搜索
四川盆地油气地质特征院系名称：专业：学生姓名：学号：四川盆地油气地质特征（成都理工大学四川成都610059）摘要：四川盆地富含油气资源，并且油气成藏，是典型的含油气盆地。结合含油气盆地的成因及特征，从构造和地层等方面对其地质特征进行详述，为生、储、盖、运、圈、保机制提供基础性资料。关键词：四川盆地；油气富集；构造；地层0前言四川盆地位于四川省东部及重庆市，地处扬子板块西缘，为一北东向呈菱形的构造盆地，是典型的沉积盆地，同时也是四周高山环抱的地形盆地。与周缘的龙门山、米仓山—大巴山、齐岳山和大娄山及大凉山组成盆山结构［1］，内部则有以华蓥山为主的北东向雁列状山脉，其范围介于北纬28°～32°40′，东经102°30′～110°之间，面积约19×104km2。四川盆地地处青藏高原东缘特提斯—喜马拉雅构造域和滨西太平洋构造域的交接转换部位，是典型的叠合盆地。四川盆地富含油气资源，油气开发历史悠久，是典型的含油气盆地。众所周知，沉积盆地是油气形成的基本地质构造单元，含油气盆地的类型、构造和发展对油气的分布在时间和空间上都有控制作用。构造是主导、沉积是基础、生油是关键，保存是条件［2］。四川盆地富含油气，并且油气成藏，即油气从分散有机质生成后还有运移和聚集过程。生、储、盖、运、圈、保是油气藏形成的基本地质因素［3］。四川盆地油气富集与其地质因素密不可分。1构造特征四川盆地是古生代克拉通盆地与中新生代前陆盆地的复合型盆地，是古特提斯对中国板块施加压力环境下发育起来的大型不对称箕状压性断陷盆地。从晋宁运动到喜玛拉雅运动盆地定型经历了多期构造运动，其中对盆地构造、沉积地层发展演化有明显影响主要有：①加里东期，形成加里东期乐山～龙女寺古隆起；②东吴期，拉张断裂活动，玄武岩大量喷发（峨嵋山玄武岩厚达1500m）；③印支期，形成印支期泸州、开江、天井山古隆起，且具盆地雏形④喜山期，盆地全面褶皱定型。盆地的发展受欧亚、太平洋、印度板块活动的影响，盆地应力场的变化经历了古生代拉张为主，中生代三叠纪反转（由拉张向挤压过渡），中生代侏罗纪以来的挤压过程。这种拉张-过渡反转-挤压的地应力场控制了油气生成、运移、聚集、保存以及晚期成藏的全过程，尤其对四川盆地这种叠合盆地更为明显。在四川盆地刚性地块上，从边缘向刚性地块中间，出现一系列古隆起,其中古隆起边缘是有利的油气聚集带。图１四川盆地构造变形特征与分区图1.1基底特征四川盆地基底为中晚元古代固结的产物。中部为硬化程度较高的结晶基底隆起带，主要是元古界变质岩及岩浆岩组成［4］，变质程度深，硬化强度大，基岩埋深3～8km。两侧隆起，西北、东南为硬化程度较低的褶皱基底坳陷带，主要是晚元古界浅变质岩，基岩埋深分别为8～11km，沉积盖层较大，褶皱较强烈。1.2区域构造特征四川盆地基底构造、沉积盖层发展及现今构造相互制约。四川盆地的发生、发展，形成菱形边框和不同组系、不同方向的褶皱构造，是受基底、周边古陆、深大断裂以及地应力作用方式等诸种因素相互作用的综合反映，也是多次构造旋回叠加的产物，使盖层褶皱出现形式多样，交织复杂化的局面。1.2.1褶皱构造的展布特点盆地内最早形成的褶皱构造可上溯到印支期，但范围仅局限于川西龙门山前。整个盆地的现今构造主要形成于喜山期，包括震旦系在内的全部沉积盖层都被卷入，出现了众多成群成带分布的褶皱构造。如表1所示：褶皱带地理位置范围特点川东南坳褶区华蓥山大断裂与齐岳山大断裂之间。包括川东高陡构造带和川南低陡构造带。形成了成排成带褶皱强烈的隔挡式褶皱，是盆地内褶皱最强烈的地区。川中隆起区华蓥山断裂与龙泉山断裂之间包括川中平缓褶带和川西南低陡褶带。乐山—龙女寺加里东期古隆起占其大部.由于稳定的刚性基底,盖层褶皱受到限制,是盆地内褶皱最弱的地区。川西北坳陷区龙泉山以西的川西和川北地区包括川西低陡构造带和川北低平构造带，白垩系、第三系地层分布和第四系大片覆盖区,也是中新生代主要坳陷区［4］。