四川盆地西部中二叠统茅口组油气地质条件及勘探潜力

四川盆地西部中二叠统茅口组为碳酸盐岩浅水缓坡相沉积,高能浅滩亚相颗粒岩发育。茅口组沉积末期,研究区古表生岩溶作用强烈,有利于岩溶储层发育。中二叠统发育栖霞组和茅口组碳酸盐岩、梁山组泥质岩等多套烃源岩,烃源岩厚度大,品质较好;各套烃源岩从中三叠世末起相继达到生烃高峰,资源潜力大。茅口组中上部发育两类储层:裂缝-孔洞型(或裂缝型)储层和白云岩孔隙型储层。钻井及露头剖面揭示茅口组含气性好。高能滩相沉积区与岩溶斜坡带叠合区是茅口组储层发育的有利地区。茅口组之上的区域盖层发育,保存条件好。认为川西地区茅口组具有良好的天然气勘探前景。     

川西北中二叠统茅口组储层特征及成因

对四川盆地西北部钻井岩心、露头剖面样品的宏观及微观岩石学特征研究认为,川西北茅口组储层类型主要为生屑灰岩,储集空间主要为生物格架孔、粒间溶孔、粒内溶孔、溶蚀孔洞及裂缝。茅口组储层的发育主要受到沉积微相、古岩溶作用及构造作用等因素控制。其中沉积微相是储层形成的物质基础,古岩溶作用是储层形成的关键因素,而构造裂缝是储层改善及连通的重要因素。     

黔南坳陷平塘甘寨二叠系茅口组沉积相与储层特征分析

通过铸体薄片、物性测试、扫描电镜等资料,对黔南坳陷平塘甘寨二叠系茅口组沉积相与储层特征进行深入分析,认为贵州平塘甘寨茅口组主要的岩石类型为亮晶-微晶生屑灰岩、生物灰岩、微晶灰岩、内碎屑亮晶灰岩、硅质岩、瘤状灰岩和含燧石灰岩等。茅口组生物种类较多,有介形虫、腹足、腕足、三叶虫、藻类、棘屑、蜒、珊瑚、海百合茎等。上述岩石学特征和生物组合指示平塘甘寨地区中二叠统茅口组为开阔碳酸盐台地沉积环境,包括台内滩和滩间两个亚相。储层特征分析结果表明,茅口组储集空间以晶间溶孔和晶间孔为主,具有明显的低孔低渗特征。局部溶蚀孔、构造裂缝相对较发育,对改造储层的孔渗性有重要的贡献。储层类型为碳酸盐岩裂缝-孔隙型储层,储层质量及发育部位受沉积相、成岩作用和构造活动多因素的控制。     

有限元数值模拟技术在潜山裂缝定量预测中的应用——以珠江口盆地惠州凹陷惠州26构造为例

潜山储层的裂缝发育预测是勘探开发领域一个技术难题。目前多采用地震刻画、地震属性提取、周边钻井资料揭示以及岩芯观察等方法对地下裂缝的分布情况进行预测,但存在不少问题。笔者等通过有限元数值模拟方法对珠江口盆地惠州26构造裂缝发育情况进行预测,并提出预测流程。该方法首先采用断层生长连接分析结合演化史分析建立合适的几何模型和数理模型,通过给定力学参数和边界条件,模拟裂缝主要形成期文昌期、恩平期的古构造应力场,最终通过对张应力和剪应力大小及分布的分析来预测储层构造裂缝的发育程度。模拟结果显示,文昌期裂缝强烈发育区位于F2断层西段和F1断层西段,在惠州26构造处,构造的高部位裂缝发育强度较强,在4井位置裂缝发育较弱,在7井位置发育较好的裂缝。恩平期受应力方向和大小的改变影响,主要的裂缝发育区集中在F2断层下盘惠州26构造高部位。将预测结果与钻井结果进行比较,预测结果和钻探结果较一致,印证了该方法在古潜山裂缝预测中的实用性。有限元数值模拟方法不仅能够恢复构造裂缝形成期构造应力场的分布情况,也可以对储层构造裂缝的分布及发育程度进行预测,为裂缝型潜山油气藏勘探开发提供技术支持。     

