震旦系灯影组是四川盆地天然气勘探的重要层系，已在川中古隆起核部发现了威远气田、安岳气田^[1-2]。安岳气田勘探揭示，灯影组发育灯四段、灯二段两套目的层，发现三级储量近万亿立方米。灯四段是目前勘探的主力层系，不仅发现了台缘带天然气富集带^[3]，而且证实了台内也具有良好成藏条件，已成为近期勘探重点。高石梯—磨溪地区（简称高磨地区）灯二段勘探揭示该层段气水关系复杂，不仅有百万立方米的高产井（如高石1井测试产气102.15×10⁴m³/d），在构造低部位也可能存在统一的底水（如高石6井测试产气1.76×10⁴m³/d、产水72.6m³/d），导致灯二段未作为主要目的层加以部署。安岳气田的勘探大大推动了四川盆地震旦系—寒武系地质研究，该套地层已成为海相碳酸盐岩油气地质研究的热点^[1-13]。以往研究更多关注震旦系灯四段^[14-16]、寒武系龙王庙组，灯二段研究程度较低。

随着灯影组天然气勘探的不断深入以及寻找接替领域的迫切需求，逼近德阳—安岳裂陷烃源灶的灯影组已成为风险勘探的重要领域。为此，开展了德阳—安岳裂陷及两侧台缘带精细刻画与目标评价。研究利用二维、三维地震资料，精细刻画德阳—安岳裂陷内部及侧翼台缘带分布，在裂陷内部的蓬莱—中江—金堂地区发现了受断裂控制的灯二段台缘带，近东西向展布，地震预测丘滩体面积可达1720km²。这些丘滩体位于筇竹寺组主力烃源灶内，近源成藏条件优越。利用蓬莱地区三维地震资料，优选风险探井蓬探1井。该井于2019年6月24日开钻，2020年1月19日进入苏雄组（7m）完钻，完钻深度为6376m；于2020年5月4日，灯二段测试获天然气121.98×10⁴m³/d，展示裂陷内灯二段具有较大勘探潜力。

为了评价蓬莱1井灯二段储层及含气性，开展了现场岩心描述、岩石学分析、测井解释及蓬莱三维区储层预测等基础工作，对深化该区灯二段天然气成藏认识、推动裂陷新领域勘探意义重大。

目前德阳—安岳裂陷南段有高石17井、资4井等多口井钻遇灯影组，但钻穿震旦系的仅有5口井。蓬探1井是该裂陷北段钻穿震旦系的超深井（图 1），开展震旦系—寒武系地层厘定与对比研究，对深化裂陷演化及勘探潜力评价有重要意义。基于蓬探1井钻揭的地层岩性、测井特征及区域地层对比，认为蓬探1井钻揭的震旦系—下古生界地层序列与高石17井相同，震旦系发育灯三段、灯二段、灯一段和陡山沱组，缺失灯四段；寒武系仅发育麦地坪组、筇竹寺组和沧浪铺组，二叠系梁山组直接与沧浪铺组接触，缺失龙王庙组、洗象池组、奥陶系、志留系。

图 1

图 1 德阳—安岳裂陷区灯二段丘滩体分布与蓬探1井位置 Fig. 1 Distribution of mound-beach bodies of Deng-2 member in Deyang-Anyue rift area and location of Well Pengtan1

蓬探1井5118.5~5568.0m井段划为筇竹寺组，厚度为449.5m，岩性为碳质页岩、泥岩、粉砂质泥岩，自然伽马为80~300API。从测井曲线与岩性特征分析看，筇竹寺组具有三分性：①底部以黑色、深灰色泥岩、页岩为主，自然伽马变化范围大（60~300API）；②中部主要为黑色、深灰色碳质页岩、泥岩，测井曲线特征表现为中—高自然伽马（90~300API）、中高铀、高声波时差；③上部为灰色、浅灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，局部夹碳酸盐岩，测井曲线特征表现为低自然伽马（30~90API）、低铀、低声波时差。岩性取样分析，有机碳含量为0.93%~2.83%，平均有机碳含量为1.76%。蓬探1井筇竹寺组三分特征与高石17井相似。

