川西坳陷中段晚三叠世前陆盆地构造变形与油气勘探

由于龙门山地区会聚构造运动,地表露头与地下地震资料揭示了川西晚三叠世前陆盆地被卷入板内形变的构造地质现象。鉴于这一地区已经证实晚三叠世地层中富含油气,该文以获得的实际资料对晚三叠世前陆盆地形变年代、形变特征、形变运动(动力)学机制进行了深入分析,并着重分析了构造形变与油气成藏的关系。针对区内前陆盆地形变后所形成的3种不同类型(磁峰场、鸭子河、马井)的含气构造,文中讨论了其成藏的主控因素,并据此提出了该地区这一领域的油气勘探方向。     

晚三叠世川西前陆盆地形成及沉积充填

晚三叠世川西前陆盆地是扬子板块边缘向西俯冲消减发生弧（陆）-陆碰撞形成造山带且在其前缘形成褶皱-冲断带并向川西地区逆冲推覆的结果,属于周缘前陆盆地。其经历了大地构造环境由伸展到挤压的复杂演化过程,沉积了巨厚的以陆相沉积为主的须家河组地层,形成了独特的平面和纵向上的沉积充填特征,即平面上由于龙门山逆冲推覆强烈使得造山带前缘大幅度挠曲沉降与克拉通边缘低幅稳定沉降形成的逆冲前缘陡坡充填和克拉通边缘缓坡充填的分异,纵向上则由于构造活动具活跃和平静交替的幕式特征,形成须一、须三、须五段以滨浅湖细粒为主的沉积和须二、须四、须六段厚层大面积砂岩交替充填形成的砂泥交互的＂三明治＂式的多套生储盖组合。     

大巴山前陆盆地晚三叠世—侏罗纪沉积中心的迁移及古流向

晚三叠世上扬子北缘沉积中心主要在川西地区,但在大巴山前缘的达县—万源之间开始出现一个次级沉积中心,反映晚三叠世大巴山前陆盆地初始沉降;早-中侏罗世早期,上扬子北缘沉积中心东移到大巴山前缘,具有两个沉积中心,但沉积厚度不大;中侏罗世中、晚期,两个沉积中心向大巴山一侧北移,沉积厚度巨大,反映该期为大巴山前陆盆地强烈沉降期;晚侏罗世,两个沉积中心分别向东、西两侧迁移,东、西分异明显,沉积厚度较大,反映晚侏罗世大巴山前陆盆地的持续稳定沉降。     

柴达木侏罗系的构造层序及前陆盆地演化

在柴达木盆地的侏罗系中,鉴别出了两种指示前陆盆地动力过程的构造层序:一种是响应于造山带逆冲加载过程的弹塑性转换沉降型构造层序;另一种是响应于基底塑性回沉过程的塑性回沉型构造层序。柴达木盆地的侏罗系共出现了8个构造层序:下侏罗统普林斯巴阶至中侏罗统巴柔阶4个弹塑性转换沉降型构造层序;中侏罗统巴通阶至卡洛阶下部2个塑性回沉型构造层序;中侏罗统卡洛阶上部和上侏罗统2个弹塑性转换沉降型构造层序。这种充填序列表明侏罗纪的柴达木盆地经历了多旋回弹塑性转换沉降、总体塑性回沉和再次弹塑性转换沉降3个演化阶段。此演化过程与同期造山带的隆升和向前陆带的逆冲加载过程密切相关。     

川西前陆盆地上三叠统层序地层学研究

应用层序地层学方法,通过不整合面、地震反射特征等标志将川西前隆盆地上三叠统划分为4个三级层序;以地层叠置样式、岩性、岩相的变化细分出低位、湖侵和高位体系域。其中低位体系域以扇三角洲、深切谷（辫状河）沉积为特征;湖侵体系域以广泛分布的湖相沉积为特征;高位体系域发育进积式三角洲。在建立前陆盆地层序地层模式的基础上,研究了不同区带岩性圈闭的特征及发育模式。结果表明：冲断带-前渊带为陡坡冲积扇-扇三角洲沉积模式,有利的岩性圈闭为LST时期的辫状河下切谷和TST-HST时期的浊积扇岩性圈闭;斜坡带-隆起带为缓坡三角洲沉积模式,是寻找不整合遮挡、透镜状砂岩圈闭和砂岩上倾尖灭岩性油气藏的理想目标区。     