有限元数值模拟技术在潜山裂缝定量预测中的应用——以珠江口盆地惠州洼陷惠州26构造为例

潜山储层的裂缝发育预测是勘探开发领域一个技术难题。目前多采用地震刻画、地震属性提取、周边钻井资料揭示以及岩芯观察等方法对地下裂缝的分布情况进行预测,但存在不少问题。笔者等通过有限元数值模拟方法对珠江口盆地惠州26构造裂缝发育情况进行预测,并提出预测流程。该方法首先采用断层生长连接分析结合演化史建立合适的几何模型和数理模型,通过给定力学参数和边界条件,模拟裂缝主要形成期文昌期、恩平期的古构造应力场,最终通过对张应力和剪应力大小及分布的分析来预测储层构造裂缝的发育程度。模拟结果显示,文昌期裂缝强烈发育区位于F2断层西段和F1断层西段,在惠州26构造处,构造的高部位裂缝发育强度较强,在4井位置裂缝发育较弱,在7井位置发育较好的裂缝。恩平期受应力方向和大小的改变影响,主要的裂缝发育区集中在F2断层下盘惠州26构造高部位。将预测结果与钻井结果进行比较,预测结果和钻探结果较一致,印证了该方法在古潜山裂缝预测中的实用性。有限元数值模拟方法不仅能够恢复构造裂缝形成期构造应力场的分布情况,也可以对储层构造裂缝的分布及发育程度进行预测,为裂缝型潜山油气藏勘探开发提供技术支持。     

基于波动方程正演对九龙山地区茅口组地震响应特征识别研究

九龙山构造位于四川盆地西北部旺苍县和苍溪县境内,该构造具有构造规模大、隆起幅度高、保存条件好、纵向上多产层、钻井显示丰富等特点。本文主要针对九龙山构造范围内下二叠统茅口组储层的地质模型和正演结果,明确储层发育位置,找到对应的地震相特征,并对储层进行分级评价。通过测井响应特征、储集空间、储层厚度、曲率等综合分析,用波动方程正演模拟预测下二叠统茅口组地震响应特征。正演结果表明茅口组孤立溶洞型储层的地球物理响应特征为同相轴串珠状上拉、振幅减弱;茅口组缝洞系统储层的地球物理响应特征为茅口组顶界同相轴"扭曲断续、下拉"。在此基础上总结了孤立溶洞和缝洞系统两种地震响应识别模式,为储层的预测提供了参考依据。     

吴旗探区长61储层构造裂缝特征及分布规律

吴旗地区主力油层为上三叠统延长组长6¹,属于特低渗储层。根据研究区露头地层、钻井岩心及岩石薄片实物资料,同时利用古地磁岩心定向方法,对研究区构造裂缝进行了详细的定性-定量化观测描述和统计。研究认为,吴旗地区长6¹储层主要发育NE向和NW向高角度的区域性共轭构造裂缝系统。储层段岩心构造裂缝密度为0.4~1.90 条/m,构造裂缝以偏张性为主,充填较为严重（约占57％）,无效裂缝居多（约占68％）。在此基础上,以构造裂缝观测值为依据,通过构造应力场有限元数值模拟,综合岩石破裂法和能量法,建立了裂缝预测数学模型,对长6¹储层构造裂缝分布和发育规律进行了定量预测研究,指出了裂缝发育区、次发育区和不发育区;同时,预测了张、剪裂缝发育方位,为吴旗地区低渗透储层石油进一步勘探部署和区块合理开发提供了地质依据。     

