并定型。川西坳陷中部古隆起具有形成期早、多期活动、盖层条件好的特点，有利于油气聚集成藏；同时，由于埋深大、储层致密的特点有利于油气保存；古今构造复合区多期构造运动产生的断裂系统是该油气勘探的有利目标。

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