川西地区中、晚三叠世岩相古地理演化及勘探意义

川西地区中、晚三叠世经历了由海相经海-陆过渡相到陆相的盆地转换过程,亦是区内烃源岩与储集岩发育的主要时期。依据钻井、露头资料,结合区域地质特征,详细研究了其岩相古地理特征及演化史。雷口坡至马鞍塘沉积期由西向东为深水盆地到台地边缘、台地的古地理格局,台地边缘高能滩（及礁）相和台内滩相具有良好的勘探前景;须二至须三期主要发育海-陆过渡环境的三角洲沉积,三角洲平原分流河道、三角洲前缘水下分流河道和河口砂坝等微相是储集层发育的有利相带,为近年主要勘探目的层系;须三末期的安县运动是川西地区海、陆彻底转换的关键时期,龙门山全面褶皱成山,整个四川盆地转变为陆相沉积环境,川西地区须四至须五期表现出冲积扇、湖泊三角洲和湖泊体系占主导的沉积格局。系统研究中、晚三叠世川西地区的岩相古地理格局与演化过程,可以进一步梳理川西地区勘探、评价思路,分析勘探战略,明确主要的勘探领域及有利的勘探方向,进而指导下一步油气勘探实践。     

川西前陆盆地层序地层模式与油气成藏

根据"安县"运动产生的不整合及前陆盆地可容空间的变化特征,对存在多个地层划分分区的川西前陆盆地上三叠统须家河组煤系地层进行了岩性地层和层序地层的对比和划分.研究结果表明,前陆盆地内发育有两种层序模式,即构造层序和气候层序.构造层序又分为早期海相构造层序和晚期陆相构造层序两种类型,在川西前陆盆地东部和中部的须家河组煤系地层中可能发育地层油气藏.     

四川晚二叠世生物礁层序地层岩相古地理编图

为了探索层序地层岩相古地理编图方法,对四川盆地晚二叠世生物礁层序地层岩相古地理进行了编图试验,以四川盆地晚二叠世生物礁各层序地层的海退低点及海侵高点作为相对等时面编制了8幅层序地层岩相古地理图.层序地层岩相古地理图不仅能极大地减少由传统的压缩法和优势相编图法所造成的模糊失真现象,而且提高了对沉积和构造演化规律的预测水平.     

川西前陆盆地上三叠统须家河组沉积体系及演化特征

川西前陆盆地上三叠统须家河组主要发育一套冲积扇-辫状河三角洲-湖泊相沉积体系,其中以辫状河三角洲沉积最为发育。通过对须家河组各主要沉积相发育特征的深入分析,将辫状河三角洲沉积进一步细分为辫状河三角洲平原亚相、辫状河三角洲前缘亚相和前辫状河三角洲亚相。川西地区自龙门山前缘向东至盆地中心的沉积模式为冲积扇-三角洲平原-三角洲前缘-前三角洲-滨浅湖,沉积物源主要来自盆地西部龙门山造山带。纵向上须家河组经历了3次大的湖平面升降旋回,其中须二段和须四段三角洲相沉积发育,三角洲前缘砂体是川西须家河组主要的储集砂体。     

川西前陆盆地上三叠统储层流体动力学机制

川西前陆盆地上三叠统储层具有正常压实和欠压实两种类型。压实过程恢复后的古流体动力场表明早侏罗世末期上三叠统流体主要向两个低势区和川中方向运移,晚侏罗世末期与其具有相似性。川西西北侧江油地区、川中绵竹、孝泉一带及川西南三苏场、苏码头和三大湾地区是有利的油气聚集场所。     

