王鼐，魏國齊，楊威，王玉偉

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；2.中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院，河北廊坊065000；3.中國石油新疆油田分公司勘探公司，新疆克拉瑪依834000）

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川西北劍閣古隆起形成演化過程及其控氣作用

王鼐1，2，魏國齊2，楊威2，王玉偉3

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；2.中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院，河北廊坊065000；3.中國石油新疆油田分公司勘探公司，新疆克拉瑪依834000）

摘要：古隆起是四川盆地油氣勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域。研究劍閣古隆起的構(gòu)造形態(tài)、形成演化和控氣作用對川西北地區(qū)的油氣勘探有著重要的意義?；趧﹂w古隆起范圍內(nèi)地質(zhì)、地球物理和測井資料并結(jié)合川西北地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組沉積厚度，研究了劍閣古隆起的展布和演化過程。結(jié)果表明，劍閣古隆起演化過程分為3個(gè)階段，上三疊統(tǒng)須家河組須一段—須三段沉積期為劍閣古隆起雛形階段，須四段—須六段沉積期為劍閣古隆起的成熟階段，早侏羅世為劍閣古隆起的衰亡階段。劍閣古隆起具有完整的旋回發(fā)展過程，須家河組具有良好的生儲蓋組合，其多期構(gòu)造運(yùn)動形成的地層圈閉和巖性圈閉是川西北勘探的有利目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：四川盆地；西北部；劍閣古隆起；演化過程；控氣作用

古隆起是克拉通盆地油氣勘探的有利方向，在中國四川盆地、塔里木盆地和鄂爾多斯盆地，古隆起一直是油氣勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域[1-8]。在四川盆地，眾多學(xué)者的注意力集中在桐灣運(yùn)動期的高石梯—磨溪古隆起、加里東運(yùn)動期的樂山—龍女寺古隆起、印支運(yùn)動期的開江和瀘州古隆起上，古隆起是四川盆地油氣發(fā)現(xiàn)與勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域[9-14]。大中型氣田多分布在古隆起區(qū)內(nèi)，如高石梯—磨溪古隆起上的安岳氣田、樂山—龍女寺古隆起上的威遠(yuǎn)氣田、開江古隆起上的普光氣田、瀘州古隆起上的中興場氣田等。

在龍門山推覆構(gòu)造前緣川西坳陷內(nèi)，分布著一系列呈南北向展布的隆起構(gòu)造帶，包括北部的劍閣古隆起、中部的孝泉—豐臺古隆起和南部的邛崍—新津古隆起[15]。劍閣古隆起主要包括廣元以南、蒼溪以北、江油以東和旺蒼以西的區(qū)域（圖1）。前人對劍閣古隆起構(gòu)造特征曾進(jìn)行過研究[15-17]，然而劍閣古隆起的形成演化過程及其對天然氣聚集的控制作用仍有待深入研究。本文通過對劍閣古隆起的構(gòu)造演化背景、地震解釋、連井地層厚度對比和區(qū)域地層平面厚度進(jìn)行分析，試圖查明古隆起分布范圍及其演化過程對川西北氣藏成藏的控制作用，以期對研究區(qū)須家河組油氣勘探有所裨益。

1　劍閣古隆起大地構(gòu)造背景

川西北地區(qū)演化可以分為新元古代—中生代早期的海相盆地和中生代中期以來的陸相盆地2個(gè)發(fā)育階段。在陸相盆地演化階段，川西北地區(qū)位于秦嶺造山帶、松潘—甘孜板塊及揚(yáng)子板塊匯聚交接地帶，經(jīng)歷多次造山運(yùn)動。多期的構(gòu)造變化給確定龍門山隆升時(shí)間和劍閣古隆起形成時(shí)間造成很大困難。不同的學(xué)者對此提出了不同的觀點(diǎn)，一些學(xué)者認(rèn)為其主要形成于印支運(yùn)動早、晚幕之間的安縣運(yùn)動，也有學(xué)者認(rèn)為其形成于印支運(yùn)動晚幕[18-21]。

劍閣古隆起的發(fā)育、發(fā)展和消亡主要發(fā)生在海相沉積階段，板塊之間碰撞造山，川西北地區(qū)開始形成前陸盆地。在晚三疊世，阿尼瑪卿—勉略洋閉合，形成勉略縫合帶和海槽北緣隆起帶，同時(shí)大巴山和米倉山也進(jìn)入了陸相磨拉石發(fā)育階段，于揚(yáng)子板塊北緣形成了米倉山隆起[22-23]。晚三疊世后[24]，前陸盆地轉(zhuǎn)化為陸內(nèi)拗陷盆地，直到早侏羅世，龍門山開始劇烈隆升。

