吳小奇，陳迎賓，翟常博，周凌方，周小進，楊 俊，王彥青，宋曉波

（1. 中國石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫 214126； 2. 中國石化石油勘探開發(fā)研究院四川地區(qū)勘探開發(fā)研究中心，四川 成都 610041； 3. 中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610041）

四川盆地是中國最早進行天然氣勘探開發(fā)的盆地，川西坳陷是其重要勘探陣地之一［1-5］。近年來中國石化在四川盆地西部（簡稱川西）實施的多口鉆井在中三疊統(tǒng)雷口坡組相繼獲得高產(chǎn)氣流，發(fā)現(xiàn)了川西大氣田［6］，累計已提交天然氣探明儲量1 140.11×108m3，展現(xiàn)了雷口坡組良好的勘探潛力。前人對川西雷口坡組儲層基本特征、形成機制和成巖作用等開展了較為深入研究［7-11］，在天然氣成因和來源［12-14］、氣田形成條件［15］以及成藏地質(zhì)特征［16］等方面也開展了初步探討，但氣源復雜、成藏機理不清等仍然是雷口坡組勘探面臨的關(guān)鍵地質(zhì)問題［17］。

目前業(yè)內(nèi)對川西雷口坡組氣源的認識存在較大爭議。Wu 等人［13］和孫瑋等［18］研究認為，雷口坡組碳酸鹽巖有機質(zhì)豐度整體偏低，其品質(zhì)和規(guī)模不足以構(gòu)成主力氣源，因此推測主力氣源為下伏寒武系或二疊系烴源巖。而楊克明［19］則認為雷口坡組碳酸鹽巖原始生烴潛力較高，生烴轉(zhuǎn)化率較高使得殘余有機質(zhì)豐度偏低；謝剛平［12］認為雷口坡組潟湖相碳酸鹽巖烴源巖生烴強度為（10 ~ 40）×108m3/km2，具備形成大中型氣田的氣源條件。對雷口坡組氣源認識的分歧主要源自對碳酸鹽巖生烴潛力和天然氣地化特征認識的差異。高-過成熟階段天然氣的地化參數(shù)和鑒別指標偏少，且川西雷口坡組之下潛在烴源巖埋深過大（普遍＞7 000 m），這給氣源對比提出了新的要求。

作為原油裂解成氣的衍生物［20］，儲層瀝青已成為高演化階段海相層系氣源對比研究的重要對象之一，如四川盆地普光與安岳等海相大氣田儲層中瀝青發(fā)育程度較高，表明其經(jīng)歷了古油藏的大規(guī)模聚集和裂解［21-25］。對四川盆地雷口坡組而言，孫瑋等［18］研究認為其內(nèi)部不發(fā)育明顯的瀝青段，表明古油藏在雷口坡組并不發(fā)育，因此推測天然氣直接來自下伏海相層系。近年來，筆者通過川西坳陷新鉆井巖心觀察和龍門山前野外剖面踏勘發(fā)現(xiàn)，雷口坡組儲層中發(fā)育一定量的瀝青，但目前尚沒有對其系統(tǒng)性研究的報道。因此，本次工作通過對雷口坡組儲層瀝青反射率、同位素組成和生物標志物特征等的分析，探討瀝青的成因和來源，并基于瀝青地球化學特征分析來開展氣源示蹤。這不僅豐富了川西雷口坡組氣源對比的研究方法和途徑，而且為揭示雷口坡組氣源和成藏機理、明確勘探方向提供了科學依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

川西坳陷位于四川盆地西部，東西兩側(cè)分別為龍泉山斷裂和龍門山造山帶，總面積約10 000 km2。根據(jù)雷口坡組頂面現(xiàn)今埋深差異，可以將其劃分為龍門山前隆起帶、新場隆起帶、成都凹陷、綿竹凹陷、廣漢斜坡和綿陽斜坡6個構(gòu)造單元（圖1a）。近年來隨著雷口坡組勘探方向從尋找灘相氣藏向?qū)ふ页逼合喟自茙r氣藏轉(zhuǎn)變，在新場隆起帶、龍門山前隆起帶和廣漢斜坡鉆探的多口鉆井獲得高產(chǎn)氣流，先后發(fā)現(xiàn)了新場（A-7，A-8）、彭州（又稱川西氣田，A-1，A-2，A-3）和馬井（A-11）3個大、中型常壓氣藏（圖1a）［16］，展現(xiàn)了良好的勘探前景。

