岩性油气藏  2025, Vol. 37 Issue (5): 49-58       PDF    
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四川盆地德阳—安岳裂陷西侧震旦系灯四段储层特征及成藏主控因素
罗冰, 周刚, 马奎, 王文之, 徐少立, 武鲁亚, 王玥蕴, 张新     
中国石油西南油气田公司 勘探开发研究院,成都 610041
摘要: 基于岩心观察、岩石薄片鉴定、测井资料分析和地震剖面解释,刻画了四川盆地德阳—安岳裂陷西侧震旦系灯影组四段的岩石学特征、沉积相展布、储层特征及源-储配置关系,明确了其成储、成藏主控因素。研究结果表明:①德阳—安岳裂陷西侧灯四段发育局限台地和台地边缘2种亚相,局限台地亚相可划分出丘滩、台坪和台洼3个微相,台地边缘亚相可划分出丘滩和滩间海2个微相。②研究区灯四段优质储层主要为丘滩微相的藻砂屑云岩、藻凝块云岩和藻叠层云岩。储集空间类型多样,可为孔隙型、溶洞孔洞型和裂缝型三大类,以格架孔、粒间溶孔、晶间孔、晶间溶孔和溶洞为主,储层经历了多期成岩改造,主要的破坏性成岩作用包括压实作用、胶结作用和充填作用,建设性成岩作用为多期溶蚀作用。③裂陷西侧灯四段成藏主控因素主要包括古裂陷控源、岩相岩溶控储、古隆起控油气聚集和晚期构造控圈闭。
关键词: 台地边缘    丘滩    藻云岩    岩溶作用    古裂陷    古隆起    灯四段    震旦系    德阳-安岳裂陷    四川盆地    
Reservoir characteristics and main controlling factors for hydrocarbon accumulation of the fourth member of Sinian Dengying Formation in the west side of Deyang-Anyue Rift, Sichuan Basin
LUO Bing, ZHOU Gang, MA Kui, WANG Wenzhi, XU Shaoli, WU Luya, WANG Yueyun, ZHANG Xin     
Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Southwest Oil and Gas Field Company PetroChina, Chengdu 610041, China
Abstract: Based on core observations of hand specimens, rock thin section identification, well logging data analysis, and seismic profile interpretation, the petrological characteristics, sedimentary facies distribution, reservoir characteristics, and source-reservoir configuration relationship of the fourth member of Sinian Dengying Formation in the west part of Deyang-Anyue Rift of Sichuan Basin were characterized, and the main controlling factors for reservoir formation and hydrocarbon accumulation were clarified. The results show that: (1) The fourth member of Dengying Formation in the west part of Deyang-Anyue Rift develop two subfacies: restricted platform and platform margin. The restricted platform subfacies can be further divided into three microfacies: mound-shoal, platform flat, and platform depression. The platform margin subfacies can be divided into two microfacies: mound-shoal and inter-shoal sea. (2) High-quality reservoirs of the fourth member of Dengying Formation are mainly composed of the algal grainstone, algal-clotted dolomite, and algal-laminated dolomite in the mound-shoal microfacies. The types of reservoir spaces are diverse, such as pore type, karst cave-pore type, and fracture type, mainly consisting of framework pores, intergranular dissolution pores, intercrystalline pores, intercrystalline dissolution pores, and karst cave. The reservoirs of the fourth member have undergone multistage diagenetic modification, the main destructive diagenetic processes include compaction, cementation, and filling, while the constructive diagenetic process is multiphase dissolution. (3) The main controlling factors for hydrocarbon accumulation in the fourth member of Dengying Formation in the west side of the rift mainly are paleo-rift control on source rocks, lithofacies and karst control on reservoir quality, paleo-uplift control on hydrocarbon accumulation, and late-stage structural control on traps.
Key words: platform margin    mound-shoal    algal-clotted dolomite    karstification    paleo-rift    paleo-uplift    the fourth member of Dengying Formation    Sinian    Deyang-Anyue Rift    Sichuan Basin    
0 引言

早在20世纪60年代,四川盆地震旦系灯影组就建成了当时中国最大的气田,即威远气田[1]。随后经过50年的沉寂,直至21世纪初在川中发现了中国最大的具有万亿方储量规模的整装气田——安岳气田,这些勘探成果证实了四川盆地震旦系灯影组具有丰富资源潜力和广阔勘探前景[2]。德阳—安岳裂陷的发现和“四古”(古隆起-古裂陷-古侵蚀面-古圈闭)成藏理论的形成,为安岳超万亿方特大型气田的战略发现奠定了坚实基础[3]。尽管德阳—安岳裂陷的成因尚存争议,但其对灯影组油气分布的控制作用在业界已取得共识[3],目前发现的震旦系灯影组气田主要分布在裂陷周缘[4-5]。为寻找规模资源新区带,勘探家们始终围绕裂陷周缘重点开展研究和探索,发现裂陷两侧灯影组具备相似的沉积-构造背景和成藏条件。2023年,部署于裂陷西侧的大探1井在灯影组四段测试获气81.85×104 m3/d,在灯二段测试获气42.16×104 m3/d,这一勘探的重大突破展示了该区具有巨大的勘探潜力[6]。然而,关于德阳—安岳裂陷西侧灯影组四段的沉积格局、储集空间类型以及成藏主控因素方面的研究尚不够深入,通过对新钻探的大探1井取样分析,结合裂陷周缘钻井和剖面开展对比研究,包括沉积相类型、储集岩的岩石学特征、储集物性、储集空间类型和成岩作用,明确该区成储成藏的主控因素,以期为下一步勘探提供理论指导和借鉴。

