川东南丁山构造震旦系_下古生界油气成藏条件及成藏过程

第 20
29 10
卷 年
第 1 1
期 月
地质科技情报
Geological Science and Technology Informatio n
Vol . Jan.
29 No. 2 0 1
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川东南丁山构造震旦系 —下古生界
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油气成藏条件及成藏过程
孙 玮a , 刘树根b , 王国芝a , 徐国盛b , 雍自权b , 黄文明b
3 517 3 573. 90～3 604. 20 3 615. 20～3 616. 01
3 650. 61
层位
S2 s S2 s S2 s S2 s S2 s S2 s O2 b ∈2 s h ∈1 n Z2 d n Z2 d n Z2 d n Z2 d n Z2 d n Z2 d n Z2 d n
(成都理工大学 a. 地球科学学院 ;b. 油气藏地质及开发工程国家重点实验室 ,成都 610059)
摘 要 :川东南的构造演化可分成 5 个阶段 : ①晚震旦世抬升剥蚀阶段 ; ②早古生代沉降阶段 ; ③晚志留世 —泥盆、石炭纪抬升 剥蚀阶段 ; ④二叠纪 —晚白垩世沉降阶段 ; ⑤晚白垩世 —现今快速隆升阶段。震旦系灯影组 —下古生界储层沥青与下寒武统和下 志留统黑色泥岩之间地球化学特征的对比表明二者有着重要的联系 ,灯影组烃源来自下寒武统牛蹄塘组。丁山构造一直处于高 部位 ,有利于油气聚集 ,丁山构造在晚白垩世前圈闭、封盖、储层及保存条件均较好 ,形成了古油藏。随着埋深的增大 ,古油藏裂解 成古气藏。晚白垩世至今受喜马拉雅运动的影响 ,通天断层发育 ,保存条件变差 ,导致天然气的逸散。丁山构造的油气成藏过程 可分为古油藏 →古油藏裂解形成古气藏 →古气藏破坏三大过程。 关键词 :川东南 ;丁山构造 ;天然气成藏 中图分类号 : TE122. 1 文献标志码 :A 文章编号 :100027849 (2010) 0120049207
(3) 晚志留世 —泥盆 、石炭纪抬升剥蚀阶段 泥 盆纪 —石炭纪 ,本区受云南和东吴构造抬升运动的 影响主要以沉积间断和侵蚀为主 ,泥盆系和石炭系 被剥蚀殆尽 。
(4) 二叠纪 —晚白垩世沉降阶段 二叠纪早期 发生海侵 ,淹没了整个扬子陆块 ,中国南方又成为统 一的碳酸盐岩台地 ,沉积了栖霞组和茅口组碳酸盐 岩台地相地层 。茅口晚期 ,四川盆地主要发生峨眉 地裂运动 ,影响到了川东南地区 ,造成茅口组顶部的 剥蚀 。晚二叠世 ,峨嵋地裂运动达到高潮 ,在重庆 、 华蓥山 、达县地区都有辉绿岩和玄武岩发现 。玄武 岩的喷发 ,造成了沉积相带的分异 。早三叠世嘉陵 江期 —中三叠世雷口坡期 ,受周围构造的影响 ,川东 南主要为台地相和潮坪相沉积 ,沉积稳定 。中三叠 世末期 ,发生了印支运动 ,区域整体抬升 ,遭受风化 剥蚀作用 。印支运动结束了川东南地区海相沉积的 历史 ,取而代之的是陆相沉积盆地的发育时期 。自 晚三叠世至早白垩世 ,以陆相碎屑岩沉积为主 ,沉积 厚度大 ,沉积稳定 。
2005 年中国石油化工股份有限公司南方公司 在打通镇丁山构造钻探了川东南第一口深探井 ——— 丁山 1 井 (井深 4 610 m) ,钻入灯影组 1 116 m 后完 钻[1] 。川东南构造带刚好处于鄂西渝东构造带 、川 南长宁构造带和黔中隆起带之间 ,这口深井的资料 对该区地层的对比划分 、油气勘探和构造演化等的 研究有着非常重要的意义 。为此 ,笔者拟利用国际 上流行的 、Magoo n 等[4] 的含油气系统和 Allen 等[5 ] 的盆地分析理论并结合 McClay[6] 的造山带理论 ,基 于丁 1 井并结合该井附近的露头资料来分析丁山构 造震旦系 —下古生界的构造演化及油气成藏条件 , 并探讨川东南地区的震旦系 —下古生界成藏过程和 油气勘探前景 ,为进一步油气勘探提供参考 。
