摘 要

摘　要：四川盆地西部地區中三疊世雷口坡期蒸發膏鹽湖盆主要分布在邛崍 成都一德陽一帶，發育多套碳酸鹽巖、石膏、硬石膏巖及鹽巖的沉積旋回，油氣勘探實踐證實，蒸發巖沉積旋回與

摘　要：四川盆地西部地區中三疊世雷口坡期蒸發膏鹽湖盆主要分布在邛崍  成都一德陽一帶，發育多套碳酸鹽巖、石膏、硬石膏巖及鹽巖的沉積旋回，油氣勘探實踐證實，蒸發巖沉積旋回與油氣的生聚成藏關系密切。為分析該盆地雷口坡組的天然氣勘探潛力，從氣源分析、蒸發巖盆地生烴機理、盆地模擬研究3個方面，論證了川西地區雷口坡組局限  蒸發臺地深水渴湖相沉積的富藻碳酸鹽巖具有成為大中型氣田主力烴源巖的有利條件，估算雷口坡組天然氣的資源量介于9839×10⁸～1.201×10¹²m³。結合儲層條件、成藏條件等的分析成果，認為雷口坡組發育臺緣灘和臺內灘裂縫  孔隙型儲層，其頂部發育碳酸鹽巖風化殼巖溶型優質儲層；風化殼巖溶型儲層的發育與雷口坡組在“暴露”“深埋”兩大階段中發生的后生成巖作用有關。結論認為：該區雷口坡組具有形成大中型氣田的資源條件，在川西坳陷中央的新場構造帶，龍門山前鴨子河隱伏構造帶及成都、梓潼凹陷周緣斜坡區，雷口坡組天然氣成藏條件優越，勘探潛力巨大。

關鍵詞：四川盆地西部  中三疊世  蒸發巖沉積旋回  碳酸鹽巖烴源巖  溶蝕作用  風化殼儲層  成藏條件  天然氣勘探潛力

Gas potential of the Middle Triassic Leikoupo Fm in the western Sichuan Basin

Abstract：An evaporite lake basin was developed in an area along Qionglai Chengdu-Deyang in the western Sichuan Basin during the Middle Triassic Leikoupo period，when multiple sedimentary cycles of carbonates，gypsum，anhydrite and halite were deposited．Petroleum exploration practices reveal that the evaporite cycles are closely related with the generation，migration and accumulation of hydrocarbons．In order to estimate the gas potential of the Leikoupo Fm in the study area，we analyzed the gas source．gas generation mechanism of the evaporite basin and basin modelin9．It is believed that the alga-rich carbonates of the Leikoupo Fm deposited on a restricted evaporite platform in a deep lagoon of the western Siehuan Basin have the favorable conditions to become the major source rocks of moderate and large gas fields，and the gas resource volume of the Leikoupo Fm is estimated to be 0.983-1.201 TCM．Fractured porous reservoirs of platform-margin shoal facies and intra platform shoal facies Occur in the Leikoupo Fm．Karstitled carbonate reservoirs of weathering crust type are developed at the top of this formation due to epidiagenesis during the“exposure”and“deep burial”stages of this formation．It is concluded that the Leikoupo Fm in the study area has the conditions for the formation of moderate-to-large gas fields and the potential target areas include the Xinchang structural zone in central of western Sichuan Depression．Yazihe hidden structural zone at the piedmont of Longmenshan as well as the peripheral slope zones of Chengdu and Zitong sags．

Key words：Sichuan Basin，west，Middle Triassic，evaporite sedimentary cycle，carbonate hydrocarbon source rock，dissolution，weathering crust reservoir，hydrocarbon accumulation condition，exploration potential

1　概況

四川盆地海域在三疊紀雷口坡期(T2l)沉積時主要為陸表海斷續淹沒的蒸發臺地，由于受周邊造山帶構造隆升、擠壓的影響，尤其受東南面江南古陸的隆升、臺內瀘州—開江水下隆起形成的影響，該蒸發臺地內形成次一級的隆凹，這些隆凹形成蒸發巖臺地內渴湖、咸化鹽湖的基底。川西地區中三疊世雷口坡晚期膏鹽巖湖盆主要分布在邛崍—成都—德陽一帶(圖1)，發育多套碳酸鹽巖、石膏、硬石膏巖及鹽巖的旋回沉積。

