四川盆地东南部震旦系灯影组四段台缘带天然气勘探前景

孙自明，卞昌蓉，张荣强，孙 炜，武重阳，林娟华

(中国石化石油勘探开发研究院，北京 102206)

0 引 言

四川盆地是一个大型叠合含油气盆地，天然气资源极为丰富，纵向上具有多个含油气层系，其中，震旦系灯影组是重要的含气层系之一[1-3]。灯影组沉积时期，四川盆地发育一个呈近南北向延伸的绵阳-长宁拉张槽，也称克拉通内裂陷、裂陷槽和侵蚀裂陷槽等[4-5]，其中，灯影组一、二段沉积时期拉张槽呈向北开口、向南收敛的“U”型形态，向南消失于威远附近，而灯影组四段沉积时期拉张槽则南北贯穿盆地[6-8]，围绕拉张槽东、西两侧分别发育台缘带(图1(a))，台缘带东、西两侧分别为灯影组四段局限台地沉积。

自2011年高石1井在川中古隆起核部高石梯-磨溪地区于震旦系灯影组台缘带获得天然气勘探重大突破以来，围绕绵阳-长宁拉张槽两侧灯影组台缘带的天然气勘探相继快速展开，其中以拉张槽东侧灯影组四段台缘带勘探成果最为突出，目前不仅在川中古隆起核部已探明安岳气田，而且向古隆起南、北两侧斜坡区的深层-超深层甩开勘探也取得了较好的勘探效果，如川中古隆起北斜坡的角探1井和川深1井于灯影组四段测井综合解释气层厚度分别达到101 m/8层和74.5 m/15层，川中古隆起南斜坡的荷深2井也于灯影组四段测试获日产天然气19.13×104m3，反映川中古隆起南、北斜坡区灯影组四段台缘带也具备有利的天然气成藏条件和良好的勘探前景。

近年来，随着地震和钻井等勘探资料的不断丰富，人们在川中古隆起核部和其北斜坡及深洼陷区对拉张槽东侧的灯影组四段台缘带进行了大量地震相等特征的识别与描述，目前关于灯影组四段台缘带的形态、展布和内部结构有了比较清楚的认识[9-10]，但对盆地东南部川中古隆起南斜坡及深洼陷区灯影组四段台缘带的研究则相对较少，尤其是钻遇灯影组四段台缘带地层的钻井数量少，加之寒武系盐上层系变形复杂，灯影组地层地震资料品质一般较差，导致对盆地东南部灯影组四段台缘带特征及其勘探前景的认识程度均较低，制约了勘探部署。因此，基于最新的地震和钻井等资料，参考川中古隆起核部及其北斜坡的已有勘探研究成果，针对四川盆地东南部灯影组四段台缘带特征及天然气勘探前景进行了系统分析，以期指导勘探实践。

1 地质背景

研究区位于四川盆地东南部，涉及川中古隆起南斜坡及深洼陷区(图1(a))，面积约3×104km2。区内地层自盆地基底板溪群浅变质岩至中生界沉积盖层发育较为完整，厚度逾万米，其中，震旦系灯影组主要为一套碳酸盐岩沉积，根据岩性组合，自下而上分为4段(图1(b))。灯一段岩性以泥粉晶云岩为主，夹藻云岩，局部发育膏质云岩和膏盐岩，厚度20～230 m；灯二段岩性主要为藻云岩和泥粉晶云岩，常见葡萄花边、叠层状、雪花状和团块状结构，局部夹膏盐岩和膏质云岩，厚度80～700 m；灯三段是一套碎屑岩沉积地层，岩性主要为灰色、蓝灰色和深灰色泥岩、粉砂岩和砂岩，厚度0～300 m；灯影组四段主要由灰色粉细晶云岩、藻云岩和砂屑云岩组成，夹硅质云岩、燧石团块和硅质条带，厚度0～380 m。根据地表露头和钻井资料，下寒武统筇竹寺组岩性主要为深灰色、灰黑色含磷硅质岩、炭质页岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩，厚度150～1 000 m。

勘探地震资料揭示，研究区自下而上分别发育中下寒武统膏盐岩、志留系泥页岩和三叠系嘉陵江组-雷口坡组膏盐岩等3套主要滑脱层，其中，中下寒武统膏盐岩滑脱层对构造变形的控制最为明显，滑脱层之上中下寒武统—中生界构造变形强烈，褶皱和断裂发育；滑脱层之下，除盆缘局部地区受断裂影响变形较为强烈外，研究区内震旦系—下寒武统构造变形总体较弱，构造样式以宽缓褶皱为主。