川西坳陷中三疊統(tǒng)雷口坡組為蒸發(fā)型潮坪-潟湖沉積，其底部與下三疊統(tǒng)嘉陵江組（T1j）呈整合接觸，受印支期構(gòu)造抬升和暴露剝蝕影響，頂部與上三疊統(tǒng)馬鞍塘組（T3m）呈不整合接觸（圖1b）。川西雷口坡組根據(jù)巖性組合差異劃分為4 段（自下而上依次為T2l1，T2l2，T2l3和T2l4），其中雷四段（T2l4）進一步劃分為3 個亞段，上亞段（T2l4（3））發(fā)育一套厚40 ~100 m 的潮坪相溶蝕孔隙型白云巖儲層（圖1b），為油氣規(guī)模性聚集奠定了重要基礎(chǔ)，中亞段（T2l4（2））、下亞段（T2l4（1））分別為白云巖與膏巖互層段和膏巖段［9］。雷四上亞段在坳陷內(nèi)向東逐漸減薄尖滅，在A14—A16 井連線以東不發(fā)育（圖1a）。上覆馬鞍塘組灰?guī)r和泥巖是雷口坡組氣藏的直接蓋層（圖1b）。

圖1 川西坳陷構(gòu)造單元劃分（a）和雷四段柱狀圖（b）［8］Fig.1 Tectonic units of the Western Sichuan Depression（a）and stratigraphic column of the 4th member of Leikoupo Formation（b）［8］

2 分析方法

本次工作中針對川西坳陷雷口坡組鉆井巖心，以30 cm 間隔對整個儲層段取樣，磨制巖石薄片進行鏡下觀察，并采集了13 塊樣品開展有機巖石學分析。由于T2l4（3）儲層段巖心樣品中肉眼可見的瀝青發(fā)育程度很低，為滿足生物標志化合物等分析所需的樣品量，采集到了A-1，A-2，A-11 和A-13 等鉆井共11 個含瀝青儲層樣品可供開展地球化學分析。針對野外剖面，以1.5 m 間隔對雷四段取樣，磨制巖石薄片進行鏡下觀察，并根據(jù)露頭瀝青發(fā)育情況，在江油市石元鄉(xiāng)馬鞍塘、香水鎮(zhèn)黃連橋和綿竹市天池鄉(xiāng)卸軍門剖面分別采集了1，2 和4 個含瀝青樣品供地球化學分析（圖1a）。此外，共采集了不同層系共109 塊露頭和巖心烴源巖樣品開展了干酪根碳同位素分析。相關(guān)分析測試在中國石化油氣成藏重點實驗室進行，其中有機元素分析采用Vario EL Ⅲ型元素分析儀，瀝青反射率測定采用MPV-Ⅲ型顯微光度計，干酪根和瀝青碳同位素值分析采用Thermo Finnigan DeltaplusXL 穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀，飽和烴色譜分析采用Agilent 7890A 型氣相色譜儀，飽和烴色譜-質(zhì)譜分析采用Agilent 5977B 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。

3 瀝青地球化學特征

3.1 瀝青賦存狀態(tài)

野外踏勘表明，川西坳陷雷口坡組儲層瀝青在野外露頭上發(fā)育程度較低，且均分布在雷四段。在石元鄉(xiāng)馬鞍塘和香水鎮(zhèn)黃連橋剖面，瀝青整體規(guī)模較小，在局部層段沿裂縫或縫合線呈零星分布（圖2a，b），其中香水黃連橋剖面在白云巖基質(zhì)孔隙中有少量固體瀝青存在（圖2c）；天池鄉(xiāng)卸軍門剖面含瀝青層段相對較厚，累計厚度約10 m，瀝青主要充填在裂縫（圖2d）和白云巖基質(zhì)孔隙（圖2e）中；川西野外其余剖面未在雷口坡組中觀察到瀝青。雷四上亞段鉆井巖心觀察表明，儲層段白云巖溶蝕孔洞中多數(shù)未被瀝青充填（圖2f，g）；在A-13等少數(shù)井個別層段沿縫合線觀察到瀝青（圖2h），巖石薄片觀察顯示A-11 和A-5 等井局部層段的縫合線和裂縫被瀝青充填（圖2i—j），白云巖基質(zhì)孔隙中瀝青發(fā)育程度較低，在A-11等少數(shù)鉆井的局部層段呈半充填（圖2k）或充填（圖2l）。與川東北普光氣田長興組-飛仙關(guān)組［24-25］和安岳氣田龍王廟組［23］等具有較高瀝青含量的典型海相大氣田主力儲層相比，川西雷四段儲層瀝青發(fā)育程度明顯偏低，僅零星分布，不具有連續(xù)性和規(guī)模性聚集的特征。

