中国西南部西昌盆地上三叠统白果湾组致密砂岩气勘探潜力

《Unconventional Resources》：Tight Sandstone Gas Exploration Potential of the Upper Triassic Baiguowan Formation in the Xichang Basin, SW China

　　

西昌盆地（不包括四川盆地地区）是四川省重要的战略接替区。鉴于陆相油气勘探条件的变化，研究人员将整个盆地作为研究区。利用大量岩心、测井和野外露头数据，系统分析了白果湾组致密气的地质条件，以评估西昌盆地陆相白果湾组致密砂岩气（以下简称致密气）的勘探开发潜力。结果表明，西昌盆地白果湾组在纵向上可划分为三个完整的3级层序（third-order sequence）。(1) 第一和第二3级层序（third-order sequence）低位体系域（low-stand system tract, LST）沉积的河道砂岩发育厚层、横向连续的砂体，节理和裂缝发育，形成了致密气聚集的优质储层。(2) 西昌盆地白果湾组致密气主要富集于白1段（Bai 1 Member）和白2段（Bai 2 Member），具有优越的烃源条件、中等热演化程度、高生烃强度、广泛的储层分布、良好的储层物性、有利的早期构造背景以及纵向叠置的多层含气层。(3) 白果湾组经历了快速埋藏和随后的剥蚀，致密气藏经历了两期油气充注和两期成藏，表现出源控、构控和相控的成藏特征。(4) 基于烃源岩质量、储层类型和生烃强度，研究人员确定Jiatie–Sikai带为最有利的勘探区，面积1,860 km²，致密气资源量为6,756×10⁸ m³。进一步研究应聚焦于五个有利的致密气甜点（sweet spot）区：南昭觉、北昭觉、Lieridi、Tiejia和Sikai。

**论文解读：西昌盆地上三叠统白果湾组致密砂岩气成藏条件与勘探方向**

**研究背景与问题**

我国非常规油气资源勘探日益重要，致密砂岩气（tight gas）已成为非常规天然气开发的重点。西昌盆地作为四川省除四川盆地外的重要战略接替区，早期勘探（如Qiba 1井）仅发现白果湾组常规储层含气性差，认为形成工业气流困难，导致勘探停滞数十年。然而，随着“源内找页岩气、近源找致密气”理念的推广，以及白果湾组与四川盆地须家河组在地层序列、岩性、沉积相上的相似性，加之钻井中油气显示，重新审视其致密气潜力成为必要。本研究旨在系统分析白果湾组致密气的地质条件、成藏过程与勘探方向，为西昌盆地油气突破提供依据。论文发表在《Unconventional Resources》。

**研究方法**

研究人员利用西昌盆地多个钻井（如Xide-1、Qiba-1、Zhaodi-1等）的岩心、测井资料及野外露头数据，综合运用有机地球化学分析（总有机碳TOC、镜质体反射率Ro、干酪根类型指数KTI）、金管热模拟实验、流体包裹体均一温度测试与激光拉曼光谱分析、埋藏史与热演化史恢复等方法，系统分析了白果湾组烃源岩条件、储层特征、成藏期次与成藏模式。

**研究结果**

**1. 地质条件**

**烃源岩条件（Source Rock Condition）**：通过TOC测试，白果湾组烃源岩有机碳含量（TOC）介于0.13%–14.73%，平均1.05%，北部和西部相对较高（>1.0%）。干酪根显微组分以壳质组（exinite）为主（平均64.88%），其次为镜质组（vitrinite）（平均26.58%），干酪根类型指数（KTI）平均4.0，以II₁型和III型为主。

**烃源岩成熟度（Source Rock Maturity）**：Ro值介于0.82%–4.60%，平均2.34%，表明有机质热演化程度高，处于成熟–过成熟阶段。东部和北部地区Ro普遍>2.5%，局部>4.0%，与地下热液活动或岩浆事件相关；Zhaojue以东地区Ro<1.0%，处于成熟–高成熟阶段。

**生烃强度（Gas Generation Intensity）**：Mishi凹陷生烃强度最高，达（56.74–97.70）×10⁸ m³/km²；Zhaojue凹陷为（7.28–12.32）×10⁸ m³/km²，属中低强度，但Zhaodi-1井显示活跃充注。

