郎悅竹, 孫 瑋, 葉玥豪, 邵紅君, 田小彬, 丁 一, 宋金民, 徐宏遠(yuǎn)

(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實驗室(成都理工大學(xué))，成都 610059； 2.大慶油田勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

近年來四川盆地在海相碳酸鹽巖地層中發(fā)現(xiàn)多個較大規(guī)模整裝氣藏[1-4]。西昌米市盆地與四川盆地相鄰，具有相似的大地構(gòu)造背景，應(yīng)具備一定的油氣勘探遠(yuǎn)景[5-11]。但米市盆地(面積約 6 000 km2)內(nèi)僅有4口井鉆揭上奧陶統(tǒng)大箐組，即QB1井、XD1井、XD3井和PG1井，測試均未獲工業(yè)氣流。米市盆地邊緣溫泉井所鉆的ZK5井在中侏羅統(tǒng)新村組測試見氣，表明具有一定的油氣勘探前景。鉆井揭示米市盆地七里壩構(gòu)造地下結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地震預(yù)測深度也與實鉆出入較大，反映米市盆地油氣地質(zhì)條件不明，特別是盆地內(nèi)有效烴源巖分布、生儲蓋組合條件、有利儲蓋組合發(fā)育區(qū)及有利勘探層系等需進(jìn)一步落實[12]。本文綜合應(yīng)用野外露頭、測井、巖心等資料，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，對盆內(nèi)七里壩構(gòu)造的烴源、儲層、保存與圈閉條件進(jìn)行深入研究，探討深層大箐組的油氣勘探前景。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

西昌盆地位于四川省涼山彝族自治州境內(nèi)，包括西昌市、喜德縣、普格縣、昭覺縣、越西縣等，為南北向展布的狹長構(gòu)造盆地；西以安寧河斷裂為界，東界可達(dá)峨邊斷裂，南界為則木河斷裂，向北延伸至大渡河附近；位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺西側(cè)，橫跨康滇地軸和涼山臺拗2個Ⅱ級構(gòu)造單元[12]。西昌盆地為覆于較活動結(jié)晶基底上的較大型盆地，面積約為 16 000 km2，是由米市盆地、甘洛盆地、麻姑山盆地、昭覺盆地和美姑盆地組成的殘留盆地(圖1)。其中改造程度相對較弱、規(guī)模最大的是米市盆地，面積約為 6 000 km2。

圖1 西昌盆地大地構(gòu)造位置及地質(zhì)略圖Fig.1 Tectonic location and geological outline map of the Xichang Basin

根據(jù)米市盆地XD1井、XD3井和PG1井的鉆探資料，結(jié)合野外露頭分析表明，米市盆地的地層較齊全，其深部為雙重基底結(jié)構(gòu)，下部為太古界-下元古界結(jié)晶基底，由康定群及其相關(guān)巖群組成；上部為中上元古界的褶皺基底，由會理群及其相關(guān)巖群組成。上震旦統(tǒng)燈影組至白堊系與四川盆地可以對比，表明米市盆地屬于揚(yáng)子地塊的一部分。其中寒武系為一套穩(wěn)定沉積地層，在后期的構(gòu)造改造過程中，盆地的西部遭到剝蝕，但仍有殘留；奧陶系-志留系向西部逐漸尖滅；全區(qū)廣泛缺失泥盆系-石炭系；區(qū)內(nèi)二疊系逐漸向西尖滅，有玄武巖分布；缺失中下三疊統(tǒng)，上三疊統(tǒng)-侏羅系、白堊系厚度較穩(wěn)定，分布較廣。

因盆地內(nèi)鉆井都沒有完整的目的層資料，因此綜合利用XD1井、PG1井和XD3井以及露頭資料對大箐組和下志留統(tǒng)龍馬溪組的巖性和特征進(jìn)行分析(圖2)。大箐組全盆地內(nèi)分布，厚約350 m，以砂屑白云巖、晶粒白云巖為主，溶蝕孔洞局部發(fā)育；下部為淺灰、深灰色厚層-塊狀細(xì)-中晶白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，風(fēng)化后呈砂糖狀結(jié)構(gòu)，是良好的儲層；上部顏色漸深，為灰色、灰黑色白云質(zhì)灰?guī)r與灰?guī)r，有時近頂部間夾粉砂巖、頁巖。