圖2 川西坳陷雷口坡組野外露頭和鉆井巖心樣品中瀝青賦存狀態(tài)Fig.2 Occurrence of solid bitumen in the samples from outcrops and cores，Western Sichuan Depression

3.2 元素組成和含量

雷口坡組瀝青樣品H/C，O/C 和N/C 原子比分別介于0.46 ~ 0.87，0.08 ~ 0.39 和0.01 ~ 0.03，平均分別為0.60，0.20和0.02（表1）。有機巖石學鑒定表明，川西雷四段巖心樣品中有機質(zhì)含量較低，且以次生組分固體瀝青為主，基本不含原生有機質(zhì)。川西雷口坡組碳酸鹽巖1 297 個樣品實測有機碳含量（TOC）平均僅為0.17%［14］。在忽略原生有機質(zhì)的極端情況下，即假設(shè)TOC的貢獻均來自瀝青，則根據(jù)瀝青H/C 原子比平均值0.60 計算，雷口坡組固體瀝青平均含量最大不超過0.18%。

表1 川西坳陷雷口坡組四段瀝青元素和碳同位素組成Table 1 Elemental and carbon isotopic compositions of solid bitumen in the 4th member of Leikoupo Formation，Western Sichuan Depression

顯微鏡下統(tǒng)計表明，薄片內(nèi)瀝青所占面積比介于0 ~ 0.89 %，平均為0.23 %，近半數(shù)樣品中不含瀝青（表2）。固體瀝青和碳酸鹽巖的密度分別取1.3 g/cm3和2.7 g/cm3［25］，將瀝青所占面積比換算成質(zhì)量含量（wt %）后發(fā)現(xiàn)，瀝青含量介于0 ~ 0.43 %，平均為0.11 %；主力儲層T2l4（3）中瀝青含量介于0 ~ 0.41 %，平均為0.12%。由此可見，根據(jù)瀝青所占面積比計算所得瀝青含量與根據(jù)TOC和H/C原子比計算所得瀝青含量基本一致。川東北普光氣田長興組和飛仙關(guān)組儲層瀝青含量平均值分別為3.57%和2.92%［25］，川西雷口坡組儲層瀝青含量與之相比明顯偏低。

表2 川西坳陷雷口坡組瀝青含量Table 2 Solid bitumen content of the Leikoupo Formation，Western Sichuan Depression

3.3 瀝青反射率

海相層系有機質(zhì)中一般缺乏鏡質(zhì)體，因此瀝青反射率是海相層系重要的成熟度參數(shù)。很多學者對瀝青反射率與等效鏡質(zhì)體反射率之間的關(guān)系提出了多個換算公式［26-27］，其中國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的是Jacob［28］提出的Roeq=0.618Rb+0.4（其中Roeq為等效鏡質(zhì)體反射率，Rb為瀝青反射率，下文相同）以及豐國秀和陳盛吉［29］提出的Roeq=0.656 9Rb+0.336 4，其計算結(jié)果較為接近［14］。但實際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)，在高-過成熟階段，瀝青反射率與等效鏡質(zhì)體反射率較為接近［27，30］，而根據(jù)Jacob［28］公式計算所得等效鏡質(zhì)體反射率偏低［26，31］。Schmidt 等人［27］在匯總前人發(fā)表的數(shù)據(jù)和公式之后提出了新的換算公式（Roeq=0.938Rb+0.314 5），該公式具有較廣的成熟度適用范圍。

