摘要：广安气田是目前川中地区在上三叠统须家河组发现的最大气田，由于其地质条件特殊，对该气田天然气的成藏机理和富集条件一直认识不清。根据大面积成藏的定义，结合广安气田的地质特征，认为广安气田具有大面积成藏的特征。从气田烃源岩和储层的结构、气层分布特征、裂缝与气藏分布的关系以及包裹体的测试分析入手，认为大面积成藏的主要条件为平缓构造背景下，源储的大面积间互；有效储层的分布范围控制了气层的分布，构造起伏与裂缝发育有利于气层的分布与产能的提高；煤系地层的吸附解析机理和平缓构造造成晚期构造抬升是大面积成藏的重要条件。这一认识与前人关于构造抬升对油气成藏不利的观点不同，将增加抬升区油气成藏的资源潜力。

关键词：四川盆地；须家河组；广安气田；大面积成藏；地质特征；形成条件

    在盆地或凹陷中油气田的含油气面积很大，通常是几千或几万平方公里，但这些油气不是在一个层系内连片聚集、具有统一的油气水系统，而是在纵向上多个层段内形成众多互不连通的单个油气藏。这些分隔的油气藏都具有工业油气储量，并在一个层系内叠加连片，形成大气田，即油气大面积成藏。

    川中地区上三叠统沉积时期，构造平缓，浅水陆相湖盆广泛发育煤系地层沉积，形成烃源岩和储层相互叠置的“三明治”结构^[1～2]。其中成熟的有效烃源岩厚度大于20m的面积占川中地区面积的80%以上，上三叠统须家河组的须二、四、六段储层与须一、三、五段烃源岩的接触面积占整个烃源岩分布面积的80%。更为重要的是，须家河组砂岩虽然低孔低渗，但具有储渗能力的有效砂体在平面上分布广泛，纵向上各砂岩层段均大量发育，烃源岩和储层的这种大面积紧密接触关系，为储层中的各类有效砂体大面积成藏提供了更多的机会和丰富的气源，形成了多套优质生储盖组合。川中地区已发现的工业气田，平面上广泛分布于川中地区的多个构造区域，纵向上须二、四、六段均有大量含气层发育，且不同含气层相互独立成藏，证实了这种源储配置的有效性，从而形成了川中地区大面积成藏的地质现象^[3～4]。

    广安气田是川中地区目前已发现的最大储量气田，位于川中东部的广安构造区域，是一个由多个局部高点所组成的构造群。地表构造为一个呈北西西向展布的平缓低丘状长轴背斜，两翼不对称，构造闭合面积超过250km²，区内发育多条逆断层，大多数分布于背斜的北翼。该区具有强磁性刚性基底，其区域构造稳定、沉积盖层所受区域构造应力作用总体较相邻区域弱、断层规模小^[5]。

    广安气田含气层系主要为须四段和须六段，其叠加起来的探明储量超过了1300×10⁸m³，含气回积达到了800km²，但由于储层低孔低渗，成岩作用强烈，导致储层和致密砂岩间互分布^[6～7]。致密砂岩的排替压力高，成为气藏内部的分割层，从而将须四段和须六段气藏在纵向和横向上分割成数个小气藏，它们相互独立，具有不同的气水和温压系统，是川中地区大面积成藏的典型代表。

    如广安气田须四段气藏，在近北西向的气藏剖面上(图1)，可以看出存在多个气水系统，属于构造背景下的岩性气藏。每个含气层的测试地层压力都不相同，压力系数主要为1.1～1.4，基本上都是一个独立小气藏，具有独立的压力系统。由于分割层的发育和储层的低孔低渗，造成气水水分异差，储层含水饱和度高，测试上基本属于气水同出的层段，纯气层薄而少。

 

    各种油气的成藏过程都是在特定的地质条件下进行的。川中地区天然气的大面积成藏也有其独特的地质条件，它包括构造背景、沉积储层特征、天然气的生排烃过程、成藏主控因素以及圈闭条件等^[8～10]。笔者根据大面积成藏的地质含义，通过对广安气田的详细地质解剖，来讨论分析川中地区天然气大面积成藏的地质条件。

    川中须家河组地层具有平缓的构造背景。无论在须家河组的沉积时期，还是后期的埋藏与抬升过程中，须家河组地层都保持了平缓的构造特征。这一方面使得须家河组气藏的烃源岩和储层得以大面积分布、大面积接触，形成“三明治”结构。从而为形成广泛的气源和众多的储气层提供了地质基础；另一方面，须二、四、六段沉积时期，由于构造平缓，物源发育，形成了众多相互叠置的辫状三角洲河道砂体沉积，而这些河道砂岩孔渗发育，物性相对较好，在后期埋藏中多经历建设性的成岩作用形成溶蚀性的有效储层。广安气田就是在这样的背景下，形成了广泛分布的须三段与须五段烃源岩以及须六段与须四段有效储层，从而具备了大面积成藏的生储盖条件。

    从广安须四、须六段气藏的平面与纵向分布特征可以看出，广安气田气藏的分布范围主要受有效储层的控制，不受构造起伏的影响，属于岩性或构造岩性气藏。但构造高点与有效储层的配合可以提高产能。须六段气藏虽然分布在广安构造高部位及其斜坡，主要与其有效储层的分布范围相一致，而有效储层的形成主要受储层沉积和成岩演化的控制。须四段气藏的分布则基本不受构造起伏的控制，由图2可以看出，有效储层同样分布的东部是构造高部位，但没有气层分布。而西部构造地势低洼，则是气层分布的主要范围。

