樂(lè) 宏 趙路子 楊 雨 謝繼容 文 龍羅 冰 和 源 陳友蓮 王文之

1.中國(guó)石油西南油氣田公司 2.中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院 3.中國(guó)石油西南油氣田公司勘探事業(yè)部

0 引言

震旦系—下古生界是四川盆地尋找油氣規(guī)模儲(chǔ)量的重要領(lǐng)域，川中古隆起的形成演化在很大程度上控制了該盆地震旦系—下古生界油氣成藏過(guò)程[1-3]。在對(duì)震旦系—下古生界近80 年的油氣勘探歷程中，先后發(fā)現(xiàn)了威遠(yuǎn)、安岳兩大氣田，僅后者震旦系—下古生界天然氣探明儲(chǔ)量就占四川盆地海相碳酸鹽巖的一半以上。但與此同時(shí)，勘探發(fā)現(xiàn)主要集中在上震旦統(tǒng)燈影組和下寒武統(tǒng)龍王廟組[4-7]，相對(duì)于整個(gè)震旦系—下古生界而言，勘探程度低、勘探區(qū)塊集中、勘探層系不均衡的問(wèn)題日益凸顯。在震旦紀(jì)到早古生代較為連續(xù)的沉積—構(gòu)造背景下，德陽(yáng)—安岳裂陷槽和川中古隆起分別控制了臺(tái)地邊緣灘和臺(tái)內(nèi)顆粒灘的發(fā)育[8]，因此近年來(lái)研究者逐漸把視野轉(zhuǎn)移到古隆起北斜坡地區(qū)，認(rèn)為該區(qū)具有震旦系—下古生界多層系天然氣規(guī)模成藏的可能，進(jìn)而部署了多口“立足燈影臺(tái)緣、兼顧多層勘探”的風(fēng)險(xiǎn)探井及預(yù)探井。繼風(fēng)險(xiǎn)探井PT1、JT1 分別于川中古隆起北斜坡燈二段、燈四段獲得重大突破及勘探新苗頭之后，近期JT1 井又在下寒武統(tǒng)滄浪鋪組14.5 m 厚的塊狀孔隙型氣層中測(cè)試獲得51.62×104m3/d 的高產(chǎn)工業(yè)氣流。由此打開(kāi)了滄浪鋪組天然氣勘探的新場(chǎng)面，標(biāo)志著四川盆地震旦系—下古生界除燈影組、龍王廟組以外的層系首次取得戰(zhàn)略重大發(fā)現(xiàn)與突破。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

四川盆地震旦紀(jì)—早寒武世表現(xiàn)為南北向展布的隆—坳構(gòu)造格局（圖1），在盆地西部發(fā)育貫穿盆地南北的克拉通內(nèi)裂陷[9-12]，被命名為德陽(yáng)—安岳裂陷槽。早寒武世早期（對(duì)應(yīng)下寒武統(tǒng)筇竹寺組沉積期），海水從盆地東南方向侵入，海平面快速上升，盆地在深水沉積背景下普遍發(fā)育泥質(zhì)、硅質(zhì)或碳質(zhì)頁(yè)巖，覆蓋在燈影組之上[13-14]，裂陷槽受西側(cè)或北側(cè)物源供給的影響，在該時(shí)期逐步填平補(bǔ)齊[15-18]。進(jìn)入早寒武世中期（對(duì)應(yīng)下寒武統(tǒng)滄浪鋪組沉積期），上揚(yáng)子克拉通構(gòu)造格局發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，垂直差異運(yùn)動(dòng)幅度明顯減小，隆—坳格局開(kāi)始消失[19]。

滄浪鋪組俗稱“下紅層”[5]，區(qū)域上巖石類型較為復(fù)雜，根據(jù)其不同的組合特征，將滄浪鋪組自下至上劃分為滄一、滄二兩段。滄一段與下伏筇竹寺組整合接觸，碳酸鹽巖較為發(fā)育，以石灰?guī)r、白云巖夾部分碎屑巖沉積為主要特征；滄二段頂部與上覆龍王廟組整合接觸，以泥巖、砂巖、泥質(zhì)砂巖等碎屑巖沉積為主。

圖1 四川盆地震旦紀(jì)—早寒武世隆—坳格局展布特征圖（麥地坪組+筇竹寺組厚度印模）

2 震旦系—下古生界勘探歷程與滄浪鋪組氣藏的發(fā)現(xiàn)

