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超深层（埋深＞6000 m）是国际上普遍关注的重大油气勘探领域，进入超深层寻找油气，是全球油气勘探开发的发展趋势（戴金星等，2018; 马永生等，2020; 何治亮等，2020）。截止2018年底，全球已发现埋深＞6000 m油气藏92个，埋深＞8000 m的超深层油气藏68个，已完成井深超9000 m钻井26口，最大探测深度达12860 m（戴金星等，2018; 李阳等，2020）。四川和塔里木两大盆地是我国海相超深层领域油气勘探的主战场。对比我国三大克拉通盆地，四川盆地在海相碳酸盐岩沉积时间跨度、发育时间和沉积厚度等方面具有明显优势（马永生等，2019）。至今已发现元坝、龙岗、双鱼石、川西等四个埋深超6000 m超深层大气田（戴金星等，2018; 郭旭升等，2018; 李阳等，2020; 蔡勋育等，2021），并且多口超深层钻井在川中古隆起北斜坡、川西南等地区取得重大突破（徐春春等，2020; 乐宏等，2020; 张本健等，2020; 戴金星等，2021; 李建忠等，2021; 杨跃明等，2021），展示出四川盆地超深层领域天然气的巨大勘探潜力。目前，四川盆地少数钻井已经在8000 m超深层发现良好储层，但是盆地内8000 m超深层天然气是否具备规模有利成藏条件?有利勘探区带分布在哪里?这些关键科学问题值得我们积极思索回答，以期在助推该盆地超深层天然气的勘探，并取得更大突破方面发挥积极作用。
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1 四川盆地8000 m超深层地质特征
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1.1 超深层地质结构
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四川盆地西起广元—天全，东达巫山，北起南江—旺苍，南至叙永，面积18×104km2，地面条件主要为丘陵山地。盆地内部结构特征鲜明，周缘受多个造山带强烈挤压，川西和川北发育山前坳陷，川东和蜀南地区则是褶皱冲断构造，盆地中央为稳定的隆起区。以现今震旦系顶界面构造形态特征为划分依据，四川盆地内部分为五个构造单元，中部为川中隆起带，四周分别是川西坳陷、川北坳陷、川东褶皱带和川南褶皱带（图1a）。除川中隆起带核部，周围构造区带埋藏较深，震旦系—古生界多套层系埋深超6000 m，进入超深层领域。作为典型的叠合盆地，四川盆地经历多期构造运动（魏国齐等，2019; 何登发等，2020），构造分异强，超深层地质结构复杂。深部可能存在伸展背景下形成的南华系裂谷，尚无钻井揭示; 震旦纪—早寒武世发育的德阳-安岳裂陷控制了灯影组和下寒武统麦地坪组及筇竹寺组的沉积。其后沧浪铺组—奥陶系沉积期，盆地内部基本结束分异性台地沉积，形成统一的沉积台地。川中古隆起于早震旦世—早寒武世早期开始发育，早寒武世中晚期—志留纪为隆起发展阶段，志留纪时期迅速崛起，与周边雪峰古隆起、康滇古陆等围限控制了巨厚泥页岩沉积。在广西运动强烈改造下，川中古隆起定型，下伏地层被大幅剥蚀，形成规模巨大的角度不整合。二叠系等在此背景下沉积，并受到峨眉地裂运动影响，局部地区发育有火成岩。受强烈的构造分异控制，四川盆地超深层地质结构具有“垂向分层，横向分带”的特征（图1b），不同地区具有不同的结构样式，进而形成不同的成藏组合（图1c）。
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图1 四川盆地震旦系—古生界地质特征
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Fig.1 Geological characteristics of Sinian-Paleozoic in Sichuan basin
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（a）—震旦系顶面构造图、构造单元: Ⅰ—川中隆起带; Ⅱ—川西坳陷; Ⅲ—川北坳陷; Ⅳ—川东褶皱带; Ⅴ—川南褶皱带;（b）—北西-南东向大剖面;（c）—综合地层柱状图
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(a) —structural map of the top of Dengying Formation and structural units of the Sichuan basin: Ⅰ—central uplift zone; Ⅱ—western depression; Ⅲ—northern depression; Ⅳ—eastern fold belt zone; Ⅴ—southern fold belt zone; (b) —northwest to southeast section; (c) —comprehensive stratigraphic histogram
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1.2 超深层层系
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在四川盆地内部，震旦系—古生界等重点天然气产出层段超深层部分围绕川中隆起带呈半环型分布。其中，震旦系灯影组、寒武系沧浪铺组、龙王庙组超深层分布最为广泛，在川西坳陷、川北坳陷、川东褶皱带及川南褶皱带均有分布（图1a）。寒武系洗象池组—奥陶系主要在川北坳陷、川西坳陷北部及川东褶皱带北部超过6000 m埋深，二叠系栖霞组、茅口组分布则主要在川西坳陷和川北坳陷西部，川东褶皱带北部零星部位埋深超6000 m。洗象池组—奥陶系目前在中深层尚未实现突破，而灯影组二段、四段、沧浪铺组、龙王庙组、栖霞组、茅口组均发现规模气藏，是超深层最具勘探潜力的层段。
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2 天然气成藏条件
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2.1 烃源岩分布
