李建忠，白斌，白瑩，魯雪松，張本健，秦勝飛，宋金民，江青春，黃士鵬

（1. 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083；2. 中國(guó)石油西南油氣田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，成都 610051；3. 成都理工大學(xué)能源學(xué)院，成都 610059）

0 引言

中國(guó)海相超深層主體為埋藏深度大于6 000 m 的前寒武系—下古生界古老海相層系，也包括了埋藏深度超過(guò)6 000 m的上古生界海相沉積地層，相關(guān)油氣資源主要分布在四川、塔里木、鄂爾多斯 3大克拉通盆地，其勘探前景與戰(zhàn)略地位受到高度關(guān)注[1-4]。近年來(lái)，四川盆地西北部（簡(jiǎn)稱“川西北”）二疊系棲霞組ST-1井、ST-3井在7 200～7 500 m超深層相繼獲得87.6×104m3/d、41.86×104m3/d的高產(chǎn)工業(yè)氣流，亦展示出四川盆地西部（簡(jiǎn)稱川西）上古生界海相超深層良好的勘探開(kāi)發(fā)前景。

針對(duì)川西復(fù)雜構(gòu)造演化背景下的超深層氣藏新領(lǐng)域，眾多學(xué)者已開(kāi)展了二疊系棲霞組—茅口組沉積儲(chǔ)集層成因機(jī)制、有利儲(chǔ)集層分布預(yù)測(cè)以及成藏模式等方面研究[5-9]。特別是集中在二疊系棲霞組—茅口組儲(chǔ)集層白云石化作用及有利儲(chǔ)集層形成和保存作用方面，利用主微量、稀土元素鑒別白云石化流體來(lái)源，如根據(jù)Ce、Eu元素的異常情況可以判斷成巖流體是否處于還原環(huán)境，或是否混入熱液等非海源流體。同時(shí)依據(jù)碳、氧同位素組成分別鑒別微生物與非微生物成因云巖以及表征后期成巖流體來(lái)源，對(duì)二疊系超深層氣藏白云巖儲(chǔ)集層成因機(jī)制取得了諸多進(jìn)展。但由于川西北地區(qū)受多期構(gòu)造疊加影響，因此對(duì)于埋深大于6 000 m 的超深層二疊系棲霞組白云巖來(lái)說(shuō)，除卻白云石化作用以外，該套儲(chǔ)集層還受到了烴類充注、巖石破裂以及溶蝕等成巖作用的影響。而由于深埋藏環(huán)境下成藏過(guò)程整體復(fù)雜，恢復(fù)難度相對(duì)較大，所以相關(guān)成巖流體演化規(guī)律及成藏演化模式探討較少，制約了川西北地區(qū)超深層氣藏形成與富集規(guī)律的認(rèn)識(shí)。

因此，本文基于川西北雙魚石地區(qū)超深層典型鉆井解剖，以儲(chǔ)集層白云石化作用為巖石學(xué)解剖線索，依托儲(chǔ)集層成巖作用研究，聚焦二疊系棲霞組，利用巖石學(xué)、主、微量元素、碳氧同位素組成、方解石U-Pb定年及流體包裹體等綜合分析，結(jié)合埋藏史和熱演化史恢復(fù)，梳理深埋藏白云巖形成過(guò)程，對(duì)具體成巖-成藏階段和時(shí)間進(jìn)行再次厘定，力求明確川西北地區(qū)超深層氣藏流體演化過(guò)程與成藏模式，以期推動(dòng)川西北地區(qū)海相超深層油氣勘探工作。