盆地外围地区龙门山深断裂与灌县—江油大断裂之间盆地外围地区的西北侧龙门山前台缘褶皱带区内构造活动频繁，早古生代为隆起,晚古生代为裂陷,印支期形成褶皱,喜山期再度加强,并产生大型逆掩断层带。表1四川盆地褶皱构造带1.2.2背斜构造类型划分四川盆地是一个以压性为主、兼具扭动的压扭性盆地，受基底和盖层沉积幅度的影响，环绕川中刚硬基底，在盆地不同地区形成了多种形式的背斜构造，有的地面显现，有的则潜伏地下。在中、新生代后,发生挤压褶皱的动力学背景，除川中4×104km2仍保持稳定克拉通盆地性质外，川东南和川西广大地区多被褶皱变形，共形成地面局部背斜构造241个，地下潜伏高点约160个［5］；从油气富集及保存角度结合构造特征，四川盆地的背斜分类如表2：1.3断裂发育特征四川盆地定型在喜山期，是水平应力挤压的结果，由挤压褶皱相伴生的地层断裂属逆断层性质。四川盆地的断裂有深大断裂（含基底断裂）和一般断裂。1.3.1深大断裂对区域构造的控制作用四川盆地在形成过程中不同时期发育的深断裂对盆地演化及其构造格局的控制是很明显的。它们不仅控制了盆地的构造轮廓,，而且对不同时代的岩相变化、构造线展布以及构造区划都有重要作用［4］。如龙门山、城口、安宁河等断裂都是发生在晋宁期的深断裂，是造成断层两侧地质构造迥然不同和引起周边古陆变迁及构造发展的重要因素。另一类不同地史阶段形成和发展起来的基底断裂，是地台内部的次一级深大断裂，对盆地边界的形成、盆地内部隆起和坳陷的变迁以及区域岩性岩相变化都有重要的控制作用。如华蓥山、龙泉山断裂，是盆内二级构造单元的分界线，两者之间为川中隆起区，华蓥山以东是川东南坳褶区，龙泉山以西是川西坳陷区；同时在它们的两侧，对各时代地层的缺留、岩性岩相的变迁都有明显的区别。又如建始～彭水、普雄河～小江、峨眉山～瓦山等断裂，对盆地东南和西南边界的控制是显而易见的。背斜类型背斜特点油气状况梳状背斜构造受力强，顶部尖，两翼陡，构造狭窄，褶皱强烈，两翼伴有倾轴逆断层，以陡翼最发育。地腹构造多向缓翼偏移，下盘潜伏构造是主要的找气圈闭。似梳状背斜该类构造受力中等，顶部圆缓，翼部稍陡，两翼倾角一般＜45°，构造褶皱适中，形态较完整，沿长轴裂缝发育。当地腹断层切轴、切顶时会造成气藏散失。似梳状构造顶部也有相对尖陡者，核部地层出露较老，嘉陵江组区域盖层遭受破坏，使气藏的保存条件变差。箱状背斜多为狭长型构造，受力较强，顶部宽平、两翼陡峻，张应力集中在构造顶部，沿长轴及宽缓的顶部裂缝发育（除纵、横张缝外，还有扭张缝）一般有利于天然气富集与保存。但该类构造向地腹深处有变尖变陡的趋势，且伴有切轴逆断层发育，不利于气藏保存。膝状背斜顶部平缓，一翼陡、一翼缓，呈不对称状，地腹主断层多发生在陡翼，缓翼断层规模小，一般构造的完整性较好，且沿轴部裂缝发育有利于气藏的富集和保存高丘状背斜褶皱强度弱，多为短轴背斜，顶圆翼缓（＜25°），常不对称。沿长轴和顶部除纵、横张缝外，还有扭张缝发育，形成网状渗滤通道，有利于气藏高产。高丘状构造出露地层新，褶皱适中，地腹断层发育的规模不大，是含气条件较理想的构造。低丘状背斜一般多为区域向斜中的低平穹隆背斜，褶皱平缓，上下构造形态变异小。有时受断层或不同组系构造的影响，在地腹形成局部潜伏高点。由于受力弱，裂缝发育程度不均，有利于气藏保存，但高产条件较差。表2四川盆地背斜分类1.3.2一般断裂对局部构造的影响一般断裂指在特定的地质时期内，断裂活动的时间相对短、且受构造滑脱层控制的、与构造褶皱带或局部构造相伴生的断裂。一般断裂对局部构造垂向变异产生重要影响。如川西低陡构造，受加里东古隆起影响，二叠系与寒武系直接接触；印支期以来受龙门山逆掩推覆影响，在其前渊坳陷，形成中新生代前陆盆地，直到喜山期沿中三叠统形成“L型”滑脱面表皮褶皱，两期构造在滑脱断层面上下的形态变异是极为复杂的。1.4构造与油气关系油气存在于沉积盆地之中，而沉积盆地在地壳中的分布是受大地构造和地壳运动控制的。构造运动促进了沉积盆地的形成，生油岩、储集层、盖层和圈闭是油气藏形成的基本地质要素［6］。