蓬探1井5568.0~5628.5m井段划为麦地坪组，厚度为60.5m，岩性主要为碳质页岩、泥岩、含磷灰岩、硅质页岩。地层划分主要依据：磷含量较筇竹寺组明显增高；岩屑薄片中可见含腔骨针的磷灰石、胶磷矿灰岩、小壳化石、三叶虫化石碎片等（图 2）。蓬探1井麦地坪组岩石特征与高石17井麦地坪组相似，但厚度小很多（高石17井麦地坪组为140m），推测蓬探1井、高石17井均处于麦地坪期裂陷，但后者水体更深、更靠近裂陷中心。

图 2

图 2 蓬探1井下寒武统麦地坪组地层柱状图与薄片特征 Fig. 2 Stratigraphic column and thin section characteristics of the Cambrian Maidiping Formation in Well Pengtan1

蓬探1井5628.5~5642m井段划为灯影组灯三段，厚度为13.5m，岩性为砂质云岩，石英含量较多，藻云岩不发育。从岩性、电性特征看，与邻区灯四段明显不同，表明缺失灯四段；砂质（石英）含量高、自然伽马高等特点与高磨地区灯三段很相似，应归属为灯三段。过蓬探1井地震剖面（图 3）显示，高磨地区往蓬莱地区灯三段顶界反射层尖灭点清晰，表明蓬探1井及其以西地区灯三段遭受剥蚀，灯四段缺失。

图 3

图 3 过蓬探1井地震剖面（剖面位置见图 1） Fig. 3 Seismic section cross Well Pengtan1 (section location in Fig. 1)

5642~6282m井段划为灯二段，厚度为640.0m，岩性主要为粉晶云岩、砂质云岩、泥质云岩及藻云岩。蓬探1井灯二段岩性与高石1井具有一致性，以藻云岩为主（藻砂屑云岩和藻凝块云岩占主要），厚度比高磨地区灯二段台缘带和台内大，如高石1井灯二段厚495m（台缘）、女基井灯二段厚405m（台内）；蓬探1井位于台缘带，为碳酸盐岩丘滩建隆区，厚度大。

6282~6350m井段划为灯一段，厚度为68.0m，岩性主要为泥质云岩和泥晶云岩，藻含量较少。蓬探1井灯一段厚度和岩性与高石1具有相似性，高石1井灯一段厚62.5m，岩性为硅质云岩、泥质云岩和泥晶云岩。

6350~6369m井段划为陡山沱组，厚度为19.0m，岩性主要为砂质云岩、泥质云岩和鲕粒云岩。高石1井陡山沱组厚7m，主要发育砂岩和泥质云岩。

蓬探1井灯二段为台地边缘相，包括丘滩复合体、砂屑滩、滩间海和云坪等亚相。从沉积旋回分析，灯二段可划分为6个沉积旋回，每个旋回早期以滩间海沉积为主，晚期为丘滩复合体沉积，说明水体逐渐变浅过程中，颗粒逐渐变粗，藻云岩增多（图 4）。

图 4

图 4 蓬探1井灯影组沉积相综合柱状图 Fig. 4 Comprehensive column of sedimentary facies of Dengying Formation in Well Pengtan1