2.1 勘探歷程

截至目前，四川盆地川中古隆起鉆至震旦系—下古生界探井共117 口，主要位于古隆起西南翼的威遠(yuǎn)地區(qū)及東側(cè)高部位的高石梯—磨溪地區(qū)，其勘探歷史可分為以下四個(gè)階段。

2.1.1 威遠(yuǎn)氣田發(fā)現(xiàn)階段（1940—1964 年）

以1964 年威基井于上震旦統(tǒng)燈影組中途測(cè)試獲日產(chǎn)氣7.98×104～14.5×104m3為標(biāo)志，隨后威遠(yuǎn)構(gòu)造12 口探井在震旦系相繼獲氣，控制含氣面積216 km2，獲得天然氣探明儲(chǔ)量400×108m3，成為中國(guó)第一個(gè)整裝海相大氣田。

2.1.2 探索突破階段（1965—2012 年）

威遠(yuǎn)地區(qū)獲得重大勘探突破之后，川中古隆起震旦系—下古生界開(kāi)始受到各方的關(guān)注，并普遍認(rèn)為具備較大的天然氣勘探開(kāi)發(fā)潛力[1-7]，地質(zhì)工作者也開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行了持續(xù)的探索。雖然隨后在資陽(yáng)古圈閉范圍內(nèi)鉆探了資1 井、資2 井等多口探井，并成功發(fā)現(xiàn)了資陽(yáng)含氣構(gòu)造，但由于資料有限、前期地質(zhì)認(rèn)識(shí)不足以及勘探手段和技術(shù)條件落后等諸多原因[6]，一直未獲得更大突破。通過(guò)該階段的勘探研究發(fā)現(xiàn)，威遠(yuǎn)構(gòu)造外圍斜坡區(qū)局部構(gòu)造保存條件差，以產(chǎn)水為主，而古隆起東部?jī)A沒(méi)端高石梯—磨溪構(gòu)造具有較好的油氣成藏條件，勘探潛力巨大。

2006 年，四川盆地震旦系—下古生界被列入中石油重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)勘探領(lǐng)域[15]。2006—2009 年部署的MX1、BL1、HS1 等3 口風(fēng)險(xiǎn)探井證實(shí)了震旦系—下古生界分布多套儲(chǔ)層，但成藏條件相對(duì)復(fù)雜且儲(chǔ)層橫向變化差異明顯。因此要想在該區(qū)域?qū)ふ矣欣膬?chǔ)層發(fā)育區(qū)，必須尋找保存條件好的高部位繼承性構(gòu)造。2009—2011 年，在不斷深化認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，針對(duì)繼承性構(gòu)造發(fā)育區(qū)和古隆起斜坡區(qū)再次部署GS1、LG1、MX8 等3 口風(fēng)險(xiǎn)探井。2011 年，GS1 井于燈二段射孔酸化測(cè)試獲日產(chǎn)氣102.14×104m3；2012年MX8 井于龍王廟組上下兩段合計(jì)測(cè)試獲日產(chǎn)氣190.68×104m3。GS1 井與MX8 井的高產(chǎn)標(biāo)志著川中古隆起震旦系—下古生界在歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)的不斷探索和發(fā)現(xiàn)后，終于取得了重大的歷史性突破。

2.1.3 高效勘探開(kāi)發(fā)階段（2013—2019 年）

立足川中古隆起高石梯—磨溪地區(qū)7 500 km2大面積含氣區(qū)，2013 年，發(fā)現(xiàn)了目前我國(guó)單體規(guī)模最大的海相碳酸鹽巖整裝氣藏——龍王廟組氣藏，提交天然氣探明儲(chǔ)量4 403.83×108m3；2016 年，龍王廟組氣藏建成110×108m3/a 生產(chǎn)能力；2018 年燈四段臺(tái)緣帶實(shí)現(xiàn)整體探明，提交天然氣探明儲(chǔ)量4 348.5×108m3，于2019 年底建成45×108m3/a 產(chǎn)能；2019 年，通過(guò)臺(tái)內(nèi)精細(xì)評(píng)價(jià)勘探，實(shí)現(xiàn)燈影組儲(chǔ)量有效升級(jí)和動(dòng)用，提交天然氣探明儲(chǔ)量1 591.35×108m3。用時(shí)7 年，安岳氣田累計(jì)提交天然氣探明儲(chǔ)量1.04×1012m3，建成了150×108m3/a 產(chǎn)能特大型氣田。

