吳長(zhǎng)江 陳雙玲 張祿權(quán) 謝 忱

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司天然氣成藏與開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室碳酸鹽巖天然氣成藏機(jī)理重點(diǎn)研究室

0 引言

西昌盆地位于四川省西南部，為覆于較活動(dòng)結(jié)晶基底上的較大型盆地[1]，面積約14 200 km2（圖1）。近年來相鄰四川盆地在海相碳酸鹽巖地層中發(fā)現(xiàn)多個(gè)具有較大規(guī)模整裝氣藏[2-4]。西昌盆地沉積蓋層結(jié)構(gòu)與四川盆地相似，其中奧陶系上統(tǒng)大箐組發(fā)育厚層連片白云巖。但盆地內(nèi)僅有3口井鉆揭奧陶系大箐組，且測(cè)試均未獲工業(yè)氣流，總體勘探程度較低。該區(qū)奧陶系大箐組白云巖厚度大，分布面積廣，多見溶蝕孔洞，周邊野外露頭可見瀝青，井下取心多段見氣泡冒出，表明大箐組具有一定勘探潛力。綜合應(yīng)用野外露頭、巖心、測(cè)井等資料，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，對(duì)研究區(qū)內(nèi)大箐組沉積相、儲(chǔ)層、烴源、構(gòu)造與保存條件深入研究后，對(duì)大箐組油氣地質(zhì)條件獲得一定的認(rèn)識(shí)，以供該區(qū)下步勘探研究工作借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 西昌盆地構(gòu)造區(qū)劃及地質(zhì)略圖

盆地內(nèi)奧陶系上統(tǒng)大箐組縱向上位于巧家組之上、志留系龍馬溪組之下，與上下地層均為不整合接觸，橫向上與四川盆地寶塔組、臨湘組、五峰組為同期異相沉積（表1，圖2）。大箐組的地層厚度變化較大，自東向西逐漸尖滅，在甘洛縣新基姑、越西縣敏子洛木、普格縣洛烏溝剖面，厚度分別達(dá)449 m、464 m、487 m，XD1與XD3井大箐組厚度分別為314 m、104 m，平面上大致以四開斷裂為界，以西地區(qū)大箐組是一套厚度100～400 m灰白色細(xì)—粗晶白云巖，以東地區(qū)逐漸相變?yōu)樯罨疑規(guī)r。

表1 西昌盆地與鄰區(qū)奧陶系地層劃分對(duì)比表

圖2 西昌盆地大箐組綜合柱狀圖

2 沉積相與儲(chǔ)層特征

2.1 沉積相類型

奧陶系大箐組沉積期，西昌盆地以西地區(qū)為康滇古陸，總體沉積背景西高東低，自西向東依次發(fā)育潮坪—砂屑灘—淺海等沉積相類型。受后期抬升剝蝕影響，靠近西部古陸潮坪沉積多被剝蝕殆盡，因此研究區(qū)內(nèi)可見沉積相類型主要為砂屑灘與淺海。

2.1.1 砂屑灘

大箐組沉積期后經(jīng)受多期次白云石化作用和溶蝕作用改造后，顆粒內(nèi)部多為它形晶粒白云石，但部分樣品鏡下觀察仍保留了顆粒殘余結(jié)構(gòu)，是大箐組主要儲(chǔ)集巖（圖3）。上述研究表明西昌盆地西側(cè)處于緩坡高能相帶，水體較淺，在波浪和潮汐作用下發(fā)育大規(guī)模灘體[5]。

2.1.2 淺海

往東至研究區(qū)東部地區(qū)，水體逐漸加深，水體能量逐漸減弱，巖性逐漸發(fā)生相變，往東至布拖地區(qū)主要為灰色與深灰色泥晶灰?guī)r為主，野外及鏡下觀察淺海沉積灰?guī)r不具儲(chǔ)集性。

2.2 沉積相平面分布特征

圖3 西昌盆地大箐組砂屑灘鏡下特征圖

區(qū)內(nèi)主要分布砂屑灘與淺海兩種沉積相類型，其中砂屑灘主要分布于西部地區(qū)，縱向上厚度大，普遍在100～300 m，平面上呈帶狀連片分布，巖性主要為晶粒白云巖，是大箐組主要勘探對(duì)象。向東至布拖地區(qū)逐漸相變?yōu)橐曰疑?、深灰色灰?guī)r為主的淺海相（圖4）。

2.3 儲(chǔ)層基本特征

奧陶系大箐組的儲(chǔ)集巖性主要為溶孔白云巖，灰白色為主、灰色次之。巖石類型主要由細(xì)—粗晶白云巖組成，少量粉晶白云巖，可見砂屑幻影。

2.3.1 儲(chǔ)集空間

據(jù)露頭剖面觀察，大箐組白云巖的各類溶蝕孔隙十分發(fā)育。如在盆地北部的乃托與越西褲襠溝剖面，見大箐組灰白色塊狀白云巖的溶蝕孔洞順層發(fā)育，孔洞直徑介于1～3 cm，多被半充填，充填物為方解石和石英。在盆地西北部的南箐剖面，見大箐組灰白色塊狀白云巖的針狀溶孔（洞）極為發(fā)育，特別是在白云巖新鮮表面呈帶狀密集分布，孔徑0.1～0.5 mm，成為較典型的針孔狀白云巖。鏡下與巖心觀察也表明，奧陶系大箐組白云巖的溶蝕孔、洞十分發(fā)育，局部見瀝青充填。在盆地北部的褲襠溝、南部洛烏溝剖面與XD1、XD3井取心段及鏡下觀察，奧陶系大箐組白云巖中普遍見裂縫發(fā)育（圖5）。