储层构造裂缝定量预测与油气渗流规律研究现状和进展

裂缝型油气藏是21世纪石油增储上产的重要领域之一，但裂缝储层本身的复杂性在一定程度上增加了研究难度。从国内外研究现状来看，尚缺乏一个能全面解决构造裂缝定量预测问题的研究方法，对裂缝型油气藏预测及评价研究仍处于探索阶段。储层裂缝研究主要涉及 3个方面的关键内容，即地下裂缝识别、裂缝空间分布预测和裂缝参数定量表征。构造裂缝发育规律、形态特征以及油气等流体渗流规律主要受控于构造应力场和储层岩石物理性质的非均质性。强调构造应力场与岩石力学属性相互作用的研究方法已成为构造裂缝空间定量预测的主流，固体应力场和流体压力场的联合作用构成流体运移的驱动机制。我国拥有相当数量的裂缝储层的地质储量，进行裂缝型油气藏研究与预测，无论对西部还是东部深层油气藏的勘探突破均有深远意义。系统综述了储层裂缝定量研究和预测方法以及裂缝储层油气渗流规律的研究现状。     

页岩储层构造应力场模拟与裂缝分布预测方法及应用

裂缝是页岩气富集高产的关键因素。页岩储层相对于其他类储层,其塑性相对较强,非构造裂缝比较发育。构造裂缝除了高角度的张性裂缝以外,还发育有较多近水平的层理缝和低角度构造滑脱缝等。针对页岩储集层的特点和裂缝发育特征,从地质成因的角度,明确了页岩储层构造应力场模拟数值模拟与裂缝分布预测的方法,其核心在于建立模拟地区目的层的精确地质模型、力学模型和计算模型。利用页岩的单轴和三轴压缩变形试验和声发射古、今地应力测试结果进行应力场数值模拟,获得研究区构造应力场分布,将应力场模拟果与实际地质资料对比分析,进一步检验校正已建立地质模型的合理性;在此基础上,针对富有机质页岩主要发育张裂缝和剪裂缝的特殊性,分别采用格里菲斯、库伦摩尔破裂准则计算页岩储层张破裂率、剪破裂率,依据张裂缝与剪裂缝所占的比例关系,求取页岩储层的综合破裂率,据此分别定量表征页岩储层中张裂缝、剪裂缝和构造裂缝的发育程度及分布特征;并在全面考虑影响页岩储层裂缝发育程度的综合破裂率、脆性矿物含量、有机碳含量多种主控因素的基础上,进一步提出了页岩“裂缝发育系数”作为最终判别指标,综合定量表征页岩储层裂缝的发育程度和预测裂缝的分布,页岩裂缝发育系数越大,裂缝发育程度则越高。该方法在我国渝东南地区下志留统龙马溪组页岩储层裂缝分布预测中得到了有效应用。此不仅为页岩气甜点优选提供了一种新的技术方法,而且模拟成果对页岩气水平井和压裂改造方案的设计具有重要的参考价值。     

川西北部地区中二叠统茅口组岩溶储层特征研究

川西地区中二叠统茅口组在多个构造获得突破,但前期受勘探程度及资料限制,对茅口组储层研究相对较少,这制约了下一步勘探工作,因此开展川西北部茅口组储层特征研究是有必要的。基于此,本文根据钻井、化验分析、地震等资料,结合动静态资料重新评价茅口组储集类型,取得了以下三点认识:①川西北部地区中二叠统茅口组储集岩类主要为亮晶生物(屑)灰岩、粒屑灰岩、含生屑泥晶灰岩、白云岩、白云质(豹斑)灰岩。具有孔、洞、缝等多种储集空间,它们在空间上相互有机搭配形成了孔洞缝相结合的储渗空间。②川西北部茅口组气藏并不只是单一的裂缝性气藏,应以裂缝—孔洞型气藏为主,只有找准缝洞系统发育区,才能获得较好储量规模及勘探开发效果。③有利滩相是储层发育的基础,受岩溶作用改造后的有利地貌区是控制储层分布的主要因素。     