1 地质概况

四川盆地位于上扬子克拉通西北缘,是历经多期构造运动而成的大型叠合盆地[7]。震旦纪末期,伴随罗迪尼亚超大陆裂解,扬子板块西北缘处于拉张状态,使得四川盆地构造、沉积分异增强,在川中地区形成了德阳—安岳裂陷[2]。研究区位于四川盆地西南部(图 1a),紧邻德阳—安岳裂陷西侧,自基底形成以来,历经多期构造活动,构造变形复杂[8]

下载原图 图 1 四川盆地震旦系灯影组岩相古地理(a)与裂陷西侧震旦系岩性地层综合柱状图(b)(据文献[6]修改) Fig. 1 Lithofacies paleogeography of Sinian Dengying Formation (a) and comprehensive stratigraphic column of Sinian in the west side of the rift (b) of Sichuan Basin

裂陷西侧震旦系自下而上可划分为陡山沱组和灯影组(图 1b),与上覆寒武系麦地坪组呈不整合接触[9]。陡山沱组发育黑色炭质页岩夹白云岩及硅质磷块岩[10],局部含膏盐,与下伏南沱组和莲沱组呈不整合接触。灯影组自下而上可划分四段:灯一段厚20~70 m,主要发育泥粉晶白云岩、藻纹层白云岩,局部可见膏盐岩,与下伏陡山沱组整合接触。灯二段厚400~700 m,下部可见典型葡萄花边构造[9, 11],藻白云岩大量发育,上部主要发育微晶白云岩。灯三段地层较薄,主要发育混积岩,以泥页岩、砂质白云岩及云质砂岩为主[12],与灯二段呈不整合接触。灯四段厚200~260 m,裂陷内部灯四段被大量剥蚀,部分地区甚至剥蚀至灯二段上部地层[7],岩性以凝块石白云岩、砂屑白云岩及藻叠层云岩为主,见大量硅质条带。寒武系麦地坪组厚10~30 m,岩性为硅磷条带白云岩,夹碎屑岩,富含小壳化石。

2 沉积特征 2.1 沉积相划分

四川盆地德阳—安岳裂陷西侧灯影组发育完整的台内—台缘相序,与前人提出的盆地灯影组沉积相序的划分方案保持一致[13]。在充分结合前人关于四川盆地灯四段和灯二段沉积相的研究成果及既有相模式基础上[13-14],通过系统观察裂陷西侧灯四段岩心特征,结合成像测井与常规测井资料综合解析,最终确定了目标层位的沉积相组合特征(表 1),即灯四段碳酸盐岩台地相可划分为2大亚相类型及5种微相类型:局限台地亚相包含丘滩、台坪及台洼3类微相组合,其中,台坪及台洼微相占比高;台地边缘亚相包含丘滩和滩间海微相,其中,丘滩微相占比高。

下载CSV 表 1 四川盆地德阳—安岳裂陷西侧震旦系灯四段沉积相划分 Table 1 Sedimentary facies classification for the fourth member of Sinian Dengying Formation in the west side of Deyang-Anyue Rift, Sichuan Basin

(1) 丘滩微相:灯四段台地沉积体系中,台缘与台内均可见藻丘-颗粒滩复合体发育,二者岩性特征具相似性,但台缘带丘滩体在垂向叠置厚度与横向展布范围上均显著优于局限台地。

藻丘形成于浅水高能环境,藻类繁育形成优势建造,主要岩石组合包括藻砂屑云岩、藻叠层云岩及藻纹层云岩,相带储层发育较好。藻凝块丘成像测井响应特征表现为呈橙—黑色斑杂状结构,叠层藻丘显示橙黄背景下的串珠或条带状暗色纹层。GR曲线呈低平形态,局部波动幅度9~13 API。藻砂屑云岩形成于高能(浪基面之上)沉积环境,早期的泥晶白云岩类或藻白云岩经破碎作用后形成砂屑基质,当藻类活动活跃时,砂屑与藻体通过粘结-缠绕作用形成复合建造,此类藻粘结砂屑云岩多与灰泥丘的丘坪或丘盖亚相共生(图 2a2b)。当藻类活动受限时,则形成典型砂屑云岩,多属颗粒滩沉积体系。藻凝块云岩以藻类粘结泥晶或球粒形成凝块结构为特征,储集空间以凝块间残余溶孔及后期改造溶孔为主,具显著的组构选择性孔隙特征(图 2c2d)。藻叠层云岩和藻纹层云岩均由藻迹- 藻斑点-藻泥粘结粒屑形成,发育空腔构造,常见亮晶白云石、硅质及沥青充填现象,经历强烈暴露溶蚀作用后形成多类型溶蚀孔隙(空腔溶孔、晶间溶孔、格架孔及溶洞),后期多被矿物充填(图 2e2f)。但藻叠层云岩的纹层起伏更大,反映其形成的水动力条件高于藻纹层云岩。