1 地質(zhì)背景

川西北地區(qū)北起青川—廣元一帶、東以南江—蒼溪一線為界、南至綿陽(yáng)梓潼、西臨阿壩藏族羌族自治州，面積約10 000 km2，構(gòu)造上位于青藏高原東緣與秦嶺造山帶南緣的交界處。受加里東構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，上揚(yáng)子地臺(tái)形成大規(guī)模古隆起，震旦系以及寒武系—志留系受不同程度的剝蝕，并一直持續(xù)到石炭紀(jì)末。印支期以來(lái)，受多期擠壓構(gòu)造作用的影響，尤其是新生代晚期以青藏高原東緣沖斷隆升為主的構(gòu)造作用影響，形成了現(xiàn)今四川盆地西部及鄰區(qū)的周緣復(fù)雜沖斷和盆內(nèi)褶皺構(gòu)造（見(jiàn)圖1）[9-11]。研究區(qū)位于川西前陸盆地西北部，四周被多條構(gòu)造帶環(huán)繞，其西側(cè)、北側(cè)為龍門山—米倉(cāng)山褶皺沖斷帶，發(fā)育多條北東—南西向斷裂帶（見(jiàn)圖1）[9-11]。

圖1 研究區(qū)位置及采樣鉆井分布圖[11]

川西北地區(qū)經(jīng)過(guò)中二疊統(tǒng)梁山組碎屑巖“填平補(bǔ)齊”之后，棲霞組整體分布穩(wěn)定，發(fā)育碳酸鹽臺(tái)地至緩坡沉積，自下而上可分為棲一段和棲二段。其中棲一段發(fā)育開(kāi)闊臺(tái)地相，以深灰色泥質(zhì)灰?guī)r和泥晶灰?guī)r為主；棲二段發(fā)育臺(tái)地邊緣相，以淺灰色灘相白云巖、豹斑灰?guī)r和亮晶灰?guī)r為主[7]。

川西北地區(qū)發(fā)育多套烴源巖，成藏條件優(yōu)越，但川西北地區(qū)位于龍門山與四川盆地的結(jié)合部位，經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，斷裂發(fā)育，油氣藏經(jīng)歷多期充注、調(diào)整和改造。因此，準(zhǔn)確厘定川西北地區(qū)二疊系棲霞組氣藏的天然氣來(lái)源、儲(chǔ)集層成巖和成藏演化過(guò)程，明確氣藏成藏關(guān)鍵要素并建立相應(yīng)的成藏模式，將為中國(guó)構(gòu)造改造較強(qiáng)地區(qū)的超深層油氣勘探開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

2 樣品與實(shí)驗(yàn)方法

在川西北地區(qū)選取 ST-3、ST-8、ST-9和 ST-10共4口取心井（見(jiàn)圖1），其中，ST-3井樣品取自7 433.50～7 494.62 m，ST-8井樣品取自7 312.30～7 430.78 m，ST-9井樣品取自7 704～7 759 m，ST-10井樣品取自7 427～7 560 m。針對(duì)棲霞組基質(zhì)白云巖及裂縫、溶洞充填的方解石/白云石開(kāi)展巖石學(xué)特征（薄片鑒定、陰極發(fā)光分析）與流體包裹體特征分析。選取20塊細(xì)晶、細(xì)—中晶以及粉—細(xì)晶白云巖，參照《硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法：GB/T 14506.29—2010》標(biāo)準(zhǔn)[12]，依次用圓盤粉碎機(jī)與瑪瑙研缽將樣品研磨至0.075 mm（200目）以下，進(jìn)行稀土元素及碳氧同位素組成測(cè)試。

陰極發(fā)光分析在西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院完成，陰極發(fā)光分析在CL8200 MK5陰極發(fā)光儀（配合Leica顯微鏡）下進(jìn)行，測(cè)試條件選擇束電壓9 kV，束電流300 μA。普通薄片、鑄體薄片觀察在成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，薄片經(jīng)茜素紅染色后在Nikon E600 Pol+偏光顯微鏡及照相系統(tǒng)下觀察并拍照。碳、氧同位素組成測(cè)試在成都理工大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)室完成，采用McCrea正磷酸法，儀器為Finnigan MAT253氣體同位素質(zhì)譜儀，碳、氧同位素組成均采用PDB標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)得的碳、氧同位素組成精度分別在±0.1‰和±0.2‰。稀土元素測(cè)試在中國(guó)科學(xué)院青藏高原環(huán)境變化與地表過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，測(cè)試儀器為 Thermo X7 series電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS），實(shí)驗(yàn)結(jié)果用北美頁(yè)巖進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化消除元素的奇偶效應(yīng)。流體包裹體測(cè)試在成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院完成，測(cè)試儀器為L(zhǎng)INKAM THMS600 型冷熱臺(tái)。

