石２００９年１１月 油地质与工程 ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＧＥＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ 第２３卷第６期 文章编号：１６７３—８２１７（２００９）０６—００１８—０３ 四川盆地泸州古隆起区须家 河组天然气成藏地质条件 邓柳萍 ，李延钧 ，李其荣 ，隆辉 ，胥云丽。 （１．中国石油华北油田公司勘探开发研究院，河北任丘０６２５５２；２．中国石油西南 油气田分公司蜀南气矿；３．中国石油西南油气田安全环保与技术监督研究院） 摘要：通过对天然气和碳同位素组成分析，表明泸州古隆起上三叠统须家河组天然气存在三种来源与成因类型；研 究区储层的岩性主要为结构成熟度和成分成熟度较高的岩屑长石石英砂岩，属于低孔特低渗和特低孔特低渗储 层，以裂缝一孔隙型储层类型为主。通过运用圈闭容积法计算圈闭油气资源量，绝大多数小于１０×１０ ｍ。，具有小 型气藏为主的特征。综合分析认为研究区内须家河组天然气藏存在三个主控因素。 关键词：烃源岩；储层；圈闭；须家河组 中图分类号：ＴＥｌ１２．３１ 文献标识码：Ａ 研究区位于四川盆地上扬子地台东南断褶带南 段，西北为华蓥山大断裂，东界为中梁山至石龙峡背 （１）甲烷含量低，重烃含量相对较高，气体较湿， 干燥系数仅在１．０左右，且含凝析油，属于成熟阶段 斜之间南北向隐伏深断裂带，南为娄山关褶皱带＿１］， 包括古隆起核部及古隆起上斜坡，面积约１０ ０００ 的天然气，局部存在高成熟阶段早期的天然气。这 些构造的天然气与四川Ｉ盆地西北地区中坝气田以及 ｋｍ。。泸州古隆起主要为一套河湖、沼泽相含煤沉 积地层［２］，是四川盆地内部的主要烃源岩层和勘探 目的层之一。 中部地区八角场、遂南气田等须家河组所产的天然 气组成比较一致。经多年的研究和勘探证实，这些 天然气主要为上三叠统须家河组成熟的烃源岩所生 成的天然气；以须家河组煤系为来源的自生自储型 天然气分布在西部的牟家坪果山南井地区、中部的花 鹿角场地区和粱董庙翼部，这些地区须家河 本区须家河组地层露头主要分布在泸州古隆起 周边的高陡构造顶部和轴部，须家河组沉积稳定，但 区域上相比缺失了须一、须二段。地层厚度变化不 大，纵向上地层连续性相对较好，大部分构造可分为 六层，自下而上分别为须三段、须四段、须五段、须 六 段、须六 段、须六。段。须三段、须五段在大部份 地区以黑色、灰黑色页岩为主，夹灰色砂岩与薄煤 层，局部相变为砂岩，是本区主要生油层和盖层，也 组煤系烃源岩厚度相对较大，生烃强度相对较高。 且天然气分布于须六 大段泥岩之中，为砂岩透镜体 气藏。古隆起区西部砂岩透镜体分布较多，厚度较 大，相对保存条件较好。东部地区的高陡带形成剥 蚀构造窗，使得盖层遭受剥蚀；另外由于横向上发生 是本区含煤层系之一。须四段、须六 段、须六 段、 须六。段主要为浅灰色块状细、中砂岩，夹少量灰黑 沉积相带变化，所以砂岩透镜体分布少，而且透镜体 相对较薄，局部存在保存条件好的透镜体。 （２）甲烷含量高，重烃含量特别低，干燥系数大， 色泥岩、页岩，脉状煤线和煤的透镜体，是主要的储 集层段 ］。但须六 段平面上变化较大，其中西部的 牟家坪南井地区泥岩发育，砂岩呈透镜体形式分布， 向东则泥岩厚度减薄，主要以砂岩夹薄层泥页岩沉 积为主要特征。 部分地区在２以上，且含有Ｈ Ｓ，密度较小，具有典 型的干气特征。主要分布在泸州古隆起区核部，须 家河组烃源岩层相对较薄，生烃条件相对较差，深层 断层较发育。