 

油氣勘探研究表明，蒸發巖沉積旋回與油氣的生聚成藏具有密切的關系。據統計，目前世界上具工業價值的含油氣盆地共計l20多個，其中發育蒸發巖沉積旋回的盆地就有66個，約占盆地總數的55％^[1]。近期中國石油化工集團公司部署在川西坳陷新場構造帶的CKl井和XCSl井在“雷口坡組頂部風化殼”(以下簡稱雷頂風化殼)分別測試獲得86.8×10⁴m³／d和68×10⁴m³／d的高產工業氣流，且CKl井自2011年投產以來，氣產量穩定超過9×10⁴m³／d，油壓穩定在28MPa左右，充分揭示川西地區T2l蒸發鹽盆地具有巨大的天然氣勘探潛力。

2　雷口坡組勘探潛力分析

2．1　雷口坡組具有形成大中型氣田的資源條件

川西海相地層油氣資源條件優越，區域上的海相層系(下震旦統、下寒武統、中下泥盆統、二疊系、中下三疊統)均發育良好的烴源巖層，有機質豐度較高，有機質類型主要為偏腐泥混合型，初步估算川西地區占中生界海相層系天然氣的總資源量達2.3747×10¹²m^3[2-3]。

但近期研究表明：川西地區T2l局限一蒸發臺地深水渦湖相沉積的富藻碳酸鹽巖的生烴能力本身就具有成為“T2l大中型氣田”主力烴源巖的條件。主要依據有以下幾點。

1)氣源分析發現，川西坳陷T2l頂部風化殼氣藏氣源主要來自于T2l渦湖相的“富藻碳酸鹽巖烴源巖”：CKl井3個氣樣分析結果顯示，T2l滅然氣中含H2S，(H2S含量介于0.39％～0.68％)，天然氣碳同位素值有別于陸相上三疊統須家河組和侏羅系，表現出典型的油型氣特征；同時，XCSl井T2l頂部儲層瀝青與蒸發巖之下“富藻碳酸鹽巖烴源巖”生物標記化合物特征表現出很高的相似性，均具有低孕甾烷、規則甾烷呈“V”形、三環萜烷含量小于五環萜烷、色譜呈雙峰的特征(圖2)。

 

2)蒸發巖盆地生烴機理研究表明^[1]，在蒸發巖形成期(咸化期)，注入蒸發巖盆地的生物體死亡后沉入水底，在底部咸水中由于氧濃度的減少制約了底棲生物群、食草動物和食腐動物的生長，只有藍綠藻和厭氧微生物細菌可繼續生存，因而藻類(尤其是藍綠藻)及在湖盆底部弱氧化還原環境產生的大量腐殖泥相的有機質是蒸發環境中烴類的主要貢獻者；蒸發巖分布區大地熱流值相對較高，可以使烴源巖得到較大的熱力作用，在較低的鏡質體反射率情況下，就可達到與其他烴類相同的成熟度，使有機質較早、較快地生成油氣，因此，蒸發環境有利于有機物質向烴類轉化。與淡水、微咸水湖盆比較，蒸發巖盆地的烴源巖具有機碳含量低、轉化率高的地化特征，蒸發巖型的環境具有巨大的有機物質生產能力。川西地區早三疊世嘉陵江期一中三疊世雷口坡期臺內廣泛發育蒸發巖沉積旋回，多個旋回底  中部發育分布廣、厚度大的黑灰色泥微晶或暗色含藻碳酸鹽巖。如CK1井鉆揭T2l內發育大套暗色含藻灰巖、泥晶白云巖，厚達386m，占T2l總厚度的31％，在巖心和露頭剖面巖石孑L縫中見殘余瀝青遺跡；CKl井、XQSl井、回龍l井、LSl井等多口井及露頭剖面統計結果表明，整個川西地區T2l烴源巖累計厚度介于200～300m；有機地球化學分析結果表明，T2l碳酸鹽烴源巖殘余有機碳含量分布在0.2％～0.4％，已達到高演化碳酸鹽巖有效烴源巖的評價標準(大于等于0.2％)，具有轉化率(平均達24.7％)高的特點，是優質的烴源巖，從生烴成藏的角度分析，其具有典型的“烴源灶”特征。