3 儲(chǔ)集層巖石學(xué)特征及成巖序列

3.1 巖石學(xué)特征

研究區(qū)棲霞組白云巖主要發(fā)育層段為棲二段，該段主要基質(zhì)巖石類型為顆粒灰?guī)r、細(xì)—中晶他形白云巖、細(xì)晶直面自形白云巖、細(xì)晶直面半自形—自形白云巖、粗晶曲面鞍狀白云巖，主要膠結(jié)物類型為粗晶曲面鞍狀白云石膠結(jié)物（見(jiàn)圖2），具體特征如下。

圖2 川西北地區(qū)棲霞組巖石類型

顆?；?guī)r（見(jiàn)圖2a）。原始結(jié)構(gòu)基本保存良好，可和少量泥晶灰?guī)r伴生，代表海水直接沉淀的產(chǎn)物。部分顆?；?guī)r中可見(jiàn)少量自形—半自形白云石零星分布，可能指示弱白云石化產(chǎn)物，亦可見(jiàn)與部分細(xì)—中晶級(jí)別的低云化程度白云巖共生，見(jiàn)部分重結(jié)晶現(xiàn)象，可能為準(zhǔn)同生等成巖作用早期的產(chǎn)物。

細(xì)—中晶他形白云巖（見(jiàn)圖2b）。整體晶體粒徑范圍較大，約0.1～0.6 mm。單偏光鏡下單個(gè)晶體呈曲面他形，晶面污濁，環(huán)帶不明顯，晶體之間以線接觸為主，正交偏光鏡下均勻消光。該類巖石可能指示準(zhǔn)同生白云石化之后，再次接受埋藏白云石化作用的改造。

（1）完善醫(yī)院成本核算體系及預(yù)算管理體系。我們要從財(cái)政部規(guī)范的政府成本核算體系和衛(wèi)生系統(tǒng)建立的全套醫(yī)院成本核算的實(shí)施方法出發(fā)，不斷完善醫(yī)院成本核算體系及預(yù)算管理體系，以保證醫(yī)院成本核算工作順利開(kāi)展。此外，為了使醫(yī)院能夠做好發(fā)展規(guī)劃和醫(yī)療教學(xué)任務(wù)的安排，必須要加強(qiáng)醫(yī)院成本預(yù)算管理，為醫(yī)院財(cái)務(wù)工作的有效開(kāi)展打好扎實(shí)基礎(chǔ)。

細(xì)晶直面自形白云巖（見(jiàn)圖2c）。整體晶體粒徑為0.1～0.4 mm，多歸入粉晶范疇，單偏光鏡下單個(gè)晶體呈自形—半自形，晶面污濁，常具“霧心亮邊”結(jié)構(gòu)，正交偏光鏡下均勻消光。細(xì)晶直面半自形—自形白云巖（見(jiàn)圖2d）。整體晶體粒徑為0.3～0.5 mm，以細(xì)晶為主，單偏光鏡下單個(gè)晶體呈直面自形—半自形，部分晶面污濁，晶體以線接觸為主，正交偏光鏡下均勻消光，陰極發(fā)光下環(huán)帶效應(yīng)明顯。這兩種白云巖為典型的埋藏成因，其中前者為埋藏作用改造的前期，整體受埋藏改造作用較弱，并未結(jié)晶成良好的自形晶型，和細(xì)—中晶他形白云巖具有一個(gè)過(guò)渡特征。而后者為經(jīng)埋藏白云石化作用完全改造的產(chǎn)物，晶體粒徑較前者略大，且具有更完好的晶型。