圖2 米市盆地南段大箐組-龍馬溪組綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive lithological histogram of the Daqing Formation-Longmaxi Formation in the southern segment of Mishi Basin

研究區(qū)內(nèi)四開斷裂以西的龍馬溪組與下伏地層不整合接觸，在四開斷裂以東的龍馬溪組與下伏地層整合接觸，故龍馬溪組在米市盆地的分布總體受康滇古隆起、滇中古隆起和黔中古隆起共同控制而向西和西南尖滅，表現(xiàn)為東厚西薄的特征。研究結(jié)果表明米市盆地龍馬溪組分布較局限，主要分布在盆地的東南部，向西及西北削截尖滅，厚度0～110 m。通過露頭剖面、XD1井和PG1井的鉆井資料研究發(fā)現(xiàn)，米市盆地龍馬溪組主要巖性為粉砂質(zhì)頁巖、粉砂巖等，底部為一套黑色含粉砂質(zhì)頁巖，向上為淺灰色鈣質(zhì)頁巖夾泥質(zhì)灰?guī)r。

2 七里壩構(gòu)造特征及演化

米市盆地總體是自東向西擠壓形成的，黑水河斷層以東至四開斷層?xùn)|部為基底卷入的厚皮推覆構(gòu)造，黑水河斷層以西形成的背斜斷彎構(gòu)造是較為完整的緊閉褶皺，盆地內(nèi)部多為基底卷入與斷彎褶皺的組合模式，而靠近盆地西緣多為斷彎-斷滑褶皺樣式(圖3)。西昌-喜德地區(qū)東西方向的構(gòu)造經(jīng)歷了一個緊閉褶皺-平緩開闊褶皺-緊閉褶皺的過程，其擠壓強(qiáng)度逐漸減弱，形成了東部構(gòu)造和斷層發(fā)育程度遠(yuǎn)勝于西部的格局。結(jié)合地表與地腹的構(gòu)造分析，米市盆地內(nèi)部的構(gòu)造樣式主要為擠壓沖斷構(gòu)造，具體可以分為基底卷入型構(gòu)造和斷彎-斷滑復(fù)合型構(gòu)造兩大類。其中在米市斷層控制下的基底卷入構(gòu)造即為七里壩構(gòu)造，于米市斷層與黑水河斷層之間，由米市斷層和黑水河斷層直接控制，自東向西逆沖，上盤整體逆沖上升，在斷層上盤形成較完整的圈閉，為斷層向上發(fā)展過程中形成的褶皺形態(tài)。

圖3 過XD3井地震剖面及地表地質(zhì)剖面圖Fig.3 Seismic profile and surface geological section of Well XD3

古生代，研究區(qū)構(gòu)造運(yùn)動是以拉張作用為主，因而先形成早震旦世的裂谷盆地并伴有巖漿噴溢[12]。晚震旦世和寒武紀(jì)研究區(qū)發(fā)生廣泛的海侵，尤其是晚震旦世海侵最廣[12]。因此除震旦系是在前震旦系變質(zhì)基底上廣泛沉積的第一個蓋層外，寒武系、奧陶系、志留系等地層在研究區(qū)應(yīng)廣泛分布，其地層特征與川南是可以對比的。

受海西運(yùn)動Ⅰ幕-滇黔桂上升運(yùn)動影響，研究區(qū)與上揚(yáng)子海盆西部一起上升為陸地，并遭受長期風(fēng)化剝蝕，除局部斷陷存在泥盆系外，廣泛缺失泥盆紀(jì)-石炭紀(jì)沉積[12]。

早二疊世開始，隨著全球海平面上升，該區(qū)東部相繼淹沒，開始沉積下二疊統(tǒng)[12]。從早二疊世末期開始的東吳運(yùn)動在研究區(qū)的活動比較強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)在地殼抬升和強(qiáng)烈的拉張作用，斷裂活躍，因而沿深大斷裂發(fā)生大范圍的陸相玄武巖噴溢活動[12]。玄武巖噴發(fā)具多期、多旋回特征，并集中分布于大斷裂兩側(cè)。由于本區(qū)西部古陸區(qū)繼續(xù)抬升，玄武巖溢流可能只到達(dá)黑水河斷裂兩側(cè)附近地帶[12]。QB1井和PG1井均鉆遇玄武巖，而XD3井未鉆遇玄武巖，可能與之有關(guān)。

