摘要：孝泉-丰谷构造带是川西坳陷前陆盆地上的一个次级构造单元，天然气资源非常丰富，构造运动的多期性致使天然气成藏过程复杂，研究该区天然气成藏期，对于明确天然气成藏模式、富集规律及成因机制具有重要的意义。为此，整理、分析了该区13口井81个样品的666个流体包裹体测试数据，并在埋藏史分析的基础上对油气成藏期进行了厘定。结果表明：①上三叠统须家河组四段在地史时期至少经历了4期成藏，须二段则经历了至少6期成藏；②须二段和须四段都有液态烃充注，时期分别为T3x5-J1和J1-J2早期，气态烃充注起始时间分别为J2中期、J2晚期，止于K2期；③丰谷、合兴场地区须二段的成藏期早于新场地区，合兴场地区须四段的含烃流体包裹体丰度低，成藏特征不明显；④须二段气藏具有“先致密，后成藏”的特点，为深盆气藏，而须四段气藏则表现为常规气藏特征。
关键词：流体包裹体；成藏期次；成藏时间；晚三叠世；深盆气；埋藏史；孝泉；丰谷构造带；川西坳陷
孝泉-丰谷构造带是川西坳陷的一个次级构造单元，构造位置南邻成都凹陷，北靠梓潼凹陷，西南段与龙门山构造带相交，东南段与合兴场-龙宝梁构造北倾没端相连。地理位置介于绵阳、德阳市及三台县之间，东西长约80km，南北宽约20km，面积约为1614m2，呈北东东向展布，自西向东主要由孝泉、新场、合兴场、高庙子、新盛和丰谷等次级含气构造单元组成，其中新场构造上三叠统须家河组二段目前已证实为四川盆地又一个千亿立方米气田，具有优越的成藏环境[1～4]。上三叠统须家河组沉积地层厚度超过3000m，自下而上分为5个层段，其中一、三、五层段为烃源岩，二、四层段为勘探目的层。
前人关于川西坳陷须家河组致密砂岩气藏的成藏期研究成果较多，主要有“早”、“中”、“晚”3种成藏观点，其成藏期分别对应为印支期-燕山中期(中侏罗世)、燕山末期(早白垩世-晚白垩世中期)和喜山期中晚期。依据储层致密化与成藏期关系，提出了3种成藏模式，即“早成藏，后改造”、“早成藏，后保存”和“先致密，后成藏”[5～9]。成藏模式认识的不同导致勘探思路和勘探方向也就不同。因此，有必要对主成藏期进行精确厘定。前人关于川西坳陷天然气成藏期研究成果较多，但多采用间接方法，如生排烃史模拟法和同位素测年法等，而涉及研究区的成果较少，采用储层流体包裹体直接对成藏期进行厘定的研究成果更少。笔者针对该区主要目的层，收集和整理了13口井81个样品，共计666个流体包裹体测试分析数据，并结合热演化史和剥蚀量研究成果，进行埋藏史恢复，从而对孝泉-丰谷构造带须家河组天然气成藏期进行研究。
1 流体包裹体类型及其显微测温
1.1 流体包裹体类型及特征
在该区须二段、须四段储层中的石英颗粒内裂纹、穿石英颗粒裂纹及方解石脉中发现了3种类型的次生流体包裹体。
1.1.1干沥青包裹体
该区须家河组致密砂岩内赋存有大量的干沥青(图1-a)，这些干沥青主要呈4种形式赋存于储层内：①粒间孔内充填连续分布，呈灰黑、浅绿色荧光的干沥青；②砂岩粒间微晶方解石晶隙内的晶胞有机质或含油浸沥青，呈浅黄色、暗褐色或无色荧光显示；③粒间方解石微晶内的油浸沥青，一般显示浅黄色荧光；④砂岩缝甲的干沥青，呈断续分布或呈脉状分布，荧光颜色呈灰黑色、黑色、无色。
1.1.2液态烃包裹体
主要分布在石英颗粒裂纹及石英次生加大边中。可分为2类：一是不发荧光的盐水包裹体，另一种是发荧光的含烃盐水包裹体(图1-b)。这些液体烃包裹体在气层、裂缝性气层、含气层、含气水层、油气水同层和含气水层中均有分布。液态烃包裹体一般成群成带分布，与含烃的盐水包裹体共存，包裹体气液比一般小于5%，形状通常比较规则，大小介于(8～10)mm×(10～15)mm，盐度(NaCl质量分数)均值为9.72%。
1.1.3气态烃包裹体
主要由大量发弱白色、淡黄色荧光的纯气烃相包裹体和不发荧光气包裹体组成(图1-c)，几乎赋存在所有的储层内。气态烃包裹体一般成群成带分布，与含烃的盐水包裹体共存，包裹体气液比一般小于8%，形状比较规则，大小介于(8～1O)mm×(10～15)mm，盐度均值为10.59%。
1.2 流体包裹体显微测温
与烃类流体包裹体同幕的盐水流体包裹体均一温度不仅可以用来作为古温度的近似值和热事件的标志，而且还可以用作油气成藏幕次划分的有效依据。