粗晶曲面鞍狀白云巖（見(jiàn)圖2e）。整體晶體粒徑可達(dá)厘米級(jí)，單偏光鏡下單個(gè)晶面呈彎曲狀或呈階梯狀，晶體內(nèi)部常見(jiàn)豐富的微裂縫，晶面污濁，“霧心亮邊”結(jié)構(gòu)不明顯，正交偏光鏡下呈波狀消光，晶體之間以曲面接觸為主。粗晶曲面鞍狀白云石膠結(jié)物（見(jiàn)圖2f）可與發(fā)育典型雙晶紋的方解石伴生。整體來(lái)說(shuō)白云石晶面比較干凈，“霧心亮邊”結(jié)構(gòu)不明顯。這兩種粗晶白云石基質(zhì)和膠結(jié)物可能與熱液活動(dòng)有關(guān)。

3.2 成巖序列和成巖特征

依據(jù)前人的埋藏史和成巖研究工作[10]，以及巖石學(xué)組合排列特征，對(duì)棲霞組成巖序列進(jìn)行分析，認(rèn)為其具有如下成巖序列（見(jiàn)圖3）和成巖特征（見(jiàn)圖4）：泥晶化作用→海底膠結(jié)作用→準(zhǔn)同生白云石化（見(jiàn)圖4a）-淺埋藏白云石化（見(jiàn)圖2b）→壓實(shí)壓溶作用→埋藏白云石化（見(jiàn)圖2c、圖4d）→重結(jié)晶作用（見(jiàn)圖2d、圖4e）→第1期破裂和熱液作用（粗晶曲面鞍狀白云石）（見(jiàn)圖2e、圖4f）→第Ⅰ期原油充注及殘余瀝青（見(jiàn)圖4b）→第1期埋藏溶蝕（見(jiàn)圖4c）→第2期破裂和方解石脈充填作用（見(jiàn)圖4g、圖4h）→第Ⅱ期油氣充注與殘存瀝青（見(jiàn)圖4g、圖4h）→第2期埋藏溶蝕（見(jiàn)圖4g）。

圖3 川西北地區(qū)棲霞組埋藏史、熱史、儲(chǔ)集層成巖序列（a）及成藏史（b）

圖4 川西北地區(qū)棲霞組儲(chǔ)集層成巖特征

可見(jiàn)川西北地區(qū)棲霞組經(jīng)歷了兩期白云石化和 1期熱液作用，兩期油氣充注作用與伴生的埋藏溶蝕作用。其中，第 1期瀝青主體沿縫合線或切穿細(xì)—中晶白云石顆粒的微裂縫分布（見(jiàn)圖4b、圖4e、圖4f），或者沿著熱液粗晶鞍狀白云石的晶間孔或晶間溶孔分布，與第1期埋藏溶蝕作用相關(guān)（見(jiàn)圖4c），反映第Ⅰ期油氣充注作用發(fā)生在熱液鞍狀白云石之后，推測(cè)可能與下二疊統(tǒng)烴源巖在三疊紀(jì)末期進(jìn)入規(guī)模生油階段后的第Ⅰ期充注有關(guān)[13]；第 2期瀝青較少，主要分布于晚期方解石脈的邊緣或晶間溶孔中，可以見(jiàn)到晚期方解石脈切穿含有第1期瀝青的細(xì)脈，第2期瀝青與第 2期埋藏溶蝕作用相關(guān)（見(jiàn)圖4g、圖4h），可能與下二疊統(tǒng)烴源巖在晚侏羅世—早白堊世進(jìn)入大量生凝析油氣階段的第Ⅱ期規(guī)模充注對(duì)應(yīng)[13]（見(jiàn)圖3）。