蓬探1井5726.18~5793.30m为灯二段取心段，共取心9次，取心井段长64.32m，心长58.41m，岩性主要为泥晶云岩、砂屑粉屑云岩、雪花状构造云岩，夹少量藻叠层云岩及藻格架云岩。其中砂屑粉屑云岩主要发育在旋回上部，单层厚度多在1m以下，最厚达3.5m，属于小型颗粒滩。滩体与灰泥丘关系紧密，为灰泥丘被波浪打碎后就近沉积，可以单独成滩，或堆积在灰泥丘翼部，形成丘滩复合体。其中5726.18~5739.55m取心段，岩性主要为泥粉晶云岩夹砂屑粉屑云岩，泥粉晶云岩致密，砂屑云岩粒间溶孔发育，见少量垂直构造缝。5739.55~5770.00m取心段，岩性主要为雪花状构造云岩、泥粉晶云岩、砂屑云岩、藻叠层云岩和藻格架云岩；泥粉晶云岩和雪花状构造云岩比较致密，砂屑云岩发育粒间溶孔，见葡萄花边构造。5770.00~5793.30m取心段，岩性主要为雪花状构造云岩夹砂屑云岩，少量藻叠层云岩，底部为藻格架云岩；灰色藻格架云岩格架孔发育，下部岩心破碎较重，沿构造破碎发育溶蚀孔洞，半充填白云石，局部充填微粒状黄铁矿，少量水晶、沥青。雪花状构造云岩和泥粉晶云岩属于低能环境的产物，其沉积环境一般为丘间洼地。雪花状构造云岩中“雪花”为结晶白云石，基质为泥晶云岩或含少量砂屑云岩，岩性致密，溶蚀孔洞不发育。藻叠层云岩为浅水沉积，一般发育于灰泥丘的顶部，可以认为是灰泥丘的丘顶沉积。藻叠层云岩和藻格架云岩属于藻丘类型。

蓬探1井灯二段储层岩性主要为泡沫绵层云岩、藻凝块云岩、藻砂屑云岩和藻叠层云岩（图 5）。储层储集空间主要为溶洞、溶孔和溶缝。岩心上溶蚀孔洞发育，见针状溶孔、大孔大洞、高角度缝。根据岩性与孔洞发育情况，取心段可分为4段：顶部藻砂屑云岩发育，发育小型溶蚀孔洞，见大量针状溶孔；中上部雪花状构造云岩、藻凝块云岩发育，发育小型溶蚀孔洞；中下部雪花状构造云岩、砂屑云岩发育，大孔大洞和针状溶孔发育；底部藻砂屑云岩发育，大孔大洞和针状溶孔发育。

图 5

图 5 蓬探1井灯二段储层段岩性及孔隙结构 Fig. 5 Reservoir lithology and pore structures of Deng-2 member in Well Pengtan1

灯二段储层具有低孔低渗的特征，局部存在高孔段。岩心孔隙度（柱塞样）为1.08%~14.53%，平均孔隙度为3.6%，平均渗透率为3.6mD。针状溶孔发育的藻砂屑云岩储层物性最好。测井解释储层段22层，孔隙度大于2.0%的层段共计20层，累计厚度为259.7m，孔隙度为2.2%~4.5%，平均值为3.32%。其中，5726.80~5817.70m及5827.60~5851.9m井段为相对高孔段，孔隙度分别为4.5%、4.2%（表 1）。

表 1

表 1 蓬探1井灯二段测井综合解释成果表 Table 1 Comprehensive logging interpretation results of Deng-2 member in Well Pengtan1 层位 层号 深度段/m 层厚/m 有效厚度/ m GR/API RT/ (Ω·m) RXO/ (Ω·m) DEN/ (g·cm-3) CNL/ % AC/ (μs·ft-1) 孔隙度/ % 解释结论 灯二段 1 5661.30~5679.70 18.40 6.25 14.2 2290.2 1987.0 2.77 3.66 46.8 1.8 差气层 2 5705.60~5719.10 13.50 5.38 16.2 3671.1 3896.0 2.60 4.21 46.3 3.7 差气层 3 5726.80~5817.70 90.90 73.25 22.6 1039.6 426.3 2.73 5.08 49.3 4.5 气层 4 5827.60~5851.90 24.30 22.00 18.4 1133.9 307.0 2.74 5.07 49.3 4.2 气层 5 5856.50~5872.90 16.40 12.38 14.7 2095.0 1329.7 2.74 4.52 48.2 3.4 气层 6 5897.80~5929.90 32.10 26.13 14.4 355.2 408.6 2.76 6.17 47.4 2.8 气水同层 7 5946.80~5984.50 37.70 23.88 17.9 738.2 1048.0 2.69 4.66 47.4 3.5 气水同层 8 6003.70~6093.60 89.90 70.13 14.1 79.3 105.2 2.76 4.83 47.1 1.9 水层 9 6105.60~6135.60 30.00 10.00 16.7 439.5 577.3 2.73 4.55 46.4 3.2 水层 10 6185.80~6197.70 11.90 9.88 16.8 785.4 1014.0 2.59 3.84 48.0 2.6 水层 11 6246.70~6255.30 8.60 7.50 24.1 223.2 200.1 2.75 5.31 46.9 3.1 水层 12 6282.40~6290.90 8.50 8.25 37.3 855.4 699.0 2.75 7.48 48.3 2.2 水层