盆地模擬研究揭示了川西坳陷中部馬鞍塘組—小塘子組（T3t）烴源巖基本達到過成熟演化階段（Ro≥2.0%），在A-11 井—A-12 井一帶Ro達到3.0%［32］，其中馬鞍塘組13 個樣品實測Ro介于2.71 % ~ 3.04 %，平均為2.91 %［33］。川西坳陷井下雷四段碳酸鹽巖瀝青反射率介于2.11% ~ 3.56%，平均為3.00%，根據(jù)Jacob［28］、豐國秀和陳盛吉［29］公式計算所得Roeq分別介于1.70%~2.60%和1.72%~2.68%，平均值分別為2.26%和2.31%，明顯低于上覆馬鞍塘組—小塘子組烴源巖成熟度，與地質(zhì)事實不符。根據(jù)Schmidt 等人［27］公式計算所得Roeq介于2.29 % ~ 3.65 %，平均值為3.14 %（表3），整體略高于上覆馬鞍塘組—小塘子組烴源巖Ro，A-11 和A-12 等單井Roeq（表3）也略高于模擬的馬鞍塘組—小塘子組烴源巖Ro值［32］。這也反映了對過成熟階段烴源巖而言，根據(jù)Jacob［28］以及豐國秀和陳盛吉［29］提出的公式計算所得結(jié)果偏低。

野外露頭樣品實測瀝青反射率明顯較低，如天池鄉(xiāng)卸軍門剖面兩個樣品實測Rb分別為0.71 %和0.77%，根據(jù)Schmidt 等人［27］公式計算所得Roeq分別為0.98 %和1.04 %（表3），表明其熱演化程度明顯低于鉆井巖心樣品的成熟度。

表3 川西坳陷雷四段瀝青反射率（Rb）和計算所得等效鏡質(zhì)體反射率（Roeq）Table 3 Bitumen reflectance（Rb）and calculated equivalent vitrinite reflectance（Roeq）of the 4th member of Leikoupo Formation，Western Sichuan Depression

3.4 碳同位素組成

四川盆地不同層位儲層瀝青表現(xiàn)出不同的同位素組成，如普光、元壩氣田長興組-飛仙關(guān)組儲層瀝青δ13C 值介于-30.8‰ ~ -26.7‰，須家河組儲層瀝青δ13C 值則介于-25.8‰ ~ -23.0‰［34］，而安岳氣田龍王廟組儲層瀝青δ13C 值介于-35.4‰ ~ -33.1 ‰，平均為-34.6 ‰［35］。川西坳陷雷口坡組瀝青δ13C 值介于-28.6‰ ~ -24.6 ‰（圖3），平均為-26.2‰（表1），整體上略低于普光、元壩氣田須家河組儲層瀝青δ13C值，而略高于長興組-飛仙關(guān)組儲層瀝青δ13C 值。與安岳氣田龍王廟組瀝青相比，川西雷口坡組瀝青δ13C 值明顯偏高，反映出其來源方面存在差異。雷口坡組鉆井巖心中的瀝青與野外露頭瀝青樣品具有較為一致的δ13C值分布范圍（表1），表現(xiàn)出一定的同源特征。

圖3 川西坳陷雷口坡組儲層瀝青與潛在烴源巖不同類型干酪根碳同位素組成對比Fig.3 Comparison of carbon isotopic compositions between bitumen and kerogen of potential source rocks from the Leikoupo Formation，Western Sichuan Depression

3.5 生物標志化合物特征

川西坳陷雷口坡組儲層瀝青樣品正構(gòu)烷烴系列碳數(shù)主要分布在C17—C30，均表現(xiàn)出單峰式。石元鄉(xiāng)馬鞍塘和香水鎮(zhèn)黃連橋剖面雷四段瀝青在正構(gòu)烷烴分布圖上具有明顯的“鼓包”特征，表明其經(jīng)歷了明顯的生物降解作用（圖4a）；而天池鄉(xiāng)卸軍門剖面（圖4b）及鉆井巖心中的瀝青樣品（圖4c，d）則“鼓包”不明顯。雷口坡組瀝青樣品CPI和OEP分別介于1.03 ~ 1.47和0.98~1.43，未表現(xiàn)出明顯的奇偶優(yōu)勢；Pr/Ph 比值介于0.15~1.33，主體小于1。

圖4 川西坳陷雷口坡組儲層瀝青飽和烴色譜Fig.4 Chromatograms of saturated hydrocarbons for bitumen from the Leikoupo Formation，Western Sichuan Depression