3)盆地模擬研究結果表明，川西地區T2l烴源巖到白堊紀末(T2l成藏定型期)生烴總量達到32.797×10¹²m³。生烴強度介于l8×l0⁸～38×10⁸m³／km²，按照自源或近源高效運聚成藏模式，排聚系數取值3.0％～4.3％，估算雷口坡組烴源巖生成的天然氣資源量介于9839×10⁸～1.201×10¹²m³。

因此，就雷口坡組內及其頂部風化殼成藏而言，川西地區T2l具有形成大中型氣田的近源條件。

2．2　雷口坡組發育臺緣灘及臺內灘相優質儲層

川西雷口坡組發育“臺緣灘”和“臺內灘”相沉積，灘相顆粒白云巖、石灰巖為后期形成溶蝕孔縫型儲層提供了良好的基質條件^[4-9]。

雷三段沉積期是雷口坡期最廣泛的一次海侵，也是該區雷口坡期最重要的成灘期，川西大部分地區處于潮間潮下淺灘環境，藻屑、砂屑白云巖發育，泥質含量低(小于2％)，顆粒含量較高(10％～35％)。川西雷三段臺緣灘相發育的儲層以中壩氣田的T2l³氣藏為代表，該氣藏位于川西坳陷西緣，儲層為臺緣灘相的灰色細、粉晶藻砂屑白云巖^[10]，發育次生溶蝕孔隙(針孔狀)和微裂縫，儲層橫向穩定，厚度約為80m，上覆直接蓋層為T2l⁴致密白云巖，區域蓋層為上三疊統和侏羅系中的泥質巖，氣藏儲量近百億立方米，灘相儲層主要孔隙類型是粒間(溶)孔、粒內(溶)孔和藻內溶孔、晶間溶孔、沿微細縫合線發育的溶蝕擴大縫，孔隙度平均值為4.38％。中壩地區雷口坡期處于臺地邊緣，印支晚期雷口坡組遭抬升剝蝕時相對處于構造低部位，上覆還有雷四段，成巖分析認為：雷三段儲層形成的主控因素主要是：“灘相+深埋溶蝕”。

雷口坡組臺內灘相氣藏以川中的磨溪氣田雷一段氣藏為代表，儲層為一套臺內淺灘相粒屑灰巖及粉晶白云巖儲層，溶孔發育，粒屑含量超過50％。儲集空間主要為粒內、粒間溶孔和白云石晶間孔，形成儲層的主控因素也主要是“灘相+深埋溶蝕”。近期施工的CKl井在T2l³也鉆揭多層臺內灘相藻砂屑白云巖及粉晶白云巖儲層，孔隙類型與中壩氣田類似，只是儲層厚度相對較薄(5～20m)，但具多層疊置的特點，巖心孔隙度介于l.35％～4.05％，平均為2.24％，滲透率介于0.003～15.011mD、平均為l.512mD，較中壩臺緣灘相儲層物性稍差?？傮w上，雷三段臺緣灘儲層優于臺內灘儲層。

臺內灘微相沉積粗結構的藻屑、砂屑白云巖，原生孔隙發育，雷口坡組沉積時，四川盆地干旱和潮濕氣候頻繁交替，顆粒灰巖沉積后氣候變得干旱，使原生孔隙受膠結作用的影響??；深埋溶蝕作用(硫酸鹽熱化學還原作用、熱液作用等)產生了大量溶蝕孔隙，形成好的白云巖儲層。

2．3　雷口坡組頂部發育碳酸鹽巖風化殼巖溶型優質儲層

2．3．1雷口坡組頂部古地貌及風化殼儲層特征

拉丁期末的“印支早期運動”使四川l盆地海域整體隆升，海平面下降，中三疊統雷口坡組大面積暴露出地表，成巖環境轉為以風化、大氣淡水作用為主的表生成巖作用環境，形成T2l頂部古風化殼。川西地區印支早期抬升幅度相對較小，暴露時間較短，風化剝蝕主要涉及T2l³4(圖3)。

 