2 台缘带展布及特征

震旦系灯影组四段沉积时期，四川盆地绵阳-长宁拉张槽东、西两侧分别发育一条台地边缘相带(图1(a))，其中，东侧台缘带南、北分段特征明显[9-12]。据其平面展布和台缘斜坡特征，可划分为北段、中段和南段3个段落。

2.1 北段和中段

绵阳-长宁拉张槽东侧灯影组四段台缘带北段和中段均以陡坡型台缘带为特征[4-6，9-12]。北段构造位置横跨川中加里东古隆起北斜坡及其北侧深洼陷区，台缘带现今埋藏深度在古隆起北斜坡自南向北从6 000 m增大至>8 000 m，如川深1井灯影组顶面埋深达到8 148 m；其北侧深洼陷区的埋藏深度更大，一般为8 500 m左右，目前尚无探井钻遇。平面上，北段台缘带呈近南北向延伸，在东西方向台缘带相对较宽，一般为20～30 km。

图2(a)是一条沿灯影组三段底拉平的东西向地震反射时间剖面，位于川中古隆起北侧深洼陷区，灯影组四段表现出明显的槽-台分异格局，陡坡型台缘带特征清楚。寒武系自西向东超覆于震旦系灯影组四段西侧陡坡，台缘斜坡东侧的灯影组四段地层厚度较大，而向西则厚度急剧减薄。从台缘带和台内地层厚度来看，台缘带地层厚度明显大于台内地区。地震反射结构方面，台缘丘滩体主要呈现出丘状外形，内部则主要为空白、杂乱和中强断续地震振幅的反射特征；台缘丘滩体之间地震反射波同相轴一般连续性较好，代表滩间洼地沉积。

图2(b)位于川中古隆起北斜坡，与北侧深洼陷区相比，台缘斜坡具有变缓趋势，但仍较为陡立，寒武系自西向东超覆于灯影组四段的现象亦较清楚。川深1井钻遇灯影组四段302.73 m(未穿)，岩性主要为细晶白云岩、粉晶白云岩、砂屑白云岩和藻屑白云岩，随钻取心显示溶蚀孔洞发育，测井综合解释藻丘相沉积厚度达250 m。

台缘带中段位于川中古隆起核部，也是现今构造的高部位，灯影组四段埋藏深度较浅，一般在5 000 m左右；平面上呈近北北西向或近南北向展布，东西方向较窄，宽度约10～15 km，南北长度约35 km。关于台缘带中段的剖面特征，前人利用钻井和地震资料已做过大量研究和精细描述，目前已刻画得较为清楚，以陡坡型台缘带为主要特征。从地震反射特征看，台缘带多呈现丘状或括弧状外形，内部地震反射波同相轴多为中-弱振幅和中-低频率，地震相多呈杂乱状(图2(c))。在台缘带西侧的拉张槽内，下寒武统筇竹寺组与其下伏的灯影组二段直接接触，其间缺失灯影组三段和四段；台缘带与拉张槽之间，灯影组三段和四段向拉张槽方向厚度减薄明显，造成下寒武统筇竹寺组以陡坡形式向东直接超覆于灯影组四段台缘带之上。中段地区钻遇灯影组四段台缘丘滩相的钻井较多，岩性以藻丘滩相岩性组合为主，如高石1井，灯影组四段钻厚262.5 m，岩性为灰白色泥晶白云岩、藻砂屑白云岩和凝块白云岩等。

2.2 南 段

2.2.1 基本特征

台缘带南段涵盖了川中古隆起南斜坡及其南侧的深洼陷区，灯影组顶面埋深从靠近川中古隆起的约5 000 m向南逐渐增大至>7 000 m。平面上，自南向北，台缘带展布方向从北东向转为北北西向；剖面上，与中段和北段陡坡型台缘带差异较大，总体以缓坡型台缘带为特点，但不同区段的具体特点仍有一定差异。其中，南段北部位于川中古隆起南斜坡，为典型的缓坡型台缘带，如图3(a)所示，台缘斜坡位置灯影组四段厚度向西明显减薄，其上覆寒武系自西向东逐层超覆于灯影组四段之上，而台缘斜坡东侧灯影组四段厚度基本稳定。