4 流體發(fā)育特征

4.1 稀土元素

研究區(qū)樣品的稀土元素總量為19.211×10-6～89.476×10-6，平均值為 40.812×10-6。除卻一個(gè)灰?guī)r樣品稀土元素總量高達(dá)89.476×10-6，基本處于正常海相碳酸鹽巖范圍（1×10-6～50×10-6）。稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化曲線整體表現(xiàn)為左傾型，輕稀土元素與重稀土元素的比值為0.185～0.552，均值為0.370，指示輕稀土元素虧損而重稀土元素富集。δCe值總體為0.085～3.545，其中絕大多數(shù)樣品表現(xiàn)為Ce含量負(fù)異常，說(shuō)明白云石化作用發(fā)生于低溫偏堿、氧化環(huán)境下；僅有少量樣品表現(xiàn)為Ce含量正異常，可能受到了熱液的影響。δEu值為0.153～7.688，平均值為2.425。大量樣品出現(xiàn)了Eu含量正異常，說(shuō)明研究區(qū)樣品受熱液改造作用明顯，即受埋藏作用影響較大。特別是粗晶曲面鞍狀白云巖和細(xì)—中晶他形白云巖樣品的δEu異常值可達(dá)3～7，為典型的熱液成因。而兩個(gè)細(xì)晶直面自形白云巖樣品的δEu值均為1左右，可能指示其基本源自海水，即該類巖石基本為準(zhǔn)同生期產(chǎn)物。

4.2 碳氧同位素組成

碳氧同位素組成能夠反映巖石形成時(shí)的鹽度和溫度，從而判斷白云石化流體的來(lái)源和白云巖的成因。以全球二疊系作為參照，其δ13C值為1‰～6‰，δ18O值為-6‰～0[14]。研究區(qū)樣品整體δ13C值為-2.24‰～3.37‰，均值為1.44‰；δ18O值為-9.24‰～-3.00‰，均值為-6.36‰，整體具有δ13C、δ18O“雙負(fù)偏移”的特征，其中δ13C值負(fù)偏移指示成巖過(guò)程中有明顯的有機(jī)碳源，而δ18O值負(fù)偏移可能指示非海源流體改造，如埋藏期的深部流體、熱液等等，結(jié)合相關(guān)沉積背景和巖石學(xué)特征[15-17]，認(rèn)為這種指標(biāo)異常的成因是由于碳酸鹽巖層在成巖作用早期受大氣淡水淋濾作用影響形成孔隙，在埋藏成巖期孔隙被由微生物降解烴類形成的膠結(jié)物充填[18]，進(jìn)而形成這種“雙負(fù)偏移”特征。

4.3 流體包裹體測(cè)溫與U-Pb定年

為了進(jìn)一步確定油氣藏成藏年齡，在明確成巖序列的基礎(chǔ)上，對(duì)第Ⅰ、Ⅱ期烴類充注前發(fā)育的方解石脈進(jìn)行 U-Pb年齡的測(cè)試（見(jiàn)圖5）。測(cè)定結(jié)果表明，第Ⅰ期烴類充注前方解石脈U-Pb年齡為（221±11）Ma，指示烴類充注為晚三疊世；而第Ⅱ期烴類充注前方解石脈 U-Pb年齡為（143.6±6.9）Ma，指示烴類充注為早白堊世，與包裹體的測(cè)量結(jié)果基本一致。

圖5 川西北地區(qū)棲霞組U-Pb同位素年齡

綜上，川西北地區(qū)中二疊統(tǒng)棲霞組至少存在兩期油氣充注，根據(jù)包裹體和方解石U-Pb定年結(jié)果結(jié)合烴源巖生烴演化歷史，可知兩期油氣充注相態(tài)均以原油、輕質(zhì)油氣為主。棲霞組現(xiàn)今為原油裂解氣，天然氣干燥系數(shù)大于 0.997，為干氣，C2H6含量低，幾乎不含C3H8、C4H10[21]，這與原油充注后在中—晚白堊世經(jīng)歷進(jìn)一步埋深、成熟度和原油裂解程度高有關(guān)。