蜀南Z工区茅口组顶岩溶古地貌、古水系特征与刻画

蜀南地区茅口组灰岩岩溶储层较为发育,是蜀南地区重要的产层之一。但是该套储层非均质性强、缝洞充填程度高,储层预测具有较大困难。恢复岩溶古地貌、刻画古水系,可以摸清岩溶储层的发育分布规律,对蜀南地区茅口组油气勘探具有重要的指导意义。本文利用印模-趋势面法,以茅口组顶至长兴组顶的沉积厚度为标识,恢复了蜀南Z工区的岩溶古地貌,根据微地貌组合形态,划分了4类三级地貌单元,并结合岩溶水文地质学理论在Z工区刻画出南北向地表水系。分析认为不同的地貌位置,水动力条件具有较大差异;河流两侧位于径流区,水动力条件最强,溶蚀孔缝最发育,是下一步储层勘探方向。      

川西北二叠系茅口组海相优质烃源岩发育控制因素

中国南方茅口组地层为区域性烃源岩. 茅口组底部和顶部均发育硅质岩, 顶部地层残余有机碳高达10.90%, 其厚度16 m, 为优质烃源岩层, 而该组底部为差烃源岩.通过岩石学、碳同位素和微量元素分析, 表明华南川西北地区茅口期存在2期上升流, 分别发育于茅口组沉积早期和晚期; 上升流所带来的营养盐有利于生物的发育, 产生高的初级生产力.结合碳同位素资料, 发现茅口期古海洋生物产率呈现出高-低-高的变化过程, 而大气中CO₂含量变化也呈现高-低-高的变化过程.虽然茅口期底部为高初级生产力层段, 但是由于该沉积及早期成岩阶段为常氧环境, 不利于沉积有机质保存, 形成了差烃源岩, 而茅口组顶部沉积时期存在大的海侵事件, 海平面的上升导致厌氧环境形成, 沉积有机质大量保存下来, 形成优质烃源岩层段.该套烃源岩形成与发育主控因素分析是中国南方海相优质烃源岩分布预测和油气成藏研究的基础.      

川北元坝地区茅口组顶面古地貌恢复与岩溶发育特征

川北元坝地区茅口组碳酸盐岩岩溶储层发育,但该套储层非均质性强,储层预测有较大困难,需要进一步恢复岩溶古地貌、古水系,从而掌握储层分布规律,指导下一步油气勘探开发。文章选用残厚法恢复了元坝地区茅口组顶面岩溶古地貌,并结合现代岩溶学和岩溶动力学理论,划分了岩溶台地、岩溶缓坡地、岩溶平原和岩溶盆地4类二级地貌单元。应用现代岩溶分类方法,根据微地貌组合形态,划分了6类三级地貌单元,并对古水系进行了刻画。分析认为元坝地区茅口组顶面岩溶古地貌属岩溶地貌形成演化的初期阶段,不同地貌位置岩溶发育有较大差异,岩溶缓坡地属地下水径流区,水动力条件最强,孔洞最发育,是下一步储层勘探方向。      

四川盆地中二叠统茅口组米兰科维奇旋回及高频层序

四川盆地中二叠统茅口组形成于中二叠世中晚期。通过分析四川盆地中二叠统茅口组露头剖面岩性特征、对比广元上寺长江沟露头剖面碳氧同位素变化趋势与沉积层序发育特征,将茅口组划分为2个可全盆地追踪的Ⅱ型三级层序,并分析了茅口组三级层序的主控因素。在此基础上,对钻穿中二叠统茅口组典型井的自然伽马能谱测井曲线开展频谱分析,识别出多种具有米兰科维奇旋回特征的高频旋回,并计算出茅口组沉积的平均速率及沉积时限等相关参数。最后,采用数字滤波消除掉其他次要旋回因素的影响而仅保留与主控因素相关的旋回信息,建立茅口组的高频层序划分方案。结果表明,茅口组三级层序在形成过程中主要受控于构造升降及全球海平面变化;茅口组米兰科维奇旋回特征明显,其中长偏心率旋回(413.0 ka)和短偏心率旋回(123.0 ka)分别是形成四级层序(准层序组)和五级层序(准层序)的主控因素,与之对应的平均旋回厚度在龙17井区分别为13.44m和4.31m,在安平1井区分别为16.03m和4.68m;茅口组大约发育15个四级层序,其发育时限大约为6.11Ma;根据构造背景曲线和长偏心率旋回曲线的叠加曲线划分高频层序,其高频层序界面更加接近实际地层的发育情况。     