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四川盆地埋深超过8000 m区域内主要发育陡山沱组、灯影组三段、麦地坪组和筇竹寺组等四套烃源岩（表1）。烃源岩在德阳-安岳裂陷槽内部厚度大、有机碳（TOC）含量高、生烃强度大，表现出明显受凹陷或台内裂陷控制的特征。
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2.1.1 震旦系陡山沱组
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陡山沱组沉积期对应于罗迪尼亚（Rodinia）超大陆裂解晚期，为南沱组冰川融化后的温暖湿润气候背景下的一套沉积层（周晓峰等，2020），也是中—上扬子地区进入稳定克拉通坳陷阶段的第一套沉积盖层（汪泽成等，2019）。纵向上自下而上分为四段，其中陡二段和陡四段黑色富有机质页岩发育，前者形成于海侵贫氧环境，后者形成于海退背景下缺氧滞留环境（朱光有等，2021）。目前，四川盆地内部仅有W117、GS1、NJ、L1等少数钻井钻遇陡山沱组（汪泽成等，2019），盆地内部的烃源岩厚度主要依据地震、露头、少量钻井资料结合构造-岩相古地理分布格局加以预测（Zou et al.，2014a; 汪泽成等，2019; 朱光有等，2021; Xiao et al.，2021）。总体上，四川盆地内部陡山沱组烃源岩受隆坳格局控制，累计厚度为20~100 m，发育川西、川东北和川南三个厚值区（图2a），盆地内部烃源岩分布面积预计超过6万km2。烃源岩总有机碳（TOC）分布范围为0.50%~17.11%，平均为3.40%，生源母质多为红藻、绿藻类和疑源类（Zou et al.，2014a; 杜金虎，2015; 朱光有等，2021），干酪根碳同位素介于32.7‰~30.7‰，平均为31.6‰（王宁，2020），有机质类型为I~II1型。陡山沱组埋深大，热演化程度Ro为3.0%~4.6%，均处于过成熟阶段（Zou et al.，2014a）。总体上来讲，陡山沱组是四川盆地中北部一套分布面积较广的优质烃源岩。
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2.1.2 震旦系灯影组三段
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震旦系灯三段烃源岩在盆地内部主要分布于德阳-安岳裂陷槽中北部，分布面积超过3×104km2（图2b），主要岩性为黑色页岩，零星夹灰色薄层云质泥岩，总体厚度相对不大，介于5~40 m，北厚南薄，高磨以北地区厚度较大，为20~40 m（杜金虎，2015; 魏国齐等，2017a）。TOC介于0.50%~4.73%，平均为0.87%，属于中等级别烃源岩; 干酪根碳同位素为33.4‰~28.5‰，平均为32.0‰，为I~II1型有机质; 现今成熟度比较高，均已演化到过成熟阶段，Ro值范围为3.16%~3.21%（Zou et al.，2014a; 杜金虎，2015）。灯三段烃源岩生气强度不是很高，介于2×108~12×108 m3 /km2（李建忠等，2021）。
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2.1.3 麦地坪组
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由于受到桐湾运动III幕剥蚀影响，麦地坪组主要分布于德阳-安岳裂陷槽内部，分布面积超过3.5×104km2（图2c）。德阳-安岳台内裂陷北部拉张时间长，强度大，导致烃源岩在裂陷槽北部厚度明显增大。烃源岩岩性为黑色硅质页岩、黑色碳质页岩，盆地内部厚度为25~100 m（魏国齐等，2017a），位于裂陷槽北段、盆地边缘的绵竹清坪剖面烃源岩厚度达146.2 m（夏国栋等，2018）。麦地坪组烃源岩TOC介于0.52%~4.00%，平均为1.68%，清坪剖面TOC明显比较高，平均值达12.95%，表明麦地坪组具有很高的有机质含量。干酪根显微组分以腐泥无定形为主，见少量浮游藻类体，干酪根碳同位素介于36.4‰~32.0‰，平均为34.3‰，属于I型腐泥型有机质; 等效Ro为2.23%~2.85%，达到过成熟度阶段（杜金虎，2015; 魏国齐等，2017a; 夏国栋等，2018; 王宁，2020）。麦地坪组烃源岩生气强度达到20×108~40×108 m3 /km2，总体而言，麦地坪组虽然分布较为局限，但是一套非常优质的烃源岩。
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2.1.4 筇竹寺组
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筇竹寺组烃源岩是四川盆地深层超深层领域分布面积最广、生烃强度最大的一套黑色、黑灰色优质泥页岩烃源岩，亦是四川盆地最重要的烃源岩层之一。除了川西雅安一带受到川中古隆起剧烈隆升导致筇竹寺组地层缺失以外，盆地绝大部分地区均发育该套烃源岩（图2d）。烃源岩受到德阳-安岳台内裂陷控制明显，且与麦地坪组烃源岩相似，裂陷槽北部的厚度、TOC明显高于裂陷南部，裂陷内部烃源岩质量明显优于外部。烃源岩厚度介于50~700 m，从裂陷槽向两侧逐渐减薄，其中裂陷槽内厚度一般＞250 m，裂陷槽北段即绵阳地区烃源岩厚度＞600 m，川中遂宁、川东达州地区烃源岩厚度＜100 m（乐宏等，2020）。TOC丰度从底到顶有逐渐降低趋势（赵立可等，2020），分布范围为0.50%~8.49%，平均为1.95%，裂陷内平均值高于2%，其TOC丰度是裂陷外的2倍以上（魏国齐等，2017a; 马新华等，2019a）。筇竹寺组干酪根碳同位素分布区间为 36.4~30.0‰，平均为33.5‰，母质来源为藻类和疑源类，为I型有机质，成熟度比较高，Ro分布区间为1.84%~3.16%，处于过成熟演化阶段（魏国齐等，2017a; 王宁，2020）。筇竹寺组烃源岩具有雄厚的生烃能力，生气强度达到20×108~200×108 m3 /km2，是广覆式分布的极为优质的一套烃源岩。
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2.2 有利储集层分布