油气藏的形成离不开生、储、盖、运、圈、保基础性地质要素和烃类的生成、运移及聚集作用。四川盆地油气保存条件受盖层条件和构造作用联合控制，构造运动控制了盆地的沉积充填，才形成了烃源岩、储集岩、盖层的物质基础；构造运动对成烃作用产生影响，改善了地壳的莫霍面以上的地温梯度以及构造多旋回导致生烃作用多旋回；构造活动是油气运移的主要驱动力。1.4.1构造圈闭是油气聚集的主要场所一个能形成油气藏的圈闭中，有效的圈闭是油气成藏的最重要方面之一［7］。圈闭必须具备储集层和封闭条件两个基本要素。当构造圈闭的形成时间与运聚期配置就能形成各种构造油气藏。世界特大型、大型气田的圈闭中，构造背斜、断背斜约占70％以上，四川盆地背斜油气田的比例更高。四川盆地已发现的油气藏无论是震旦系、石炭系的，还是二叠、三叠系的，绝大多数受现今构造圈闭的控制，即促使四川盆地沉积盖层发生褶皱的喜马拉雅运动，不仅是形成盆地内现今构造的主要时期，而且也是盆地内形成油气藏的重要时期。即便是有地层、岩性因素形成的复合圈闭，几乎都要有背斜因素的配置。纯粹的地层或岩性圈闭，因其裂缝不发育，储层基质孔隙度、渗透率很低，很难形成有一定规模的油气藏。在一个含油气盆地中，只有那些在区域性大规模油气运移以前或同时形成的构造圈闭，才有可能聚集油气形成构造油气藏。1.4.2断层在油气藏形成中的疏导与散失作用构造运动的强弱与油气成藏是辩证统一的关系。一方面构造运动形成圈闭、产生裂缝扩大储集空间、有利于油气运移而富集成藏；另一方面，构造运动过于强烈，断层通天，地层抬升高剥蚀多，极度发育的裂缝，会导致油气散失而使油气藏破坏。断层在油气藏形成中的双重作用是十分明显的，即烃源断层与溢散断层。断层切割地层，断层面及其伴生的裂缝，提供了渗流通道，促使油气运移，特别是天然气，由于它的流动性强，又具有弹性驱动（流发生长距离运移，一旦有储层的圈闭存在，就能聚集成藏。所以，次生气藏比次生油藏更普遍，如川西地区的蓬莱镇组等气藏。中上侏罗统河道砂岩储层，发育在大套红层泥岩中，距下伏上三叠统须五段煤系源岩约，如果缺乏烃源断层是很难成藏的。与此同时，断层在切割地层中，往往不仅破坏了圈闭的完整性，而且破坏了盖层和侧向遮挡条件，不利于油气保存，甚至使圈闭中已聚集的油气被渗漏散失。断层对油气的保存，一般地说，断层未切穿所有盖层（不通天）；断层与其圈闭的搭配的（断点）低；断层上、下盘地层无疏导层；平缓断层比陡倾断层的上覆地层应力大（闭合性好）以及断层的性质、要素、发生与演化等。2地层特征四川盆地地层层系齐全、厚度大，具有多层系、多旋回的特点。盆地边缘主要分布元古界、古生界。大凉山、龙门山、米仓山还有岩浆岩出露，构成环绕四川盆地的周边。此外，华蓥山背斜核部有古生界出露；中生界遍及盆地内部；新生界主要分布在成都平原及现代河流的两岸。盆地基底为中上元古代前震旦系，主要由一套变质岩及岩浆岩组成。盆地的多期演化过程中形成的震旦系、寒武系、志留系、二叠系、三叠系和侏罗系等多套烃源岩和优质碳酸盐岩、泥岩盖层组合是盆地油气富集的基础，盆地多期改造过程中形成的古隆起、古斜坡以及山前冲断带构成盆地良好的储－圈条件［8］。四川盆地是大型的含油气构造盆地，沉积物富含有机物质，油气生成条件良好，各类储层富原生孔隙、次生孔隙和裂缝，是良好的储集层，又有粘土岩和蒸发岩存在，是良好的盖层。四川盆地的多旋回演化特征，决定了它的多生、储、盖组合。2.1烃原岩四川叠合盆地油气富集的一级控制要素之一是烃源物质丰富且成气率高［7］，盆地内的主要烃源层有海相的下寒武统、志留系页岩和下二叠统碳酸盐岩及上二叠统的煤系地层,有陆相的上三叠统泥质岩和煤层及下侏罗统的泥质岩。储集油气的主要层位有震旦系、中石炭统、二叠系、中下三叠统等海相地层的碳酸盐岩和上三叠统、下侏罗统的陆相碎屑岩和介壳灰岩。四川叠合盆地自下而上有7套具有重要生烃意义的烃源层，除上三叠统须家河组外均为油系烃原岩，且均演化程度高，地史演化过程中形成多个大型