四川盆地礁滩大气田地质特征与富集模式

张庆峰

四川盆地礁滩大气田地质特征与富集模式

张庆峰

（中国石化勘探分公司，成都 610041）

礁滩大气田是四川盆地油气勘探的重点领域。通过对已发现的礁滩大气田圈闭、储层、烃源岩与天然气地球化学等特征分析，总结大气田形成地质特征；通过气田成藏特征对比分析，明确气源主要来源于原油裂解气，气田形成过程都经历古油藏、古气藏、调整改造三个阶段，但不同气田在油气成藏时间、输导体系与晚期调整改造强度存在差异；在上述研究基础上，建立以普光、元坝和安岳灯影组为代表的“棚生缘储、近源富集”和以安岳龙王庙组为代表的“下生上储、断裂输导型”两类礁滩大气田富集模式。上述成果认识对四川盆地礁滩领域天然气勘探拓展具有重要的指导、借鉴意义。

礁滩大气田；地质特征；成藏特征；富集模式

四川盆地油气勘探始于上世纪50年代，早期以构造或岩性-构造为勘探对象，仅发现一些小规模气田（马永生等，2010；贾承造等，2007）。至2000年以来，随着普光礁滩大气田的发现，解开了四川盆地大型礁滩气藏大规模勘探，陆续在川东北与川中等地区海相层系发现了一批礁滩大气田（郭旭升等，2014；杜金虎，2014），四川盆地天然气探明储量规模呈现大幅度稳步增长趋势。截止2019年底，四川盆地海相常规累计探明储量2.62万亿方，其中发现探明储量大于300亿方的礁滩大气田7个，探明储量共计超2万亿方，因而礁滩大气田在四川盆地油气勘探具有重要作用。通过对礁滩大气田地质特征与成藏过程分析，总结油气成藏模式，以期对四川盆地下一步礁滩领域油气勘探起到重要的指导、借鉴意义。

图1 四川盆地礁滩相带展布与气田分布叠合图

1 礁滩大气田地质特征

从发现的礁滩大气田圈闭为岩性或构造-岩性圈闭，其分布受高能相带与烃源岩展布控制。气田除发育嘉陵江组与雷口坡组区域膏盐盖层外，还发育寒武系与三叠系泥岩与灰岩直接盖层。天然气表现为高演化程度的干气特征，并受TSR作用影响，H2S含量普遍较高。

1.1 圈闭特征

从四川盆地发现的普光、元坝与安岳礁滩大气田来看，圈闭类型主要为岩性及构造-岩性复合圈闭。如普光气田礁滩储层展布受台缘高能相带控制，被断裂平面切割成普光、大湾和毛坝构造-岩性复合圈闭（马永生等，2007）。元坝长兴组生物礁圈闭属于岩性圈闭（郭旭升等，2014），具有分布受长兴组高能相带控制，具有面积大、幅度高的特点。川中安岳地区发现的震旦-寒武系礁滩大气田也表现为构造-岩性气藏，该气田纵向发育龙王庙与灯影组两套产层。其中龙王庙组受岩性与构造双重控制，发育磨溪、高石梯、龙女寺3个构造-岩性圈闭。灯影组气藏分布受台缘带藻丘滩体与构造控制，平面分布面积广（汪泽成等，2016）。

四川盆地礁滩大气田具有明显的源控性（田兴旺等，2020），如二叠系烃源灶的形成应该主要是晚二叠世的拉张动力学背景有关，在川东北地区产生明显的台地-陆棚沉积格局，沿陆棚区发育吴家坪-大隆组组深水相优质烃源岩，在元坝地区生烃强度达20～40×108m3/km2。普光地区还发育龙潭组烃源岩，厚度超百米，生烃能力高达80～100×108m3/km2。德阳-安岳克拉通内裂陷区控制了下寒武统优质烃源岩中心，控制安岳气田的发育。其中筇竹寺组烃源岩厚度达300～450m，麦地坪组泥质烃源岩厚度为5～100m，这2套烃源岩累计生气强度高达100～180亿m3/km２。