南段南部主要位于川中古隆起南侧深洼陷地区，在台缘带走向从北东向转为北北西向的区段，部分横跨台缘带的地震剖面显示出类似于中段和北段陡坡型台缘带的剖面特征，以及寒武系自西向东逐层超覆于灯影组四段之上的沉积现象(图3(b))，但其幅度、平面延伸范围及台缘斜坡的坡度等均较小，总体仍以缓坡型台缘带为特征。在南段南端的阳1井附近，灯影组四段台缘带缓坡特征亦较清楚，但在少数地震剖面上，可见到自西向东发育3排低幅度台缘隆起[11]，西侧第1排台缘隆起幅度较低，中间第2排台缘隆起比第1排台缘隆起幅度稍高，东侧第3排台缘隆起总体较宽缓，岩层厚度比台内相应层段稍微增大。

2.2.2 台缘带丘滩体

台缘带一般位于古地形相对高的浅水地区，是碳酸盐岩丘(礁)滩体发育的主要部位。图4(a)是经过解释的过灯影组四段缓坡型台缘带并沿灯影组底面拉平的常规地震反射剖面，显示了该区具有缓坡型台缘带的典型特征，可见到寒武系下部地层向东逐层超覆于灯影组四段台缘带前缘斜坡之上，灯影组四段台缘带地层厚度则向西减薄。

为了详细查明灯影组四段台缘带丘滩体发育情况，基于上述研究，开展了以地震波阻抗反演研究为主的地质-地球物理综合研究。图4(b)是与图4(a)对应的波阻抗反演剖面，清楚地显示出3个孤立丘滩体，其间为狭窄的滩间洼地分隔，反映南段缓坡台缘带孤立丘滩体也较发育。

3 成藏条件

3.1 烃源岩

研究区烃源岩主要有震旦系陡山沱组、灯影组三段和下寒武统筇竹寺组等3套[1-5,8](图1(b))，具有形成大中型油气田的资源基础，其中下寒武统烃源岩为主要烃源岩。

3.1.1 陡山坨组

陡山沱组主要为一套泥质岩类沉积，底部发育白云岩，厚度变化较大，从数米至220 m。如研究区北侧的女基井钻遇陡山沱组地层厚度为9 m，岩性主要为泥质云岩和石英砂岩，夹薄层绿灰色页岩，烃源岩不发育；而位于拉张槽内的宁2井，陡山沱组钻遇厚度达300 m，其中暗色泥岩厚度大于180 m；研究区东南部地表露头出露的台地相烃源岩厚度在30～70 m之间，如遵义松林地区，暗色泥岩厚度为65 m。

陡山沱组泥质岩类烃源岩有机质丰度较高，如遵义松林六井剖面，根据35个泥岩样品的分析结果，有机碳(TOC)含量为0.11%～4.64%，平均值为1.51%；干酪根类型为腐泥型；等效镜质体反射率(Ro)为2.08%～2.34%，处于高-过成熟生气演化阶段。

3.1.2 灯影组三段

灯影组三段泥岩烃源岩在四川盆地均有分布，但厚度较小，其中在川中高石梯-磨溪地区厚度相对较大，多为30～50 m；而盆地东南部的研究区厚度较小，一般在5～10 m之间。研究区东南侧附近露头出露的灯影组三段，岩性主要为蓝灰色泥岩，烃源岩厚度较小，如先锋剖面灯三段黑色泥岩厚约20 cm，蓝灰色泥岩厚约40 cm。

灯影组三段泥岩烃源岩有机质丰度相对较高，TOC含量为0.04%～4.73%，平均值为0.65%。干酪根类型为腐泥型(Ⅰ型)。等效镜质体反射率(Ro)值为3.16%～3.21%，处于高-过成熟生气演化阶段。