川西坳陷雷口坡組儲層瀝青樣品規(guī)則甾烷含量略高于重排甾烷（圖5），香水鎮(zhèn)黃連橋等剖面受生物降解作用影響的瀝青其重排甾烷和規(guī)則甾烷含量都很低（圖5a），而A-17 和A-13 等井井下高演化瀝青樣品甾烷特征表現(xiàn)出趨同性特征（圖5c，d）。這種情況下C27—C29規(guī)則甾烷（αααR）相對含量分布不具有明顯的指示意義。在萜烷類化合物組成方面，三環(huán)萜烷系列以C23為主峰（圖5）。在藿烷特征上，石元鄉(xiāng)馬鞍塘和香水鎮(zhèn)黃連橋剖面雷四段瀝青中藿烷含量整體偏低，且C29藿烷含量高于C30藿烷；天池鄉(xiāng)卸軍門剖面雷四段瀝青中C29藿烷含量低于C30藿烷，且C34S 藿烷含量明顯低于C35S 藿烷含量；A-17 和A-13 等井井下高演化瀝青樣品C29藿烷含量均低于C30藿烷，C34S藿烷含量略低于C35S藿烷含量（圖5）。

圖5 川西坳陷雷口坡組儲層瀝青飽和烴質(zhì)量色譜（m/z 217和m/z 191）Fig.5 Mass chromatograms（m/z 217 and m/z 191）of saturated hydrocarbons in bitumen from the Leikoupo Formation，Western Sichuan Depression

Peters and Moldowan［36］統(tǒng)計表明，全球范圍內(nèi)碳酸鹽巖與泥質(zhì)烴源巖生成的原油其C35S/C34S 藿烷與C29/C30藿烷比值具有明顯差異。對川西坳陷雷口坡組而言，香水鎮(zhèn)黃連橋、石元鄉(xiāng)馬鞍塘和天池鄉(xiāng)卸軍門等野外剖面儲層瀝青樣品具有相對較高的C35S/C34S 藿烷與C29/C30藿烷比值，與碳酸鹽巖烴源巖生成的原油特征一致（圖6）；而雷口坡組碳酸鹽巖烴源巖巖心樣品表現(xiàn)出泥質(zhì)烴源巖的藿烷比值特征（圖6），與事實不符。這表明過高的熱演化程度（表3）使得藿烷比值對井下巖心樣品已不具有指示意義；巖心樣品中的儲層瀝青同樣受成熟度過高影響，其藿烷比值等生標參數(shù)已失真。

圖6 川西坳陷雷口坡組儲層瀝青和碳酸鹽巖C35S/C34S藿烷與C29/C30藿烷比值相關(guān)關(guān)系Fig.6 Correlation between C35S/C34S and C29/C30 hopane ratios for bitumen and carbonate rocks from the Leikoupo Formation，Western Sichuan Depression

4 瀝青成因和來源

瀝青根據(jù)其形成時間相對生油期的先后可以分為前油瀝青和后油瀝青兩種，前者為未成熟階段烴源巖中有機質(zhì)直接轉(zhuǎn)化而來，其典型特征為未經(jīng)歷運移或僅經(jīng)歷很短距離的運移；而后者為成熟階段烴源巖生成的原油轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物［26，37］。除了直接來自傾油型干酪根原位熱轉(zhuǎn)化外，固體瀝青的形成機制主要包括3種：高溫下的油氣熱裂解、原油的脫瀝青質(zhì)作用和生物降解［26］。