丁山构造及邻区地层自老而新为震旦系灯影 组 、寒武系 、奥陶系 、志留系 、二叠系 、三叠系 、侏罗 系 、白垩系 、古近系和第四系 ,总厚度 > 10 000 m 。 其中 , 震旦系灯影组 ( Z2 d n) —中三叠统为海相碎屑 岩 、碳酸盐岩沉积层 ,其间缺失泥盆系和石炭系 。寒 武系 、奥陶系发育齐全 ,震旦系灯影组 、志留系 、二叠 系茅口组顶部因构造运动抬升而遭受不同程度的剥 蚀[7] 。丁山 1 井开孔层位为下三叠统茅草铺组 。现 对各构造演化阶段的沉积特征分别进行阐述 。
(5) 晚白垩世 —现今快速 隆升 阶段 晚白 垩 世 —现今 ,丁山构造以抬升剥蚀为主 。裂变径迹资 料的模拟结果表明 ,抬升可分为 3 个大的阶段 :早期 快速抬升 ,中期缓慢抬升 ,后期快速抬升 (图 3) 。
图 2 南西 —北东向地震剖面解释图(64 线) Fig. 2 The explanation of seismic crossline264 (NE2SW)
取心井段/ m
1 158. 3～1 159. 3 1 167. 30
1 172. 33 1 173. 76 1 175. 44 1 176. 78 1 530. 26～1 532. 57
2 727 3 479. 81～3 487. 36a 3 488. 96～3 490. 54 3 493. 67～3 509. 60 3 510. 90～3 513. 09
2 储层沥青分布特征及油源对比
川东南丁山 1 井震旦系 —下古生界内分布有沥 青 。通过对丁山 1 井 106 片岩心薄片中沥青含量的 统计 ,得出的分布情况见表 1 所示 。
(1) 丁山 1 井中 ,震旦系灯影组中沥青较发育 , 而奥陶系 、志留系取心段中沥青均不发育 ,且分布不 均 ,分布密度低 。
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2010 年
图 1 川东南地区构造纲要图 Fig. 1 Structure outline of sout heast part Sichuan Basin
11 断裂 ;21 主要背斜轴线 ;31 主要露头剖面 ;41 出露地层
是一个快速海侵所形成的淹没不整合面 。丁山 1 井 保留有灯四段 ,残厚 22 m ,底部为磷质细晶白云岩 、 含藻泥晶白云岩 ,含胶磷矿条带 ,顶部为近 1 m 厚 的灰色粗晶灰岩 、泥晶藻团粒灰岩 、泥晶藻屑灰岩 、 粉晶粒屑灰岩 、粉 —泥晶残余藻屑灰岩 。邻区已钻 井未见该段地层 ,证明该区因桐湾运动抬升而遭受 剥蚀 。从丁山 1 井岩心观察 ,灯四段顶部见淡水溶 蚀现象 ,表明存在抬升溶蚀作用 ,对应于桑木场灯影 组顶部的平行不整合 。总的来说 ,灯影组上部地层 受桐湾运动影响而遭受不同程度的剥蚀 。
(1) 晚震旦世抬升剥蚀阶段 晚震旦世灯影期 , 出现西高东低 、西浅东深的海盆特征 ,台地上出现典 型的陆表海碳酸盐岩相区 ,丁山 1 井及邻区沉积处 于局限台地相区 ,以白云岩 、藻屑白云岩 、藻白云岩 为主 。从陡山沱组到灯影组构成一个总体向上变浅 的沉积序列 ,该序列组成一个二级构造层序 ,二级构 造层序的底界面是一个区域平行不整合面 ,顶界面
第 1 期 孙玮等 :川东南丁山构造震旦系 —下古生界油气成藏条件及成藏过程 5 1
图 3 丁山 1 井油气成藏分析综合图 Fig. 3 Hydrocarbon accumulation analysis synthetic graph of Dingshan 1 well
川东南东起南川 ,西至赤水 ,北至綦江 ,南达桐 梓 —习水地区 ,面积近 1 万 km2 。本区相邻地区早 在 20 世纪 70 年代就有钻至震旦系的探井 ,如川东 鄂参 1 井 、利 1 井等 ,但钻探失败后就未再进行研 究[1 ] 。童崇光等[223 ] 对川东南地区区域构造特征进 行过研究 ,其范围主要位于七跃山西侧的四川盆地 内 ,对本文研究区仅提出过断褶构造 ,但并未进行深 入研究 。