3.1.3 筇竹寺组

下寒武统筇竹寺组泥质烃源岩是四川盆地的主力烃源岩之一，厚度一般为100～200 m，绵阳-长宁拉张槽内厚度一般>200 m，盆地东南部最大厚度>450 m。研究区西部位于绵阳-长宁拉张槽，烃源岩厚度多为100～300 m，东部地区烃源岩厚度<100 m(图5(a))。这套烃源岩有机质丰度较高，有机碳含量(TOC)多大于0.5%，部分大于2.0%；平面上，有机碳含量具有在绵阳-长宁拉张槽高、盆地其它地区低的特点，研究区内有机碳含量多为2%～5%，干酪根类型为腐泥型；烃源岩的热演化程度较高，镜质体反射率(Ro)主要分布在2.0%～5.0%之间，达到了过成熟阶段，以油型裂解气为主；生气强度介于10×108～400×108m3/ km2之间(图5(b))，具有西部生气强度大、东部生气强度小的特点，其中西部为100×108～400×108m3/km2，东部为10×108～100×108m3/ km2。

3.2 储集岩

灯影组四段台缘带丘(礁)滩复合体发育，储层岩性主要为藻凝块白云岩、藻叠层白云岩和藻砂屑白云岩等，而且普遍受到桐湾运动Ⅱ幕大气淡水和埋藏期热液等岩溶作用的改造，溶蚀孔隙广泛发育，储层物性良好，具备形成优质规模储层的地质条件，为有利的储层发育相带[12-20]。如高石1井，灯影组四段储集空间以岩溶洞穴为主要储集空间，岩心上可见孔洞直径一般为5～15 mm，部分可达20～30 mm，主要靠近不整合面分布；岩心孔隙度多在0.45%～8.22%之间，渗透率为0.001 39×10-3～0.914×10-3μm2，平均渗透率0.102×10-3μm2。

研究区目前仅荷深2井和阳1井钻遇灯影组四段台缘带丘(礁)滩复合体，荷深2井钻遇灯影组四段地层斜厚度为398 m，垂直厚度仅约110 m，顶部约17 m岩性以硅质白云岩为主，其下主要为粉晶白云岩，可见藻迹、藻屑和沥青充填等；阳1井钻遇灯影组四段地层厚度372.58 m，岩性以微生物白云岩为主，岩心可见纹层与大量溶蚀孔洞顺层发育，储层品质良好。根据钻探结果和台缘带丘(礁)滩复合体地震反射特征及地震反演研究，预测盆地东南部灯影组四段台缘带大规模发育优质规模储层。

3.3 圈 闭

台缘带圈闭类型以岩性圈闭为主。地质-地球物理综合研究表明，绵阳-长宁拉张槽东侧灯影组四段台缘带南段发育较多孤立的碳酸盐岩丘(礁)滩体，其间为滩间洼地致密沉积岩石分隔[9-13，21-22]，空间上易于形成岩性圈闭，如图4(b)所示。这种岩性圈闭具有较强的自封闭特征，在后期构造叠加与改造过程中，其封闭性特征能够得到持续保持。川中古隆起核部和北斜坡等不同深度部位气藏的对比研究，充分证明了台缘带丘(礁)滩体岩性圈闭的这种自封闭特征。川深1井、角探1井和磨溪地区等的钻井，均已发现气藏或气显示，连井对比气藏剖面揭示[10]，川中古隆起北斜坡川深1井灯影组四段的气水界面深度(-7 634 m)远低于高石梯-磨溪地区的气水界面深度(-5 230 m)，二者相差达2 404 m，显示出灯影组四段丘(礁)滩体岩性圈闭上倾方向良好的自封闭性；这种自封闭性使处于构造低部位的川深1井及位于其上倾方向的角探1井(气水界面深度为-7 226 m)岩性圈闭仍然具有较好的圈闭条件，反映古隆起斜坡区现今构造低部位的台缘丘滩体岩性圈闭与高部位的安岳气田丘滩体岩性圈闭同样能够成藏，并在后期构造改造下能够得到有效保存。

3.4 盖层与保存条件

3.4.1 盖层条件

四川盆地东南部灯影组四段储层之上发育下寒武统筇竹寺组泥页岩和中下寒武统龙王庙组—高台组膏盐岩2套区域盖层，其中，筇竹寺组泥页岩也是灯影组四段储层的直接盖层，厚度大于200 m。根据新一轮的地震资料解释，中下寒武统膏盐岩在区内连续分布，厚度在100～700 m之间，是灯影组四段碳酸盐岩储层良好的区域盖层，并为研究区灯影组四段储层早期油藏和晚期气藏提供良好的保存条件。