下载原图 图 2 四川盆地德阳—安岳裂陷西侧大探1井震旦系灯影组四段岩石类型 (a)砂屑白云岩,6 105.86~6 106.04 m,岩心照片;(b)砂屑白云岩,6 026.00 m,铸体薄片,单偏光;(c)藻凝块白云岩,6 312.00 m,铸体薄片,单偏光;(d)藻凝块白云岩,6 314.00 m,铸体薄片,单偏光;(e)藻叠层白云岩,6 094.72 m,岩心照片;(f)藻叠层白云岩,6 094.00 m,铸体薄片,单偏光。 Fig. 2 Rock types of the fourth member of Sinian Dengying Formation in well Datan 1 of the west side of Deyang-Anyue Rift, Sichuan Basin

颗粒滩形成于浅水、高能沉积环境,也是储层发育的优势相带。岩性由单一的藻砂屑云岩为主,特征与藻丘微相的藻砂屑云岩类似。成像测井以棕—橙色调为主,背景色偏暗,块状构造中夹杂斑杂暗带(溶洞发育标志)。GR曲线显示为低幅齿状波动,值为10~13 API。

(2) 滩间海微相:以藻纹层白云岩、泥晶白云岩及泥质白云岩等细粒沉积为特征。该类微相主要分布于台缘带内部的低洼区,处于丘滩体间的负向地貌单元。受地形控制,沉积物在洼地中心聚集形成深水致密沉积带。该沉积单元水动力条件以弱潮汐-波浪作用为主导,沉积环境能量较低,整体呈现静水沉积特征。成像测井图像显示橙黄—暗黄色块状特征伴生暗色水平纹层。GR曲线表现为中高幅齿状形态,值为16~25 API。

(3) 台洼微相:发育于局限台地内部低洼区,与滩间海类似,处于丘滩体间的负向地貌单元。岩性组合以泥晶云岩、硅质云岩等低能沉积为主。成像测井显示暗色基底上的层状-块状结构,具有典型的高GR值响应特征。

(4) 台坪微相:岩性组合以层纹状云岩和鸟眼泥晶云岩为特征,鸟眼构造多孤立分布,呈圆球—椭圆状。前人研究表明鸟眼构造多发育于(准)同生期,在潮上的干燥环境中形成[15-16]。层纹状单层厚度为1~5 mm,由亮暗条纹交替叠加构成,与潮上—潮间低能环境的微生物粘结及胶结作用有关[17],该岩性组合指示其沉积环境为局限台地平均低潮线以上区域。成像测井以亮黄色块状结构为主,GR值相对较高。

2.2 连井对比

盆缘西部灯四段由南西至北东方向,依次发育碳酸盐岩台地相、斜坡相和盆地相。野外露头天全龙门剖面灯四段不发育,至周公1井附近灯四段主要发育碳酸盐岩台地相中的台坪微相,丘地比为17%。往东至汉深1井—大探1井附近逐渐过渡为碳酸盐岩台地相的台地边缘亚相,汉深1井、大探1井灯四段丘地比分别为22% 和54%,厚度逐渐增大。灯四段往北东方向至清平剖面附近过渡为斜坡相,至金凤井附近过渡为盆地相。清平剖面—金凤剖面灯四段厚度明显减薄(图 3)。平面上看,裂陷西侧灯四段沉积格局明显受裂陷控制,裂陷周缘以台地边缘亚相为主,远离裂陷方向则逐渐过渡为局限台地亚相。局限台地亚相丘地比偏低,靠近台缘带丘地比逐渐升高。大探1井所在的大兴场含气构造台缘带发育大规模的藻丘滩体,纵向叠置,累积厚度大,横向连片,为储层发育的最有利相带。

下载原图 图 3 四川盆地天全龙门剖面—周公1井—汉深1井—大探1井—清平剖面—金凤剖面震旦系灯影组沉积相连井对比(剖面位置见图 1a) Fig. 3 Sedimentary facies comparison of well-tie across Tianquan Longmen profile—well Zhougong 1—well Hanshen 1—well Datan 1—Qingping profile—Jinfeng profile of Sinian Dengying Formation in Sichuan Basin
3 储层特征 3.1 储集空间类型

德阳—安岳裂陷西侧灯四段储层岩性以丘滩相的藻砂屑云岩、藻凝块云岩及藻叠层云岩为主,构成多尺度储集系统,其储集空间具有双重成因属性,既包含受原始组构控制的粒间溶孔、粒内溶孔(含铸模孔)与晶间溶孔等原生-成岩复合孔隙,也发育不受沉积组构约束的溶洞、溶缝及构造缝等次生改造孔隙。基于对灯四段露头、岩心及薄片的系统观测,结合成因、形态、规模和空间分布特征,将储集空间划分为孔隙型(包括粒内溶孔、粒间溶孔、晶间溶孔和格架孔)、溶洞孔洞型和裂缝型三大类(表 2)。

下载CSV 表 2 四川盆地德阳—安岳裂陷西侧震旦系灯四段储集空间类型 Table 2 Reservoir space classification of the fourth member of Sinian Dengying Formation in the west side of Deyang-Anyue Rift, Sichuan Basin

(1) 格架孔与窗格孔:格架孔隙作为灯四段优势储集空间类型,其形成主要受沉积过程控制,集中赋存于藻凝块云岩与藻叠层云岩中。该孔隙类型为藻类粘结颗粒形成的原始格架经多期白云石胶结后的残余孔隙系统,典型孔径超过1 mm,空间展布呈条带状、网格状或斑点状特征(图 4a4c)。显微观测显示,此类孔隙常被细—中晶、自形—半自形白云石部分或完全充填,局部可见格架孔隙因胶结作用完全消失。根据成因可分为2类,一类是藻体生长阶段通过粘结-缠绕作用形成的原生格架孔隙,后期胶结导致半充填;另一类是藻丝体腐解产生的窗格孔洞,未经历完全胶结充填。