5 成藏演化模式

川西北地區(qū)棲霞組天然氣乙烷碳同位素組成主要為-28.5‰～-25.6‰，表現(xiàn)為油型氣特征，甲烷碳同位素組成比較重，主要為-31.1‰～-29.27‰，依據(jù)δ13C1=25.55lgRo-40.78經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出棲霞組天然氣Ro值為2.21%～2.89%[22]，處于過(guò)成熟階段，表明氣藏經(jīng)歷了高溫演化。前人通過(guò)天然氣碳?xì)渫凰亟M成、輕烴組分組成以及儲(chǔ)集層瀝青與區(qū)域烴源巖生物標(biāo)志化合物對(duì)比，發(fā)現(xiàn)川西北地區(qū)棲霞組天然氣為原油裂解氣，且為寒武系筇竹寺組泥巖和中二疊統(tǒng)茅口組泥灰?guī)r混源供烴[23-25]。川西北二疊系普遍發(fā)育中二疊統(tǒng)碳酸鹽巖和上二疊統(tǒng)泥質(zhì)烴源巖和龍?zhí)督M煤系烴源巖，烴源巖與儲(chǔ)集層互層分布或等時(shí)異相分布，組成自生自儲(chǔ)優(yōu)質(zhì)生儲(chǔ)蓋組合[22-25]，因此，二疊系天然氣主要呈現(xiàn)出自生混源的特征。從圖6中可以看出，雙魚石構(gòu)造棲霞組、茅口組天然氣甲烷、乙烷碳同位素組成與高磨地區(qū)龍王廟組和川東地區(qū)石炭系典型油型裂解氣的分布范圍明顯不同，但與普光、元壩、龍崗二疊系長(zhǎng)興組—三疊系飛仙關(guān)組天然氣分布范圍相似，應(yīng)主要為二疊系自生自儲(chǔ)天然氣。九龍山構(gòu)造棲霞組、茅口組天然氣與之類似，也主要以二疊系自生自儲(chǔ)為主。高國(guó)輝等通過(guò)對(duì)雙魚石構(gòu)造棲霞組烴源巖和儲(chǔ)集層抽提物生物標(biāo)志化合物對(duì)比發(fā)現(xiàn)[26]，認(rèn)為棲霞組儲(chǔ)集層瀝青與研究區(qū)茅口組和棲霞組烴源巖的具有同源關(guān)系，這也證明了棲霞組天然氣應(yīng)為二疊系烴源巖生成原油早期聚集、晚期原位裂解的產(chǎn)物。ST-3井泥盆系觀霧山組天然氣與棲霞組、茅口組天然氣雖然乙烷碳同位素組成相近，但泥盆系甲烷碳同位素組成明顯偏輕，指示泥盆系天然氣與棲霞組、茅口組天然氣可能不是同一來(lái)源；ST-3井泥盆系與安岳氣田震旦系天然氣甲乙烷碳同位素組成特征十分相近，而與安岳氣田寒武系龍王廟組、川中二疊系天然氣雖然甲烷碳同位素組成接近，但乙烷碳同位素組成則相差較大，可能預(yù)示著泥盆系觀霧山組天然氣并不是在觀霧山組儲(chǔ)集層中聚集來(lái)自寒武系的原油原位裂解的天然氣，而應(yīng)是從深部震旦系儲(chǔ)集層中經(jīng)歷高裂解程度的天然氣晚期通過(guò)斷裂調(diào)整運(yùn)移而來(lái)的。與之類似，礦山梁二疊系天然氣也與安岳氣田震旦系天然氣甲乙烷碳同位素組成特征十分相近，推測(cè)同樣為震旦系古氣藏垂向運(yùn)移調(diào)整形成。通過(guò)以上氣源分析和對(duì)比表明川西北棲霞、茅口組天然氣應(yīng)整體以二疊系自生自儲(chǔ)為主。在遠(yuǎn)離斷裂的穩(wěn)定構(gòu)造區(qū)以二疊系自生自儲(chǔ)為主，如九龍山二疊系天然氣，雙魚石構(gòu)造雖然斷裂較為發(fā)育，但受下三疊統(tǒng)和下寒武統(tǒng)兩套滑脫層的影響主要表現(xiàn)為分層構(gòu)造變形的特征，斷裂主要集中在二疊系內(nèi)部[27]，多數(shù)未切割到深部震旦系（見(jiàn)圖7a—圖7c），因此雙魚石二疊系天然氣同樣以二疊系自生自儲(chǔ)為主?？拷角皫嗔寻l(fā)育區(qū)，深部的震旦系天然氣通過(guò)斷裂上運(yùn)形成天然氣聚集，如礦山梁二疊系、河灣場(chǎng)二疊系天然氣，ST-3井比ST-1井更加靠近山前斷裂帶，深大斷裂溝通了深部震旦系，因此ST-3井觀霧山組天然氣來(lái)自于深部震旦系的裂解氣，其天然氣甲烷和乙烷的碳同位素組成與安岳震旦系天然氣特征一致。