晚三疊世前研究區(qū)可能并未沉降，區(qū)內(nèi)沒有早中三疊世的沉積，表明該階段處于隆升過程，無沉積或沉積物被剝蝕殆盡。

晚三疊世的中晚期，受安寧河斷裂的控制，西昌地區(qū)重新沉降接受沉積，成為當(dāng)時的沉積中心，沉積了白果灣組，與四川盆地內(nèi)的上三疊統(tǒng)須家河組第三段基本相當(dāng)。

早侏羅世至早白堊世，繼承了晚三疊世的基本輪廓，沉積一套內(nèi)陸河湖相紅色砂泥巖。

晚白堊世，本區(qū)再次沉降形成湖泊，盆地僅限于米市盆地范圍。

古近紀(jì)時，東西方向的擠壓應(yīng)力加強(qiáng)，造山帶進(jìn)一步隆升，盆地范圍縮小，整個盆地進(jìn)入了殘余盆地發(fā)展階段。

喜馬拉雅期，印度板塊向北與歐亞板塊疊置，使得青藏高原不斷隆升，而底部物質(zhì)向南東方向流動形成的擠壓力，使得斷層產(chǎn)生扭動，形成許多壓扭性盆地[13-15]。這表明盆地內(nèi)多形成以北東向的逆斷層為主。區(qū)域內(nèi)三疊系以下的巖性多為灰?guī)r、白云巖、碎屑巖、礫巖、玄武巖，這些巖性多為脆性地層，無滑脫界面，容易發(fā)生破碎。

3 油氣地質(zhì)特征

3.1 龍馬溪組烴源巖

米市盆地龍馬溪組烴源巖主要為發(fā)育于龍馬溪組下段的黑色頁巖和深灰色泥巖，有效烴源巖厚度一般在5～20 m，北東較西部發(fā)育，呈現(xiàn)出西部薄北東厚的特征。烴源中心厚度約20 m，位于昭覺以北的廣大地區(qū)(圖4)。研究區(qū)龍馬溪組有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(wTOC)一般在0.07%～5.1%，平均為1.47%；西昌盆地東北部龍馬溪組有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較高，為2.0%左右，明顯高于盆地的西南部。據(jù)鉆探資料，XD1井wTOC>0.5%的烴源巖厚度為18 m，PG1井wTOC>0.5%的烴源巖厚度約為8 m。

圖4 米市盆地龍馬溪組烴源巖厚度等值線圖Fig.4 Isopach map of Longmaxi Formation source rock in Mishi Basin

據(jù)龍馬溪組野外露頭、鉆井資料分析，這套烴源巖條件較差，作為有效烴源巖的泥巖厚度較小。由于盆地西部龍馬溪組遭受剝蝕，因而分布受限；但其烴源巖品質(zhì)較好，具備生烴物質(zhì)基礎(chǔ)。且區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，烴類可通過斷層直接運(yùn)移至大箐組白云巖中，形成上生下儲(旁生側(cè)儲)式成藏模式[16](圖5)。

圖5 米市盆地成藏模式剖面圖Fig.5 Model of the hydrocarbon accumulation section in the Mishi Basin, Xichang

3.2 大箐組儲層特征

西昌盆地大箐組的儲集巖性主要為白云巖，以灰白色為主[16]。根據(jù)巖心及鏡下特征，可劃分為泥晶白云巖、紋層狀泥晶白云巖、密細(xì)紋層狀白云巖、砂屑白云巖、砂質(zhì)白云巖、云質(zhì)砂巖等。其中泥晶白云巖中白云石的體積分?jǐn)?shù)>95%，含有少量泥質(zhì)，巖石致密、結(jié)晶程度低，儲集空間不發(fā)育，儲集性較差；紋層狀泥晶白云巖中裂縫較發(fā)育，在后期硅化以及充填作用下，局部可見石英充填；密細(xì)紋層狀白云巖微生物含量較高，為藍(lán)細(xì)菌席生長、鈣化形成；砂質(zhì)白云巖主要礦物成分為白云石，石英多呈星點(diǎn)狀分布，局部見石英斑晶，周圍分布小的石英顆粒，可見明顯的兩期石英，分選性較差、中等磨圓度，表明其多形成于水動力較強(qiáng)的潮間帶下部以及淺水臺地內(nèi)；云質(zhì)砂巖中主要礦物成分為石英，體積分?jǐn)?shù)約70%，分選性中等，磨圓度較差，成分成熟度高。