下载原图 图 4 四川盆地德阳—安岳裂陷西侧震旦系灯影组四段主要储集空间类型的岩心及显微照片 (a)藻凝块白云岩,格架溶孔被白云石半充填,大探1井,6 101.00 m,铸体薄片,单偏光;(b)藻凝块白云岩,格架溶孔被白云石及沥青半充填,格架溶孔被白云石充填,汉深1井,5 245.68 m,铸体薄片,单偏光;(c)藻粘连砂屑白云岩,格架孔被充填,大探1井,6 394.00 m,普通薄片,单偏光;(d)藻砂屑白云岩,粒间溶孔,大探1井,6 042.00 m,铸体薄片,单偏光;(e)藻凝块白云岩,粒间溶孔,大探1井,6 341.00 m,铸体薄片,单偏光;(f)细晶白云岩,晶间孔,汉探1井,5 236.00 m,铸体薄片,单偏光;(g)藻叠层白云岩,网状裂缝发育,大探1井,6 106.39~6 106.50 m,岩心照片;(h)泥晶白云岩,见有裂缝及溶蚀孔发育,大探1井,6 096.07 m,铸体薄片,单偏光;(i)泥晶白云岩,见有裂缝发育,大探1井,6 020.70 m,铸体薄片,单偏光。 Fig. 4 Core and micrograph of the main reservoir space of the fourth member of Sinian Dengying Formation in the west side of Deyang-Anyue Rift, Sichuan Basin

(2) 粒间(溶)孔:粒间(溶)孔隙在台地广泛发育,孔径为50~100 μm,常见沥青质充填现象(图 4d4e),其保存受控于颗粒岩胶结程度,当胶结物发育较弱时,残余粒间孔得以保存。酸性流体活动导致胶结物或基质发生多期溶蚀,形成粒间溶孔,镜下可见胶结物全溶或颗粒边缘溶蚀现象(图 4d4e)。该储集空间为砂屑云岩的主要储集空间,“针孔”结构多源于此类孔隙。成因解析表明,该孔隙体系为原生粒间孔经成岩改造的复合产物,与滩相沉积环境具有显著耦合关系。

(3) 晶间孔和晶间溶孔:晶间孔隙主要赋存于重结晶作用强烈的晶粒云岩中,原岩组构多已改造(图 4f)。孔隙形态呈多面体状,边界平直,部分经溶蚀形成晶间溶孔,孔径为500~5 000 μm。显微分析表明,此类云岩原岩多为藻粘结砂屑云岩或砂屑云岩,孔隙分布受原始颗粒组构控制,而非晶粒选择性排列。值得注意的是,重结晶过程虽导致孔隙再分配,但未改变早期粒间孔的本质属性。尽管存在后期溶蚀叠加效应,孔隙成因机制仍以沉积作用为主导,而颗粒内晶间(溶)孔可能与埋藏期溶蚀活动相关。

(4) 裂缝:裂缝网络系统在储层中兼具导流与储集双重功能。按成因可划分为构造缝、溶缝及缝合线缝3类(图 4g4i)。岩心观测显示,裂缝系统在灯四段广泛分布且纵向非均质性强。宏观上主要呈顺层展布,局部发育垂向裂缝与顺层裂缝交织形成网状结构(图 4g)。裂缝宽度主要为50~100 μm,显著改善了溶蚀孔洞系统的连通性(图 4h4i)。

统计大探1井灯四段储层段岩心中各类孔隙类型的发育频率,结果显示,藻格架孔为最主要的孔隙类型,数量占比达52.5%,其次为粒间溶孔和晶间溶孔,占比分别为19.2% 和20.4%,(微)裂缝占比7.9%(图 5)。综合宏观、微观、静态、动态等资料分析认为,大探1井区灯四段储层类型主要为裂缝-孔洞型,发育的微裂缝在改善储层渗流能力方面起重要作用,溶洞尽管极少发育,但其空间巨大,是储集能力的重要补充,部分裂缝见顺缝溶蚀现象,表明岩心裂缝在地下可起到沟通、渗流的作用。镜下薄片观察亦发现裂缝及溶孔有良好的搭配关系。大探1井成像测井结果显示(图 6),灯四段孔洞发育,大小不均,可见少量高角度裂缝。裂陷西侧临近盆地边界区域,受晚期构造挤压作用,灯四段发育大量晚期裂缝,极大改善灯四段储层的渗透性。

下载原图 图 5 四川盆地德阳—安岳裂陷西侧大探1井震旦系灯四段孔隙类型 Fig. 5 Pore types of the fourth member of Sinian Dengying Formation in well Datan 1 in the west side of Deyang-Anyue Rift, Sichuan Basin
下载原图 图 6 四川盆地德阳—安岳裂陷西侧大探1井震旦系灯影组四段典型孔洞成像测井 Fig. 6 Typical cavity imaging logging of the fourth member of Sinian Dengying Formation in well Datan 1 in the west side of Deyang-Anyue Rift, Sichuan Basin
3.2 储层发育主控因素