孝泉-丰谷构造带流体包裹体均一化温度分布范围较大，最小为60℃，最大为199℃，不同层段包裹体均一温度差别较大。从盐水包裹体统计情况看，主要目的层须二段存在8期热流体活动事件，对应温度分别为60.0～78.3℃、82.3～95.0℃、95.5～107.0℃、109.0～113.5℃、117.3～131.1℃、134.5～153.0℃、156.0～170.4℃、175.0～199.0℃，主峰期分布在82.3～131.1℃(图2-a)；须四段存在5期热流体活动事件，对应温度为60.2～77.8℃、80.0～93.3℃、97.0～109.2℃、118.0～133.3℃、147.0～159.6℃，主峰期分布在65.0～133.3℃之间(图2-b)。地层从下到上，包裹体均一温度逐渐降低，与埋藏深度对应一致。每一次热流体事件只能代表有一次热流体注入，并不能代表有一期油气充注，只有与含烃盐水包裹体对应的盐水包裹体均一温度才具有成藏地温意义。
含烃流体包裹体分析表明，须二段含烃流体包裹体存在6期，对应的温度为60.8～70.4℃、76.6～84.8℃、87.4～100.6℃、102.0～122.5℃、135.0～157.9℃、164.5～172.2℃，主峰期分布在76.6～122.5℃之间；须四段含烃流体包裹体存在4期，对应的温度为66.8～85.0℃、89.6～98.0℃、105.7～123.6℃、134.7～150.4℃，主峰期分布在71.7～123.6℃(图2)。由此可见，须四段在地史时期至少经历了4期成藏，须二段则经历了至少6期成藏。其中须二段的前4期和须四段的第1期可能为油、气混合充注。
2 成藏期次分析及成藏时期厘定
2.1 成藏期次分布
对该结构带上的不同次级构造单元7口井流体包裹体进行了分析，其成藏期次和包裹体测温分析如图3、表1所示。
2.1.1须四段油气成藏期次
新场地区CL562、CX565井分别检测到5期热流体事件，对应的盐水包裹体均一温度分别为：59.6～74℃、92.8～109.2℃、123.7～133.3℃、147.6～159.6℃，只有第1、2、4期检测到同期的含烃流体包裹体(图3-a)，由此可以判定新场地区至少存在3期油气充注。
合兴场地区CH139、CH127井分别检测到3期热流体事件，对应的盐水包裹体均一温度分别为：77.0～88.0℃、95.0～100℃、118.0～127.8℃，只有第2、3期检测到同期的含烃流体包裹体(图3-b)，另外还检澳恻2期高温热液含烃流体包裹体。结合研究区断裂发育等地质特征，可以认为合兴场地区可能存在2期油气充注，而高温含烃流体包裹体可能有深部热液注入或是由于超压环境下捕获时流体包裹体所致，与油气充注关系还有待探讨。
高庙子地区CG561井检测到1期热流体事件，对应的盐水包裹体均一温度为66.3～89.7℃，并检测到同期的含烃流体包裹体(图3-c)。
丰谷地区CF125、CF563井共检测到3期热流体事件，对应的盐水包裹体均一温度为76.0～92.1℃、93.3～107.4℃、119.9～120.0℃。第1、2期分别检测到剐朝含烃流体包裹体(图3-d)。
2.1.2须二段油气成藏期次
须二段油气充注情况更为复杂，从新场地区CL562、CX565井包裹体分析结果看，该区检测到4期热流体事件，对应的盐水包裹体均一温度为98.7～112.0℃、117.3～129.6℃、131.1～149.2℃、150.0～163.0℃。第2、3期分别检测到同期含烃流体包裹体(图3-e)。
合兴场地区检测到4期热流体事件，对应的盐水包裹体均一温度为85.7～94.8℃、95.0～106.1℃、119.8～134.5℃、140.1℃。4期均检测到同期含烃流体包裹体，说明有4期油气充注。
高庙子地区检测到2期热流体事件，对应的盐水包裹体均一温度为74.1～92.6℃、98.4～104.1℃，2期均检测到含烃流体包裹体的存在。
丰谷地区检测到5期热流体事件，对应的盐水包裹体均一温度为60.0～75.4℃、96.5～121.3 0C、150.0～153.0℃、167.1～178.0℃、180.0～199.0℃。第1、2、4期均检测到同期含烃流体包裹体(图3-f)。
2.2 成藏时期厘定
应用流体包裹体均一温度对成藏时期厘定时，必须对埋藏史进行恢复，而对于前陆叠合盆地而言，剥蚀量和热史恢复成为其中的难点。研究表明，川西坳陷自晚三叠世以来经历了印支运动、燕山运动和喜山运动[10～12]，其中喜山运动的早、中、晚三幕叠加作用，在研究区造成了剧烈抬升和剥蚀，对油气成藏作用的利弊还存在争议[13～14]。研究过程中根据具体资料情况最终选取了镜质体反射率法、声波时差法和参考层厚度法，分别对安县运动、印支晚幕运动、喜山运动在该区造成的剥蚀量进行了恢复，并应用镜煤反射率法对热演化史进行了模拟。研究结果表明，孝泉 丰谷构造带上不同构造单元其剥蚀量和热史均存在不同程度差异，油气成藏期也不尽相同。