四川盆地东部茅口组白云岩成因: 来自岩石学、矿物学和地球化学的证据*

四川盆地中二叠统茅口组白云岩中蕴藏丰富的天然气资源,但是这套白云岩的成因多年来一直存在争议。盆地东部茅口组白云岩储集层多发育在茅三段中下部,纵向上厚度介于3.0~46.8 m之间,平面上沿北西—南东向基底断裂呈带状展布。野外和钻井岩心观察发现,白云岩内发育交织状张性裂缝,将岩石切割呈角砾状,裂缝多被粗晶方解石、白云石充填或半充填。根据围岩和裂缝中白云石晶体形貌和产出状态,在显微镜下识别出4类不同组构的白云石: 第1类为灰泥基质中“星散状”自形粉晶—细晶白云石; 第2类为半自形面状组构细晶白云石,呈他形—半自形镶嵌状; 第3类为具“雾心亮边”的自形晶面状组构细晶—粗晶白云石,具糖粒状结构,晶间孔隙发育; 第4类为脉体充填的粗晶鞍状双晶白云石。背散射照片显示前3类白云石的“雾心”部分晶面混浊、表面分布方解石残斑及微孔, 而第3类白云石的“亮边”部分与第4类鞍状粗晶白云石脉则晶体明亮、洁净、致密,属新生矿物。上述4类白云石的成分均具有富Ca和贫Fe、Mn、Sr的特点,MgO含量变化较大,其中前两类白云石MgO含量总体低于白云石标准计量,而后两类白云石的MgO含量则接近或略高于标准计量。岩石学、矿物学和地球化学特征表明:茅口组白云岩主要经历了2期白云化作用,初次白云化作用形成第1类、第2类白云石及“雾心”白云石,二次白云化作用形成“亮边”白云石和粗晶白云石脉体; 2期白云化作用均发生得很早,可能始于同沉积期至浅埋藏期。白云石原位微量元素和原位锶同位素分析表明,白云化作用流体具有混源的特点,流体可能由富Ca地下水以及与火山活动有关的热液混合而成。推测中二叠世末期峨眉山地幔柱的喷发引起四川盆地内基底断裂再次活动,造成茅口组内张性构造裂缝发育,这为白云化流体混合及运移提供了通道。     

新店东井田水文地质分析及涌水量预测

新店东井田构造复杂、断层多且落差大,破坏了其原有的水文单元,使得大气降水、地表水、地下水联系的更加紧密。根据地质资料分析,本区先期地段内主要断层均切割至二叠系茅口组,缩短了煤层与二叠系茅口组的间距,使得更易发生茅口组突水。     