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随着扬子、塔里木和华北三大克拉通油气勘探不断向更深领域进展，一批规模大、产量高的油气藏不断被发现，证实了深层超深层储层的规模有效性（赵文智等，2015; 马永生等，2019; 马新华等，2019a）。研究表明以高能相带为主导，构造背景、沉积格局及成岩作用等多因素联合控制和多期复合作用，可形成多种类型储集空间并且在深层超深层均能长期保持（魏国齐等，2017b; 马新华等，2019a; 徐春春等，2020）。
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四川盆地震旦系—古生界发育多套规模储集层，为超深层油气提供了有利储集条件（杜金虎，2015; 马新华等，2019a）。依据储层形成的主控因素进行划分，四川盆地震旦系—二叠系主体发育（丘）滩孔隙型、岩溶孔洞型和白云岩孔隙型三类基本储层类型（表2），三者相互叠加兼具构造裂缝改造，具有较好的孔渗特征。其中，震旦系灯影组一段—二段及四段广泛发育微生物（丘）滩白云岩岩溶储层，寒武系沧浪铺组内部发育白云岩储层、龙王庙组与洗象池组发育颗粒白云岩岩溶储层（邹才能等，2014b; 杜金虎，2015; 马新华等，2019a; 魏国齐等，2019），二叠系栖霞组、茅口组发育相控型岩溶及白云岩岩溶两类储层（杨光等，2015; 黄士鹏等，2019; 杨雨等，2020; Su et al.，2020），此外还发育有二叠系火山岩型储层（马新华等，2019b; 熊绍云等，2022）。这些层系垂向叠置，横向差异分布，构成了四川盆地深层超深层多层系立体成藏的储层基础。其中，震旦系、寒武系、二叠系三套储集层系在超深层勘探领域最为重要。
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图2 四川盆地震旦系—寒武系烃源岩厚度图（据魏国齐等，2017a; 徐春春等，2020; 朱光有等，2021修改）
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Fig.2 Thickness of Sinian-Cambrian source rocks in the Sichuan basin (modified from Wei Guoqi et al., 2017a; Xu Chunchun et al., 2020; Zhu Guangyou et al., 2021)
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（a）—陡山沱组;（b）—灯影组三段;（c）—麦地坪组;（d）—筇竹寺组
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(a) —Doushantuo Formation; (b) —the third Member of the Dengying Formation; (c) —Maidiping Formation; (d) —Qiongzhusi Formation
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2.2.1 震旦系
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震旦系灯影组发育期台地内部分异强烈（汪泽成等，2020，2021），形成德阳-安岳裂陷和达州-开江古隆起，隆凹格局分明，灯二期（图3a）和灯四期（图3b）沉积具有“北沉积、南侵蚀”的槽台格局。受沉积相带和岩溶作用联合控制，该层系发育四种类型有利岩相:① 裂陷及台地边缘发育优质台缘微生物（丘）滩体; ② 台地内局限潟湖周缘发育台内微生物（丘）滩体; ③ 受古隆起控制，形成受地貌控制的浅水高能微生物（丘）滩体; ④ 受岩溶侵蚀作用，在裂陷槽内发育的岩溶残丘。灯影组微生物（丘）滩体型白云岩储层，经过岩溶作用，保持着良好的孔隙，可以规模成藏。北斜坡区钻探的PT1井在5642~6282 m钻遇灯二段台缘带，有效储层累计厚度达259.7 m，孔隙度为2.2%~4.5%，平均为3.32%，测试获天然气121.89万m3/d，进一步证实灯影组超深层的巨大勘探前景。
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通过统计，明确了灯影组8000 m以深超深层微生物（丘）滩体规模（图4a、b）。其中，灯二段台缘微生物（丘）滩总面积为1.45万km2，西侧台缘主体处于8000 m以深，面积达1.15万km2（图4a）。台内微生物（丘）滩总面积为2.02万km2，8000 m以深面积达0.85万km2。灯四段台缘微生物（丘）滩总面积为3.88万km2，西侧台缘处于8000 m以深面积达0.75万km2（图4b）。台内微生物（丘）滩总面积为1.33万km2，8000 m以深面积达0.64万km2。目前，盆地内已有多口超深钻井揭示灯影组8000 m以深超深层仍发育优质储层（赵文智等，2020）。其中，川中古隆起北斜坡低部位的CS1井在井段8169~8410 m（灯四段）钻遇多套储集层，储层累计厚度为71.4 m，平均孔隙度为3.3%; 川北地区的MS1井钻遇灯影组井深为8044~8418 m，其中钻遇灯四段244 m，薄片观察面孔率为1.5%~2.0%; 川东地区的WT1井灯四段取芯井段7291~7303 m发育溶蚀孔洞云岩，平均孔隙度为3.5%。
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2.2.2 寒武系