从单井包裹体均一温度和埋藏史分析结果可以看出，孝泉-丰谷构造带大致存在2期成藏，早期为液态烃充注，晚期为天然气充注，液态烃须二段成藏期为T3x5-J1，须四段成藏期为J1-J2早期。气态烃成藏时间较晚，不同地区不同层段油气充注的时间不尽相同。新场地区须四段主要成藏期从J3开始成藏，持续至K1中期，须二段成藏期为J2中期-K1早期(图4-a)；合兴场地区(包括高庙子地区)须四段主成藏期为J2末期-K1早期，须二段成藏期为J2中晚期(图4-b)；丰谷地区须四段主要成藏期为J2末期-J3中期，须二段成藏期为J2中期-K期均有连续充注(图4-c)。
2.3 从成藏期探讨须家河组气藏特征
前人关于储层致密化研究结果表明，须二段储层致密化(φ＜12%)始于中侏罗世，至晚侏罗世已完成致密化(φ＜10%)；须四段储层致密化时期较晚，晚侏罗世储层开始致密，而至白垩纪才完成致密化[15]。由此可见，须二段天然气主成藏期与储层致密化一致或晚于储层致密化期，具有“先致密，后成藏”特点，表现为深盆气特征，构造主体及斜坡深凹陷区的“甜点”具有勘探前景；而须四段天然气充注早于储层致密化，为常规气藏，勘探目标以构造气藏为主，兼探岩性气藏。
3 结论
1) 孝泉-丰谷构造带须家河组存在3种类型包裹体：沥青、液态烃和气态烃包裹体。须四段在地史时期至少经历了4期油气充注，须二段则经历了至少6期油气充注，其对应主要成藏期温度分别为82.3～131.1℃、65.0～133.3℃。
2) 须二段和须四段都有液态烃充注，时期分别为T3x5-J1和J1-J2早期；不同构造单元气态烃充注时期存在一定差异，其充注起始时间分别为J2中期、J2晚期，最晚成藏至K2期；丰谷、合兴场地区须二段的成藏期早于新场地区，合兴场地区须四段的含烃流体包裹体丰度低，成藏特征不明显。
3) 须二段天然气藏具有深盆气藏特征，勘探目标主要为构造主体及斜坡区的岩性气藏；须四段气藏先常规气藏，勘探目标以构造气藏为主，兼探岩性气藏。
致谢：研究过程中的部分数据由中国石油大学(北京)陈冬霞副教授提供，在此表示衷心感谢！
参考文献
[1] 杨克明.川西坳陷油气资源现状及勘探潜力[J].石油与天然气地质，2003，24(4)：322-326，331.
[2] 杨克明.川西坳陷须家河组天然气成藏模式探讨[J].石油与天然气地质，2006，27(6)：786-793.
[3] 杨克明.非常规油气藏形成机理及开发关键技术——以川西坳陷上三叠统气藏为例[D].成都：成都理工大学，2005.
[4] 王希勇，朱礼平，李群生，等.川西新场气田深井钻井配套技术及其应用[J].天然气工业，2009，29(3)：65-67.
[5] 王金琪.早聚晚藏——川西坳陷天然气基本特征[J].天然气工业，2001，21(1)：5-12.
[6] 叶军.川西坳陷的天然气是深盆气吗？[J].天然气工业，2003，23(增刊1)：1-5.
[7] 陈汉军，胡佑华，刘殊.川西坳陷须家河组三段沉积特征及勘探潜力[J].天然气工业，2010，30(7)：13-16.
[8] 秦胜飞，陶士振，涂涛，等.川西坳陷天然气地球化学及成藏特征[J].石油勘探与开发，2007，34(1)：34-38.
[9] 黄东，戴鑫，戴赞，等.川西北部河湾场气田天然气地球化学特征及其气源探讨[J].天然气工业，2011，31(3)：37-40.
[10] 李宏涛，龙胜祥，吴世祥，等.川西坳陷飞仙关组三段鲕滩储层特征与成岩作用研究[J].天然气工业，2010，30(7)：7-12.
[11] 杨跃明，段勇，何鲤，等.川西地区天然气勘探新思路[J].天然气工业，2009，29(6)：4-8.
[12] 罗啸泉，郭东晓.川西断裂分布特征与油气的关系[J].西南石油学院学报，2004，26(6)：17-20.
[13] 张守仁，万天丰，陈建平.川西坳陷孝泉-新场地区须家河组二-四段构造应力场模拟及裂缝发育区带预测[J].石油与天然气地质，2004，25(1)：70-74，80.
[14] 曹俊兴，刘树根，何晓燕，等.龙门山地震对川西天然气聚散的影响[J].天然气工业，2009，29(2)：6-11.
[15] 李书兵.川西坳陷中段上三叠统成藏年代学及流体演化特征研究[D].成都：成都理工大学，2007：90-95.
(本文作者：冷济高1 李书兵2 杨长清3 1.中国石化西南油气分公司博士后科研工作站；2.中国石化西南油气分公司；3.青岛海洋地质研究所)
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