2.1.4 戰(zhàn)略拓展階段（2019—現(xiàn)今）

2018 年以來(lái)，中石油以立足于北斜坡燈影組臺(tái)緣帶，同時(shí)兼顧多層系立體勘探的原則，在3 年時(shí)間內(nèi)整體部署了三維地震4 450 km2，同時(shí)論證并實(shí)施了風(fēng)險(xiǎn)探井2 口、預(yù)探井2 口。2019 年，風(fēng)險(xiǎn)探井JT1 井在燈四段和下寒武統(tǒng)滄浪鋪組見(jiàn)到重要勘探新苗頭（燈四段解釋氣層厚度為100 m，滄一段解釋氣層厚度為14.5 m）；2020 年，風(fēng)險(xiǎn)探井PT1 井于川中古隆起北斜坡燈二段測(cè)試獲氣121.89×104m3/d，取得了北斜坡燈影組天然氣勘探重大突破。

2.2 滄浪鋪組氣藏重大發(fā)現(xiàn)

隨著JT1 井滄浪鋪組鉆遇厚度為14.5 m 的白云巖氣層，該層系再一次引起了勘探工作者的重視，針對(duì)性工作隨之展開(kāi)。經(jīng)復(fù)查，盆地內(nèi)鉆遇滄浪鋪組探井148 余口，整體油氣顯示較豐富，其中52 余口井在滄浪鋪組一段見(jiàn)到較好的油氣顯示。同時(shí)，JT1、CT1、CS1 等多口鉆井測(cè)井解釋結(jié)果顯示出儲(chǔ)層物性較好、厚度較大的特征。因此綜合決定對(duì)JT1、CT1井滄浪鋪組開(kāi)展試油工作。2020 年10 月15 日，JT1井滄浪鋪組測(cè)試獲51.62×104m3/d 工業(yè)氣流，實(shí)現(xiàn)了四川盆地滄浪鋪組油氣勘探首次戰(zhàn)略突破。

3 滄浪鋪組含油氣地質(zhì)條件

3.1 地層及沉積特征

3.1.1 地層充填特征

圖2 樂(lè)山范店剖面—湖北三峽剖面滄浪鋪組對(duì)比圖

德陽(yáng)—安岳裂陷槽在早寒武世早期接受了筇竹寺組充填之后，槽內(nèi)筇竹寺組厚度遠(yuǎn)大于兩側(cè)臺(tái)地區(qū)，但此時(shí)裂陷槽并未被完全填平補(bǔ)齊[20-22]。進(jìn)入早寒武世中期，滄浪鋪組繼續(xù)對(duì)裂陷槽進(jìn)行充填。自盆地南西至北東方向（圖2），可見(jiàn)滄一段是對(duì)消亡期德陽(yáng)—安岳裂陷槽的進(jìn)一步填平補(bǔ)齊過(guò)程，其與下伏筇竹寺組橫向展布規(guī)律具有相似性，在德陽(yáng)—安岳裂陷槽內(nèi)（ZY1 井）厚度均出現(xiàn)明顯增大。位于裂陷槽西側(cè)的滄一段以碎屑巖沉積為主，東側(cè)以碳酸鹽巖沉積為主，表明該時(shí)期裂陷槽對(duì)東西兩側(cè)沉積仍然具有分隔控制作用。滄二段橫向厚度變化相對(duì)不大，上覆龍王廟組底部碳酸鹽巖沉積相對(duì)穩(wěn)定，表明滄二段沉積后裂陷槽基本填平并且整體地貌趨于穩(wěn)定。

平面上，四川盆地內(nèi)滄一段殘余地層厚度總體介于0～200 m（圖3-a），裂陷槽區(qū)域內(nèi)地層厚度較大，向綿陽(yáng)—?jiǎng)﹂w一帶厚度超過(guò)150 m，向裂陷槽兩側(cè)厚度明顯減薄。盆地周緣地區(qū)厚度最大，沿重慶—武隆—秀山一線地層厚度超過(guò)200 m，瀘州—宜賓—珙縣地區(qū)超過(guò)300 m。滄二段殘余地層厚度總體亦介于0～200 m（圖3-b），呈現(xiàn)出自盆地內(nèi)向周緣逐漸增厚的特征。裂陷槽區(qū)域內(nèi)地層厚度明顯增大，向綿陽(yáng)—?jiǎng)﹂w一帶可超過(guò)200 m。裂陷槽區(qū)域兩側(cè)厚度呈減薄趨勢(shì)，以西地區(qū)受古隆起剝蝕影響，地層較薄，介于50～100 m；以東地區(qū)地層厚度變化范圍不大，介于100～150 m。在盆地的東部，沿重慶—武隆—秀山一線地層厚度超200 m，盆地南部瀘州—宜賓—珙縣地區(qū)大于200 m。