表 1 蓬探1井灯二段测井综合解释成果表 Table 1 Comprehensive logging interpretation results of Deng-2 member in Well Pengtan1

蓬探1井钻探过程中，灯二段显示良好，见多次气测异常、气侵，其中气测异常4层共17m、气侵2层共24m（图 6）。采用元素测井与最优化方法相结合，计算地层岩石矿物组分剖面，识别岩性；通过采用连续深度变骨架方法计算储层孔隙度；结合电成像、核磁、远探测声波综合评价储层优劣程度，评价储层有效性；最后利用电阻率—声波交会及区域多井对比识别储层流体，判别储层流体性质。蓬探1井灯二段储层有效厚度为275.03m，其中气层厚度为107.63m，差气层厚度为11.63m，气水同层厚度为50.01m，水层厚度为105.76m（表 1）。

图 6

图 6 蓬探1井灯二段测井综合解释成果图 Fig. 6 Comprehensive logging interpretation results of Deng-2 member in Well Pengtan1

德阳—安岳裂陷发育多套优质烃源岩，为深层碳酸盐岩天然气成藏提供了充足气源^{[10, 13, 17]}。寒武系发育筇竹寺组和麦地坪组两套优质烃源岩，其中筇竹寺组烃源岩厚度为300~450m，其中TOC > 2.0%的优质烃源岩厚度为125~280m；麦地坪组烃源岩厚度为50~100m，TOC介于0.52%~4.00%，平均为1.68%。此外，裂陷北段的广元—绵竹地区露头解释发育陡山沱组厚层烃源岩，有效厚度为50~250m，优质烃源岩厚度为40~150m，同时剑阁地区地震剖面显示灯影组下部发育一套具强连续地震反射特征的厚层沉积，推测为陡山沱组^[18]。

裂陷北段灯二段储层夹持在下寒武统烃源岩与陡山沱组烃源岩之间，构成良好的近源成藏条件（图 7）。

图 7

图 7 德阳—安岳裂陷烃源岩与灯二段台缘带叠合图 Fig. 7 Overlay map of source rocks and platform margin belts of Deng-2 member in Deyang-Anyue rift

通过裂陷北段二维、三维地震资料综合解释，在蓬莱—金堂、盐亭—绵阳等地区灯二段可识别出多条正断层。蓬莱—金堂地区发育多排断层，整体呈近东西向断块横卧在裂陷内。地震相分析表明灯二段沉积受同沉积断裂控制，紧邻断层的断块高部位地层厚度增厚明显，地震相呈现丘状杂乱反射、断续特征，相对而言低部位地震相连续性强，为丘滩带地震响应（图 8），揭示了断块高部位水体较浅，水动力相对较强，有利于丘滩体发育。预测蓬莱—金堂地区丘滩带面积为1720km²，宝林—八庙场地区丘滩带面积为230km²（图 8a、b）。其中，蓬莱—金堂地区灯二段丘滩带上发育6个丘滩体，面积为764km²；蓬莱三维区丘滩体面积为210km²。盐亭—绵阳地区地震剖面上也可见灯二段发育受断块控制的丘滩体，其中老关庙地区丘滩体面积为820km²（图 8c）。