從巖性組合上T2l⁴可進一步分為上、中、下3個亞段：①上亞段(白云巖段)主要以局限臺地云坪相、臺內灘相為主，在川西中段大部分地區均有分布，殘留厚度介于0～110m，由西向東遭剝蝕減薄尖滅；②中亞段(白云巖與膏巖互層段)主要以膏云坪相沉積為主，在川西大部分地區保留較完整，僅川西東南部部分缺失，厚度為60～120m；③下亞段(膏巖段)主要為蒸發臺地含膏漏湖相沉積，在川西地區保留完整，厚度為110～250m。T2l頂部古風化殼厚度平均在50～80m，局部風化剝蝕嚴重區風化殼厚度可達100m。通過對川西地區鉆揭頂部風化殼的XCSl井、XQSl井、CKl井巖心、巖屑進行地球化學分析及詳細薄片鑒定，頂部風化殼儲層巖性主要為含灰質微細晶白云巖及粒屑白云質灰巖；發育多種類型的孔隙，包括粒間溶孔、晶間溶孔、溶洞及溶縫，溶蝕縫洞普遍沿構造縫、縫合線和其他各種類型的裂縫發育，形成與裂縫相關的擴大溶孔及串珠狀溶蝕孔縫儲集體；儲層累計厚度介于60～80m，儲層類型主要為裂縫孔隙型，平均孔隙度為5.9％，平均滲透率為2.54mD。

2．3．2風化殼儲層的形成與“暴露”和“深埋”成巖作用有關

該風化殼巖溶型儲層的發育與川西T2l經歷的“暴露”和“深埋”兩大階段發生的后生成巖作用有關。

抬升暴露階段：T2l頂部碳酸鹽巖暴露地表后，大氣降水接觸碳酸鹽巖表面，在表層形成滲流帶和潛流帶，滲流帶和潛流帶內原生空隙或裂縫遭到溶蝕擴大，孔隙度增加，滲透性增大，形成連通性較好的孔、洞、縫系統。風化殼孔縫洞系統的發育與地形地貌有關^[11-15]，巖溶高地一般發育在古地貌高帶，古斜坡和坳陷則發育巖溶斜坡和巖溶洼地，喀斯特化的溶蝕縫洞帶主要發育于在巖溶高地和巖溶斜坡。但相對而言，巖溶斜坡最有利于溶蝕孔縫洞發育和后期成藏保存；巖溶洼地，孔洞多被充填、連通性差。據統計，在風化殼的巖溶高地、巖溶斜坡和巖溶洼地3個單元，工業油氣井鉆遇率分別為20％、52.9％和3.7％^[16]。四川盆地雷口坡組頂部(以下簡稱“雷頂”)巖溶高地主要分布在瀘州占隆起和開江古隆起一帶，川西巖溶洼地主要分布于大川—都江堰—安縣一線以西，其余大部分地區處于巖溶斜坡帶上(圖3)；目前已在巖溶高地和斜坡區有多口鉆井鉆揭雷頂風化殼氣藏，如元壩l2井、CKl井、XCSl井等。碳酸鹽巖風化殼巖溶儲層的形成還與碳酸鹽巖的可溶程度、巖石性質和結構有關，不同類型的碳酸鹽巖決定了其自身的可溶性，在埋深不大的條件下碳酸鹽巖的溶解性為：石灰巖>白云質灰巖>灰質白云巖>白云巖；在巖石致密程度相同或相近的情況下，巖石中方解石含量越高，易溶解的程度越高。川西坳陷中段雷口坡組上亞段巖性主要為灰質白云巖、白云質灰巖、泥微晶白云巖、粉細晶白云巖與膏鹽巖的互層，大部分含灰質成分和結晶較粗，總體可溶性較好，XCSl井鉆揭的雷頂不整合面的巖性就主要為含灰質粉細晶白云巖、白云質灰巖，晶間廣泛發育多種類型孔隙，主要為晶間溶孔、溶洞及溶縫。古氣候對巖溶作用的強度也有非常重要的影響，在降水量豐富和溫暖潮濕的地區，地表徑流、滲流和地下潛流對地表碳酸鹽巖的蝕變作用強烈，滲流層和潛流層的影響深度和空間規模都較大。四川盆地在拉丁期末處于南緯低緯度帶，氣候濕熱，表生溶蝕作用較強。總體上，抬升暴露階段的溶蝕為T2l頂部在后期深埋過程中進一步溶蝕改造奠定了基礎。