圖6 四川盆地天然氣甲烷、乙烷碳同位素特征及氣源判識(shí)圖

圖7 川西北雙魚石構(gòu)造—梓潼向斜—九龍山構(gòu)造成藏演化剖面圖（剖面位置見(jiàn)圖1）

綜上所述，可見(jiàn)川西北地區(qū)棲霞組具“多元供烴、復(fù)式輸導(dǎo)、差異成藏、晚期定型”的成藏模式（見(jiàn)圖7），包括了3個(gè)關(guān)鍵的成藏過(guò)程。

①晚三疊世。晚三疊世，川西北地區(qū)中二疊統(tǒng)棲霞組和茅口組海相混合型泥灰?guī)r已經(jīng)進(jìn)入成熟階段，筇竹寺組烴源巖達(dá)到成熟—高成熟階段，但此時(shí)斷裂不發(fā)育，原油主要沿著不整合面和儲(chǔ)集層側(cè)向運(yùn)移，筇竹寺組生成原油通過(guò)側(cè)向?qū)舆\(yùn)移進(jìn)入震旦系臺(tái)緣帶圈閉中形成古油藏。此時(shí)，雙魚石—梓潼—九龍山地區(qū)為區(qū)域構(gòu)造高部位，兩側(cè)二疊系烴源巖生成的原油向構(gòu)造高部位匯聚，發(fā)生第Ⅰ次原油充注，形成二疊系古油藏。

②晚侏羅世—早白堊世。進(jìn)入晚侏羅世末期，中二疊統(tǒng)烴源巖均已大量進(jìn)入高成熟階段，生成大量輕質(zhì)油氣，發(fā)生第Ⅱ次充注，在棲霞組構(gòu)造-巖性圈閉中再次充注。自早白堊世開(kāi)始，二疊系儲(chǔ)集層溫度超過(guò)160 ℃（見(jiàn)圖3b），并隨著埋藏深度增大，儲(chǔ)集層溫度逐漸增高，早期聚集于儲(chǔ)集層中的古油藏開(kāi)始發(fā)生裂解，形成大量的原油裂解氣。此時(shí)棲霞組儲(chǔ)集層達(dá)中成巖階段，雙魚石構(gòu)造持續(xù)隆起，原油裂解氣和干酪根裂解氣在雙魚石地區(qū)不斷混合，形成古氣藏。雙魚石構(gòu)造下伏的震旦系古油藏也發(fā)生了高裂解程度的原位裂解，形成類似于安岳氣田的古氣藏。