2.3.2 物性特征

據(jù)露頭剖面采集16個(gè)大箐組白云巖樣品的物性資料，孔隙度為0.89%～5.87%，峰值為3%～4%、約占樣品總數(shù)的44%，孔隙度大于4%的樣品約占13%，平均孔隙度2.89%。XD1、XD3與PG1井大箐組測(cè)井解釋孔隙度為2.42%～3.86%?？梢?，大箐組白云巖儲(chǔ)層總體為低孔、低滲，局部存在相對(duì)高孔隙層段。

圖4 西昌盆地大箐組沉積相圖

綜上所述，大箐組白云巖鏡下見晶間孔、野外及巖心觀察見溶蝕孔洞與裂縫，其白云巖儲(chǔ)層基本特征與四川盆地龍王廟組灘相白云巖儲(chǔ)層特征具有一定相似性[6-7]，分析認(rèn)為大箐組白云巖儲(chǔ)集類型為裂縫—孔洞型。

3 烴源特征

圖5 西昌盆地大箐組儲(chǔ)集空間及瀝青充填特征圖

西昌盆地奧陶系大箐組其上與志留系龍馬溪組厚層暗色頁巖直接接觸。龍馬溪組形成于陸棚相沉積環(huán)境，為一套優(yōu)質(zhì)烴源層[8-10]。該套烴源厚度自東向西逐漸減薄，厚度0～80 m（圖6）。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，烴源可通過斷裂垂直運(yùn)移至大箐組白云巖中，形成上生下儲(chǔ)式成藏模式。

據(jù)龍馬溪組露頭采樣分析資料，干酪根在鏡下呈不定型的絮狀，主要屬于Ⅱ1型；部分樣品腐泥組占85%以上，有機(jī)質(zhì)類型屬于Ⅰ型。Ro值為1.27%～3.66%，現(xiàn)已屬于高成熟—過成熟階段。在布拖剖面與XD1井井下采樣分析資料分析，龍馬溪組烴源巖總有機(jī)碳含量集中在0.93%～1.44%之間，平均1.29%，具有較好生烴潛力（表2）。

4 構(gòu)造特征

西昌盆地經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，發(fā)育多條南北向深大逆斷裂[11]。地腹構(gòu)造受南北向斷層分割，自西向東可劃分出喜德—西昌構(gòu)造帶、米市向斜帶、七里壩背斜帶、黑水河斷裂帶與羅木大山—四開構(gòu)造等5個(gè)構(gòu)造帶。喜德構(gòu)造帶位于米②號(hào)斷層上盤，發(fā)育有喜德構(gòu)造。米②與米①下盤為米市向斜帶，該向斜內(nèi)主要發(fā)育有瓦尼潛伏斷鼻。米①與黑②號(hào)斷層上盤為七里壩背斜帶，兩斷層直接控制著該構(gòu)造帶規(guī)模與展布，在該構(gòu)造帶發(fā)育較大的構(gòu)造有七里壩北構(gòu)造。黑水河斷裂帶以東的構(gòu)造由于受黑水河斷裂帶的影響，構(gòu)造較復(fù)雜，褶皺強(qiáng)烈，背斜、向斜高陡狹窄，但總體上呈南北向展布，在該區(qū)域發(fā)育較大的構(gòu)造有羅木大山構(gòu)造（圖7、圖8）。

5 保存條件

5.1 蓋層發(fā)育特征

圖6 西昌盆地龍馬溪組烴源巖厚度等值線圖

表2 西昌盆地龍馬溪組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度表

西昌盆地七里壩背斜構(gòu)造主體及東翼大箐組與上覆志留系龍馬溪組灰黑色頁巖直接接觸，該套頁巖厚度普遍大于20 m，平面上穩(wěn)定分布，既是區(qū)內(nèi)重要烴源層，也是良好蓋層，對(duì)下伏大箐組白云巖儲(chǔ)層具有封閉作用（圖6）。另外，西昌盆地侏羅系、白堊系與上三疊統(tǒng)白果灣組泥質(zhì)沉積發(fā)育累計(jì)厚度超過1 000 m，橫向上分布穩(wěn)定。已有研究成果表明連續(xù)穩(wěn)定分布巨厚泥巖可為區(qū)域良好蓋層[12-15]。

5.2 斷裂對(duì)油氣保存條件影響

西昌盆地發(fā)育多條南北向深大斷裂，其中米②與黑①號(hào)斷裂為通天深大斷裂且見多處來自地層深部溫泉，表明通天大斷裂附近區(qū)域油氣保存條件較差。位于米市坳陷中部區(qū)域，米①與黑②號(hào)斷層之間七里壩背斜帶構(gòu)造圈閉發(fā)育且未見通天斷裂，油氣保存條件相對(duì)較好。

圖7 西昌盆地大箐組頂界構(gòu)造圖

6 結(jié)論

1）西昌盆地大箐組發(fā)育大套厚層灘相晶粒白云巖，白云巖厚度大，平面上連片分布，溶蝕孔洞較為發(fā)育。

2）上覆龍馬溪組灰黑色頁巖厚度大，可為大箐組白云巖良好烴源與直接蓋層。

3）大箐組白云巖野外與鏡下均見瀝青，表明大箐組具備油氣成藏條件。

圖8 西昌盆地構(gòu)造剖面示意圖（東西向）

4）位于米市坳陷中部區(qū)域七里壩背斜帶未見通天斷裂，油氣保存條件相對(duì)較好。

綜上所述，西昌盆地大箐組下步勘探應(yīng)圍繞油氣地質(zhì)條件相對(duì)有利的七里壩背斜帶開展。