四川盆地及邻区早三叠世印度期层序岩相古地理及有利勘探区带

通过大量钻井岩性统计、岩心观察、露头沉积相研究与地震相分析,结合板块构造演化等区域地质资料,以体系域为单元编制了4张三级层序地层格架下的四川盆地及邻区早三叠世印度期岩相古地理图,明确了开江-梁平盆地相主要发育于飞仙关组一段及二段沉积期,在飞仙关组三段沉积期已演化为台内洼地,以及不同时期盆地内部鲕粒滩体的展布与迁移特征,且在盆地周缘绵竹、湖北利川等露头发现了台地边缘鲕粒滩,为四川盆地飞仙关组鲕滩气藏的勘探提供依据。四川盆地飞仙关组各体系域都有鲕粒滩体分布,其中层序TSQ1高位体系域（相当于飞仙关组二段）及层序TSQ2海侵体系域（相当于飞仙关组三段）沉积期鲕滩规模最大,也是主要产气层段,滩体展布具有由台地内部不断向盆地相区迁移的特征。层序TSQ1海侵体系域（相当于飞仙关组一段）沉积期,开江-梁平盆地相两侧的镶边台地边缘鲕粒滩（坝）规模不大,鲕粒滩体主要分布于台内古地貌高地以及滨岸地带;层序TSQ1高位体系域沉积期,鲕粒滩（坝）沿开江-梁平盆地相两侧及城口-鄂西盆地相西南缘台地边缘集中分布;层序TSQ2海侵体系域沉积期,川北、川东地区发育鲕粒滩体且规模较大;层序TSQ2高位体系域（相当于飞仙关组四段）沉积期,滩体分布较少,主要为局限台地和蒸发台地沉积。四川盆地下三叠统飞仙关组天然气有利勘探区带主要是环开江-梁平盆地白云石化台缘滩相、城口-鄂西盆地西南缘白云石化台缘滩相以及溶蚀的台内滩相。     

鄂尔多斯晚三叠世盆地构造属性及后期改造

基于60多条地表露头考察及300多口重点探井资料分析,并结合前人研究成果,运用板块构造和地球动力学原理,对晚三叠世鄂尔多斯盆地发育的构造环境、盆地构造属性以及盆地后期改造等几个构造问题进行了探讨。研究认为:(1)晚三叠世鄂尔多斯盆地构造属性具有三分性:主体为克拉通坳陷盆地,南(西南)缘具前陆盆地性质,西北缘具裂陷盆地性质,这一格局与鄂尔多斯盆地特殊的地质边界条件以及晚三叠世特殊的受力方式有关;(2)晚三叠世原型盆地主要经历了4期多种方式的后期改造作用,造成盆地面积与改造前相比缩小了约30×10⁴km²;(3)依据残存烃源岩分布,指出除现今鄂尔多斯盆地内部及西缘冲断带下盘外,与鄂尔多斯盆地西缘相邻的六盘山盆地以及南缘渭河盆地也是今后值得探索的勘探新区域。     

四川盆地茅口组层序岩相古地理特征及储集层预测

根据露头、钻井岩心和测井等资料综合分析,在四川盆地中二叠统茅口组识别出局部暴露不整合和淹没不整合2种层序界面,据此将茅口组划分为3个三级层序,每个层序平均延时3.3 Ma。以体系域为编图单元,系统编制了层序格架内岩相古地理图,分析四川盆地茅口组岩相古地理展布特征,结果表明茅口期四川盆地以浅水型碳酸盐岩开阔台地沉积为主,发育浅水开阔台地、较深水开阔台地、台地边缘和台地前缘斜坡等沉积相带。物性分析表明浅滩相亮晶颗粒岩具有较好的储集性能,经白云石化作用和表生岩溶作用改造后储集物性更好,因而白云岩储集层、古岩溶储集层和浅滩储集层组成了茅口组主要的储集层类型。层序格架内储集层分布规律研究表明高位体系域储集层相对发育,尤以层序2-HST在四川盆地西部、西南部形成的浅滩沉积区和层序3的古岩溶发育区最为有利,是四川盆地中二叠统茅口组最有利的储集层分布区域。图10参18     

鄂尔多斯盆地西部晚三叠世原型盆地恢复及其改造演化

恢复鄂尔多斯晚三叠世原型盆地是评价盆地西缘上三叠统油气勘探前景的重要问题。研究认为，在三叠纪延长组沉积期，鄂尔多斯盆地西部受秦祁褶皱带和阿拉善古陆控制，六盘山西缘大断裂和贺兰山西缘断裂分别构成晚三叠世沉积盆地的西南与西北边界；走廊过渡区与盆地本部沉积具有连通性，形成向西开口、南深北浅、主体为北西-南东向的大型不对称坳陷盆地，银川盆地、六盘山盆地是鄂尔多斯盆地的一部分，盆地西缘前人所称的“南北古脊梁”不起沉积分割作用。延长组沉积期湖盆西部从南到北发育油水河-镇原、景泰-环县、窑山-甜水堡和汝箕沟-盐定4个三角洲沉积体系，受不同物源影响，各体系沉积特征不同，并且经后期构造运动改造，在盆地西缘冲断带上盘残存不全。但在现今冲断带以东及其掩覆地区延长组保存较完整，延长组残余沉积分布广泛，勘探前景广阔。     