1.2 储层特征

表1 四川盆地礁滩大气田天然气地球化学特征

四川盆地发现的礁滩大气田储层具有厚度大、平面分布稳定的特点，其展布受控于环境与沉积相。长兴-飞仙关组台缘礁滩储层平面上主要发育在四川盆地环开江-梁平陆棚东西两侧，纵向上主要发育在长兴组中上部和飞仙关组一段-三段，优质储层主要形成于浪基面附近，其颗粒分选、磨圆好，粒间孔隙发育，在频繁海平面升降的影响下，易暴露溶蚀，形成溶蚀孔、晶间溶孔，经后期成岩改造形成优质储层。如普光气田飞仙关组鲕滩储层厚度大，达156.10～275m，长兴组优质储层厚123.50～246.45m。长兴组储层孔隙度介于1.1%～23.1%，平均值为7.33%，以Ⅱ、Ⅲ类储层为主；飞一段中部储层物性最好，孔隙度介于3.17%～28.86%，平均值为11.43%，以Ⅰ类储层为主。元坝气田长兴组发育生物礁储层，厚度大于30m，平均孔隙度6.29%，渗透率介于（0.0028～1720.7187）×10-3μm2之间，以低孔中低渗、中孔中高渗储层为主。

安岳大气田发育灯影组二、四段丘滩体白云岩与龙王庙组颗粒滩白云岩储层，其灯影组储层分布于绵阳-长宁裂陷槽东岸，主要由底栖微生物群落及其生化作用建造，形成巨厚的台地边缘丘滩复合体，经溶蚀改造而形成大面积分布的优质储层，储层孔隙度2.0％～10.3％，平均值3.3％，具准层状、大面积分布特点，沿德阳-安岳克拉通内裂陷两侧分布。龙王庙组储层分布受古隆起控制，并受多期岩溶作用改造，形成的优质储层，储层孔隙度2.01％～18.48％，平均值4.24％（杨跃明等，2016）。

1.3 天然气地球化学特征

四川盆地海相礁滩大气田天然气为干气，甲烷含量在烃类中占99%以上，其它烃类气田含量低，非烃气体主要为二氧化碳和硫化氢。如长兴-飞仙关组天然气中均甲烷在70%～90%之间，非烃气体二氧化碳和硫化氢含量普遍大于5%（表1）。这些天然气化学组成的差异除热演化程度不同有关外，主要受TSR作用的强度控制。安岳气田下组合天然气甲烷含量较普光、元坝气田高，在90%以上。非烃气体中二氧化碳与硫化氢含量相对较低，表明TSR作用整体相对较弱。气藏内部不同层系天然气硫化氢含量也存在明显差异，这主要是受烃源热演化程度不同影响（魏国齐等，2015）。

图2 四川盆地不同类型天然气甲烷、乙烷和丙烷组分含量（郭旭升，2014改）

不同礁滩大气田天然气同位素组成也有差异，这主要是由于不同气田TSR作用强度、热演化程度不同造成。如普光地区飞仙关天然气中d13C1值小于-30‰，d13C2值大于-29‰，而元坝地区长兴组天然气d13C1值大于-30‰，d13C2值相对较低（表1）。两者之间的差异主要是气藏中发生TSR作用强度所致，与H2S含量比较可发现，d13C2值与H2S含量相关，表明TSR作用导致乙烷碳同位素显著变重。而普光气田天然气甲烷碳同位素较轻，主要是由于天然气的热演化相对较低造成（郭旭升等，2014）。安岳气田震旦系、寒武系天然气d13C1值差异不大，但龙王庙组d13C2值较灯影组轻，这主要反映母质类型的差异。

2 礁滩大气田成藏特征

在绝大多数盆地中，储层油气直接来源于干酪根的热演化，但四川盆地海相礁滩大气田表现为多元供烃、多期演化的特征（马永生等，2007；郭旭升等，2014；邹才能等，2014）。通过对不同礁滩大气田油气成因与来源、成藏过程分析，明确礁滩气田成藏相似性与成藏时间、输导体系与改造强度的差异性。

2.1 礁滩大气田油气成因与来源

四川盆地礁滩大气田主要发育于海相上、下组合地层，油气成藏过程复杂。通过对普光、元坝与安岳等礁滩大气田天然气化学组成、同位素等分析资料，结合烃源岩同位素资料，明确原油裂解气为礁滩大气田主要气源。

利用四川盆地礁滩大气田天然气组分含量与其它类型气田存在明显差异，其LnC1/C2比值大，LnC2/C3比值小（图2），分布于烃源岩裂解气分布线的右下方，表现为原油裂解气分布特征，加之礁滩气藏储层中见有大量沥青（图3），综合分析其主要来源于早期古油藏高温裂解形成的天然气。