灯影组碳酸盐岩储层的形成演化机制及其空间展布特征受沉积相叠加岩溶作用共同控制[18]。沉积环境作为储集体发育的基础,既制约了储层的宏观分布,也通过原始组构差异调控后期成岩改造强度。成岩改造与构造破裂则是储层孔隙结构优化的核心驱动力,前者主导储层最终赋存状态及微观孔喉配置关系。研究证实,裂陷西侧灯四段储层发育受丘滩相带展布与岩溶作用强度联合控制,二者叠合区域为优质储层富集区[19]

震旦系灯四段历经5.4亿年地质演化,期间受桐湾、加里东、海西等多期次构造运动影响,在多旋回隆升—埋藏过程中经历了复合成岩改造。这种动态演化机制导致建设性成岩作用(如溶蚀)与破坏性作用(如胶结)同时发育,最终塑造了现今储层的非均质性格局[20-21]。①压实、胶结、充填是灯四段储层的主要破坏性成岩作用。裂陷西侧灯四段经历了同生期—表生期多阶段成岩演化,包括压实作用、胶结充填作用、各类溶蚀作用、白云石化作用等成岩作用类型[20]。不同成岩阶段、不同成岩类型对储层发育影响和贡献各不相同。其中机械压实导致沉积物原始孔隙压缩,胶结、充填作用通过矿物沉淀进一步封堵流体通道。受地层古老、深埋藏及复杂成岩序列影响,压实、胶结、充填作用在灯四段广泛发育,显著抑制有效储集空间形成,是对储层发育起较强破坏的成岩作用[22]。②溶蚀作用是改造储层储集能力的主要因素。灯四段储层经历了多阶段岩溶叠加改造,基于裂陷西侧探井岩心观测,可划分出早期岩溶、表生岩溶及埋藏岩溶3个成因类型[23](表 3)。其中,桐湾期表生岩溶表现出主导性建设作用,其形成的溶蚀孔洞系统显著提升储渗性能,成为灯四段优质储层发育的主要控制因素。相较而言,埋藏期岩溶对孔隙结构的优化效应有限,主要受控于深部流体活动强度。

下载CSV 表 3 四川盆地德阳—安岳裂陷西侧震旦系灯四段岩溶分期特征 Table 3 Characteristics of karst staging of the fourth member of Sinian Dengying Formation in the west side of Deyang-Anyue Rift, Sichuan Basin

同生—准同生期溶蚀作用主要发育于开放—半开放成岩环境,其孔隙保存潜力受后期成岩改造制约。该阶段形成粒内溶孔、铸模孔等溶蚀孔隙类型,因受早期胶结物充填作用影响,有效孔隙保存率显著降低。灯四段岩心观测显示,此类溶蚀产物可作为成岩环境演化的可靠标志,其中铸模孔等揭示了早期溶蚀-胶结的动态平衡过程。桐湾期表生风化壳岩溶是灯四段储层大面积连片发育的关键成岩因素。灯四段储层表现出高密度溶洞系统与大尺度溶蚀孔洞优势发育的特征,与古岩溶改造存在成因耦合关系。综合古隆起区钻井岩心、薄片观察及区域地质背景解析,揭示灯四段溶洞群系的形成主要受控于桐湾期表生风化壳岩溶事件,该期次岩溶作用通过垂向渗滤-侧向径流复合机制,塑造了多尺度溶蚀网络系统,成为控制储层非均质性的关键因素。

大兴场构造位于风化岩溶有利区,有利于储层改造。桐湾期,大兴场构造处于岩溶地貌高部位,有利于藻丘滩相云岩发生强烈的风化-岩溶改造形成优质储层(图 7)。桐湾期多幕式构造隆升导致上扬子克拉通盆地内发育震旦系内不整合面及震旦系—寒武系界面不整合。地层接触关系解析表明,灯四段受桐湾运动差异溶蚀效应显著,表现为灯二段/灯三段、灯四段/下寒武统假整合接触。长期表生暴露促使藻白云岩发生渐进式风化分解,形成原地残积角砾岩—泥质云岩—黏土岩序列,构成古风化壳识别标志体系。综上所述,优质储层形成受沉积-成岩耦合机制控制,藻丘滩相带提供物质基础,多期溶蚀改造(尤其是桐湾期岩溶)形成溶蚀孔洞储层,二者时空匹配程度直接决定储层非均质性展布规律。

下载原图 图 7 四川盆地西南部寒武系沉积前岩溶古地貌 Fig. 7 Paleokarst landform of pre-Cambrian sedimentary of southwestern Sichuan Basin
4 成藏主控因素

基于四川盆地震旦系灯影组四段油气地质条件与成藏演化综合分析,德阳—安岳裂陷西侧成藏主控因素主要包括古裂陷控烃源供给、古岩相—岩溶控储层发育、古隆起演化控制油气聚集和晚期构造控制圈闭。

4.1 古裂陷控源

德阳—安岳裂陷作为震旦纪—早寒武世的关键地质单元,是特大型气藏形成的关键[6]。裂陷内寒武系麦地坪组与筇竹寺组烃源岩呈现显著空间分异,大探1井—蓬深3井区麦地坪组与筇竹寺组地层厚度最大,为450~900 m,向两侧逐渐减薄。定量评价表明,裂陷区筇竹寺组累计生气强度达(100~180)×108 m3/km2,分布面积超6.0×104 km2,构成规模性生烃中心。此外,裂陷西侧陡山沱组也起到供源的作用,联合筇竹寺组共同为灯影组提供丰富的烃源供给[6](图 8图 9)。