前人針對四川盆地須家河組對比與層序構(gòu)造劃分做了大量的工作[25-27]。筆者結(jié)合川西北地區(qū)的地質(zhì)背景將上三疊統(tǒng)須家河組自下而上分為須一段（T3x1）、須二段（T3x2）、須三段（T3x3）、須四段（T3x4）、須五段（T3x5）和須六段（T3x6）。須一段為海相和海陸過渡相，巖性以碳酸鹽巖和泥頁巖為主；須二段為三角洲相，巖性以砂巖為主；須三段呈三角洲前緣沉積和湖泊沉積，巖性以砂泥交互為主；須四段與須三段為角度不整合接觸，為沖積扇沉積，巖性以砂巖為主；須五段和須六段由于劍閣古隆起的抬升遭受剝蝕，在研究區(qū)內(nèi)大面積缺失。

2　劍閣古隆起形成與演化

2.1地震剖面分析劍閣古隆起演化

地震剖面和測井資料證明，劍閣古隆起在須一段—須二段沉積期仍處于拗陷階段，沉積了幾百米厚的須一段和須二段后，劍閣古隆起開始上隆。須三段沉積期隨著隆升幅度增大，劍閣古隆起范圍內(nèi)地層逐漸減薄缺失，隆起軸部相對隆起翼部沉積地層較薄。由于后期造山運(yùn)動，地層北高南低（圖2a），沿著北方須家河組厚度整體減薄，須一段和須二段較厚。須三段開始退覆減薄，形成一系列的尖滅點(diǎn)；劍閣古隆起靠近川中一側(cè)，須一段—須三段連續(xù)沉積，從南至北地層逐漸變薄，須四段開始退覆尖滅（圖2b）；往西北須家河組整體減薄，須三段沉積期后地層出現(xiàn)退覆現(xiàn)象（圖2c），須四段尖滅；而東北部須四段沉積則保存較好（圖2d），須五段開始出現(xiàn)缺失現(xiàn)象。一系列的尖滅點(diǎn)證明，在須三段—須四段沉積期，劍閣古隆起在劍閣周圍發(fā)育形成，而隨著古隆起幅度的增大，地層遭受剝蝕范圍變大，須五段和須六段大面積缺失。直至侏羅紀(jì)，劍閣古隆起兩翼相對低緩部位被填平。

圖2　川西北劍閣古隆起地震剖面（剖面位置見圖1）

2.2地層厚度對比分析劍閣古隆起演化

通過對劍閣古隆起兩翼和軸線的地層進(jìn)行對比，早期沉積的須一段和須二段厚度較大，劍閣古隆起軸部須三段開始出現(xiàn)減薄尖滅的趨勢，古隆起翼部須三段厚度較軸部大，兩翼厚度差較?。▓D3）。須三段剝蝕量仍然較小，說明在須三段沉積期劍閣古隆起依舊處于川西坳陷相對較低的位置，古隆起影響范圍較小。須四段沉積期劍閣古隆起活動強(qiáng)烈，地層大面積大幅度剝蝕。河深1井須四段厚度為300余米，而比河深1井更靠近川西坳陷的射1井須四段缺失，說明須四段的缺失并不是由于龍門山的隆升造成，而是由劍閣古隆起的隆升所導(dǎo)致。須五段沉積期，劍閣古隆起的隆起幅度更大，與須四段相比，須五段的剝蝕范圍更大。川西北地區(qū)缺失須六段，鉆井和野外露頭均未見該段，因此，在須六段沉積期后，劍閣古隆起可能大幅抬升，該套地層遭受嚴(yán)重剝蝕。早侏羅世，劍閣古隆起隆起幅度開始變緩。

圖3　川西北劍閣古隆起連井地層對比剖面（井位見圖1）

2.3劍閣古隆起演化階段劃分

根據(jù)地震資料和測井資料并結(jié)合川西北地區(qū)地層厚度，可將劍閣古隆起的演化分為3個(gè)階段。

（1）須一段—須三段沉積期劍閣古隆起雛形階段四川盆地西北部在須一段、須二段沉積期為凹陷地帶，沉積了幾百米厚的須一段和須二段。從須三段沉積期開始，劍閣周邊地區(qū)開始上隆，古隆起范圍內(nèi)地層逐漸減薄、缺失，但缺失范圍相對局限（圖4）。證明川西北地區(qū)在進(jìn)入須三段沉積期后，古隆起開始漸漸發(fā)育雛形，由于這個(gè)時(shí)期隆起范圍較小，因此將該階段劃分為劍閣古隆起的雛形階段。

