利用井震结合刻画川东石炭系印支期古隆起特征及其意义

叶 茂 彭 平 刘 辉 任纪博 杨荣军

1. 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院 2. 中国石油勘探开发研究院四川盆地研究中心

0 引言

川东石炭系迄今仍是四川盆地天然气勘探的主力储产层系。但经历了近40年的勘探开发之后，多数老气田相继出水，进入产能递减期，生产形势日趋严峻。近年川东石炭系勘探领域转向高陡构造主体、复合圈闭和盆地边缘圈闭，地质条件复杂，勘探难度加大。目前石炭系已经发现了大天池、五百梯、相国寺主体、巫山坎、冯家湾、万顺场、建南等50余个石炭系气藏，除少数几个是典型的构造圈闭气藏外，其余均是与构造相关的地层—构造复合圈闭或岩性—构造复合圈闭气藏。

川东地区石炭系现今多数气藏分布于开江古隆起及其周缘[1]，因此气藏与开江古隆起之间存在密切关系，且具有继承性。黄籍中通过有机质成熟度分析认为印支期古隆起有利于油气的富集和储存，川东、川东北高陡构造是有利的勘探目标区[2-5]。韩克猷[6]认为印支运动形成的开江古隆起为叠隆起，其对应了志留系烃源岩的生油高峰，有利于大、中型气田的形成；徐国盛[7]等认为川东地区主要产气构造带多数分布于开江古隆起的高地及周围斜坡上，现今成组气田的分布及成藏机理与古隆起的形成与发育存在密切的联系，具有继承性；沈平等[8]研究认为，虽然石炭系现今气藏气水界面各不相同，但是却具有东、西区各一个统一的压力分区；徐国盛，刘树根等[9]认为燕山运动期之前，志留系烃源岩大量生烃，在高压驱使下初次运移至石炭系“仓储式”储集体内并呈常压游离态；燕山运动期，石炭系中天然气向开江古隆起区运移，形成石炭系早期古隆起大气藏；喜马拉雅运动期打破了古隆起气藏的分布格局，促使天然气在此期形成的高陡构造带各圈闭中重新调整分配，最终再聚集成藏。

前人认为石炭系成藏与川东开江古隆起演化关系密切，并且对其进行了大量的研究，但是也存在一定的问题：①石炭系现今气藏的分布范围远远大于开江古隆起的面积（约2 812 km2）[10]，石炭系古油藏的分布范围需要进一步研究；②开江古隆起与石柱古隆起、泸州古隆起以鞍部相接[11]，但这两个古隆起对于现今石炭系成藏的控制作用需要进一步研究。

在前人研究的基础上，根据区内最新的地质、地震资料，对川东地区印支期古隆起进行精细的古构造恢复，探讨该区古隆起对现今气藏的控制作用。

1 地质背景

加里东运动期间，川东处于乐山—龙女寺古隆起伸向湘鄂西凹陷的斜坡上，在这一斜坡上志留系沉积的砂、泥岩累计有千余米，而且东厚西薄，志留系的泥、页岩被认为是石炭系的主要烃源岩[12-14]。海西期海水再次侵入川东地区，由于入侵的海水受到北面的大巴山古陆、南面的利川—黔江古陆以及西边的乐山—龙女寺古陆的限制，石炭系就局限于这种海湾潮坪环境中沉积。其产物主要为一套泥—粉晶云岩、颗粒云岩、角砾云岩夹灰岩，局部地区夹膏盐沉积[15]。石炭纪末的云南运动，使得川东地区再次上升为陆，整个石炭系又受到不同程度的风化剥蚀。石炭系地层残余厚度一般为10～70 m，岩石受地表淡水淋滤，溶孔十分发育，是川东地区的主要储层段。

中三叠世末，印支运动早期，川东南的泸州古隆起、石柱古隆起和川东北的开江古隆起开始定形，同时烃类开始形成和运移，是成藏的关键时期。喜山运动时，由于川东地区强烈的褶皱形变并伴有逆冲断层的发生，至使古气藏中的大量天然气沿断裂散失，部分进入褶皱形成的新圈闭中被保存下来，形成了众多以高陡构造为主要特征的各类圈闭的中、小型天然气藏（图1、图2）。

图1 川东石炭系构造纲要图

图2 川东地区地层综合柱状图

2 研究方法

目前，学者们常利用印模法、地层残厚法、沉积特征法、层序地层分析法等来恢复古地貌，同时结合地震剖面，重建盆地的古构造特征。前人研究认为印支期古构造的形态与石炭系现今气藏的形成关系密切，借鉴前人恢复古地貌的方法，利用印模法，基于更加全面的地震和钻井数据来恢复印支期古构造形态。

晚三叠世是上扬子地台由浅海台地转变为内陆湖盆的一个重要时期，川东地区须家河组一段主要为有障壁海岸沉积相的滨海沼泽亚相，少部分地区为障壁砂坝亚相，岩性主要为一套泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及粉砂岩薄层为主，局部夹薄层细砂岩。以须家河组底界作为等时面，分别统计实钻井地层厚度与地震时差，计算机平面成图，并对数据源进行可靠性分析，恢复须家河组一段沉积前的古构造形态。主要数据来源为实钻井地层厚度以及地震时差换算数据。以实钻井地层厚度数据（须家河组底界至梁山组底界）。目前川东地区穿过或者钻遇石炭系完钻井大约800余口，主要分布于石炭系厚区，构造位置位于高陡构造带主体及逆断层陡翼潜伏构造，优选早期探井，井斜较小，尽量规避井斜影响。地震时差数据：在对川东地区石炭系分布区约4.2×104km2范围内的二维、三维地震资料进行精细解释的基础上，读取须家河组底界至梁上组底界地震时差数据。