據(jù)露頭觀察和鉆井資料顯示，大箐組白云巖各類溶蝕孔洞十分發(fā)育。研究區(qū)內(nèi)大箐組區(qū)域變化較大，主要在甘洛、越西至普格、會東間呈南北方向展布，沿黑水河斷層及XD1井為一套鎂質(zhì)碳酸鹽巖。下部為淺灰-深灰色白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，有時含硅質(zhì)團(tuán)塊，風(fēng)化后則表現(xiàn)出砂糖狀結(jié)構(gòu)，俗稱為“砂糖狀白云巖”，是一套良好的儲層；上部為深灰色-灰黑色白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r。大箐組厚度整體呈現(xiàn)出北東厚、南西薄的趨勢，其中洛烏溝剖面最厚，厚度為472 m，新基姑剖面部分達(dá)352.9 m。根據(jù)鉆井資料，XD1井大箐組厚度為340 m，XD3井大箐組厚度為105 m，為灰色-深灰色泥晶、粉晶白云巖，中部夾灰色泥晶、粉晶灰質(zhì)白云巖，與下伏地層巧家組整合接觸。其中XD1井大箐組巖性主要為細(xì)-中晶白云巖，具晶間孔、晶間溶孔、晶內(nèi)溶孔、溶縫，溶解縫、構(gòu)造-溶解縫、縫合線(圖6)。如在盆地北部的新基姑剖面，見大箐組灰白色中-厚層狀白云巖的溶蝕孔洞大量發(fā)育，孔洞直徑可達(dá)1～3 cm，且多被半充填，充填物為亮晶方解石。XD1井和XD3井大箐組重結(jié)晶強(qiáng)烈，孔隙類型單一，儲集空間為后期晶內(nèi)孔、晶間孔、溶蝕孔洞，見有鞍形白云石充填。新基姑剖面大箐組與XD1井、XD3井類似。大箐組優(yōu)質(zhì)儲層受埋藏白云石化和埋藏溶蝕改造強(qiáng)烈。PG1井大箐組主要為晶粒白云巖，成像測井見孔洞發(fā)育；試油井段的深度分別為2 160～2 162 m， 2 184～2 188 m， 2 198～2 217 m，厚度28.00 m；試油結(jié)果折算平均水產(chǎn)量167.4 m3/d，從而進(jìn)一步證實大箐組晶粒白云巖具有很好的儲集性。

圖6 米市盆地大箐組儲層顯微特征Fig.6 Microscopic characteristics of Daqing Formation reservoir in Mishi Basin (A)晶間溶孔，XD3井，深度2 580 m，單偏光; (B)粒內(nèi)溶孔，XD3井，深度2 625 m，單偏光; (C)微晶白云 石，白云石顆粒，PG1井，深度2 195 m,正交偏光; (D)微晶白云石，溶蝕孔，PG1井，深度2 210 m，單偏光

根據(jù)野外樣品的物性特征和XD1井、XD3井的鉆井物性資料對比，觀察到的孔縫發(fā)育情況一致，在新基姑剖面、新建鄉(xiāng)剖面、XD1井、XD3井，大箐組的孔隙度、滲透率數(shù)據(jù)比較接近。新基姑剖面和新建鄉(xiāng)剖面大箐組樣品孔隙度為0.59%～5.05%，平均為1.36%；滲透率為(0.002 3～3.2)×10-3μm2， 平均為0.37×10-3μm2。XD1井和XD3井大箐組樣品孔隙度為0.7%～2.82%，平均為1.31%；滲透率為(0.000 29～3.5)×10-3μm2，平均為0.23×10-3μm2。大箐組孔隙度與滲透率的相關(guān)性較差。西昌盆地大箐組屬于低孔、低滲，局部存在相對高孔滲層段。