下载原图 图 8 四川盆地龙门山前构造带—大探1井叠前时间偏移地震剖面(剖面位置见图 1a) Fig. 8 Seismic profile of pre-stack time migration from Longmen piedmont structural zone to well Datan 1, Sichuan Basin
下载原图 图 9 四川盆地德阳—安岳裂陷西侧震旦系成藏模式 Fig. 9 Hydrocarbon accumulation models of Sinian in the west side of Deyang-Anyue Rift, Sichuan Basin
4.2 岩相岩溶控储

裂陷西侧震旦系灯四段优质储层的形成机制受“相控”和“表生岩溶作用”联合控制[20]。储集体以丘滩复合体沉积体系为特征,其中藻丘核部因原始孔隙发育成为优势储集单元[24],储集空间以凝块格架孔为主导,辅以丘坪或丘基藻粘结砂屑云岩粒间溶孔,构成多级孔喉系统[25]。桐湾运动引发的区域性隆升事件,促使灯四段经历大规模表生岩溶改造,垂向渗流带内的原始孔隙经溶蚀扩增形成孔隙型溶洞系统。构造裂缝网络则发育溶缝延伸体系。水平潜流带内同步形成层状溶蚀孔洞带。这种三维岩溶改造模式最终形成纵、横向叠置连片的优质储层架构。德阳—安岳裂陷西侧大探1井区因兼具地貌高位优势与高能丘滩相带背景,叠加多期岩溶叠加效应,灯影组储层段受到不同程度侵蚀和剥蚀作用[6],成为储层质量最优区。该区域孔洞-裂缝耦合系统显著提升储集性能,印证了沉积-成岩时空耦合控储规律。在台缘丘滩及多期岩溶叠加之下,裂陷内侧的优质烃源与裂陷西侧的台缘优质储层能够侧向对接,形成旁生侧储的有利源-储关系。

4.3 古隆起控油气聚集

川中古隆起区自加里东运动构造格局定型后,在晚古生代—中生代呈现长期继承性演化特征,持续作为油气运移优势指向区,为古油气藏富集提供空间载体。同时,持续性的构造隆升抑制了烃源岩的热演化进程,延缓了古油藏裂解成气时限,为晚期天然气大规模成藏创造了独特时空配置条件。裂陷西侧灯影组油气成藏历经3个阶段的动态演化:二叠纪—中三叠世,灯四段古油藏广域展布于古隆起区;晚三叠世—白垩纪,古油藏裂解—运移重组形成古气藏,并沿构造斜坡向古隆起高部位汇聚。喜山期,弱构造变形背景为特大型气藏的保存提供了低扰动封闭系统,保障了现今气藏的完整性[25]。古隆起演化使得大探1井附近灯影组成为构造高部位,有利于油气在该区域的聚集[6]。裂陷西侧灯四段上覆筇竹寺组相对致密为标层位的直接盖层,上二叠—下三叠系上覆膏岩为区域盖层,共同提供有利保存条件(图 9)。

4.4 晚期构造控圈闭

受晚期基地卷入断层控制,裂陷西侧大兴场灯影组地层褶皱抬升,发育大型构造圈闭。其中灯四段构造圈闭顶界海拔为-4 820 m,闭合幅度为680 m,面积为125 km2。有效的构造圈闭能够为油气最终富集提供了关键地质载体,构造断层联通了下寒武统、陡山坨组(或前震旦系)烃源岩,为油气运移提供通道。大兴场地区早期位于古隆起,晚期发育大型构造圈闭,是油气运移和聚集的有利指向区,油气能够在晚期构造圈闭聚集成藏(图 9)。

5 结论

(1) 四川盆地德阳—安岳裂陷西侧震旦系灯四段发育局限台地和台地边缘2类亚相。局限台地亚相可划分出丘滩、台坪和台洼3类微相;台地边缘亚相可划分出丘滩和滩间海2类微相,其中台地边缘丘滩微相为储层发育的有利相带。

(2) 德阳—安岳裂陷西侧震旦系灯四段储集岩石类型有藻砂屑云岩、藻凝块云岩和藻叠层云岩。发育多种储集空间,包括格架孔、粒间溶孔、晶间孔、晶间溶孔和溶洞,其中,格架孔为灯四段主要的储集空间。储层发育主控因素受沉积-成岩-构造三元耦合体系控制,沉积环境作为储集体发育的基础,制约了储层的宏观分布,成岩作用、构造破裂作用在后期进一步改造储层,其中破坏性成岩作用包括压实作用、胶结作用和充填作用,主要的建设性成岩作用为多期的溶蚀作用。