这些断层不仅沟通天然气自深层烃源 向上运聚，而且是深层已聚集气藏向上转移和再分 收稿日期：２００９—０６—０５；改回日期：２００９—０８—０３ １ 须家河组气源与生烃条件 泸州古隆起区存在三种来源与成因类型天然 气： 作者简介：邓柳萍，１９８１年生，２００９年毕业于西南石油大学地 质学，主要从事油气成藏研究。 基金项目：四川省重点学科建设项目（编号：ＳＺＤ０４１４）资助。 邓柳萍等．四川盆地泸州古隆起区须家河组天然气成藏地质条件 ・１９・ 配直接或间接途径。深层烃源断层在深层来源气的 运聚中起到了关键作用。冈此，以深层来源气为主 的成因类型有纳溪、合江、塘河、海潮、以及九奎山等 构造。 （３）甲烷含量、重烃含量与干燥系数界于前两种 气体之间，主要分布在牟家坪，丹风场与梁董庙顶 部。这些地区不但具有生烃条件，而且局部地区断 层的存在为深层来源气提供通道。主要来自须家河 组自生的煤系烃源岩，局部存在深层来源混合气，如 梁董庙构造高部的董４、８、１０井区和南井构造井浅 ２井，董ｌ０井且含有Ｈ Ｓ。 泸州古隆起区内上三卺统须家河组烃源岩类型 为泥岩、煤岩和碳质泥岩。其中泥岩厚度变化很大， 从３５￣２００ ｍ，最大厚度在古佛山为２００ ｍ，最小厚 度二里场为３５ ＩＴＩ，总的变化趋势是从东北到西南厚度 逐渐增大。有机碳含量都在０．９ 以上。煤层厚度为２ ～９ ｍ，部分地区缺失，有机碳含量都在４４．５ ～ ６０．Ｏ５ 。碳质泥岩有机碳含量都在１Ｏ ～２Ｏ．０５％。 有机质类型为Ⅱ ～Ⅲ型，但是以Ⅲ型为主。煤及泥 岩的镜质体反射率在１．０～２．０ ，大多分布在１．５ ～２．０ ，研究区须家河组暗色泥岩现今累计总生烃 量为９１ ００８ Ｘ １０ ｍ。，平均生烃强度为７．６１×１０ ｍ。／ｋｍ ，煤层现今累汁总生烃量为６４ ９１１×１０ ｍ。，平均生烃强度为５．４３×１０ ｍ。／／ｋＩＴＩ。。 ２储层特征与分布 研究区须家河组储层岩性主要为结构成熟度和 成分成熟度较高的岩屑长石石英砂岩，储层物性较 差。为低孔、低渗和特低孔、特低渗储层，孔隙类型以 原生孔为主．次生孔为为辅 。根据储层的岩性、物 性、含油气性特征及电性特征，初步确定纵向上。从 老到新储层物性有逐渐变差的趋势，储层纵向上主 要分布于须四、须六段中；横向上，从北往南各主要 储层段发育程度有逐渐变差趋势。丹风场～梁董庙 在须四段储层物性相对较好；古隆起核部在须六 段 主要为三角洲前缘发育的主要地带，储集砂体相对 发育．物性相对较好，牟家坪一南井在须六 段存在 砂岩透镜体，储层物性较好。以裂缝一孑Ｌ隙型储层 为主。并且主要为Ⅳ类储层．少量ｌＩｌ类储层 。 ３ 圈闭特征与条件 研究结果表明，泸州古隆起区须家河组由２４个 圈闭组成，圈闭类型主要有两类．一类为构造类，包 括：背斜、断鼻、断块；另一类为构造一地层复合类 型。泸州古隆起须家河组圈闭整体石油地质条件不 算很好，相对条件较低，圈闭含气丰度较低。研究区 闭合面积大于５０ ｋｍ 的圈闭占１４ ，１０￣５０ ｋｍ 的 占４０ ，１０ ｋｍ 以下（包括１０ ｋｍ ）的占３６ ，闭合 面积普遍较小。研究区闭合高度核部高于两翼。研 究区须家河组圈闭的闭合度在１２０～３（）０ ｍ，个别构 造闭合度有差异，如海潮梯子崖构造的梯子崖断背 斜在须五段为７５０ ｍ，而二里场背斜为７０ ｍ。圈闭 海拔高度在一１ １７０～一２４０ ＩＴ１，圈闭高点埋深在大 多数在３４０ １ ４３０ ＩＴＩ，钻探成本相对较低。用圈闭 容积法计算圈闭油气资源量，纳溪、合江、阳高寺圈 闭天然气资源量大于５０ Ｘ １０ ｍ。，其他圈闭天然气 资源量都在５０×１０ ｍ。之下，绝大多数小于１０ Ｘ １０。ｍ。。以发现小型气藏为主体特征。 ４运聚特征 石油和天然气都是流体，运移是其最大的特征， 是油气成藏研究的核心问题之一。油气矿藏生储异 地，油气运移发生在油气藏形成与破坏的全过程中， 起着承前启后的重要纽带作用。 