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寒武纪是四川盆地古地理面貌发生变革的一个关键时期。早寒武世麦地坪期—筇竹寺期，扬子地台西部迅速崛起，形成规模巨大的古隆起，遭受剥蚀形成碎屑岩物源区（汪泽成等，2020，2021）。筇竹寺组在灯影期的地貌格局基础上以沉积充填作用为主，裂陷内沉积厚度巨大。筇竹寺期晚期裂陷内完全充填，随着海平面持续上升，在全盆地范围广覆式沉积。至沧浪铺期，隆坳格局基本消失，形成西高东低的沉积地貌背景。自西向东由古隆起、碎屑陆棚向碳酸盐岩台地转化，再过渡为盆地相沉积。在沧浪铺组早期海平面最高时期，发育一套碳酸盐岩（图3c），俗称“沧内灰岩”。研究表明，该套碳酸盐岩在台地范围内广泛发生白云岩化作用，并形成孔隙型储层（王文之等，2018; 严威等，2021）。该套储集层厚2~26 m，孔隙度为2%~5%，平均为3.7%。虽然厚度较薄，但属于孔隙型储层且分布稳定，在深部易于保存。在JT1 井该储层段测试获日产天然气51.62万m3，实现领域突破，发现了盆地内新的一套储集体。
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龙王庙期继承了沧浪铺期的沉积地貌，并随着海平面不断上升，龙王庙组以碳酸盐岩缓坡沉积为主（杜金虎等，2014; 金民东等，2014）。自西向东由混积上缓坡、碳酸盐岩内缓坡、中缓坡、外缓坡几部分组成（图3d）。其中，内缓坡为高能沉积环境，发育规模巨大的颗粒滩体，且普遍发生云化，形成了优质的孔隙型储层。龙王庙组颗粒滩厚度较大，多期滩体叠置，累积厚度一般在20~75 m，储层段平均孔隙度大于4%，且渗透性好，是安岳大气田最重要的储层之一（杨威等，2020）。
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沧浪铺组、龙王庙组覆盖于筇竹寺组优质烃源岩之上，具有良好的源储配置关系，成藏条件优越，目前除安岳气田龙王庙组外，其他地区尚无规模发现，应加强重视。
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盆地内沧浪铺组白云岩段总面积为0.65万km2，8000 m以深面积为0.25万km2，龙王庙组颗粒滩体总面积1.85万km2，8000 m以深面积为0.53万km2（图4c）。8000 m以深超深层两套滩体累计面积0.78万km2，且颗粒滩孔隙型储层孔渗性较好，具较大勘探潜力。
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2.2.3 二叠系
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中二叠世地层发育在加里东期运动之后，其早期沉积地貌受乐山-龙女寺古隆起影响显著，晚期则处于拉张背景下，受峨眉地裂运动影响明显（钟原等，2021; 杨帅等，2021）。因此，栖霞组和茅口组沉积格局具有显著的差异。栖霞组受古隆起剥蚀边界控制，在古隆起范围内广泛发育台内颗粒滩，而在古隆起外围则以潟湖等低能沉积为主（图3e）。同时，在台地西缘发育规模巨大的“L”型台缘带，颗粒滩体发育（图4f）。整体上，栖霞组滩体呈现出“一缘一环带”的分布格局（杨跃明等，2020）。近期，双鱼石构造带钻井ST108井自7029 m以下钻遇44 m厚白云岩，储层平均孔隙度达5.2%，测试天然气126.88万m3/d，揭示栖霞组台缘带具备规模成藏条件。
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图3 四川盆地震旦系—古生界重点勘探层系岩相古地理图
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Fig.3 Paleogeography of Sinian-Paleozoic key exploration strata in Sichuan basin
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（a）—震旦系灯影组一段—二段;（b）—震旦系灯影组四段;（c）—寒武系沧浪铺组（据乐宏等，2020修改）;（d）—寒武系龙王庙组;（e）—二叠系栖霞组（据杨跃明等，2020修改）;（f）—二叠系茅口组（据杨雨等，2020修改）
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(a) —the first to second Member of Dengying Formation, Sinian; (b) —the fourth Member of Dengying Formation, Sinian; (c) —Cambrian Canglangpu Formation (modified from Yue Hong et al., 2020) ; (d) —Cambrian Longwangmiao Formation; (e) —Permian Qixia Formation (modified from Yang Yueming et al., 2020) ; (f) —Permian Maokou Formation (modified from Yang Yu et al., 2020)
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图4 四川盆地震旦系—古生界重点勘探层系（丘）滩体分布图
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Fig.4 Distribution of beaches (mounds) of Sinian-Paleozoic key exploration strata in the Sichuan basin
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（a）—震旦系灯影组一段—二段;（b）—震旦系灯影组四段;（c）—寒武系沧浪铺组—龙王庙组（沧浪铺组据乐宏等，2020修改）;（d）—二叠系栖霞组—茅口组（栖霞组据杨跃明等，2020; 茅口组据杨雨等，2020修改）