圖3 四川盆地滄浪鋪組平面展布特征圖

3.1.2 巖相古地理特征

滄一段沉積期，受四川盆地盆緣康滇古陸、成灌雜巖體、摩天嶺古陸以及盆內(nèi)沉積地貌的影響，德陽(yáng)—安岳消亡裂陷演變?yōu)殛懪飪?nèi)洼地沉積，巖性主要為泥質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)泥巖等。以洼地邊緣為界，西部為濱岸—混積潮坪碎屑巖沉積，東部為清水陸棚碳酸鹽巖沉積，以顆粒灘發(fā)育為特征（圖4-a、圖5）。

滄二段沉積期，隨著周緣古陸的進(jìn)一步抬升，陸源物質(zhì)自西部和北部向盆地內(nèi)大量輸入。德陽(yáng)—安岳棚內(nèi)洼地很大程度已被填平，僅在盆地北部及南部有部分殘留，以泥質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)泥巖沉積為主（圖4-b）。滄一段沉積期的清水淺水陸棚區(qū)此時(shí)已大部分演變?yōu)榛旆e淺水陸棚，以砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主（圖4-b、圖5），夾少量碳酸鹽巖沉積。清水陸棚區(qū)向盆地東南側(cè)進(jìn)一步遷移，范圍較滄一段沉積期大大縮小。

圖4 四川盆地滄浪鋪組巖相古地理特征圖

圖5 四川盆地及周緣下寒武統(tǒng)沉積模式圖

3.2 儲(chǔ)層特征與類型

野外踏勘及鉆井資料證實(shí)，滄一段儲(chǔ)層為相控疊加巖溶改造后的孔隙型儲(chǔ)層，儲(chǔ)集巖主要包括殘余鮞粒云巖、砂屑云巖、粉晶云巖、灰質(zhì)云巖及云質(zhì)鮞粒灰?guī)r等（圖6）。儲(chǔ)集空間類型主要有粒間溶孔、晶間溶孔、晶間孔（圖6-a～e），巖心及鏡下偶見(jiàn)裂縫（圖6-f）。多口井的測(cè)井解釋結(jié)果顯示，孔隙度介于2%～5%，滲透率介于0.050～0.124 mD，物性條件較好。

3.3 天然氣成藏要素配置

3.3.1 構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉規(guī)模發(fā)育

JT1 井位于現(xiàn)今構(gòu)造背斜高部位及斜坡區(qū)，上傾方向的斷裂、上覆滄一段的泥巖及灘間致密巖性帶封堵使得JT1井形成構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉氣藏（圖7）。由于JT1、CS1、CT1 井的氣層底界海拔存在著較大的差異，分別為－6 597.5 m、－7 159.5 m、－5 908.3 m，表明各井處于不同的氣藏系統(tǒng)，氣藏間可能依靠大型斷裂和致密巖性帶予以封隔，具備形成大型單斜構(gòu)造背景下規(guī)模構(gòu)造—巖性圈閉氣藏的可能性。

利用射洪、西充、公山廟三維地震以及大川中二維地震資料，提取滄一段內(nèi)部最大波峰振幅、最大波峰數(shù)等地震屬性，再通過(guò)波型聚類方法，建立巖相—地震相反射模式，對(duì)比分析后于三維區(qū)內(nèi)定性預(yù)測(cè)出3 塊碳酸鹽巖潛在發(fā)育區(qū)（圖8）；同時(shí)基于譜分解的相對(duì)阻抗反演技術(shù)，定量預(yù)測(cè)出CS1 井區(qū)、JT1 井區(qū)及射洪三維北部—CS1 井區(qū)存在著3 個(gè)呈北西—南東向碳酸鹽巖厚值區(qū)（圖9），有利勘探面積逾3 200 km2。將預(yù)測(cè)厚度與實(shí)鉆厚度進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)誤差僅2～8 m，表明預(yù)測(cè)結(jié)果較為準(zhǔn)確可靠。