川西坳陷雷四段碳酸鹽巖巖心中的瀝青其反射率介于2.11 % ~ 3.56 %，等效鏡質(zhì)體反射率Roeq介于2.29 % ~ 3.65 %，平均值為3.14 %，表明井下瀝青樣品為典型的熱裂解成因。而正構(gòu)烷烴分布圖上具有明顯的“鼓包”特征反映了石元鄉(xiāng)馬鞍塘和香水鎮(zhèn)黃連橋剖面雷四段瀝青受到了生物降解作用影響（圖4a）；天池鄉(xiāng)卸軍門剖面雷四段瀝青未表現(xiàn)出受生物降解作用的明顯影響（圖4b），且Roeq介于0.98 % ~1.04 %（表3），處于生油窗階段，成熟度相對較低，未達到原油裂解階段，這些瀝青推測為原油脫瀝青質(zhì)作用形成。族組分分析表明，天池鄉(xiāng)卸軍門剖面瀝青中瀝青質(zhì)含量為30.31 % ~ 44.91 %，平均為39.54 %，與脫瀝青作用形成的瀝青具有相對較高的瀝青質(zhì)含量（30 % ~ 60 %［38］）一致。盡管川西雷口坡組內(nèi)的一些黑色充填物被認為是殘留的鉆井液，主體為重晶石和粘土混合物［18］，但本次工作中采集的雷口坡組瀝青樣品其δ13C 值介于-28.6‰~-24.6‰（表1），為典型有機成因。

儲層瀝青與干酪根碳同位素對比是揭示高演化階段瀝青來源的重要方法之一［23，34］，且瀝青碳同位素值在原油裂解過程中基本保持穩(wěn)定，因此可以用于指示烴源［20］。受同位素分餾效應(yīng)的影響，從干酪根生成原油，δ13C值降低1‰~2‰，而從原油熱裂解形成瀝青，δ13C值增大2‰~3‰，因此熱裂解成因瀝青的δ13C值比其烴源巖干酪根的δ13C值高1‰左右［34］。

川西坳陷上三疊統(tǒng)馬鞍塘組（T3m）、小塘子組（T3t）和須家河組（T3x）烴源巖盡管有機質(zhì)豐度較高，但其主體為陸相烴源巖，以Ⅲ型有機質(zhì)為主（圖3）。雷口坡組儲層瀝青δ13C 值整體略低于這3 套烴源巖的干酪根δ13C值（圖3），不符合干酪根生油和原油裂解過程中的碳同位素分餾規(guī)律。因此，雷口坡組儲層瀝青并非來自上三疊統(tǒng)烴源巖。

四川盆地龍?zhí)督M/吳家坪組（P3w）為一套海-陸交互相含煤沉積［42］。川西野外露頭龍?zhí)督M泥巖干酪根δ13C 值分布范圍較廣，介于-29.3‰ ~ -23.3‰，32 個樣品中有13 個干酪根δ13C 值大于-25‰，表現(xiàn)出腐殖型（Ⅲ型）有機質(zhì)的特征，多數(shù)（19 個）則表現(xiàn)出Ⅰ-Ⅱ型干酪根的特征（圖3）。受埋深過大影響，目前川西坳陷鉆探到二疊系的鉆井僅有A-14 井（圖1a）。該井龍?zhí)督M主要發(fā)育灰?guī)r、泥灰?guī)r和泥巖，含少量煤線，與典型的煤系烴源巖主要為陸相泥巖、炭質(zhì)泥巖和煤存在差異。A-14 井川西坳陷龍?zhí)督M泥質(zhì)烴源巖TOC介于2.00 % ~ 5.43 %，平均為3.29 %［39］。目前缺乏對該井龍?zhí)督M烴源巖有機質(zhì)類型的分析，但從巖性組合推測其干酪根δ13C 值分布范圍較廣。川西野外露頭龍?zhí)督M烴源巖樣品具有較為寬泛的干酪根δ13C 值，其與雷口坡組瀝青δ13C 值的親緣性明顯弱于雷口坡組自身碳酸鹽巖，特別是對于龍?zhí)督M中干酪根δ13C 值大于-25 ‰的偏腐殖型的部分（圖3）。此外，川西雷口坡組鉆井巖心與野外露頭的瀝青樣品較為一致的δ13C值分布范圍（表1）反映出二者具有一定的同源特征，考慮到野外露頭低演化樣品的藿烷比值指示雷口坡組瀝青來自碳酸鹽巖烴源巖（圖6），而龍?zhí)督M烴源巖主體為泥巖，因此雷口坡組瀝青主體并非來自龍?zhí)督M烴源巖。