3.4.2 保存条件

四川盆地东南部灯影组四段台缘带油气保存条件良好。从构造变形强度分析，横向上，灯影组四段台缘带位于盆地内部，区域上远离盆地边缘强构造变形带；纵向上，中下寒武统龙王庙组—高台组膏盐岩是研究区的主要区域滑脱层，其上地层中上寒武统至侏罗系构造变形强烈，而下伏的下寒武统至基底地层则变形微弱，有利于油气保存。

4 勘探前景

四川盆地东南部灯影组四段缓坡型台缘带紧邻下寒武统烃源岩生烃中心，无论是烃源岩品质、发育程度和生烃强度，还是源储空间配置样式等方面，都显示出优越的天然气成藏条件。研究区发育的震旦系陡山沱组、灯影组三段和下寒武统筇竹寺组3套烃源岩，为形成大中型油气田提供了充足的物质基础。

研究表明，川中古隆起核部安岳气藏震旦系储层沥青具有两期成藏特征[23]，早期对应正常油窗，沥青分布局限，丰度低，δ13C相对稍重(>-33‰)；晚期对应于凝析油气阶段，凝析油主体直接来源于干酪根成熟—高成熟阶段的裂解，沥青分布广泛，丰度高，δ13C较轻(平均-35.4‰)；说明安岳气藏震旦系的天然气主体来自筇竹寺组页岩烃源岩，而非古油藏的裂解。这一事实意味着位于川中古隆起南斜坡和深洼区的灯影组四段台缘带丘滩体，可能与古隆起核部构造高部位的安岳气田丘滩体一样，也能够聚集直接源自筇竹寺组页岩烃源岩的干酪根裂解气，从而成为有利的油气聚集区。

从源-储空间配置样式看(图6)，陡山沱组和灯影组三段泥页岩烃源岩与灯影组四段台缘带储层纵向上可构成“下生上储”成藏组合，断裂是油气垂向运移的主要通道；灯影组四段台缘带优质储层紧邻下寒武统筇竹寺组烃源岩生烃中心，近源优储特征明显，空间上可构成“旁生侧储和上生下储”成藏组合。

区域上，台缘带南段北部志留纪末期至今始终处于油气自南向北运移的过路区并紧邻生烃中心，近源优储，有利于川中古隆起南斜坡和深洼陷区台缘带岩性圈闭早期油气聚集；而台缘带南段南部则地处川中古隆起南侧的深洼区，平面上紧邻其西侧下寒武统筇竹寺组烃源岩生烃中心，同样有利于油气早期聚集。而且，在后期构造变形过程中，灯影组四段台缘带构造变形弱，保存条件好。荷深2井的勘探突破，不仅证实了研究区灯影组四段台缘带丘(礁)滩体岩性圈闭良好的天然气成藏条件，是天然气富集有利的地区，而且揭示了研究区灯影组四段台缘带具备规模勘探的油气地质条件和较好的资源基础。

5 结 论

(1)震旦系灯影组四段沉积时期，四川盆地绵竹-长宁拉张槽东、西两侧分别发育一条台地边缘相带，其中，东侧台缘带南、北分段特征明显，据其平面展布和台缘斜坡特征，可划分为北、中、南3个段落。南段在平面上的展布方向自南向北从北东向转为北北西向，剖面上总体表现出缓坡型台缘带特征，与中段和北段陡坡型台缘带差异明显。

(2)南段缓坡型台缘带具有形成大中型油气藏的有利地质条件。区内发育陡山沱组、灯影组三段和筇竹寺组等3套烃源岩，资源基础好；由台缘带丘(礁)滩体构成的岩性圈闭大量发育且储层品质好，其间由滩间洼地致密岩石分隔，为油气聚集提供了充足空间。

(3)南段缓坡型台缘带具有近源优储和立体供烃的成藏特点，陡山沱组和灯影组三段泥页岩烃源岩与灯影组四段台缘带储层纵向上可构成“下生、上储”成藏组合，断裂是油气垂向运移的主要通道；下寒武统烃源岩与灯影组四段台缘带储层空间上可构成“旁生侧储和上生下储”成藏组合，近源优储特征明显。

(4)区域上，志留纪末期至今，灯影组四段台缘带南段始终位于川中古隆起南斜坡和深洼陷区，处于油气自南向北运移的过路区并紧邻生烃中心，有利于油气早期聚集，加之台缘带丘(礁)滩体岩性圈闭具有良好的自封闭特征，且保存条件好，从而使处于深层-超深层的南段缓坡型台缘带具备规模成藏的资源基础和良好的勘探前景。