(3) 德阳—安岳裂陷西侧震旦系灯四段油气成藏主要受以下因素控制:古裂陷控源、岩相岩溶控储、古隆起控油气聚集和晚期构造控圈闭。

参考文献
[1]
戴金星. 威远气田成藏期及气源. 石油实验地质, 2003, 25(5): 473-480.
DAI Jinxing. Pool-forming periods and gas sources of Weiyuan gasfield. Petroleum Geology & Experiment, 2003, 25(5): 473-480. DOI:10.3969/j.issn.1001-6112.2003.05.010
[2]
杜金虎, 张健, 张义杰, 等. 发现大油气田. 北京: 石油工业出版社, 2018.
DU Jinhu, ZHANG Jian, ZHANG Yijie, et al. Discovery of large oil and gas fields. Beijing: Petroleum Industry Press, 2018.
[3]
邹才能, 杜金虎, 徐春春, 等. 四川盆地震旦系-寒武系特大型气田形成分布, 资源潜力及勘探发现. 石油勘探与开发, 2014, 41(3): 278-293.
ZOU Caineng, DU Jinhu, XU Chunchun, et al. Formation, distribution, resource potential and discovery of the Sinian-Cambrian giant gas field, Sichuan Basin, SW China. Petroleum Exploration and Development, 2014, 41(3): 278-293.
[4]
杨雨, 文龙, 宋泽章, 等. 川中古隆起北部蓬莱气区多层系天然气勘探突破与潜力. 石油学报, 2022, 43(10): 1351-1368.
YANG Yu, WEN Long, SONG Zezhang, et al. Breakthrough and potential of natural gas exploration in multi-layer system of Penglai gas area in the north of central Sichuan paleo-uplift. Acta Petrolei Sinica, 2022, 43(10): 1351-1368.
[5]
岑永静, 梁锋, 王立恩, 等. 四川盆地蓬莱—中江地区震旦系灯影组二段成藏特征. 岩性油气藏, 2024, 36(2): 89-98.
CEN Yongjing, LIANG Feng, WANG Li'en, et al. Reservoir accumulation characteristics of the second member of Sinian Dengying Formation in Penglai-Zhongjiang area, Sichan Basin. Lithologic Reservoirs, 2024, 36(2): 89-98.
[6]
文龙, 谢继容, 张本健, 等. 四川盆地德阳—安岳裂陷西侧大探1井震旦系灯影组天然气勘探重大突破及意义. 天然气工业, 2023, 43(11): 7-18.
WEN Long, XIE Jirong, ZHANG Benjian, et al. Well Datan 1 in west side of Deyang-Anyue rift, Sichuan Basin: Great breakthrough in natural gas exploration in Sinian Dengying Formation and its significance. Natural Gas Industry, 2023, 43(11): 7-18. DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2023.11.002
[7]
汪泽成, 赵文智, 胡素云, 等. 克拉通盆地构造分异对大油气田形成的控制作用: 以四川盆地震旦系-三叠系为例. 天然气工业, 2017, 37(1): 9-23.
WANG Zecheng, ZHAO Wenzhi, HU Suyun, et al. Control of tectonic differentiation on the formation of large oil and gas fields in craton basins: A case study of Sinian-Triassic of the Sichuan Basin. Natural Gas Industry, 2017, 37(1): 9-23.
[8]
曹虎威, 祝海华, 刘竞, 等. 川西南复杂构造区震旦系—寒武系油气保存条件. 石油地质与工程, 2022, 36(5): 46-56.
CAO Huwei, ZHU Haihua, LIU Jing, et al. Preservation conditions of Sinian-Cambrian oil and gas in complex structural area of Southwest Sichuan. Petroleum Geology and Engineering, 2022, 36(5): 46-56. DOI:10.3969/j.issn.1673-8217.2022.05.008
[9]
宋金民, 罗平, 刘树根, 等. 四川盆地西部震旦系灯影组沉积储层特征. 成都理工大学学报(自然科学版), 2018, 45(1): 27-44.
SONG Jinmin, LUO Ping, LIU Shugen, et al. The deposition and reservoir characteristics of Dengying Formation in western Sichuan Basin, China. Journal of Chengdu University of Technology(Science & Technology Edition), 2018, 45(1): 27-44. DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2018.01.03
[10]
汪泽成, 刘静江, 姜华, 等. 中—上扬子地区震旦纪陡山沱组沉积期岩相古地理及勘探意义. 石油勘探与开发, 2019, 46(1): 39-51.
WANG Zecheng, LIU Jingjiang, JIANG Hua, et al. Lithofacies paleogeography and exploration significance of Sinian Doushantuo depositional stage in the middle-upper Yangtze region, Sichuan Basin, SW China. Petroleum Exploration and Development, 2019, 46(1): 39-51.
[11]
陈明思, 张本健, 李智武, 等. 四川盆地及周缘震旦系灯影组岩性-碳同位素地层划分及意义. 古地理学报, 2023, 25(6): 1347-1363.
CHEN Mingsi, ZHANG Benjian, LI Zhiwu, et al. Lithologiccarbon isotopic stratigraphic division and its sighificance of the Sinian Dengying Formation in Sichuan Basin and surrounding area. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 2023, 25(6): 1347-1363.
[12]
邓双林, 宋金民, 刘树根, 等. 四川盆地灯影组三段混积特征及其地质意. 沉积学报, 2020, 38(3): 598-609.
DENG Shuanglin, SONG Jinmin, LIU Shugen, et al. Mixed Sedimentary Characteristics of the Third Member of Dengying Formation, Sichuan Basin, and Its Geological Significance. Acta sedimentologica Sinica, 2020, 38(3): 598-609.
[13]
文华国, 文龙, 丁一, 等. 四川盆地及周缘地区震旦系灯影组白云岩岩石类型及沉积相划分方案. 天然气工业, 2024, 44(7): 27-41.