四川盆地东部中二叠统茅口组热液活动特征

四川盆地中二叠统茅口组存在丰富的热液流体活动。在野外剖面和岩心观察的基础上,利用多种分析测试方法,对四川盆地东部茅口组碳酸盐岩中的热液活动特征进行了探讨。研究区茅口组热液活动包括2类,一类为硅质热液,表现为薄层硅质岩或硅质团块;另一类为碳酸盐型热液,表现为粗晶方解石和白云石充填在张性构造裂缝中或呈"雪片状"集合体,偶见少量黄铁矿、闪锌矿等金属硫化物伴生。硅质岩主量元素之间的关系表明硅质来源具有多样性,是热液硅与壳源硅的混合;黄铁矿、闪锌矿原位S同位素δ34S介于-3.91‰~-6.87‰之间,推测可能受到了微生物和基性岩浆岩的双重影响;方解石脉和具鞍状双晶的白云石脉普遍具有Ca O高于标准计量、相对富Sr和U、贫REE和Ti、Ce/Ce*明显负异常、Eu/Eu*主体正异常、Y正异常等特征,表明碳酸盐脉为热液活动的产物,流体来源也呈现出火山活动相关流体与富钙地下水混合的特点。闪锌矿富集Ge和Cd,Zn/Cd及Zn/Fe值反映了中等成矿温度。硅质岩和碳酸盐流体包裹体均一温度变化范围较大,介于54.7~294.3℃之间,与稀土元素和微量元素比值所揭示的特征吻合。研究结果表明,穿层状硅质结核和团块的首次出现往往标志着茅口组热液活动的开始,而张性构造裂缝和碳酸盐型热液活动带来的围岩白云化作用则有效地改善了白云岩储集层的物性。     

蜀南地区茅口组古岩溶地貌与缝洞系统发育关系研究

蜀南地区茅口组古岩溶地貌形态对缝洞系统的发育起着控制作用。在恢复茅口组古地貌的基础上,根据上二叠统在区域上的分布厚度、风化壳表面侵蚀特征和茅口组地层保存程度,将茅口组顶部古岩溶面划分为岩溶台地、岩溶坡地(又分为西部陡坡带和北东部缓坡带)和岩溶盆地3个二级地貌单元;研究了各地貌单元和缝洞系统发育关系。结果表明:岩溶台地岩溶水以垂向渗流为主,风化剥蚀强烈,形成垂向的溶缝、溶洞常被泥质等充填,横向连通性弱;岩溶陡坡、岩溶台地和岩溶陡坡过渡带岩溶作用最强,溶孔、溶洞发育,且充填程度低,缝洞系统最为发育,是有利的勘探区带;岩溶缓坡水流速度慢,岩溶作用周期长,溶蚀空间易受充填,不利于缝洞保存;岩溶盆地岩溶发育最弱,储集性能差,是不利的勘探区带。      

四川盆地东部中二叠统茅口组热液活动特征*

四川盆地中二叠统茅口组存在丰富的热液流体活动。在野外剖面和岩心观察的基础上,利用多种分析测试方法,对四川盆地东部茅口组碳酸盐岩中的热液活动特征进行了探讨。研究区茅口组热液活动包括2类,一类为硅质热液,表现为薄层硅质岩或硅质团块;另一类为碳酸盐型热液,表现为粗晶方解石和白云石充填在张性构造裂缝中或呈“雪片状”集合体,偶见少量黄铁矿、闪锌矿等金属硫化物伴生。硅质岩主量元素之间的关系表明硅质来源具有多样性,是热液硅与壳源硅的混合;黄铁矿、闪锌矿原位S同位素 δ³⁴S 介于-3.91‰~-6.87‰之间,推测可能受到了微生物和基性岩浆岩的双重影响;方解石脉和具鞍状双晶的白云石脉普遍具有CaO高于标准计量、相对富Sr和U、贫REE和Ti、Ce/Ce^*明显负异常、Eu/Eu^*主体正异常、Y正异常等特征,表明碳酸盐脉为热液活动的产物,流体来源也呈现出火山活动相关流体与富钙地下水混合的特点。闪锌矿富集Ge和Cd,Zn/Cd及Zn/Fe值反映了中等成矿温度。硅质岩和碳酸盐流体包裹体均一温度变化范围较大,介于54.7~294.3 ℃之间,与稀土元素和微量元素比值所揭示的特征吻合。研究结果表明,穿层状硅质结核和团块的首次出现往往标志着茅口组热液活动的开始,而张性构造裂缝和碳酸盐型热液活动带来的围岩白云化作用则有效地改善了白云岩储集层的物性。