深埋階段：印支晚期川西西緣龍門山造山帶隆升推覆、盆山轉換，山前發育須家河組前陸盆地，“雷頂風化殼”演變為前陸盆地基底，被陸相沉積物覆蓋，隨著上覆陸相沉積地層加厚，風化殼逐漸進入深埋壓實為主的后生成巖作用階段，此階段，一方面由于深埋壓實，充填、膠結作用使表生溶蝕形成的孔縫洞空間減少；但另一方面，隨著埋深加大，地溫升高，隨沉積物充填到早期孔縫洞中的海水、地層水及有機質熱演化所產生的酸性流體等又會對壓實“殘余”的孔縫洞產生溶解作用，形成新的溶孔溶縫，對巖溶儲層的最終形成起到建設性的作用^[17-18]。XCSl井雷四段風化殼巖心包裹體樣分析結果顯示，溶蝕孔洞中方解石晶體內的鹽水包裹體均一溫度介于ll5～145℃，說明發生溶蝕和方解石結晶的環境溫度較高，按四川盆地地溫梯度3℃／l00m估算，此時雷頂應處在3000～4000m的埋深。

2．3．3裂縫是改善風化殼儲層儲集性能的重要因素

伴隨印支中晚期以來龍門山造山帶的隆升推覆、多期次由西向東強烈擠壓，使川西地區雷頂風化殼層還受到了構造裂縫及由構造形變而產生的熱液流動等因素的影響，重新形成在深埋條件下的“孔縫洞體系”。目前，在川西坳陷中部，用三維地震曲率法預測出在雷頂風化面上明顯發育一組NE走向、寬約20km、長約75km、裂縫密度達22.33條／km²的網狀裂縫帶，裂縫向上延伸到小塘子組，向下延伸到雷四中下亞段，平面主要集中在文星、玉泉、新場、馬井一線(圖4)。分析認為這組裂縫帶主要形成于印支晚期構造運動，裂縫帶發育與構造形變及層內膏鹽巖的塑性揉皺有關，其可能對雷頂風化殼巖溶儲層發育及溝通下伏層內烴源起著十分重要的作用，CK1井和XCSl井發現的風化殼氣藏都位于裂縫發育帶內。

 

2．3．4風化殼儲層具有明顯的“蚯蚓”狀波阻抗特征

在川西坳陷高分辨地震剖面上，雷頂風化殼巖溶層主要表現為一段復相位，復相位的寬窄、振幅的強弱都隨風化殼層厚度變化而出現相位的分叉與合并。因此，高分辨的地震剖面波形分析是預測不整合面展布的有效手段之一；另外，高分辨地震反演提取的波阻抗參數對風化殼巖溶儲層更為敏感，川西地區雷四段上部的風化殼巖溶層整體表現為高阻抗背景下的相對低阻抗展布特征，阻抗值域變化大，橫向體現出“透鏡”狀、“蚯蚓”狀，縱向上在高分辨的正演剖面上局部可見“串珠”狀的變化特點，利用這一特點，采用有井約束的波阻抗反演方法可有效預測風化殼儲層發育區。川西中段區域二維高分辨地震波阻抗正演剖面揭示，雷頂不整合面下“相對低阻抗”層“由東向西”廣泛發育，厚度介于5～70m，總體表現為中部厚、兩邊薄的展布特征。

2．4　雷口坡組綜合成藏條件好

川西坳陷海相層系上覆巨厚的陸相碎屑巖，侏羅系—白堊系砂泥巖互層厚度為600～1800m，可構成海相層系良好的區域性蓋層；直接超覆于雷頂之上的馬鞍塘組—小塘子組海灣相泥巖、粉砂質泥巖、碳質頁巖，厚度介于50～350m，可構成“雷頂風化殼氣藏”良好的直接蓋層；雷幾坡組內層狀展布的膏巖、白云質膏巖累計厚度介于50～450m，可構成“雷口坡組內灘相結晶白云巖氣藏”良好的直接蓋層。另外，川兩坳陷區通天斷裂不發育，CKl井鉆揭的雷口坡組地層水主要為CaCl2型，說明川西坳陷雷口坡組保存條件總體較好。

川西地區經歷多期構造運動的影響，在海相層系內形成了多個不整合面和斷裂體系。對于雷口坡組而言，印支中期在雷頂形成的不整合面可成為川西地區區域上遠源輸導的運移通道，不整合面上廣泛發育的風化殼縫洞體系，可構成溝通下伏或側向近源烴源巖的通道。通過對CKl井鉆揭的“雷頂風化殼氣藏”的解剖表明：該氣藏縫洞系統所含天然氣氣源主要來自下伏坳陷內雷口坡組內烴源巖層系。因此，川西地區雷口坡組天然氣運移條件較好。