图3 四川盆地礁滩大气田储层中的固体沥青

2.2 礁滩大气田形成过程

四川盆地礁滩大气田油气成藏过程各有差异，如安岳气田较普光、元坝气田在古油气藏形成时间早，输导体系与后期调整改造强度也存在差异。如二、三叠系礁滩大气田主要油气来源于二叠系烃源岩排烃形成古油藏深埋裂解气，通过对烃源生埋烃史、成藏期次等综合分析，恢复油气成藏演化过程。认为二叠系烃源岩在晚三叠世-早侏罗世埋藏深度超过3000m，进入生烃门限，生成的大量原油通过孔隙、裂缝等输导体系向储集体聚集成藏，古油藏形成；中侏罗世-早白垩世，随着地层持续深埋，古油藏发生裂解，形成古气藏；后期受晚期构造活动影响，普光气田较元坝气田在后期调整改造强度要大。安岳气田灯影组、龙王庙组储层与烃源岩时代老，油气成藏时间早。根据筇竹寺组烃源岩的生烃演化史分析，该套烃源岩在二叠纪-中三叠世开始规模生油，生成的原油通过断层、裂缝等输导体系向礁滩储层聚集，形成古油藏；至晚三叠世古油藏深埋裂解，形成气藏。

3 礁滩大气田富集模式

通过礁滩大气田油气成藏过程分析，认为其成藏过程中都经历早期古油藏聚集、后期古油藏深埋裂解形成古气藏和晚期构造调整形成现今气藏的三个阶段（汪泽成等，2016），但不同礁滩气田成藏模式具有一定差异，根据其源储配置关键与输导体系等差异性，建立“棚生缘储、近源富集”型和“下生上储、断裂输导”型油气成藏富集模式；其中“棚生缘储、近源富集”型以川中地区灯影组和川东北地区二、三叠系台缘礁滩为代表（图4）。如在震旦-寒武世早期，受拉张裂陷构造背景下，发育绵阳-长宁裂陷槽，控制灯影组台缘丘滩和筇竹寺组烃源岩分布，形成良好的棚生缘储的成藏组合，有利于油气侧向运聚成藏。海西-印支旋回开江-梁平陆棚控制了二叠系大隆组和吴家坪组生烃中心。围绕这些生烃中心，礁滩大气田均呈现出明显的横向近灶（棚生缘储）的分布模式。该类型气藏规模大，成带沿台缘高能相带分布。

图4 四川盆地元坝气田成藏演化模式图

“下生上储、断裂输导”型富集模式以龙王庙组、洗象池群台内滩、二-三叠系台内滩气藏为代表。如川中磨溪龙王庙组台内滩气藏纵向相对远源，虽其底部发育筇竹寺组优质烃源岩，但源储之间有近300m的致密层隔开，需要深大断裂沟通源储，形成高效的纵向断裂输导体系，油气才得以在王庙组台内滩储层中聚集成藏（图5）。

4 结论

1）四川盆地礁滩大气田储层发育厚度大、面积广，其分布明显受到了环境与沉积相的控制。圈闭类型主要为岩性及构造-岩性复合圈闭，不同气藏天然气组分含量与同位素存在一定差异，这主要是由于热演化程度不同有关外，还受TSR作用的强度控制。

图5 磨溪龙王庙组气藏模式图

2）礁滩大气田气源主要来源于原油裂解气，气田形成经历古油藏、古气藏和调整改造三个阶段，但不同气田在油气成藏时间、输导体系与晚期调整改造强度存在差异。

3）建立以普光、元坝和安岳灯影组为代表的“棚生缘储、近源富集”和以安岳龙王庙组为代表的“下生上储、断裂输导型”两类礁滩大气田富集模式。

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Geological Characteristics and Enrichment Model of The Reef-Bank Gas Field in the Sichuan Basin

ZHANG Qing-feng

(Exploration Company, SINOPEC, Chengdu 610041)

Reef-bank gas field is the key field of oil and gas exploration in the Sichuan Basin. A study of trap, reservoir, source rock and gas geochemical characteristics of existing reef-bank gas fields indicates that gas was derived from crude oil cracking and gas field formation underwent fossil oil reservoir, fossil gas reservoir and reformation stages. A model for reef-bank gas field formation of oil-gas generated in the continental shelf, stored in the continental margin and near-source enrichment represented by the Dengying Formation in Puguang, Yuanba and Anyue and a model for reef-bank gas field formation of oil-gas generated in the lower part, stored in the upper part and transported along the fault zone represented by the Longwangmiao Formation in Anyue are established.

reef-bank gas field; geological feature;reservoir-forming characteristics; enrichment model

2021-04-10

张庆峰（1980— ），男，江西省资溪人，博士，工程师，主要从事南方海相油气成藏综合评价研究

P618.13

A

1006-0995（2021）02-0259-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.014