    但是，构造高部位与有效储层的配合，可以提高单井产能，如须六段气藏的广安2井；另外，须六段气藏的气水关系较明确，气水分异较好，与构造起伏的贡献是分不开的。而须四段的气层分布没有与构造起伏很好地配合，导致其气水关系复杂，产能分布规律性不如须六段明显。因此，广安气藏是构造～岩性和岩性气藏，构造起伏有利于气水分异和产能的提高。

    广安气田的须六段与须四段储层总体上裂缝比较发育，在成像测井图上^[11]，整个广安构造共有13口井发育裂缝(图3)，须四段与须六段的裂缝发育特征相似，裂缝走向主要有北西和北东向2组，中低倾角，发育井位多数重合，反映其可能在同一应力场下形成。其中须六段裂缝主要发育在下亚段，共有9口井测井时发现裂缝，以低角度缝为主，部分发育水平缝和高角度缝，但气藏分布范围内只有2口井(广安105和广安107井)发育裂缝，共发现5条张开裂缝，其余裂缝发育井均不在探明储量范围内。因此须六段气藏的主要储集空间是孔隙，裂缝不是影响产能的主要因素。

 

    须四段共有11口井探测到裂缝，主要以水平缝和低角度张开缝为主，裂缝特征如表1，裂缝的发育井位主要分布在须四段气藏的东北和西南部，其中广安106、广安5与广安16井裂缝的发育段在纵向上与有效储层的分布一致，裂缝段有明显的录井显示，对储层的改造作用明显，具有提高单井产能的作用。而广安124与广安112井的裂缝虽然比较发育，但有效储层不发育，因此含气层薄，含水量高。其余井中，平均每口井仅发育不多于3条裂缝，裂缝密度小，对气藏的贡献不明显。

    因此，广安气田的裂缝比较发育，但必须与有效储层相匹配，才能有利于气藏的形成，与川西地区的裂缝性储层气藏差异明显^[12]，该区裂缝本身不具有储集性能。

    四川盆地在白垩纪末期至喜山期经历了抬升剥蚀作用，根据多种方法推算，在华蓥山以西的川中地区剥蚀厚度普遍超过1000m，最大剥蚀厚度可能超过2000m且具有从西向东剥蚀厚度增大的趋势^[13～14]。一般认为，大规模的区域性抬升和剥蚀造成大规模区域性降温与降压过程的发生，使得气源岩生烃作用十分微弱，甚至完全停止。因此，抬升作用之后由有机质热成熟作用所提供的气源很有限。那么，川中广安地区的构造抬升与地层剥蚀作用如何成为大面积成藏的重要条件，主要从以下2个方面来认识。

    首先，根据广安地区的埋藏与生烃史演化，晚侏罗世至早白垩世，地层温度达到100～120℃，R_o达到了1.0%～1.3%，须家河组煤系源岩处于最大生烃期，并发生了排烃。但是，以煤系为主的烃源岩具有较强的吸附烃能力，吸附状态的甲烷占55.83%～95.63%，成为甲烷在煤层中的主要储存形式。等温吸附实验表明，当地层压力降低时会有大量煤层气发生脱吸附作用，成为游离气，通过煤层割理或裂缝系统进入储集层^[15～16]。因此，在地层埋藏大量生烃过程中，烃源岩并没有发生完全排烃，而是有很多烃类被吸附在煤系地层中，在后期的抬升降温过程中发生大量排烃。

    其次，在烃源岩大量生烃期，广安地区储层埋深达到或超过了4000m，研究表明，此时须家河组煤系地层已经处于中成岩期，储层普遍致密化^[17]，平均孔隙度小于10%，且须家河组地层构造平缓，缺少油气侧向聚集的动力。因此，烃源岩排出的烃类难以在短期内聚集在致密储层的相对高孔渗部位成藏，而是主要集中在烃源岩附近的储层中或溶解于水中。而在后期的抬升过程中，地层温压降低，构造裂缝发育，整个须家河组地层的天然气发生大面积的膨胀与脱溶作用，并沿裂缝和砂体等运移通道大规模运聚成藏。

根据川中广安地区包裹体均一温度分析，须四段气藏包裹体的均一温度主要分为90～100℃与110～130℃2个带，且高温带数量占明显优势，进一步分析得知，高温包裹体冰点温度很低，反映含盐度较高，主要赋存于石英微裂隙中，认为其是在晚期的构造抬升阶段形成的，从而证实了构造抬升对油气大面积成藏的重要建设性作用(图4)。

 

    川中须家河组地层在平缓构造背景下，沉积了一套广泛分布和大面积接触的优质生储盖组合，所形成的众多工业气田具有大面积成藏的地质特征。广安气田的须四段与须六段气藏具有丰富的煤系气源，广泛分布的优质有效储层，形成了储量超过1300×10⁸m³、含气面积达到了800km²的大气田，是川中地区大面积成藏的典型代表。通过以广安气田为主的初步分析认为，大面积成藏的主要条件为平缓构造背景下，源储的大面积间互形成的“三明治”结构；有效储层的分布范围控制了气层的分布，构造起伏与裂缝发育有利于气层的分布与产能的提高；晚期构造抬升是大面积成藏的主要阶段与重要条件。

    导师赵文智教授在研究过程中提供了主要的研究思路和研究方法，特致以真诚的感谢！

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(本文作者：卞从胜¹ 王红军¹ 尹平² 林华英² 1.中国石油勘探开发研究院；2.川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院)