四川盆地东部中二叠统茅口组孤峰段展布特征及其油气地质意义

doi:10.11743/ogg20230415

石油与天然气地质 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (4): 993-1008.doi: 10.11743/ogg20230415

四川盆地东部中二叠统茅口组孤峰段展布特征及其油气地质意义

刘昇^1,²(), 范存辉^1,²(), 张本健³, 张亚³, 王尉³, 罗冰⁴, 白晓亮³

^1.西南石油大学地球科学与技术学院，四川成都 610500
^2.油气藏地质及开发工程全国重点实验室西南石油大学，四川成都 610500
^3.中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院，四川成都 610051
^4.中国石油西南油气田分公司重庆气矿，重庆 401120

收稿日期:2023-03-08 修回日期:2023-05-26 出版日期:2023-08-01 发布日期:2023-08-09
通讯作者: 范存辉 E-mail:lsengswpu@126.com;fanchswpi@163.com
第一作者简介:刘昇（1998—），男，硕士研究生，油气地质。E-mail：lsengswpu@126.com。
基金项目:
中国石油天然气股份有限公司油气和新能源分公司科学与技术开发项目(2022KT0401)

Distribution characteristics of Gufeng Member of the Middle Permian Maokou Formation， eastern Sichuan Basin and its petrogeological significance

Sheng LIU^1,²(), Cunhui FAN^1,²(), Benjian ZHANG³, Ya ZHANG³, Bing LUO³, Xiaoliang BAI⁴

^1.School of Geoscience and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan 610500，China
^2.National Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan 610500，China
^3.Research Institute of Exploration and Development，Southwest Oil & Gas field Company，PetroChina，Chengdu，Sichuan 610051，China
^4.Chongqing Gas Field of Southwest Oil & Gas field Company，PetroChina，Chongqing 401120，China

Received:2023-03-08 Revised:2023-05-26 Online:2023-08-01 Published:2023-08-09
Contact: Cunhui FAN E-mail:lsengswpu@126.com;fanchswpi@163.com

摘要/Abstract

摘要：

基于钻井岩-电特征和野外露头特征，结合区域沉积-构造格局，利用宏观及微观观察、主微量及稀土元素测试、总有机碳含量和镜质体反射率测定等手段对四川盆地东部中二叠统茅口组孤峰段展布特征、沉积环境和成藏条件进行研究。结果表明：①川东地区茅口组孤峰段的存在，证实茅口中、晚期受构造-沉积分异的影响，出现槽台格局。在茅口组二段B亚段沉积期（茅二B沉积期），川东地区孤峰段主要分布在盆地东北角。在茅口组二段A亚段沉积期（茅二A沉积期），孤峰段向南扩大到渠县—大竹—梁平，呈北西-南东向带状展布，厚度在0.8 ~ 26.6 m，川西北-川北则对应茅口组三段（茅三段）或茅口组四段（茅四段）。②孤峰段硅质页岩富含硅质放射虫，有机质含量高，具有典型的深水海槽相沉积特征。地球化学测试数据反映硅质页岩为深水缺氧还原环境且盐度较高，硅质来源以生物硅为主。③孤峰段烃源岩为一套富有机质的优质烃源岩，总有机碳含量整体较高、变化范围大，分布在1.69 % ~ 38.27 %，平均值为11.51 %，处于成熟-过成熟阶段。④川东地区孤峰段优质烃源岩可通过断裂与开江-梁平海槽礁滩相储层沟通，构成“下生上储”的源-储关系；此外，也可与茅口组优势滩相储层形成“旁生侧储”的成藏组合。川东地区孤峰段有望作为区域内优质烃源岩的接力勘探层系，对研究区内下一步油气勘探开发具有重要意义。

关键词: 下生上储, 旁生侧储, 硅质页岩, 深水沉积, 孤峰段, 茅口组, 四川盆地东部

Abstract:

The distribution characteristics， sedimentary setting and reservoir formation conditions of the Gufeng Member of the Middle Permian Maokou Formation in the eastern Sichuan Basin were studied by means of macroscopic and microscopic observation， as well as the measurement of major and minor elements and rare earth elements （REEs）， total organic carbon （TOC） content and vitrine reflectance， while considering the lithologic and electrical properties and outcrop characteristics， combined with regional depositional-tectonic framework. The results are as follows. First， the existence of Gufeng Member of the Maokou Formation in eastern Sichuan Basin confirms that a trough and platform pattern existed in the middle and late depositional stages of the Maokou Formation under the tectonic-sedimentary differentiation. During the deposition of the B sub-member of the second member of the Maokou Formation （i.e.， the deposition of Mao 2B sub-member）， the Gufeng Member mainly occurred in the northeast corner of the eastern Sichuan Basin. During the deposition of Mao 2A sub-member， the Gufeng Member extended southward to Quxian， Dazhu， and Liangping counties in a NW-SE-striking strip pattern with a thickness of 0.8 to 26.6 m. The Gufeng Member corresponds to the Mao 3 and 4 members in northwest and north Sichuan Basin. Second， the siliceous shale in Gufeng Member is rich in siliceous radiolaria and has high organic matter content， which is typical of deep-water trough facies deposition. The geochemical test data show that the siliceous shale is developed in a deep-water anoxic reducing environment with high salinity， with biogenic silica as the main siliceous source. Third， the source rocks in the Gufeng Member are of high quality and rich in organic matter， with the total organic carbon （TOC） content being relatively high as a whole but in a wide variety， ranging from 1.69 % to 38.27 %， with an average value of 11.51 %， and in the mature to over-mature stage. Fourth， the high-quality source rocks of the Gufeng Member can communicate with the reef-shoal reservoir of Kaijiang-Liangping trough through faults， forming an “upper source rock-lower reservoir” assemblage； and it can also form a juxtaposed “source rock- reservoir” association with the favorable beach reservoir of Maokou Formation. The Gufeng Member in eastern Sichuan is expected to be a successor target for high-quality source rock exploration in the region， which is of great significance to future oil/gas exploration and development in the study area.

Key words: “upper source rock-lower reservoir” assemblage, “juxtaposed source rock-reservoir” assemblage, siliceous shale, deep-water deposition, Gufeng Member, Maokou Formation, eastern Sichuan Basin

中图分类号:

TE121

刘昇,范存辉,张本健,等. 四川盆地东部中二叠统茅口组孤峰段展布特征及其油气地质意义[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(4): 993-1008. doi: 10.11743/ogg20230415 Sheng LIU,Cunhui FAN,Benjian ZHANG,et al. Distribution characteristics of Gufeng Member of the Middle Permian Maokou Formation， eastern Sichuan Basin and its petrogeological significance[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44(4): 993-1008. doi: 10.11743/ogg20230415

图/表 12

图1

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图6

表1

四川盆地东部红花园剖面、 DT002-4井和C67井茅口组—吴家坪组地球化学特征分析"