圖4　川西北劍閣古隆起演化

（2）須四段—須六段沉積期劍閣古隆起發(fā)育階段須四段沉積期后，一系列尖滅點(diǎn)和連井地層厚度對比都證明劍閣地區(qū)由于古隆起經(jīng)歷大幅抬升，地層缺失面積相對須三段大幅增加。須五段沉積期，劍閣古隆起范圍持續(xù)擴(kuò)大，地層缺失范圍也比須四段擴(kuò)大兩倍。由于研究區(qū)內(nèi)的鉆井資料、地震資料以及野外露頭均未見須六段，據(jù)此證明須六段沉積期劍閣古隆起大幅度抬升，古隆起的范圍達(dá)到最大，地層被剝蝕殆盡。因此將須四段—須六段沉積期定義為劍閣古隆起的發(fā)育階段。

（3）早侏羅世劍閣古隆起衰亡階段劍閣古隆起經(jīng)歷雛形期和發(fā)育期后，到早侏羅世，隆起幅度開始下降，下侏羅統(tǒng)自流井組往古隆起核部逐步推覆、減薄，隆起形態(tài)消失。因此，將侏羅系白田壩組沉積期定為衰亡階段。自此，隨著龍門山和米倉山的改造，劍閣古隆起的影響范圍開始縮小，并最終消亡。

3　劍閣古隆起的控氣作用

上世紀(jì)80年代開始，四川盆地西北部的油氣勘探就一直集中于海相層系，無論是淺層，還是深層，都取得了一定的勘探突破和成果。而陸相層系的勘探，主要針對的是侏羅系千佛崖組，隨著近年來四川盆地的勘探力度不斷加大，在九龍山、元壩、劍閣和龍崗等地區(qū)陸相層系也取得了豐碩的成果，多口井在陸相層系獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，證明川西北地區(qū)具備形成陸相大氣田的可能。

從控制常規(guī)油氣藏的6個(gè)地質(zhì)要素（生、儲、蓋、圈、運(yùn)、保），前人對須家河組的勘探研究做了大量的工作[28-33]，須一段、須三段、須五段發(fā)育的暗色泥頁巖和煤層有機(jī)質(zhì)豐度高，可以作為良好的烴源巖。據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均總有機(jī)碳含量可達(dá)2.51%，大多為0.50%～ 5.00%，約93%的樣品總有機(jī)碳含量大于0.50%，鏡質(zhì)體反射率為1.43%～2.86%，平均為1.91%，整體處在高成熟晚期—過成熟早期生氣階段[34-39]。這些層系也可成為封閉性良好的蓋層。須一段、須三段、須五段夾雜的砂體和須二段、須四段的大套砂巖作為儲集層，須二段和須四段以辮狀河三角洲沉積為主，砂體厚度大、分布穩(wěn)定（圖5），使整個(gè)川西北的須家河組形成了良好的生儲蓋組合。

圖5　川西北須家河組須二段砂體厚度與氣藏分布

劍閣古隆起的發(fā)育演化過程控制了儲集層的分布，促進(jìn)了油氣的運(yùn)移以及形成一系列的巖性圈閉和地層圈閉。劍閣古隆起范圍內(nèi)的油氣成藏主要分為2個(gè)階段：第一個(gè)階段是古隆起發(fā)育和氣藏形成階段；第二個(gè)階段是造山運(yùn)動后的氣藏調(diào)整改造定型階段。川西北地區(qū)氣藏圍繞劍閣古隆起展布，以古隆起軸部為界，兩翼分別分布一系列的氣藏（圖6）。

圖6　劍閣地區(qū)氣藏成藏模式

須二段和須四段大套砂巖儲集層的形成主要在劍閣古隆起的雛形階段和發(fā)育階段，由于劍閣古隆起的后期隆升，導(dǎo)致古隆起北軸部地層遭受剝蝕；而兩翼部位地層由于處于相對低部位，沉積數(shù)百米厚的大套砂巖。劍閣古隆起的隆升使地層發(fā)生傾斜，隨著隆起幅度的增大，地層傾斜角度也隨之加大。須一段、須三段烴源巖大量生烴，天然氣通過垂直運(yùn)移和橫向運(yùn)移進(jìn)入儲集層。