烃源研究结果表明，泸州古隆起区天然气既存 在须家河组自生自储型，又存在深层贡献型，同时存 在二者相互交叉的混合型。对于自生自储型天然气 的运聚途径和方式是人们众所周知的，特别是透镜 体砂体可直接捕获其上下及其周围泥岩所生成的烃 类，见罔１所示，这种生储盖组合方式，排烃效率高， 聚烃丰度足，运聚方式相对简单。 研究区深层来源天然气聚集的须家河组气藏都 与深层断层有关，如位于泸州古隆起核部的合江、纳 溪、九奎山、朱沱等以深层来源气为主的须四一须六 气藏，天然气干，个别气组成中含Ｈ。Ｓ，显然属于深 层天然气，这些深层断层比较发育。图２几奎山天 然气运聚剖面展示了深层烃类向上运移并在须家河 组成藏的示意图，反映了断层在运聚中的关键作用。 ５油气成藏的主控因素 ５．１ 须家河组烃源岩发育程度控制了自生自储型 气藏的分布 须家河组烃源岩是自生自储型天然气分布，泥 岩厚度或煤层厚度大的构造区烃源岩发育。如牟家 坪、南井、丹凤场、粱董庙、朱坝构造区泥岩较厚，在 １００ ＩＴＩ以上。部分井厚度在２００ ｍ以上，煤层相对较 厚，在２ １Ｔ１以上，自生自储型烃源岩发育；纳 溪、合江、几奎山构造区由于剥蚀，泥岩较薄．都在 ・２０・ 石油地质与工程 ２００９年第６期 ．：：：：：：：：：：：：储集层：：：：：：：：：：：：：：’ ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●Ｊ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● ● …●●●…●●●…●●●…●●●・●●储集层●●●●●●…●－●…●●●…●●●…●●●… ●● ） ’‘‘。。。．．．．．．．．．．． ．。 ．－．．储集层．） ｊ ．。．‘．。．‘．’．‘．’．’．‘．‘．‘．’． ．． 图１ 砂泥岩互层剖面排烃模型及砂岩透镜体中须家河组天然气运移聚集模式 图２断层一背斜复合圈闭气藏（九奎山构造） １００ ｍ以下，煤层较薄，在２ ｍ以下，部分井煤层缺 失，自生自储型烃源岩发育相对较弱。 ５．２储层控制天然气的分布 发生了变化，须六储层必须依靠上覆的侏罗系泥页 岩作为盖层才能形成有效圈闭。其须四上有须五作 为盖层，相对保存条件好于须六。 ５．３烃源断层是深层来源气补充和贡献的关键 牟家坪、南井构造区天然气产于须六。段，因为 存在砂岩透镜体，储层物性较好；纳溪、合江、九奎山 烃源断层是指与油气运聚有关的、起到沟通油 构造区天然气多产于须六 段，主要为三角洲前缘发 育的主要地带，储集砂体相对发育，物性相对较好， 丹凤场、梁董庙构造区天然气在须四段储层物性相 对较好，须六 段砂岩透镜体由于须家河组须六在研 究区东部发生沉积相变，须六 沉积以砂岩夹泥页岩 源与储层作用的一系列主断层及其伴生的断层。这 类断层往往受控于构造运动，并在不同时期具有不 同的活动性，剧烈构造运动时具有开启性，稳定沉积 时期则多具有封闭性，起到封堵流体的作用【３ ］。 工区须家河组天然气来源研究结果表明，存在较大 （下转第２４页） 为主，不存在“泥包砂”的沉积特征，须六的储盖组合 ・２４・ 石油地质与工程 一 ｌ］ ］ 口 ］ ２００９年１１＿ ］ 第６期 ］ ］５ 结论 （１）松辽盆地南部浅层经历长期差异性的地质 演化，产生了大量的构造圈闭，它包括断块、断鼻、断 背斜和背斜这四类构造圈闭。 （２）研究区内的圈闭主要形成于坳陷 反转时 化对层序发育的影响［Ｊ］．石油地质与工程，２００８，２２ （４）：２９—３２ ［８］杨明达．松辽盆地南部构造演化与油气聚集［Ｄ］．北 京：中国地质大学（北京），２００５ Ｅ９］ ｌＥ永春．松辽盆地南部岩性油藏的形成和分布［Ｍ］．