川东北元坝地区长兴组油气藏成藏模式

2011-04-14中石化勘探南方分公司研究院四川成都6100411

长江大学学报(自科版) 2011年28期

（中石化勘探南方分公司研究院，四川成都6100411）

川东北元坝地区二叠系长兴组是四川盆地重要的勘探层系。随着勘探开发一体化不断推进，长兴组礁滩相的成藏模式已日臻完善。笔者对川东北元坝地区长兴组油气藏成藏模式进行了研究，为元坝地区油气勘探提供参考。

1 油气成藏背景

1.1 区域构造演化

川东北地区在传统的大地构造上属于上扬子地台的一部分，与四川盆地构造演化一阳，共经历了6个旋回，即扬子旋回、加里东旋回、海西旋回、印支旋回、燕山旋回和喜马拉雅旋回。晚印支-早燕山期、晚燕山期-早喜山期的构造活动主要控制了川东北地区的北东向构造的形成与分布，而晚喜山期构造活动对前期构造进行了叠加改造，形成了北西向的构造，上述2类构造叠加对川东北地区的构造格局以及川东北地区的油气藏的聚集、调整改造有着重要影响[1]。元坝地区位于川东弧形褶皱带的九龙山背斜构造带南端，南为川中低缓构造带，北东与通南巴背斜构造带相邻。整体位于3个大型正向构造的衔接部位，受3个构造的遮挡，构造变形弱，断裂不发育。其古构造雏形形成于加里东期，后受燕山、喜山运动的影响，最终定型为低缓构造带的构造面貌。

1.2 沉积特征

元坝地区二叠系长兴组沉积相带自北西-南东向展布，呈现陆棚-台地相间格局，主要有开阔台地相、台地边缘礁滩相、台地边缘浅滩相、台地前缘斜坡相、陆棚相5类沉积相[2]。长兴组台地边缘浅滩相处于开阔台地及台地边缘礁滩相带之间，是长兴中期边缘礁发育初始期至尚未形成障壁之前的高能沉积，浅滩发育于早期开阔台地生屑滩及礁丘之上，高出台地背景，受海流作用强烈并频繁暴露。

2 油气成藏条件

2.1 烃源条件

川东北地区主要发育有3套烃源岩：①下寒武统筇竹寺组底部的黑色碳质页岩；②下志留统龙马溪组底部的黑色硅质碳质页岩；③上二叠统龙潭组、大隆组的泥岩和泥灰岩[3]。上二叠统龙潭组、大隆组烃源岩是长兴组气藏的主力烃源岩，岩性为碳质泥岩及黑色泥质岩、含泥灰岩，有机碳含量0.5%～11.1%。干酪根类型属混合型，有机质处于过成熟演化早期阶段，生烃强度大。

2.2 储集层特征

元坝地区长兴组储层为台地边缘礁滩沉积，生物礁厚数米至上百米，礁与滩共生，是礁组合与礁发育相关的礁滩相颗粒岩，经胶结充填白云石化、溶蚀作用后形成[3]。储层岩石类型较复杂，以细-中生屑白云岩、粉-亮晶含云生屑灰岩及亮晶生屑灰岩为主。

储集空间以晶间溶孔、溶洞为主，其次为膏溶孔、生物溶孔、残余粒间孔、残余生物格架孔及裂缝等，发育少量晶间孔。储集类型为裂缝-孔隙型。

储层物性以低中孔、中低渗为主，平均孔隙度5.71%，平均渗透率0.6238×10-3μm2，平均有效储集层厚度58.75m。受沉积和成岩作用影响，储集层横向上具有较强非均质性。

2.3 盖层条件

川东北地区发育陆相与海相2种类型的区域盖层，陆相盖层岩性为泥质岩与致密砂岩组合，其中纯泥岩厚1800m以上，占该段地层厚度的40%以上，最大单层厚度25～30m；海相盖层为中-下三叠统膏盐岩，厚度在300～550m之间，主要发育于下三叠统嘉陵江组及中三叠统雷口坡组，在元坝地区广泛稳定分布。该类膏盐岩具有较大的塑性，在构造压力的影响下，仍能保持侧向的连续性，具有较强的封闭能力。

2.4 圈闭条件

元坝长兴组气藏在平面呈北西向分布，展布主要受台地边缘礁滩相白云岩储层及礁后生屑滩储层沉积相带的控制。该气藏在一定的古构造高背景上，形成由台地边缘展布的长兴组生物礁滩及礁后生屑滩叠置而成的岩性圈闭，该圈闭的最高部位为-5680m，气藏底界为-6540.8m，含气高度大于860.8m。

3 成藏模式

3.1 古油藏形成

1）烃源岩演化元坝地区烃源岩热演化成熟史图显示(见图1），印支晚期，二叠系地层埋深达到2500m左右，二叠系古地温梯度3.0℃／km，古地温达100℃，镜质体反射率Ro值超过0.5%，进入生烃门限[4]。进入燕山中期，川东北地区接受前陆盆地快速沉积，二叠系地层深埋达4400m，古地温度165℃，Ro值达到1.25%，二叠系烃源岩进入生油高峰，随后该研究区抬升遭受剥蚀，烃源岩生烃作用逐渐停止。

图1 元坝地区烃源岩油气演化史

2）输导条件在印支运动晚期前，该构造一直处于乐山-龙女寺加里东古隆起的斜坡位置，构造变形弱。进入燕山运动早期，上二叠统烃源岩进入生油高峰，受盆缘造山挤压影响，发育许多了层间裂缝。根据地震资料精细解释，在元坝礁滩区发育不少小断层，有的发育于长兴组地层内部，有的贯穿长兴组、上至飞仙关组顶部下至下二叠统，如YB3井西侧大约5km处发育一断层，贯穿长兴组台地边缘礁下至下二叠统。综合分析该类断层形成于中三叠世以前，由于该类断层的存在，增强了二叠系油气源向长兴组储层运移的通道。

3）古油藏形成二叠系富含有机质的泥岩、泥灰岩作为烃源岩，在中三叠世进入生烃门限，晚三叠-早侏罗世进入主排烃期。在纵向上，二叠系油气源可通过断层向上运移至长兴组地层，在层间裂缝发育，储层内部可通过高角度裂缝、节理面向上运移；在横向上，油气源可通过层面、水平裂缝向断层及储层运移，储层内部油气可通过层面、水平裂缝、高孔渗运载层在横向上运移。中-下三叠统膏盐岩盖层在元坝工区广泛发育，油气运移、保存条件和输导体系在时间和空间上形成有效配置，元坝长兴组古油藏得以形成。

3.2 原油裂解气聚集

燕山中期，元坝古油藏深埋达到4400m，古地温达到160℃，Ro值大于3.0%，下二叠统烃源岩已进入高成熟演化阶段，处于凝析油-湿气-干气生烃阶段，原油开始发生裂解。随着油藏深埋增加和古地温升高，较发育的裂缝与储集体一起继续构成有效输导体系，上二叠统烃源岩进入生气阶段，继续为气藏提供气源，由此古油藏转化为天然气藏。