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(a) —the first to second Member of Dengying Formation, Sinian; (b) —the fourth Member of Dengying Formation, Sinian; (c) —Cambrian Canglangpu and Longwangmiao Formations (Canglangpu Formation modified from Yue Hong et al., 2020) ; (d) —Permian Qixia and Maokou Formations (Qixia Formation modified from Yang Yueming et al., 2020; Maokou Formation modified from Yang Yu et al., 2020)
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作为四川盆地勘探历史最久的层系之一，茅口组在盆地范围内都显示了良好的钻探效果，川中—川北NC1、JT1茅口组白云岩储层，川东WT1、川南YJ2等茅口组灰岩岩溶储层均获得了高产工业气流。茅口组为缓坡型碳酸盐岩台地沉积，岩性主要为生物碎屑灰岩、泥质生物碎屑灰岩。茅口早期发生海侵，水体较深，沉积了一套含有机质的泥灰岩（黄士鹏等，2016），茅口中晚期受到峨眉地裂运动影响，盆地呈现北东-南西向拉张作用，在盆地内部形成了多排北西-南东向展布的台洼，台洼边缘发育高能滩体，同时在盆地内盐亭—广安—石柱一带，高能滩体受沿着基底断裂上涌的深部热液影响，在茅口组中上部形成了一套白云岩储层（图3f）（张健等，2018; 杨跃明等，2020）。在盆地南侧则发育与裂陷近平行展布的多个台内颗粒滩带，在此基础上，茅口末期全球海平面下降以及东吴运动造成茅口组遭受大范围的剥蚀，茅口组中上部发生岩溶作用，形成了非均质性较强的岩溶缝洞体（汪泽成等，2018; 黄士鹏等，2019）。
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盆地内栖霞组白云岩颗粒滩总面积为4.87万km2，8000 m以深面积为0.58万km2，且主要是台缘带（图4d）。茅口组颗粒滩体总面积2.77万km2，因总体埋藏较浅，8000 m以深面积约为0.25万km2（图4d）。以川西栖霞组白云岩颗粒滩为核心的中二叠统8000 m以深超深层勘探领域达到0.83万km2，值得关注。
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2.3 成藏组合
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总体来看，8000 m以深碳酸盐岩地层整体处于环川中隆起周边的深凹区，以川西北为主体发育区。受乐山-龙女寺古隆起控制，多套烃源岩和储层以走滑或逆冲断层相互沟通形成复杂成藏组合，具有多源多储，多层系立体成藏的总体特征（图5）。根据源储配置关系可以划分二大类成藏组合:
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第一类是下生上储型，见图5中①、②、⑥，二叠系发育茅口组火山岩及栖霞组—茅口组白云岩、灰岩岩溶等多类储层，茅一段泥灰岩发育中等级别烃源岩（黄士鹏等，2016），同时，在断裂发育区可沟通寒武系筇竹寺组、志留系龙马溪组两套优质烃源岩。研究表明，上述两套深部烃源岩对二叠系成藏具有重要作用（杨雨等，2020; 谢增业等，2020）。对于寒武系沧浪铺组、龙王庙组、洗象池组及奥陶系而言，筇竹寺组是最主要的烃源岩，受断裂沟通层位控制，整体差异成藏，不均衡分布。川中地区近乎直立分布的走滑断裂是油气重要疏导通道，多期活动使得筇竹寺组生成的天然气垂向运移至寒武系、二叠系储层中，在龙王庙组、洗象池组、栖霞组、茅口组聚集成藏（马新华等，2018; 马德波等，2018; 管树巍等，2022; 汪泽成等，2022）。
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第二类是旁生侧储为主型，见图5中④、⑤，德阳-安岳裂陷槽周缘灯影组储层与裂陷内巨厚的筇竹寺组-麦地坪组优质烃源岩形成旁生侧储高效近源成藏组合，源储配置优越，亦是安岳超大型气田以及川中古隆起北斜坡灯影组的主要源储组合。同时，灯影组储层受岩溶古地貌控制，在德阳-安岳裂陷槽内、广大的台内地区，其与上覆筇竹寺组优质烃源岩亦可形成侧向对接的供烃模式。需要强调的是陡山沱组、灯影组三段在盆地内具有重要供烃能力，对灯影组成藏具有重要补充作用。
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值得指出的是，四川盆地部分地区超深层成藏具有典型的立体源储配置模式，见图5中③、⑦，在九龙山等局部构造区，断裂异常发育，造成多套烃源岩与多套储层之间的复杂联通关系，各层之间的成藏受储层条件及断层活动强度控制，多层系天然气复杂输配，既表现为整体成藏，又表现为气藏分布的复杂性。
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2.4 圈闭类型
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高磨—双鱼石方向，即川中古隆起北斜坡为一向西北倾斜的大型斜坡带。在此斜坡之上，ZJ2、PT1、PT101、JT1等多口井在震旦系—寒武系获得工业气流，同时CS1井测井解释多套气层（徐春春等，2020; 乐宏等，2020），不同井的气层底部海拔不一，且从南向北气层海拔逐渐降低，CS1井与MX52井气层底部海拔更是相差达2500 m，指示气层之间明显处于不同的气藏系统。井震结合研究表明，川中古隆起北斜坡震旦系—寒武系滩体和滩间地震相特征有明显差异（图6），前者主要为内部断续、杂乱弱反射特征，而后者则为内部连续平行强反射特征，指示滩体间低洼地带沉积较为致密的岩性，将滩体分割而形成岩性圈闭。
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图5 四川盆地深层超深层油气成藏模式（剖面B—B’位置见图1a）
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Fig.5 Petroleum accumulation model of the deep to ultra-deep strata of Sichuan basin (location of the profile B—B’ as in Fig.1)