川西坳陷潛在碳酸鹽巖烴源巖主要發(fā)育于中二疊統(tǒng)和中三疊統(tǒng)。該區(qū)中二疊統(tǒng)棲霞組（P2q）和茅口組（P2m）灰?guī)r有機質(zhì)豐度較低，如A-14 井茅口組灰?guī)rTOC介于0.11 % ~ 0.61 %，平均值僅為0.30%［39］，不具備越過上二疊統(tǒng)和下三疊統(tǒng)向雷口坡組大量排烴的物質(zhì)基礎(chǔ)。而雷口坡組碳酸鹽巖盡管有機質(zhì)豐度整體偏低，局部仍發(fā)育TOC≥0.5 %的層段，盡管規(guī)模十分有限，但仍然具有一定的生烴潛力［14］。這些碳酸鹽巖干酪根δ13C值整體略低于雷口坡組瀝青δ13C值（圖3），二者表現(xiàn)出較好的親緣性，因此雷口坡組儲層瀝青為雷口坡組自身碳酸鹽巖中的相對富有機質(zhì)層段生成的原油后期演化（熱裂解、脫瀝青質(zhì)作用）生成，部分受生物降解作用影響而難以揭示其原始來源，而整體較低的瀝青含量也與雷口坡組碳酸鹽巖偏低的有機質(zhì)豐度相一致。

5 瀝青地球化學特征對氣源的指示

不同層位烴源巖由于其母質(zhì)類型與顯微組分等方面的差異，生成的原油在族組分含量方面會有明顯的差異，即使是處于相同狀態(tài)（如均為正常原油），其裂解形成的瀝青與甲烷的對應(yīng)關(guān)系以及瀝青的密度也會有差異。再結(jié)合瀝青分布的非均質(zhì)性，尚沒有有效手段通過儲層瀝青對原油裂解氣量進行精確計算，因此通過相關(guān)參數(shù)和過程的約束來進行估算更加具有現(xiàn)實意義和可行性。

Xiong 等人［20］采用塔里木盆地的正常原油樣品開展的不同溫度下的熱裂解實驗表明，正常原油裂解生成的甲烷量與固體瀝青量之間呈線性正相關(guān)，二者比例為1.09 L/g，即原油裂解過程中每生成1 g 儲層瀝青，會相應(yīng)的產(chǎn)生1.09 L 甲烷。因此，可以根據(jù)儲層中固體瀝青含量結(jié)合相關(guān)參數(shù)計算裂解生氣強度，計算公式如下［20］：

式中：GGI為生氣強度，m3/km2；H為儲層厚度，m；C為固體瀝青質(zhì)量分數(shù)，%；D為巖石密度，g/cm3；CR為轉(zhuǎn)化比例，即甲烷與固體瀝青產(chǎn)率比，L/g。

對川西坳陷雷口坡組而言，由于儲層瀝青主要來自雷口坡組自身碳酸鹽巖中的相對富有機質(zhì)層段生成的原油后期演化生成，這種“自生自儲”成藏方式?jīng)Q定了其經(jīng)歷了完整且連續(xù)的熱演化過程，即早期生成正常原油，后期發(fā)生裂解。此外，川西雷口坡組現(xiàn)今均已達到過成熟階段，原油裂解生成的天然氣應(yīng)以甲烷為主。因此，Xiong等人［20］根據(jù)正常原油樣品熱裂解實驗提出的計算公式（1）可以應(yīng)用于川西坳陷雷口坡組。

天然氣組分特征表明，雷口坡組天然氣均為典型干氣，干燥系數(shù)普遍大于0.99，丙烷含量很低甚至檢測不出［13］。T2l4（3）主力儲層厚度為90 ~ 104 m［6］，H取平均值約100 m；瀝青含量C取平均值0.12%；巖石密度D取碳酸鹽巖密度2.7 g/cm3［25］；CR采用熱裂解實驗結(jié)果1.09 L/g［20］。根據(jù)公式（1）計算所得裂解生氣強度GGI僅為3.53×108m3/km2。結(jié)合川西氣田所處構(gòu)造圈閉總面積為174.7 km2［6］，計算可得該圈閉內(nèi)總裂解生氣量為616.69×108m3。上文提到，在忽略原生有機質(zhì)的極端情況下，TOC和瀝青H/C 原子比約束了固體瀝青平均含量最大不超過0.18 %。以該含量進行上述計算可知，裂解生氣強度GGI最大不超過5.30×108m3/km2，圈閉內(nèi)總裂解生氣量不超過925.91 × 108m3。一方面，上述裂解生氣強度遠低于形成大氣田所需的生氣強度標準20×108m3/km2［43］；另一方面，即使不考慮天然氣聚集效率，計算所得總裂解生氣量也遠小于目前已提交的探明儲量和控制儲量總規(guī)模。這表明川西氣田雷口坡組儲層中瀝青對應(yīng)的裂解生氣強度和生氣量均與現(xiàn)今氣藏規(guī)模不匹配，因此，僅靠雷口坡組儲層中原油發(fā)生裂解，無法單獨形成現(xiàn)今規(guī)模的大氣田。川西大氣田主力氣源并非雷口坡組自身。