北 京：石油＿Ｔ业出版社，２００１：５一ｌ１ ［１Ｏ］ 白振国，李忠权，麻成斗，等．大庆长垣南部黑帝庙油 层浅层气特征［Ｊ］．成都理工大学学报（自然科学版）， ２００６，（６）：５９３—５９７ 期，其中四方台一明水组是圈闭的主要形成时期，所 有圈闭基本定型于大安组沉积末期。 （３）圈闭的发育和分布受控于断裂，具明显的区 带性。垂向上不同期的圈闭相互叠置。嫩江组末期 和明水组末期的构造反转运动对圈闭的发育起到了 至关重要的作用。 ［１１］胡望水，陈毓遂，肖安成，等．塔里木盆地西南坳陷的 罔闭特征及其控油作用［Ｊ］．江汉石油学院学报， １９９６，（２）：７—１２ ［１２］张占文，李宗飞，任作伟．辽河东部凹陷浅层气成藏控 制因素ＥＪ］．断块油气田，１９９７，（６）：ＩＩ一１５ （４）圈闭叠加给复式油气聚集带的形成提供了 条件。不同时期储集体和储集空间的类型以及分布 的差异，导致不同时期油气聚集分布规律存在相应 的差异。圈闭的保存程度直接影响着油气保存程 度。 ［１３］ 刘生国，肖安成，胡望水．塔西南坳陷西南缘构造类型 与圈闭特征［Ｊ］．西安石油学院学报（自然科学版）， ２００１，（２）：Ｉ一５ ［１４］ 张建峰，王青春，杜岚，等．廊固 大厂凹陷地层发育 特征及油气藏类型［Ｊ］．石油地质与工程，２００９，２３ 参考文献 孙卉，周旭红，李军，等．辽河盆地东部凹陷浅层气成藏 条件及富集规律研究ＥＪ］．天然气地球科学，１９９７，（２）： ２８—３２ （１）：８—１２ ［１５］胡望水，陈毓遂，肖安成，等．塔里木盆地西南坳陷构 造样式与圈闭发育特征［Ｊ］．中国海上油气，１９９５， （６）：３７５—３８２ ［１６］刘春生．松辽盆地南部泉头组一嫩江组气藏圈闭特征 罗毅，朱扬明，薛秀丽，等．百色盆地第三系浅层气成因 类型与形成机制ＥＪ］．广西科学，２００３，（４）：２８６—２９１ 张顺，冯志强，林春明，等．松辽盆地新生界生物气聚集 及成藏条件［Ｊ］．石油学报，２００４，（３）：１８—２３ 林春明，李艳丽，漆滨汶．生物气研究现状与勘探前景 ［Ｊ］．古地理学报，２００６，（３）：３１７—３２５ 张凌云．百色盆地浅层气层测井判别方法研究［Ｊ］．石 油地质与Ｔ程，２００７，２１（３）：３０—３３ 及成藏机制研究［Ｄ］．长春：吉林大学，２００６ ［１７］万桂梅，汤良杰，金文正，等．库车坳陷西部构造圈闭 形成期与烃源岩生烃期匹配关系探讨［Ｊ］．地质学报， ２００７，（２）：１８７—１９４ ［１８］何发岐，梅廉夫，费琪，等．前陆盆地前缘隆起带固闭 的形成及其含油气性一一以塔里木盆地沙雅隆起为 例［Ｊ］．石油实验地质，２００６。（５）：４１８—４２３ ［１９］黄传炎，廖远涛，张青，等．板桥凹陷隐蔽油气藏类型 及特征研究［Ｊ］．石油地质与工程，２００６，２０（６）：６一１０ 许运新，谭保祥，杨明杰，等．松辽盆地浅层气藏地质特 征与勘探前景［Ｊ］．天然气工业，１９９５，（１）：１３—１７ 王书宝，孙钰，钟建华，等．松辽盆地晚白垩世古气候变 编辑：吴官生 （上接第２０页） 岩相划分ＥＪ］．西南石油大学学报，２００６，２８（６）：２５—２７， ３５ 部分的天然气直接与下部深层气藏天然气有关，具 谢庆宾．浅析膏盐岩发育与油气成藏的关系ＥＪ］． 高霞，有垂向运移的特点，断层在天然气运聚中起到了关 ［３］键的作用。 石油地质与Ｔ程，２００７，２１（１）：９一Ｉ１ 谭开俊．准噶尔盆地侏罗系岩性油气藏成藏条 ［４］ 潘建国，参考文献 ［１］四川省地质矿产局．［Ｍ］．北京：地质出版社，１９９１：１ １５６ 件及控制因素［Ｊ］．石油地质与＿＿【＝程，２００７，２１（１）：１—４ 编辑：吴官生 ［２］ 张庄．曾伟，杨西燕，等．蜀南地区上三叠统须家河组成