須三段和須五段以泥巖、頁巖為主，夾薄層砂巖。既可以作為烴源巖，也是良好的蓋層，而下侏羅統(tǒng)以角度不整合覆蓋在須家河組之上，下侏羅統(tǒng)自流井組湖濱沼澤相灰黑色泥頁巖夾煤層，作為蓋層保證了油氣聚集后的保存條件。劍閣古隆起的發(fā)育也導(dǎo)致一系列的地層圈閉和巖性圈閉的出現(xiàn)。由于成藏模式第二階段造山作用的后期改造，導(dǎo)致臨近龍門山和米倉山一側(cè)早期形成的氣藏遭受構(gòu)造運(yùn)動的破壞，龍門山逆沖推覆帶使原氣藏沿著高角度逆斷層散逸，或由于推覆作用導(dǎo)致下伏地層抬升遭受剝蝕風(fēng)化，氣藏被破壞。因此，劍閣古隆起靠近龍門山一側(cè)的翼部氣藏保存條件相對較差，存留至今的氣藏較少?？拷ㄖ幸粋?cè)的一系列氣藏保存條件相對較好，后期構(gòu)造運(yùn)動對其影響較小，多數(shù)得以保存至今。

4　結(jié)論

（1）川西北劍閣古隆起位于四川盆地西北部，近北東向展布，面積約7 000 km2，是一個(gè)在晚三疊世至早侏羅世發(fā)育、成熟最后衰亡的破壞型古隆起。

（2）研究區(qū)生儲蓋組合條件良好，劍閣古隆起對天然氣氣藏儲集層分布、天然氣運(yùn)移和圈閉形成都有控制作用。

（3）川西北須家河組成藏模式主要分為2個(gè)階段：第一個(gè)階段是古隆起發(fā)育和氣藏形成階段；第二個(gè)階段是造山運(yùn)動后的氣藏調(diào)整改造定型階段。川西北地區(qū)具有相當(dāng)?shù)奶烊粴饪碧綕摿?，劍閣古隆起兩翼的地層圈閉和巖性圈閉是勘探的主要目標(biāo)。

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（編輯顧新元）

Formation and Evolution of Jiange Paleo?Uplift in Northwestern Sichuan Basin and Gas?Controlled Effect

WANG Nai1,2,WEI Guoqi2,YANG Wei2,WANG Yuwei3
(1.Research Institute of Petroleum Exploration and Development,PetroChina,Beijing 100083,China; 2.LangfangBranch,Research Institute of Petroleum Exploration and Development,PetroChina,Langfang,Hebei 065000,China; 3.Exploration Company,XinjiangOilfield Company,PetroChina,Karamay,Xinjiang 834000,China)

Abstract:Paleo?uplifts are the major areas for petroleum exploration in Sichuan basin.Research on the structural configuration,formation and evolution as well as gas?controlled effect has great significance for petroluem exploration in northwestern Sichuan basin.This paper studied the distribution and evolution process of Jiange paleo?uplift using the geologic,geophysical and well logging data,combined with the sedimentary thickness of the Upper Triassic Xujiahe formation in northwestern Sichuan basin.The result shows that the paleo?uplifting process can be divided into three stages:the embryo stage(T3x1-T3x3),the mature stage(T3x4-T3x6),and the destruction stage(J1z).The Ji?ange paleo?uplift is of complete evolution cycle,the Xujiahe formation is of good soruce?reservoir?caprock assemblage,and the multistage tectonization?formed stratigraphic and lithologic traps are the favorable targets for petroleum exploration in northwestern Sichuan basin.

Keywords:Sichuan basin;northwest part;Jiange paleo?uplift;evolution process;gas?controlled effect

作者簡介：王鼐（1988-），男，河北石家莊人，博士研究生，礦產(chǎn)普查與勘探，（Tel）18813048836（E-mail）piaomiaolf2007@163.com

基金項(xiàng)目：國家科技重大專項(xiàng)（2011ZX05007）

收稿日期：2015-11-26

修訂日期：2016-02-20

文章編號：1001-3873（2016）02-0125-06

DOI：10.7657/XJPG20160201

中圖分類號：TE111.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A