取样井/ 剖面	样品编号	岩性	取样层位	矿物含量/%					微量元素含量/10^-6																δCe	Ce_anom	δEu	Y/Ho
取样井/ 剖面	样品编号	岩性	取样层位	Al₂O₃	Fe₂O₃	SiO₂	CaO	K₂O	Rb	Sr	Ni	Cr	V	U	Mo	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Y	Ho	δCe	Ce_anom	δEu	Y/Ho
红花园剖面	HHY1	泥质灰岩	茅二段	5.068	0.793	36.770	24.496	0.281	9.632	2 932.46	215.35	367.12	83.76	8.52	6.28	12.57	8.00	1.83	7.04	1.32	0.27	1.36	13.38	0.27	0.35	-0.48	0.88	49.75
	HHY2	泥质灰岩		5.609	1.501	41.644	22.231	0.511	11.169	1 044.62	452.28	350.67	78.49	19.12	12.46	16.83	12.44	2.69	10.56	1.90	0.39	2.06	18.39	0.39	0.39	-0.43	0.87	47.50
	HHY3	含泥灰岩		4.748	0.312	31.060	24.500	0.091	5.218	2 470.89	11.77	42.98	78.46	4.02	11.99	3.28	4.91	0.63	2.21	0.41	0.09	0.42	3.93	0.10	0.74	-0.13	0.94	37.52
	HHY4	含泥灰岩		2.581	0.780	6.189	23.861	0.446	8.815	557.83	72.83	85.11	378.42	7.76	29.98	9.65	12.72	1.37	4.89	0.89	0.19	0.91	7.69	0.19	0.73	-0.16	0.91	40.88
	HHY5	硅质页岩	孤峰段	1.514	2.827	92.728	0.215	0.382	20.950	280.08	155.27	669.31	1 190.54	18.94	359.32	34.66	38.28	4.82	17.04	21.17	0.62	2.97	16.04	0.53	0.62	-0.23	0.75	30.53
	HHY6	硅质页岩		1.795	2.784	92.543	0.236	0.346	20.485	275.45	148.73	468.20	1 052.35	20.45	336.27	35.88	37.47	4.76	16.58	17.63	0.55	2.86	15.86	0.48	0.60	-0.25	0.87	33.04
	HHY7	硅质页岩		1.913	1.809	91.444	0.234	0.500	18.050	258.92	100.46	351.10	1 020.90	14.66	352.40	45.71	49.17	5.90	17.84	7.93	0.48	2.37	8.64	0.28	0.62	-0.23	1.04	30.72
	HHY8	硅质页岩		1.894	2.054	91.634	0.224	0.480	18.875	251.32	105.64	389.50	1 064.59	17.66	326.24	43.46	51.33	5.82	18.52	30.88	0.46	2.24	8.25	0.23	0.67	-0.19	0.72	35.87
DT002- 4井	DT1	硅质页岩	吴家坪组	19.664	8.748	47.763	2.233	2.087	36.901	524.87	69.17	111.22	180.37	2.86	1.32	119.29	234.20	30.66	111.20	13.70	3.07	14.85	48.29	1.85	0.84	-0.05	0.92	26.10
	DT2	硅质页岩		21.602	6.755	48.786	1.619	2.264	40.532	549.31	60.44	114.80	197.07	4.50	0.88	109.09	216.27	27.69	99.29	3.22	3.15	14.17	80.25	2.94	0.86	-0.04	0.88	27.26
	DT3	硅质页岩		14.579	9.867	53.374	2.322	1.417	27.932	308.24	101.85	120.67	243.70	2.23	0.93	55.57	94.93	12.75	44.72	3.13	1.76	6.99	39.42	1.41	0.78	-0.09	0.81	27.87
	DT4	硅质页岩	孤峰段	27.147	3.063	60.536	0.223	2.292	43.308	711.12	20.59	27.81	76.03	7.27	4.36	178.90	404.18	50.67	217.78	2.71	3.88	16.99	63.75	2.15	0.92	-0.03	0.83	29.70
	DT5	硅质页岩		44.386	1.221	42.200	0.171	2.218	44.447	488.89	49.22	72.82	282.05	6.30	11.09	83.50	135.16	19.02	71.89	2.83	2.60	11.21	67.67	2.16	0.74	-0.12	0.80	31.28
	DT6	硅质页岩		1.652	1.642	91.873	0.397	0.260	20.749	126.34	480.45	623.79	3 275.61	21.48	273.58	32.75	40.87	5.46	19.54	3.22	0.58	2.18	15.33	0.45	0.65	-0.20	0.95	34.07
	DT7	硅质页岩		1.694	1.705	91.958	0.416	0.220	20.666	117.13	498.99	688.69	3 385.55	25.89	281.13	30.50	41.21	5.52	19.80	3.14	0.64	2.27	16.13	0.41	0.68	-0.17	1.04	39.77
C67井	C1	晶粒云岩	茅二段	—	—	—	—	—	0.03	84.29	527.13	9.97	5.69	0.69	0.27	1.25	0.42	0.19	0.69	0.15	0.23	0.17	2.68	0.05	0.18	-0.76	6.25	56.97
	C2	晶粒云岩		—	—	—	—	—	0.03	60.52	7 741.50	3.19	1.16	0.49	0.18	0.14	0.11	0.03	0.13	0.03	0.01	0.04	0.45	0.01	0.39	-0.43	1.05	51.17
	C3	晶粒云岩		—	—	—	—	—	0.07	155.47	93.76	10.12	4.41	0.49	0.14	1.70	0.80	0.29	1.05	0.22	0.26	0.22	3.07	0.06	0.25	-0.62	5.15	55.38
	C4	晶粒云岩		—	—	—	—	—	0.44	1 995.57	114.49	39.93	5.54	0.31	0.34	2.85	1.31	0.32	1.11	0.32	3.76	0.37	2.61	0.04	0.28	-0.60	47.66	66.45

表1

图7

图8

图9

表2

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参考文献 50

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四川盆地东部中二叠统茅口组孤峰段展布特征及其油气地质意义

Distribution characteristics of Gufeng Member of the Middle Permian Maokou Formation， eastern Sichuan Basin and its petrogeological significance

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Metrics

序号	取样点	层位	岩性	TOC/%	R_o/%
1	DT1	吴家坪组	硅质页岩	5.73	2.52
2	DT2	吴家坪组	硅质页岩	5.86	2.64
3	DT3	吴家坪组	硅质页岩	2.55	2.54
4	DT4	孤峰段	硅质页岩	1.69	2.58
5	DT5	孤峰段	硅质页岩	5.96	2.78
6	DT6	孤峰段	硅质页岩	38.27	2.98
7	DT7	孤峰段	硅质页岩	4.11	2.91
8	HHY5	孤峰段	硅质页岩	7.05	2.53
9	HHY7	孤峰段	硅质页岩	11.98	2.31
10	HHY1	茅二A亚段	泥质灰岩	5.17	2.18
11	HHY2	茅二A亚段	泥质灰岩	6.97	2.26
12	HHY3	茅二A亚段	含泥灰岩	0.43	2.28