图 8

图 8 德阳—安岳裂陷北段灯影组丘滩体地震解释（剖面位置见图 1） Fig. 8 Seismic interpretation of mound-beach bodies of Dengying Formation in the northern section of Deyang-Anyue rift (section location in Fig. 1) (a)蓬莱—金堂地区；(b)宝林—八庙场地区；(c)盐亭—绵阳老关庙地区

综合地震相解释及蓬探1井钻探成果，建立裂陷北部灯二段沉积模式（图 9）。灯影组沉积早期（相当于灯一+二段沉积期），德阳—安岳裂陷的拉张块断作用明显，临近裂陷向川西海盆开口部位的裂陷北段拉张活动更为明显，断层更为发育。断层活动引起的断块掀斜作用，使得紧邻断层上盘的断块沉积古地貌较高，有利于微生物丘滩体发育，而断块低部位则以滩间海泥晶碳酸盐岩沉积为主，丘滩体不发育。由此可见，微古地貌控制的岩相、岩性变化，有利于形成岩性圈闭。

图 9

图 9 德阳—安岳裂陷北段灯影组丘滩体分布模式图 Fig. 9 Distribution pattern of mound-beach bodies of Dengying Formation in the northern section of Deyang-Anyue rift

高磨地区灯二段勘探证实丘滩体之间的滩间海沉积岩性致密，为丘滩体圈闭提供侧向封堵条件。位于高石梯地区的高石21井，灯二段揭穿114m，测井解释储层厚度为14.5m，丘滩相储层不发育，岩性相对较致密，主要为滩间海沉积。

蓬莱三维区地震属性及地震相表明，蓬莱丘滩体上倾方向具有明显变化，岩相存在差异；地震反射由中弱振幅、不连续向平行连续强反射特征转变，推测存在岩相致密带。图 10a为灯二段上部属性反演的时间域厚度图，可以看出蓬探1井灯二段丘滩体储层发育（图 10a），丘滩体上倾方向存在致密层，地震相具平行反射特征，推测为滩间海沉积的泥晶云岩，形成良好的侧向封堵（图 10b）。从蓬莱地区以东的磨溪47井—磨溪22井钻探情况看，灯三段厚度大，反映灯二期处于古地貌洼地，滩体发育程度相对两侧较差，推测存在岩性变化。

图 10

图 10 蓬莱三维区灯二段上倾方向岩性致密带特征 Fig. 10 Characteristics of up-dip direction lithologic tight belt of Deng-2 member in the Penglai 3D area

蓬探1井构造圈闭面积为90km²，构造幅度为200m；测井解释气水界面为-5550m，气水界面之上构造—岩性圈闭面积为145km²。蓬探1井气柱高度达到230m，超过构造幅度，因此为大型构造—岩性复合圈闭。

蓬探1井上倾方向的断裂与岩性封堵有利于形成构造—岩性复合气藏。蓬探1井测井解释灯二段气水界面为-5550m，而相邻高部位的高磨地区灯二段气水界面为-5150m，可见蓬莱地区灯二段气水界面比高磨地区低400m，表明两个地区存在不同的气水系统。基于构造圈闭及岩性圈闭的解释，可以认定蓬探1井区与构造高部位的高磨地区之间存在大型断裂封堵，以及蓬莱地区丘滩体上倾方向存在岩性致密带，是导致不同气水系统的关键。