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①—二叠系火山岩气藏; ②—二叠系斜坡区气藏; ③—二叠系隆起区气藏; ④—灯影组裂陷内气藏; ⑤—灯影组台缘带气藏; ⑥—寒武系气藏; ⑦—灯影组隆起区气藏
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①—Permian volcanic gas reservoir; ②—Permian gas reserovir in the slope; ③—Permian gas reservoir in the uplift; ④—gas reservoir in the Dengying Formation of intro-cratonic rift; ⑤—gas reservoir in the Dengying Formation of platform margin zone; ⑥—Cambrian gas reservoir; ⑦—gas reservoir in the Dengying Formation of uplift
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斜坡背景上发育的圈闭主要是由于高能滩体与滩间致密层之间形成的岩性遮挡（图7a、b）（杨跃明等，2021），因此岩性圈闭是川中古隆起北斜坡震旦系—寒武系超深层气藏的主要圈闭类型。另外断裂对于滩体也具有重要封闭作用，表现为两类:一类为桐湾期正断层，控制了寒武系烃源岩及灯影组台缘滩体展布，断裂导致寒武系烃源岩与灯影组形成侧向对接，形成岩性遮挡; 另一类为向上断至二叠系的加里东期断裂，后期活动性不强，对于灯影组气藏也具有重要封堵作用（图6）。大型斜坡背景上发育的背斜或者鼻状构造由于处于相对高部位，是天然气运移聚集的有利场所，因此这种构造-岩性圈闭也是重要的勘探对象。
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图6 四川盆地北斜坡震旦系—上古生界典型地震剖面（剖面C—C’位置见图1a）
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Fig.6 Typical seismic profile of Sinian Upper Paleozoic on the northern slope of Sichuan basin (location of the profile C—C’ seen in Fig.1a)
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图7 四川盆地北斜坡震旦系—上古生界气藏剖面图（剖面位置见图1a）
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Fig.7 Gas reservoir profiles of the Sinian to Upper Paleozoic of north slope of central paleo-uplift in the Sichuan basin (the location of the profiles seen in Fig.1a)
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（a）—过ZJ2—PT1—MX12—MX8井剖面;（b）—过MX8—MX52—PS1—JT1—CS1井剖面
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(a) —wells ZJ2—PT1—MX12—MX8 profile; (b) —wells MX8—MX52—PS1—JT1—CS1 profile
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3 超深层有利勘探领域评价及区带优选
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基于围绕生烃中心，震旦系—下古生界多层系立体成藏、差异分布的整体认识，以源储配置为关键要素，综合多方面控藏条件分析，优选震旦系灯影组二段、四段、下寒武统沧浪铺组—龙王庙组及中二叠统栖霞组—茅口组8000 m以深超深层勘探领域，将其划分为6个领域9个有利勘探区带（图8），累计面积超4.5万km2（表3），资源量约3×1012~5×1012m3。
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3.1 震旦系
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震旦系是四川盆地超深层最具勘探价值的层系，优质储层分布面积广，筇竹寺组、麦地坪组、陡山沱组烃源岩构成优质供烃条件，具备规模成藏潜力。
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3.1.1 灯影组二段
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灯影组二段8000 m超深层具备台缘微生物（丘）滩和台内微生物（丘）滩两个勘探领域。其中，川西成都-广元台缘微生物（丘）滩带面积达11500 km2，与德阳-安岳裂陷内筇竹寺组、麦地坪组烃源岩构成侧向对接供烃条件，深部陡山沱组烃源岩也可供烃，成藏条件优越（图9），是I类有利区（图8a）; 开县-利川台内微生物（丘）滩带II类有利区总面积3860 km2，通江台内微生物（丘）滩带III类有利区总面积3640 km2，前者烃源条件较为优越。
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3.1.2 灯影组四段