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(2) 由表 1 ,2 和图 4 可知 ,震旦系灯影组取心段 镜下沥青体积分数为 0. 50 %～5. 57 % ,镜下平均为 1. 5 %(表 2) ,相对其他储集层位沥青含量较高 ,个 别薄片沥青体积分数高达 9 %。岩心中也可清楚地 见到沥青 (图 4) ,靠近古风化面 (震旦系与寒武系不 整合面) 的薄片镜下沥青体积分数相对较高 ,因其孔 洞相对发育 ,是油气运移的优势通道 ,为油气的优先 聚集带 ;向下沥青含量往往逐渐减少 ,但局部层段会 上升 。如3 573. 9～3 604. 2 m 段 ,沥青平均体积分 数只有0. 17 % ,而往深处在 3 650. 61 m 处沥青体积 分数达0. 5 %。镜下发现沥青主要分布于缝合线内 ,
表 1 丁山 1 井取心段薄片储层沥青平均体积分数统计表 Table 1 Reservoir bit umen cartogram of co ring sectio n
in Dingshan 1 well
地层
系
组
志留系
奥陶系
寒武系 震旦系
石牛栏组 涧草沟组 宝塔组 石冷水组 灯影组
样品数
29 1 7 9
58
含沥青 样品数
7 0 2 1 29
φ(沥青) / % 最大值 最小值 平均值
2
0 0. 89
0
0 0. 00
3
0 0. 86
1
0 0. 11
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表 2 丁山 1 井沥青类型 —黄铁矿体积分数 —平均面孔率统计表
Table 2 Cartogram of bit umen pattern2pyrite co ntent2pore in Dingshan 1 well
受岩溶作用影响相对较小 ,沥青体积分数也较低 ,镜 下观察表明取心段薄片中的沥青呈不连续的单个状 产出 。
(3) 丁山 1 井灯影组深度为 3 492～4 610 m (未 见底) ,岩屑分布在 4 449～4 450 m 及 4 350～4 351 m 两段 ,见少量沥青呈缝合线状分布 。但沥青呈连 续分布且多以充填白云石晶间形态为主 ,出现的深 度为 4 070～4 071 m 。因此 ,震旦系古油藏的油水 界面可能在 4 070 m 左右 ,如果按此深度计算 ,灯影 组古油藏的高度为 500 m 左右 。在寒武系牛蹄塘组
(2) 早古生代沉降阶段 寒武纪 —志留纪以稳
定沉降为主 , 丁山构造位于四川盆地加里东古隆起 的坳陷区 ,稳定沉积了寒武系 、奥陶系和志留系 ,地 层沉积完整 ,主要为碳酸盐岩 、碎屑岩与泥岩的交互 沉积 ,地层厚度大 。从图 2 中可看出 ,下古生界厚度 变化不大 ,说明无大的构造运动 ,处于整体沉降过程。
1 地质概况及构造沉积演化特征
川东南构造区地跨川东高陡褶皱带和川南低陡
褶皱带 ,处于加里东期乐山 —龙女寺古隆起东南下 斜坡 ,印支期泸州古隆起东南斜坡 ,北至华蓥山断 裂 ,南至七跃山隐伏断裂 ,东至南川遵义大断裂 ,西 至兴文古蔺隐伏大断裂所限的川南低陡褶皱带区 域。
丁山构造位于重庆市綦江县石壕镇 ,区域构造 位置为四川盆地川东南构造区林滩场 —丁山区带丁 山 N E 向背斜带 ,属酒店垭背斜北西翼七跃山隐伏 断裂下盘的一个潜高 (图 1) ,地表出露三叠系 。
3收稿日期 : 2009201213 编辑 :禹华珍 基金项目 : 国家重点基础研究发展计划“973”项目 (2005CB422106) ;矿物学岩石学矿床学国家重点 (培育) 学科建设项目 ( SZD0407) 作者简介 :孙 玮 (1978 — ) ,男 ,讲师 ,主要从事石油地质 、油气藏成藏动力学及构造地质研究 。
样品数
2 1 1 1 1 1 2 1 3 4 14 4 1 3 2 1
沥青类型
Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅱ 油浸染 Ⅳ Ⅱ Ⅳ Ⅳ+ Ⅲ Ⅱ+ Ⅴ Ⅱ Ⅲ Ⅴ Ⅲ
沥青体积分数φB/ % 最大 最小 平均Fra bibliotek2. 0
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