四川盆地西部晚三叠世海相碳酸盐岩—碎屑岩的转换过程

通过对上三叠统马鞍塘组及其生物礁的分布特征、岩相特征、古生物特征和物源区等的研究,认为上三叠统海相碳酸盐岩—碎屑岩的转换过程约束了马鞍塘组生物礁的发育范围和绝灭时间。川西海相碎屑岩物源主要来自北面的秦岭地区,在时间上从卡尼期开始到结束经历从无到有,从少到多的碎屑注入过程,在空间上经历了从北向南的扩展过程。揭示出龙门山造山带的形成与崛起具有从北到南的递进过程,并受控于秦岭造山带的形成和演化。这个转变过程是四川叠合盆地构造演化的一个关键点,它约束了马鞍塘组海相烃源岩的发育和生物礁发育序列。近川中地区地腹中可能有马鞍塘组高能礁体发育,值得油气勘探关注。     

四川盆地中三叠统雷口坡组沉积特征及有利储集相带

为了查明四川盆地中三叠统雷口坡组沉积特征与有利储集相带分布规律,为该区天然气勘探寻找新的接替区,以海相碳酸盐岩层序地层学和储层沉积学理论体系为指导,在岩心标志、测录井标志以及不整合等层序界面标志的基础上,对中三叠统雷口坡组进行了沉积相识别和层序地层划分,进而圈定了各层序时期平面沉积相边界,并编制了四川盆地中三叠统雷口坡组各体系域内层序-岩相古地理图,预测了有利储集相带分布区。研究结果表明：四川盆地中三叠统雷口坡组为一套较浅水的碳酸盐岩台地相沉积体系,主要发育局限台地、蒸发台地、台地边缘和开阔台地等4种相类型。雷口坡期受到早印支运动的影响,盆地内部呈现东高西低、大隆大凹的沉积格局。地壳抬升作用使得部分地层遭受长期暴露剥蚀作用并在顶部形成风化壳,致雷口坡组顶部部分地层缺失。以沉积相划分、层序界面识别标志为依据,四川盆地中三叠统雷口坡组划分出4个三级层序和8个体系域。盆地中部古隆起及其周缘白云岩坪和西北部绵竹-剑阁隆起的台缘滩具有较好的储集物性和有效的储盖组合特征,为盆地有利储集相带分布区,因而成为四川盆地中三叠统雷口坡组最为有力的勘探目标。     

川西龙门山构造特征与油气关系

龙门山构造变形始于印支期,经历燕山期和喜山期多次递进变形,构造变形时期具有由北向南、由西向东逐渐变晚,构造变形强度西侧强、东侧弱的特征.晚三叠世末期,随着秦岭洋的关闭,导致由北向南的侧向挤压,使得米仓山构造带开始隆升,与甘孜-理塘构造带俯冲加剧,剪刀式的挤压作用是龙门山形成的动力机制.龙门山构造带主要构造样式是推覆构造,可划分成三种构造体系,有利油气富集的构造样式是断展褶皱、断弯褶皱.     

再谈四川盆地上三叠统层序地层划分方案

川西坳陷上三叠统须家河组在与邻区香溪群的对比中,目前流行4种地层划分方案,一直以来,对这几种划分方案都存在着激烈的争论。为此,应用层序地层学观点,利用中石油与中石化两大集团的勘探成果,建立层序地层序列,利用野外露头、古生物、年代地层等资料,结合钻、测井层序地层分析与井震标定,提出须家河组与香溪群对比的最新方案,即：①川西-川中须五段对比香四、香五、香六段,须四段对比香三段,须三段对比香二段;②须二段、小塘子组与马鞍塘组向东逐层上超至无沉积,在坳陷西坡的北、中段,须六段遭剥蚀,至南段须三段侧变为香二段;③须二段、小塘子组与马鞍塘组侧变为海相香一段。分析认为,底界面T₅²是解决安县运动界面与层序地层方案分歧的关键。在安县运动底界面T₅²之上地震波由NE往SW前积,之下由SW往NE前积,坳陷中心在彭州鸭子河一带。由西往东须家河组与香溪群为T₄与T₆两条地震波组控制的楔形体,其内以转换面T₅²为界分别发育各向东、西变薄的楔形体。最后,论述了湖盆东进与南迁过程中沉积中心迁移、物源水系变迁,以及相带展布与勘探领域转换的证据。