3 古构造恢复

3.1 地层信息

在对川东地区已钻至石炭系的井进行地层的重新对比划分基础上，建立了区域地层大剖面，将须家河组底界拉平，剖面均显示中三叠统至二叠系由川东周缘向达州—开江地区超覆沉积，揭示了石炭系古隆起的发育。

从实钻井地层厚度剖面图上可以看出，北西南东向剖面清楚地显示川东地区石炭系开江古隆起，核心部位位于渡口河—檀木厂—双家坝一线，西陡东缓（图3）。

图3 川东地区古隆起地层对比剖面图（据实钻井数据）

3.2 地震信息

须家河组底界反射层一般表现为一单强相位，其上常出现一较强相位，其下常为复波。该层反射连续性好，振幅强、相位特征明显。梁山组底界反射层由前强后弱两个较窄的相位组成，以前相位标层，该层反射连续性好、相位较稳定，与龙潭组底界反射层间时差在110～130 ms之间。这两层是标准反射层，可在川东地区全区对比跟踪（图4）。

图4 WT1井合成记录标定及过井剖面对比

川东地区石炭系钻井众多，在对川东地区已钻至志留系的井进行精细合成记录标定的基础上，建立了由川中至川东区域地震大剖面（图5）。将须家河组底界拉平后，其趋势与实钻井地层厚度保持一致。

图5 川东地区古隆起地震剖面图

3.3 相关性分析

采用地层方法和地震方法利用计算机生成平面图，并对原始数据可靠性进行分析。对实钻井资料分析认为，川东地区石炭系绝大部分钻井分布于高陡构造主体及陡翼下盘潜伏高带，因此，这些区域数据较为可靠，而在盆地边缘钻井数量 稀少，数据可靠性较差。对地震资料分析认为，在高陡构造主体区域由于逆断层的存在导致地层重复，其时间层位存在重复，数据可靠性较差。两种方法均具有一定的局限性，无法独立精细刻画印支期古构造图。

因此，综合以上两种方法，分别读取实钻厚度值与地震时差数据，进行相关性分析，样本数392个（表1），相关系数0.79，相关性强（图6）。

表1 须家河组底界—梁山组底界厚度与地震时差统计表（部分）

图6 须家河组底界—梁山组底界厚度与地震时差相关系图

3.4 川东石炭系分布区印支期古构造特征

川东石炭系分布区印支期古构造总体表现为三个大的古隆起：开江古隆起、泸州古隆起、石柱古隆起。根据前人的研究，印支期泸州古隆起展布面积小于8×104km2，开江古隆起面积较小，小于4×104km2，至白垩纪—新近纪，泸州—开江古隆起自川西南至川东北沉积厚度减薄，总体上以隆起—斜坡为主。在实钻井数据结合地震资料的基础上，对梁山组至雷口坡组厚度进行平面成图，应用印模法恢复川东地区印支期石炭系古复合圈闭分布图（图7）。古隆起构造线叠加石炭系的地层剥蚀线形成了3个地层-古构造复合圈闭油藏，其复合圈闭要素如表2所示。

表2 印支期石炭系古复合圈闭要素统计表

图7 川东地区印支期石炭系古复合圈闭分布图

4 古隆起控制的现今石炭系油气藏

喜山运动造就了现今四川盆地的构造面貌，现今构造格局成形。强烈的褶皱和剥蚀作用改造了燕山运动时期形成的气藏圈闭的形态和保存条件，并形成新的圈闭和气藏，天然气重新分配、聚集于各种类型圈闭中。根据对目前川东地区石炭系获气井及储量区的复查、梳理，现今气藏的分布与古油藏具有密切的联系，现今石炭系气藏均为印支期古油藏范围内的重新分配、调整，而非印支期斜坡区、向斜区成藏。

1）川东地区石炭系已获储量区块均位于最低海拔古构造线-3 000 m之上，石炭系目前已钻获气井均位于古复合圈闭之内，证明利用古构造图刻画的古复合圈闭油藏含油范围真实可靠。

2）对卧龙河石炭系气藏精细描述，认为其可分为三个不同压力系统、互不连通的气藏，中间由岩性致密带相隔。其中，北区、中区两个气藏边界与最低海拔构造线-3 000 m对应，认为可能是由于古油藏含油边界控制。

3）在印支期开江古隆起高部位的川东北石炭系低渗区块发育岩性－构造复合圈闭，其岩性、物性变化形成对流体的圈闭有较大的不确定性，气水倒置，不完全符合等深线闭合规律。如钻遇的G5井、G31井位于构造圈闭之外，可能为岩性、物性致密带所封隔（图8）。

图8 川东地区安仁－沙罐坪－温西石炭系气藏剖面图

4）在渝东石柱区的一些井如MA1井、CZ1井等水井的石炭系取心段中，至今未发现储层中有沥青存在。因此，开江与石柱古油藏之间的边界位于大池干构造带和方斗山构造带之间。

5）开江古隆起控制了石炭系大部分气藏，泸州古隆起控制了相国寺、卧龙河南，新市、双龙、苟西等石炭系气藏，石柱古隆起控制了建南石炭系气藏。其中，开江古隆起对应四川盆地志留系生烃中心；而泸州古隆起、石柱古隆起分别对应生烃边缘地区，生烃中心与保气中心配合程度较差。

5 结论

四川盆地川东地区存在印支期古构造复合圈闭，对现今石炭系油气富集成藏具有控制作用：

1）古隆起核部油气充满度高，叠合岩性（储层）致密带可形成岩性—构造复合圈闭气藏或者叠合高陡构造主体倾末端可形成地层—构造复合圈闭气藏；

2）最低古构造线（-3 000 m）之下及生烃边缘地区的勘探需要慎重。