蓬探1井灯二段获得了重要发现，对深化认识德阳—安岳裂陷形成演化及灯影组油气成藏富集规律、指导裂陷区勘探部署等方面具有重要意义。

受罗迪尼亚大陆裂解作用影响^[19]，扬子克拉通在震旦纪—早寒武世为拉张环境。克拉通内构造分异形成德阳—安岳裂陷^[20]，裂陷边界及内部发育同沉积断层控制了沉积分异及沉积相带展布。有关德阳—安岳克拉通内裂陷形成演化及成因的研究成果颇多，但认识分歧较大。从形成时间看，有学者认为裂陷形成于晚震旦世灯影组沉积期，并在早寒武世早期继承性发育^{[4, 13]}；有学者认为形成于早寒武世早期^[6]。从裂陷形成机制看，有的认为是克拉通盆地内部发生的、受同沉积断裂控制的“克拉通内裂陷”^[2-4]；有的认为是克拉通内凹陷，称之为“拉张槽”^[6]；有的认为是桐湾期大规模喀斯特作用形成的“侵蚀谷”^[8]；有的强调在震旦纪基底断裂多幕堑垒式背景下，河流下切侵蚀、叠加形成“拉张侵蚀槽”^[7]。

基于蓬探1井钻揭地层及地震资料，本文认为该裂陷形成始于早震旦世陡山沱组沉积期，发展于晚震旦世灯影组沉积期—早寒武世筇竹寺组沉积期，消亡于早寒武世中晚期。晚震旦世灯影组沉积期，裂陷经历两期演化，早期（灯一+二段沉积期）断层发育、活动强，以双断作用为主，形成了蓬莱—金堂断垒构造带。灯二段沉积末期桐湾运动Ⅰ幕，海平面下降，灯二段遭受剥蚀、淋滤作用，导致灯二段上部岩溶储层发育。到灯三+四段沉积期，裂陷继承性发育，但东侧断层发育、西侧断层不发育，形成东陡西缓的箕状裂陷，但裂陷范围较早期明显扩大，表现为向盆地南部及东部进一步扩展延伸。桐湾运动Ⅱ幕，灯四段剥蚀殆尽，灯三段仅残存13.6m。

灯影组优质储层主要发育在台地边缘相带^[21-23]。以往基于高磨地区解剖研究，认为灯影组台缘带受控于裂陷边界大断裂，且灯二段与灯四段叠置发育。该认识制约了裂陷内勘探部署。

蓬探1井揭示以灯四段边界断裂所确定的裂陷区，灯二段发育多排同沉积断层，断块掀斜作用导致同一断块的沉积古地貌差异，高部位发育丘滩体（可称之为断控型台缘带），低部位以滩间海沉积为主，由此形成了多阶台缘带分布的格局。

基于以往认识，裂陷内丘滩体不发育，不是勘探有利区。通过蓬探1井钻探，认为裂陷内灯二段发育断控型台缘带，成藏条件有利，是下步勘探的重点领域。

综合评价研究认为灯二段有3个有利勘探区带值得重视。①高磨台缘带，灯二段与灯四段丘滩体叠合发育，目前已被勘探证实为复合含气区带。下步要加强台缘带西侧裂陷内部灯二段刻画，评价优选有利目标，扩大勘探领域。②蓬莱—金堂灯二段断阶带，地震预测发育金堂、蓬莱、宝林等多个丘滩体，蓬探1井已获得重要发现。下步要加强预探目标优选，力争成为规模储量发现区。③盐亭—绵阳丘滩带，在老关庙地区预测丘滩体面积820km²，下步应加强风险勘探，力争实现新的发现。

（1）蓬探1井钻探揭示德阳—安岳裂陷内灯二段发育断控型台缘带，台缘带展布受多排断裂的控制，发育多个大型丘滩体，储层储集物性良好；丘滩体与断块构成岩性—构造复合圈闭；蓬探1井测井解释灯二段上部含气层可达119.26m，显示裂陷内灯二段成藏条件有利，扩展了勘探领域，展示高磨古隆起核部外围灯影组具有较大勘探潜力。

（2）按照断控型台缘带模式，指导裂陷勘探部署。重点关注3个有利区带，包括高磨台缘带西侧裂陷内部灯二段、蓬莱—金堂灯二段断阶带、盐亭—绵阳丘滩带。

参与本项研究还有郝涛、曾富英、苏楠、付小东、姜华、田瀚、金惠等人；张义杰教授、杨威教授等参与蓬探1井井位的论证研究；徐春春教授认真审阅，并提出修改意见；在此一并致以谢意。