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灯影组四段8000 m超深层具备台缘微生物（丘）滩、台内微生物（丘）滩2个勘探领域。其中台缘微生物（丘）滩领域包括川西广元-南充台缘微生物（丘）滩带（I类有利区，面积5800 km2）和成都-雅安台缘微生物（丘）滩带（II类有利区，面积1700 km2）（图8b），邻近筇竹寺组和陡山沱组生烃中心，成藏条件优越（图9）。后者因筇竹寺组烃源岩遭受剥蚀且TOC含量有所降低，为II类有利区。台内微生物（丘）滩包括开县-利川台内微生物（丘）滩带（II类有利区，面积4350 km2）、平昌-通江台内微生物（丘）滩带（III类有利区，面积2050 km2）。
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3.2 下寒武统颗粒滩
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下寒武统沧浪铺组—龙王庙组与筇竹寺组烃源岩构成下生上储的成藏组合（图9），天然气成藏与高能颗粒滩体分布密切相关，8000 m以深超深层包括3个有利区带（图8c）:通江西颗粒滩带（I类有利区，面积3720 km2）、通江颗粒滩带（II类有利区，面积2660 km2）、梁平-利川颗粒滩带（II类有利区，面积1225 km2）。其中，通江西颗粒滩带与筇竹寺组生烃中心邻近，最具勘探价值。
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图8 四川盆地震旦系—古生界重点勘探层系8000 m以深有利区带评价图
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Fig.8 Gas favorable exploration zones of Sinian-Paleozoic key exploration strata with depth larger than 8000 m in the Sichuan basin
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（a）—震旦系灯影组二段;（b）—震旦系灯影组四段;（c）—寒武系沧浪铺组—龙王庙组;（d）—二叠系栖霞组—茅口组
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(a) —the first to second Member of Dengying Formation, Sinian; (b) —the fourth Member of Dengying Formation, Sinian; (c) —Cambrian Canglangpu and Longwangmiao Formations; (d) —Permian Qixia and Maokou Formations
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3.3 中二叠统颗粒滩
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中二叠统栖霞组和茅口组都发育规模颗粒滩体，筇竹寺组泥岩以及茅口组泥灰岩烃源岩为其主要烃源岩（图9）。栖霞组川西台缘颗粒滩发生白云化，储集条件更为优越，在双鱼石地区超深层已实现突破，该领域勘探潜力巨大。区域上可以把该领域8000 m以深超深层划分为两个有利区带:广元南颗粒滩带（I类有利区，面积1654 km2）和成都西颗粒滩带（II类有利区，面积3420 km2）（图8d）。
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4 结论
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基于烃源岩、有利相带、储层类型、圈闭类型、成藏组合等研究，发现四川盆地8000 m超深层领域具备规模油气成藏条件，有利勘探区带分布面积广，勘探潜力巨大，具体表现为:
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（1）四川盆地超深层领域主要发育震旦系灯影组—中二叠统茅口组，主要分布于川西坳陷、川北坳陷和川东褶皱带的深凹地区，以川西北地区最为有利。
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（2）受凹陷或台内裂陷控制，主要发育陡山沱组、灯三段、麦地坪组和筇竹寺组等四套超深层烃源岩，为超深层油气勘探提供了优质烃源条件; 灯影组—茅口组主体发育微生物（丘）滩相孔隙型、岩溶孔洞型和白云岩孔隙型三类基本储层类型，三者相互叠加兼具裂缝改造形成规模储层，为超深层油气勘探提供了有利储集条件; 烃源岩与储层通过断裂相互沟通，具有立体成藏总体特征。
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图9 四川盆地震旦系—古生界8000 m超深层有利勘探区带源储组合关系
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Fig.9 Source-reservoir assemblage relationship of Sinian-Paleozoic super deep (＞8000 m) favorable exploration zone in Sichuan basin
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（3）岩性圈闭是超深层气藏的主要圈闭类型，大型斜坡背景上发育的背斜或者鼻状构造叠合岩性体形成的构造-岩性圈闭也是重要的勘探对象。
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（4）四川盆地8000 m超深层发育六大领域9个有利勘探区带，累计勘探面积超4.5万km2，估算资源量3×1012~5×1012m3，勘探潜力巨大。
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致谢:中国石油勘探开发研究院戴金星院士在文稿撰写过程中提出了宝贵意见，江青春、付小东等高级工程师给与了热情指导和帮助，在此一并表示感谢!