川西坳陷T2l4（3）主力儲層中瀝青平均含量僅為0.12 %，TOC和瀝青H/C 原子比約束了固體瀝青平均含量最大不超過0.18%，均遠低于川東北普光氣田長興組和飛仙關(guān)組儲層瀝青平均含量（分別為3.57%和2.92 %［25］）。這表明，雷口坡組儲層中未經(jīng)歷大規(guī)模的古油藏聚集，與普光氣田長興組-飛仙關(guān)組氣藏明顯不同?；诮M分和同位素特征的天然氣成因鑒別表明，雷口坡組天然氣為原油裂解氣［44］。因此，雷口坡組氣藏主體并非來自古油藏的原位裂解，而是由高演化階段的原油裂解氣直接充注形成，即為高演化階段“瞬時”聚氣而非“累積”聚氣。

甲烷碳同位素值與烴源巖有機質(zhì)成熟度密切相關(guān)，Stahl 與Carey Jr［45］和戴金星［46］提出的油型氣δ13C1-Ro經(jīng)驗公式被廣泛使用，二者分別反映了高演化階段“瞬時”聚氣和“累積”聚氣的特征［47］。根據(jù)雷口坡組天然氣平均δ13C1值（-32.2‰［13］）和“瞬時”聚氣經(jīng)驗公式（δ13C1=17lgRo-42［45］）計算可得，雷口坡組天然氣主力源巖對應(yīng)Ro平均為3.77 %。這明顯高于雷口坡組儲層瀝青對應(yīng)的Roeq平均值3.14 %，而與下伏上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M烴源巖推測的成熟度較為一致。因此，雷口坡組天然氣主體來自下伏上二疊統(tǒng)烴源巖，雷口坡組自身碳酸鹽巖貢獻較為有限。

6 結(jié)論

1）四川盆地西部中三疊統(tǒng)雷口坡組儲層中瀝青僅零星分布于縫合線和裂縫中。鉆井巖心樣品中瀝青的質(zhì)量比平均僅為0.12%，等效鏡質(zhì)體反射率平均為3.14 %。野外露頭瀝青樣品等效鏡質(zhì)體反射率較低（0.98% ~ 1.04%），香水鎮(zhèn)黃連橋和石元鄉(xiāng)馬鞍塘剖面雷四段瀝青正構(gòu)烷烴分布圖上具有明顯的“鼓包”特征。雷口坡組瀝青δ13C值介于-28.6‰~-24.6‰。

2）川西坳陷雷口坡組井下瀝青樣品為典型的熱裂解成因，香水鎮(zhèn)黃連橋和石元鄉(xiāng)馬鞍塘剖面雷四段瀝青受到了生物降解作用的影響，而天池鄉(xiāng)卸軍門剖面雷四段瀝青為原油脫瀝青質(zhì)作用形成。干酪根與瀝青碳同位素特征對比以及露頭低演化樣品的藿烷比值特征綜合表明，雷口坡組儲層瀝青與雷口坡組自身碳酸鹽巖具有較好的親緣性。

3）根據(jù)瀝青平均含量計算所得川西大氣田雷口坡組碳酸鹽巖裂解生氣強度僅為3.53×108m3/km2，氣田所處構(gòu)造圈閉內(nèi)總裂解生氣量為616.69 × 108m3，這與現(xiàn)今氣藏規(guī)模不匹配。川西坳陷大氣田主體是由高演化階段的原油裂解氣直接充注形成，雷口坡組儲層中未經(jīng)歷大規(guī)模的古油藏聚集。天然氣主體來自下伏上二疊統(tǒng)烴源巖，雷口坡組自身碳酸鹽巖貢獻較為有限。