綜上所述，大箐組儲層以晶粒白云巖為主，孔隙度和滲透性較好，各類溶蝕孔隙發(fā)育，主要有晶間孔、晶間溶孔、鑄?？住⒘?nèi)溶孔，裂縫比較發(fā)育。鏡下可見晶間孔，野外可見溶蝕孔洞與裂縫，其白云巖儲層的基本特征與四川盆地龍王廟組的白云巖儲層特征具有一定的相似性[17-18]。經(jīng)分析，大箐組晶粒白云巖具有一定的儲集性[16]，推測米市盆地大箐組白云巖儲層有利區(qū)主要分布在盆地的西部和北部，儲集類型為裂縫-孔洞型。

3.3 蓋層及保存條件

七里壩構(gòu)造大箐組上覆直接蓋層為龍馬溪組，巖性以黑色筆石頁巖夾泥灰?guī)r為主，其與大箐組砂屑白云巖、晶粒白云巖存在明顯的不整合分界面。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，對下伏大箐組白云巖儲層具有一定的封閉作用。

四川盆地天然氣保存條件較好，一個非常重要因素是普遍發(fā)育區(qū)域蓋層——中下三疊統(tǒng)膏巖層[19-21]。與四川盆地對比，米市盆地由于早中三疊世隆升階段的構(gòu)造西高東低，大部分地區(qū)缺失中下三統(tǒng)膏鹽巖這套區(qū)域性蓋層；但巨厚的上三疊統(tǒng)陸相泥質(zhì)巖所形成的區(qū)域性蓋層較好，故七里壩構(gòu)造具有較好的區(qū)域性封蓋能力。

七里壩構(gòu)造的構(gòu)造平緩，未見通達(dá)地表的斷層，并且有巨厚的陸相泥質(zhì)巖蓋層發(fā)育，具備較好的保存條件。構(gòu)造作用對該區(qū)油氣保存條件影響較弱，除西部有多個不整合面，無深大斷裂，可以說是米市次盆地中保存條件最好的構(gòu)造單元。

3.4 圈閉特征

據(jù)以往成果分析，西昌盆地油氣成藏的關(guān)鍵期在晚侏羅世—早白堊世，構(gòu)造圈閉的形成在晚白堊世[9，22-25]。而七里壩構(gòu)造位于研究區(qū)中南部，位于盆地的沉積中心，地表出露白堊系和侏羅系飛天山組，南北長近60 km，東西寬約15 km，為西陡東緩、東翼較復(fù)雜的復(fù)式背斜。地面斷層發(fā)育，主要受黑水河斷層和米市斷層所控制，為晚白堊世形成的斷背斜。其背斜形態(tài)可靠，閉合面積較大，且縱向上目的層較多，志留系向西尖滅在該背斜的西翼部，有利的含油氣地層組合較多，能形成背斜、地層及不整合油氣藏。但背斜東翼斷層可通達(dá)地表，對油氣保存不利。七里壩背斜內(nèi)斷層未破壞其圈閉形態(tài)，對圈閉內(nèi)的油氣未破壞，斷層僅切割了最低圈閉線，因此背斜頂部油氣藏保存條件存在。據(jù)鉆井資料分析，在白果灣組有少量油氣，說明該背斜仍有勘探前景[12]。

4 結(jié) 論

a.米市盆地龍馬溪組烴源條件較差，表現(xiàn)為東厚西薄，作為有效烴源巖的泥巖厚度較小。但七里壩構(gòu)造地區(qū)龍馬溪組烴源巖發(fā)育且品質(zhì)較好，具備生烴物質(zhì)基礎(chǔ)，可為大箐組白云巖提供良好烴源與直接蓋層；且斷裂發(fā)育，烴類物質(zhì)可通過斷層垂直運(yùn)移至大箐組白云巖中，形成上生下儲的成藏模式[16]。

b. 西昌盆地大箐組白云巖厚度大，在平面上連片分布，發(fā)育大套厚層白云巖，儲集空間以晶間溶孔和大型的溶蝕孔洞為主，平均孔隙度為1.36%,平均滲透率為0.37×10-3μm2，儲集類型為裂縫-孔洞型，儲層相對發(fā)育。米市盆地七里壩構(gòu)造大箐組油氣地質(zhì)條件相對有利，具備較好的油氣成藏條件。

c. 西昌地區(qū)米市盆地七里壩構(gòu)造形成較早，圈閉落實[26]，斷層相對簡單，未見通達(dá)地表的斷層，構(gòu)造平緩，巨厚的陸相地層發(fā)育，保存條件相對較好，具備聚集油氣的條件。