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摘要
超深层(埋深＞6000 m)是全球油气勘探的重大领域。当前,四川盆地天然气勘探已经突破8000 m超深层,但是盆地内8000 m超深层领域是否具备规模油气成藏条件、有利勘探区带分布在哪里等重大问题亟待破解。基于烃源岩、有利相带、储集层、圈闭类型、成藏组合等研究,对四川盆地8000 m超深层领域成藏条件与有利勘探区带进行了梳理和评价,得出以下认识:① 四川盆地超深层领域主要发育于震旦系—中二叠统,且主要分布在环川中隆起带的川西坳陷、川北坳陷、川东褶皱带的深凹地区,其中川西北地区最具勘探潜力;② 超深层烃源岩明显受凹陷或台内裂陷控制,主要发育陡山沱组、灯影组三段、麦地坪组和筇竹寺组等四套烃源岩,为8000 m超深层油气勘探提供了雄厚的物质基础;③ 震旦系—古生界主体发育(丘)滩孔隙型、岩溶孔洞型和白云岩孔隙型三类基本储层类型,三者相互叠加兼具裂缝改造形成多套规模储层,为超深层油气勘探提供了有利储集条件;④ 多套烃源岩和储层以走滑或逆冲断层相互沟通,主要发育下生上储、旁生侧储两种成藏组合,立体成藏特征明显;⑤ 岩性圈闭是震旦系—二叠系超深层气藏的主要圈闭类型,大型斜坡背景上发育的背斜或者鼻状构造叠合岩性体形成的构造-岩性圈闭也是重要的勘探对象;⑥ 8000 m超深层发育六大领域9个有利勘探区带,累计勘探面积超4.5万km2,资源量约3×1012~5×1012m3。研究认识对于四川盆地超深层天然气勘探具有重要理论和现实意义。
Abstract
The ultra-deep layer with depth ＞6000 m is a major field of global oil and gas exploration. At present, the gas exploration in Sichuan basin has broken through the 8000 m ultra-deep layer, but the scientific questions such as whether the 8000 m ultra-deep field in the basin has the conditions for large-scale gas field accumulation, and where the favorable exploration zones are distributed have not been clearly answered. Based on the study of source rocks, favorable facies zone, reservoir, trap types, and reservoir forming assemblages, the reservoir forming conditions and favorable exploration zones in the 8000 m ultra-deep strata of Sichuan basin were evaluated in detail, and the following conclusions were obtained: (1) the ultra-deep strata of Sichuan basin is mainly developed in the Sinian-Middle Permian, and is mainly distributed in the deep western depression, northern depression and the fold belt in eastern Sichuan. Among them the western depression has the largest exploration potential; (2) the ultra-deep source rocks are obviously controlled by depressions or intra platform rifts, and mainly develop four sets of source rocks, including Doushantuo Formation (Fm), third Member of Dengying Fm, Maidiping Fm and Qiongzhusi Fm, which provide an abundant material basis for 8000 m ultra-deep gas exploration; (3) there are three basic reservoir types in the main body of Sinian-Paleozoic layer, the beach (mound) controlling porous type, karst vuggy type and dolomite porous type, which are superimposed with each other and combined with fracture altered to form large-scale multiple reservoir layers, providing favorable reservoir conditions for ultra-deep gas exploration; (4) many sets of source rocks and reservoirs communicate with each other by strike slip or thrust faults, and mainly develop two kinds of reservoir forming combinations of lower source and upper reservoir, and paraegenic and lateral reservoir assemblages forming obvious three-dimensional reservoir characteristics; (5) lithologic trap is the main trap type of ultra-deep Sinian-Permian gas reservoir in the Sichuan basin, and the structural-lithologic trap formed by anticline or nose structure superimposed lithologic body developed on the background of large slope is also an important exploration object; (6) 9 favorable exploration zones in 6 major fields, with a cumulative exploration area of more than 45000 km2 are developed in the ultra-deep strata with depth more than 8000 m, and a resource volume of about 3×1012~5×1012m3 was predicted. The research of this work is of great theoretical and practical significance for the ultra-deep natural gas exploration in Sichuan basin.