**储层特征（Reservoir Characterization）**：储集岩主要为岩屑石英砂岩和岩屑砂岩，石英含量平均70.3%，岩屑含量平均28.6%。孔隙度平均6.85%，渗透率主要在（0.001–0.1）×10^–3 μm²，属典型致密砂岩。储集空间以残余粒间孔为主，次为粒内溶孔、铸模孔等。多期构造与成岩作用叠加改造，使孔隙度与渗透率呈正相关。

**2. 致密气形成过程**

**埋藏史（Burial History）**：白果湾组经历晚三叠世–古近纪快速沉积埋藏和中新世以来的强烈抬升剥蚀两个阶段。

**热演化与生烃过程（Thermal Evolution and Hydrocarbons Generation Process of Source Rocks）**：基于金管热模拟实验，研究人员建立了四阶段生烃模式：未成熟生物气阶段（Ro<0.5%）、低–中成熟热降解天然气阶段（Ro=0.5%–0.9%）、中–高成熟热裂解湿气阶段（Ro=0.9%–1.24%）和过成熟热裂解干气阶段（Ro>1.24%），有效生烃门槛为Ro>0.9%。

**成藏期次（Accumulation Period）**：通过流体包裹体均一温度测试，低热演化区（Zhaojue凹陷）显示两期充注：70–90°C（对应202–173 Ma）和100–140°C（对应167–156 Ma），前者为主成藏期；高热演化区（Mishi凹陷）也显示两期：120–140°C（235–230 Ma）和170–210°C（228–226 Ma），两期均为主成藏期。激光拉曼光谱分析表明包裹体主要成分为CH₄、沥青质和CO₂，反映高–过成熟阶段。

**成藏过程（Accumulation Process）**：白果湾组致密气主要来自邻近烃源岩的原位气体，经历了快速埋藏、早期小规模充注、主成藏期大规模充注以及后期构造抬升调整。成藏模式为“近源”聚集，受优质烃源岩和热演化控制，厚层盖层保障保存。

**成藏模式（Reservoir Forming Patterns）**：白果湾组采用“下生上储”式成藏，白1–白2段烃源岩供气，多套叠置河道砂体储集，燕山期和喜山期断层和微裂缝提供运移通道，上覆益门组厚层泥岩作为区域盖层。成藏受源、位、相控制，即近源、有利沉积微相（三角洲前缘–平原河道）和构造高部位圈闭。

**3. 勘探方向**

**关键指标配置（Configuration of Key Indicators）**：根据生烃强度（>20×10⁸ m³/km²或(7–10)×10⁸ m³/km²）和Ro值（1.35%–3.00%为主产气阶段，>3.0%后潜力有限），确定Mishi凹陷东部–东南部及Zhaojue凹陷为最有利区。

**有利勘探区（Favorable Exploration Areas）**：综合砂体分布、生烃强度、Ro和埋深，圈定Jiatie–Sikai带为最有利区，面积1,860 km²，烃源岩厚度100–400 m，TOC 1%–1.5%，生烃强度10–80×10⁸ m³/km²，Ro 1.08%–3.0%，砂岩厚度10–50 m，估算致密气资源量6,756×10⁸ m³。该区埋深1,000–4,000 m，圈闭条件优越，进一步划分出五个甜点区：南昭觉、北昭觉、Lieridi、Tiejia和Sikai。

**结论讨论与翻译**

**结论部分翻译**：本研究系统分析了陆相白果湾组的烃源岩、储层类型和生烃强度，并在此基础上讨论了致密气的成藏过程和勘探方向，得出以下结论：
1) 综合烃源岩、储层和生烃能力评价，西昌盆地白果湾组具备致密气成藏的有利地质条件，为形成中小型气田奠定了坚实基础。
2) 白果湾组致密气藏具有以下特征：① 气资源量巨大；② 多期叠置的河–三角洲砂体；③ 广泛分布的优质储层；④ 断层与烃源岩和储层构造匹配良好。这些成藏特征表明，西昌盆地白果湾组致密气系统主要受源控、构控和相控。
3) 综合地质评价指出，Jiatie–Sikai区（1,860 km²）估算致密气资源量6,756×10⁸ m³，是极具前景的勘探区，代表了加速勘探、扩大西昌盆地致密气资源量和产量的战略重点。