圖6 四川盆地滄浪鋪組儲(chǔ)集巖類薄片照片

圖7 四川盆地滄浪鋪組天然氣成藏模式圖

3.3.2 近源成藏，源儲(chǔ)配置條件優(yōu)越

滄浪鋪組直接覆蓋于筇竹寺組烴源巖之上，形成下生上儲(chǔ)的源儲(chǔ)配置關(guān)系，具備優(yōu)先捕獲油氣的有利條件，奠定了規(guī)模氣藏形成的基礎(chǔ)。從四川盆地筇竹寺組烴源巖厚度分布情況可以看出（圖10），德陽(yáng)—安岳裂陷內(nèi)展布范圍及沉積厚度最大，介于150～350 m，巖性以黑色泥頁(yè)巖、碳質(zhì)泥巖為主。北斜坡滄浪鋪組顆粒灘緊鄰裂陷槽生烴中心，并且斷裂系統(tǒng)發(fā)育。因此總體來(lái)看，北斜坡滄浪鋪組烴源及源儲(chǔ)配置條件十分優(yōu)越。

4 勘探啟示

圖8 四川盆地滄浪鋪組碳酸鹽巖平面分布預(yù)測(cè)圖

圖9 四川盆地滄浪鋪組碳酸鹽巖厚度地震預(yù)測(cè)平面圖

圖10 四川盆地筇竹寺組烴源巖厚度與滄一段灘體疊合圖

JT1 井滄浪鋪組氣藏的發(fā)現(xiàn)不僅證實(shí)了四川盆地滄浪鋪組具有較大的油氣勘探潛力，發(fā)掘了該盆地內(nèi)又一個(gè)具備規(guī)模成藏條件的含油氣層系，實(shí)現(xiàn)了震旦系—下古生界繼燈影組、龍王廟組之后的又一重大戰(zhàn)略性突破，同時(shí)對(duì)于推動(dòng)該盆地內(nèi)下古生界寒武系高臺(tái)組、洗象池組以及奧陶系等新層系的基礎(chǔ)研究和油氣勘探工作有著重要的啟示作用。雖然在上述部分層系已見(jiàn)到一些勘探苗頭或獲得了少量研究發(fā)現(xiàn)，但總體上對(duì)其研究認(rèn)識(shí)、勘探程度等都還處于較低的水平，有待于勘探工作者進(jìn)行持續(xù)攻關(guān)研究。JT1 井滄浪鋪組的油氣勘探突破將進(jìn)一步解放勘探思維，堅(jiān)定拓展勘探新領(lǐng)域、新層系的信心及決心。這無(wú)疑將對(duì)上述待發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的天然氣勘探起到巨大的推動(dòng)和示范效應(yīng)，從而拉開(kāi)四川盆地震旦系—下古生界新一輪油氣規(guī)模發(fā)現(xiàn)的序幕。

5 結(jié)論

1）JT1 井滄浪鋪組氣藏的發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了四川盆地震旦系—下古生界繼燈影組、龍王廟組之后的又一重大戰(zhàn)略性突破，也進(jìn)一步表明下古生界具有較大的油氣勘探潛力。

2）早寒武世滄浪鋪期四川盆地及周緣總體處于淺水陸棚沉積體系，滄一段沉積期受德陽(yáng)—安岳殘余裂陷及物源控制，在裂陷東部形成云化顆粒灘發(fā)育的清水陸棚碳酸鹽巖沉積。

3）滄一段發(fā)育相控疊加巖溶改造的白云巖孔隙型儲(chǔ)層，巖性主要為殘余鮞粒云巖、砂屑云巖和粉晶云巖、灰質(zhì)云巖、云質(zhì)鮞?；?guī)r，儲(chǔ)集空間類型主要有粒間溶孔、晶間溶孔、晶間孔，物性較好。

4）地震刻畫川中—川北地區(qū)滄浪鋪組下段發(fā)育多個(gè)大型灘體，受橫向上灘間致密巖性遮擋以及縱向上滄浪鋪組上段泥質(zhì)巖的封蓋，在現(xiàn)今單斜背景下具備形成構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉的條件，刻畫有利勘探面積逾3 200 km2。

5）滄一段灘相儲(chǔ)層直接覆蓋于筇竹寺組優(yōu)質(zhì)烴源巖之上，形成下生上儲(chǔ)源儲(chǔ)配置關(guān)系，蓬萊—射洪—閬中一帶靠近德陽(yáng)—安岳裂陷區(qū)寒武系生烴中心，具備優(yōu)越的天然氣成藏條件。