③晚白堊世末至第三紀(jì)。燕山期—喜馬拉雅期，受龍門山的擠壓沖斷，山前帶抬升掀斜，雙魚石構(gòu)造和九龍山構(gòu)造最終定型，由于雙魚石構(gòu)造靠近龍門山前，斷裂較為發(fā)育，使原先的大型古構(gòu)造復(fù)雜化，形成以斷層圈閉為主的圈閉群，古氣藏局部發(fā)生分配調(diào)整，大部分穩(wěn)定保持?？拷角皫У貐^(qū)，斷裂規(guī)模大，切穿層位深，造成天然氣的大量散失和垂向調(diào)整，深部震旦系古氣藏通過(guò)斷裂向上運(yùn)移調(diào)整并在部分地區(qū)形成天然氣聚集，如礦山梁二疊系、ST-3井觀霧山組為典型的震旦系原油裂解氣。雙魚石構(gòu)造主體部位及以東地區(qū)，由于斷裂規(guī)模小，沒(méi)有切穿溝通震旦系氣藏，因此仍以二疊系來(lái)源為主。九龍山構(gòu)造此階段形成并定型，但斷裂不發(fā)育，二疊系和震旦系天然氣為相互獨(dú)立的成藏系統(tǒng)，各自向高部位富集。由于雙魚石—梓潼—九龍山地區(qū)二疊系發(fā)育古構(gòu)造高和古氣藏，燕山期—喜馬拉雅期以來(lái)經(jīng)歷了構(gòu)造調(diào)整和斷裂改造，古氣藏發(fā)生了調(diào)整，但總體上仍具有大面積成藏的特點(diǎn)，具有較大的勘探潛力。

6 結(jié)論

川西北地區(qū)棲霞組白云巖儲(chǔ)集層成巖經(jīng)歷“泥晶化作用→海底膠結(jié)作用→準(zhǔn)同生白云石化-淺埋藏白云石化→壓實(shí)壓溶作用→埋藏白云石化→重結(jié)晶作用→第1期破裂和熱液作用（粗晶曲面鞍狀白云石）→第Ⅰ期原油充注及殘余瀝青→第1期埋藏溶蝕→第2期破裂和方解石脈充填作用）→第Ⅱ期油氣充注與殘存瀝青→第 2期埋藏溶蝕”多個(gè)階段。成巖過(guò)程中流體來(lái)源可包括海水、大氣淡水、烴類流體、深部熱液流體。

川西北地區(qū)中二疊統(tǒng)棲霞組油氣成藏表現(xiàn)為 2期原油充注和 1期裂解氣成藏，第Ⅰ期原油充注為早期構(gòu)造古油藏聚集階段，成藏時(shí)間為距今207～216 Ma，對(duì)應(yīng)晚三疊世；第Ⅱ期為油氣充注為二疊系烴源巖大量生烴階段，成藏時(shí)間為距今143～150 Ma，對(duì)應(yīng)晚侏羅世—早白堊世；最后一期為原油大量裂解生氣階段，對(duì)應(yīng)時(shí)間為中—晚白堊世，早期充注的原油大量裂解生氣形成現(xiàn)今的干氣藏。晚白堊世末期以來(lái)的抬升階段，氣藏可能經(jīng)受了一定的調(diào)整和改造。

川西北棲霞組具“多元供烴、復(fù)式輸導(dǎo)、差異成藏、晚期定型”的成藏模式。研究區(qū)二疊系天然氣主要為二疊系海相混合型烴源巖生成的原油裂解氣，局部混合有來(lái)自深部震旦系原油裂解氣的貢獻(xiàn)。斷裂與下伏寒武系氣源的連通程度是決定寒武系和二疊系氣源差異的關(guān)鍵因素。古油氣藏的規(guī)模發(fā)育及穩(wěn)定良好的保存條件是天然氣規(guī)模成藏的關(guān)鍵。