WEN Huaguo, WEN Long, DING Yi, et al. Rock types and sedimentary facies division scheme of the Sinian Dengying Formation dolomite in the Sichuan Basin and its periphery. Natural Gas Industry, 2024, 44(7): 27-41. DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2024.07.003
[14]
张坤, 刘宏, 谭磊, 等. 川中北部蓬莱地区震旦系灯影组二段地震沉积学特征. 岩性油气藏, 2025, 37(2): 189-200.
ZHANG Kun, LIU Hong, TAN Lei, et al. Seismic sedimentology characteristics of the second member of Sinian Dengying Formation in Penglai area, north-central Sichuan Basin. Lithologic Reservoirs, 2025, 37(2): 189-200. DOI:10.12108/yxyqc.20250217
[15]
薛耀松, 唐天福, 俞从流. 鸟眼构造的成因及其环境意义. 沉积学报, 1984, 2(1): 85-95.
XUE Yaosong, TANG Tianfu, YU Congliu. The origin and environmental significance of birdseye structures. Acta Sedimentologica Sinica, 1984, 2(1): 85-95.
[16]
HEYDARI E. Meteoric versus burial control on porosity evolution of the Smackover Formation. AAPG Bulletin, 2003, 87(11): 1779-1797. DOI:10.1306/07070302009
[17]
王良军. 川北地区灯影组四段优质储层特征及控制因素. 岩性油气藏, 2019, 31(2): 35-45.
WANG Liangjun, et al. Characteristics and controlling factors of high-quality reservoirs of the fourth member of Dengying Formation in northern Sichuan Basin. Lithologic Reservoirs, 2019, 31(2): 35-45. DOI:10.12108/yxyqc.20190205
[18]
罗冰, 杨跃明, 罗文军, 等. 川中古隆起灯影组储层发育控制因素及展布. 石油学报, 2015, 36(4): 416-426.
LUO Bin, YANG Yueming, LUO Wejun, et al. Controlling factors and distribution of reservoir development in Dengying Formation of paleo-uplift in central Sichuan Basin. Acta Petrolei Sinica, 2015, 36(4): 416-426.
[19]
SU Ao, CHEN Honghan, FENG Yuexing, et al. Dating and characterizing primary gas accumulation in Precambrian dolomite reservoirs, Central Sichuan Basin, China: Insights from pyrobitumen Re-Os and dolomite U-Pb geochronology. Precambrian Research, 2020, 350: 105897. DOI:10.1016/j.precamres.2020.105897
[20]
耿夏童, 邢凤存, 闫海军, 等. 四川盆地磨溪地区震旦系灯影组四段储层特征及勘探启示. 岩性油气藏, 2022, 34(6): 126-140.
GENG Xiatong, XING Fengcun, YAN Haijun, et al. Reservoir characteristics of the fourth member of Sinian Dengying Formation and its implications for oil and gas exploration in Moxi area, Sichuan Basin. Lithologic Reservoirs, 2022, 34(6): 126-140. DOI:10.12108/yxyqc.20220611
[21]
DING Yi, CHEN Daizhao, ZHOU Xiqiang, et al. Cavity-filling dolomite speleothems and submarine cements in the Ediacaran Dengying microbialites, south China: Responses to high-frequency sea-level fluctuations in'an aragonite-dolomite sea'. Sedimentology, 2019, 66(6): 2511-2537. DOI:10.1111/sed.12605
[22]
杨帆, 刘立峰, 冉启全, 等. 四川盆地磨溪地区灯四段风化壳岩溶储层特征. 岩性油气藏, 2020, 32(2): 43-53.
YANG Fan, LIU Lifeng, RAN Qiquan, et al. Characteristics of weathering crust karst reservoir of Deng 4 member in Moxi area, Sichuan Basin. Lithologic Reservoirs, 2020, 32(2): 43-53. DOI:10.12108/yxyqc.20200205
[23]
任佳鑫, 宋金民, 刘树根, 等. 四川盆地灯影组二段微生物丘滩体结构类型与沉积模式. 石油学报, 2023, 44(2): 312-328.
REN Jiaxin, SONG Jinmin, LIU Shugen, et al. Framework and sedimentary model of microbial mound-bank complex in Member 2 of Dengying Formation, Sichuan Basin. Acta Petrolei Sinica, 2023, 44(2): 312-328.
[24]
杨威, 魏国齐, 谢武仁, 等. 克拉通内裂陷边缘台缘丘滩体规模储层发育主控因素与成因模式: 以四川盆地德阳-安岳克拉通内裂陷东侧灯影组四段为例. 天然气地球科学, 2022, 33(10): 1541-1553.
YANG Wei, WEI Guoqi, XIE Wuren, et al. Main controlling factors and genetic mechanism for the development of high-quality reservoirs in the mound-shoal complexes on the platform margin mound-beach body at platform margin of the inner cratonic rift: Case study of the fourth member of Dengying Formation in the east side of the Deyang-Anyue cratonic rifts, Sichuan Basin. Natural Gas Geoscience, 2022, 33(10): 1541-1553.
[25]
孙玮, 刘树根, 李泽奇, 等. 四川盆地灯影组天然气晚期调整成藏的主控因素. 成都理工大学学报(自然科学版), 2021, 48(6): 641-652.
SUN Wei, LIU Shugen, LI Zeqi, et al. Main controlling factors of late adjustment and accumulation of natural gas in Dengying Formation, Sichuan Basin, China. Journal of Chengdu University of Technology(Science & Technology Edition), 2021, 48(6): 641-652. DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2021.06.01