地震資料解釋發現在川西坳陷的新場構造帶、鴨子河隱伏構造帶、坳陷東斜坡構造帶內雷口坡組構造層還發育眾多次級構造和層圈閉，構造圈閉條件較好；另外，地震預測川西坳陷雷頂風化殼有利儲層發育區面積達4000km²，遠大于現今雷頂局部構造圈閉面積的總和。因此雷頂風化殼還具有存在巖性圈閉氣藏的可能。

盆地模擬方法對川西地區雷口坡組成藏演化研究表明，從印支晚期始，二疊系和中下三疊統的烴源巖就進入生油排烴門限，至燕山晚期，油氣轉化，川西坳陷東坡構造帶、新場構造帶、山前隱伏構造帶基本形成(圖5)，油氣在有利的構造和斜坡部位，圈源匹配成藏；燕山晚期至喜馬拉雅期，由于龍門山構造帶的持續隆升推覆，川西地區再遭到多期次強烈的構造擠壓，構造格局進一步被改變，還有部分古氣藏被調整或破壞，古氣藏逸散及P／T烴源巖持續生成的天然氣在新形成的復合圈閉中再次聚集成藏。

 

綜上所述，川西地區雷口坡組綜合成藏條件良好，具有形成規模海相氣田的條件。

3　有利區帶及勘探部署建議

川西坳陷不同構造帶成藏主控因素不同：龍門山構造帶“通天”斷裂發育，構造被嚴重破壞，圈閉的保存條件是成藏的主控因素；山前隱伏構造帶處于龍門山推覆構造帶前緣(圖5)，構造擠壓和隆升幅度相對較小，構造形態相對完整，但該構造帶西翼普遍發育“通天”斷層，斷層是否具備封堵性是圈閉能否成藏的關鍵。龍門山地表露頭揭示，印支早—中期沿現今龍門山構造帶一線發育臺地邊緣灘相沉積，山前隱伏構造帶是否處于T1-2臺緣灘相區范圍、是否發育礁灘相儲層，以及T2l頂古風化殼儲層在隱伏構造帶是否發育等都有待探索。因此，現今川西坳陷內龍門山前隱伏構造帶是探索早中三疊統“臺緣灘相構造+巖性圈閉”的有利區帶。

川西坳陷中部—川西坳陷東坡構造帶除目前在新場構造帶已發現的“雷頂風化殼巖溶氣藏”外，在雷口坡組內多套“白云巖膏鹽巖沉積旋回”中廣泛發育連片疊置的灘相結晶白云巖儲層也可能形成大、中規模的“臺內灘相近源氣藏”，優質的T2l臺內灘相儲層及T2l頂古風化殼儲層應是成藏的關鍵因素，新場構造帶、成都和梓潼凹陷周圍斜坡區是探索早中三疊統“臺內灘相構造+巖性圈閉、雷頂風化殼巖溶型構造+巖性圈閉”的有利區帶。

綜上所述，建議在川西坳陷的上述有利區帶優選勘探目標，部署針對雷口坡組的探井，爭取在山前、凹陷周圍斜坡區也有所突破，為“十三五”在川西海相層系展開油氣勘探做好先導性準備。

4　結論

川西地區雷口坡組具有形成大中型氣田的近源物質基礎，具有發育優質儲層的條件，在龍門山前隱伏構造帶、坳陷中央新場構造帶、成都凹陷及梓潼凹陷周緣斜坡區，雷頂發育古風化殼巖溶型優質儲層，成藏條件優越，目標眾多，勘探潛力巨大。只要堅定信心，精心研究，加強勘探，克服儲層預測等難題，相信在川西地區雷口坡組可以找到大中型的天然氣田。

致謝：成文中得到了周棣康老專家和《天然氣工業》冉隆輝主編的指導，在此深表感謝。

 

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本文作者：許國明  宋曉波  馮霞  隆軻  王瓊仙  石國山  朱蘭

作者單位：中國石化西南油氣分公司

  中國石化西南油氣分公司勘探開發研究院