中国海相油气田勘探实例(之一) 四川盆地罗家寨大型气田的发现和探明

罗家寨气田发现于2000年,是四川盆地迄今为止发现的储量规模最大的一个气田,2002年探明储量为581.08×108m3。其下三叠统飞仙关组储层由碳酸盐岩蒸发台地边缘优质鲕粒滩白云岩构成,圈闭面积大,构造幅度高,具有一定的埋藏隐蔽性。论述了气田的发现和探明过程,气藏地质的特征,以及对碳酸盐岩气藏勘探的启示。     

四川盆地海相碳酸盐岩的油气成藏条件

四川盆地位于亚洲大陆中南部,是我国最大的外流盆地。油气资源评价结果(2008)表明,四川盆地海相地层待发现资源量约为50111.84×108m~3,资源勘探潜力巨大。本文从地层的划分、层序格架及层序岩相古地理特征等方面,对四川盆地海相碳酸盐岩油气成藏条件做了进一步研究。认为研究区烃源岩包括下志留统、中二叠统、上二叠统龙潭组和上三叠统须家河组等4套岩石,及局部发育的上二叠统大隆组。储集层粉为构造成因类和沉积成因类,构造成因主要包括裂缝性储层;沉积成因类储层主要是礁滩储层、内幕白云岩储层和风化壳岩溶储层。中二叠统气藏主要为自生自储的裂缝性气藏和台内滩相气藏;茅口组顶部和雷口坡组顶部发育风化壳型气藏;吴家坪组、长兴组及飞仙关组地层含礁滩型气藏;嘉陵江组和雷口坡组地层含内幕白云岩型气藏。     

四川盆地西南部第三纪盆地原型及其演化

第三纪是四川盆地大范围陆相沉积历史的最后阶段, 同时又是四川盆地重要的构造定形期.探究该时期原型盆地沉积充填规律与构造演化特征, 是揭示四川盆地形成演化过程, 还原其古地理、古气候演变的关键.在综合利用古地磁、地震、野外露头等资料的基础之上, 从盆-山结合的角度出发, 以地质历史时间为主要线索, 对第三纪原型盆地分阶段、分区域地进行了动态化分析研究.重建了各沉积时期原型盆地构造-古地理格局, 分析了盆地沉积充填规律并复原了不同阶段沉积相带的空间展布特征.主要受周缘山系逆冲推覆作用产生的构造负载和盆地基底构造的影响, 第三纪时期四川盆地沉积范围局限于西南部、南部地区, 以河、湖沉积环境为主, 处于持续地挤压、充填过程而具有萎缩消亡的趋势.现今残余第三系地层由老到新, 主要由名山组、芦山组、大邑砾岩组等地层组成(先后经历了: 受造山带挤压推覆作用和温暖干旱气候等因素影响, 发育湖盆边缘冲积扇和沙漠沉积环境, 处于快速沉降阶段的名山组沉积时期; 以及构造活动相对稳定, 湖盆面积不断减小, 以沙泥质沉积互层为特征的芦山组沉积时期; 和沿山前带由南向北迁移, 以发育大型冲积扇为特征的大邑砾岩组沉积时期).纵观整个第三纪构造演化历史, 反映出四川盆地西南部地区在第三纪时期表现为典型的陆内坳陷沉积盆地性质.同期的大地构造活动和气候变化等因素对原型盆地的形成与演化起到了重要的控制作用, 同时也对该时期盆地古地理格局和沉积充填规律产生了重要影响.     

四川盆地回龙地区下侏罗统自流井组大安寨段混积岩特征及模式

川西回龙地区自流井组大安寨段发育湖相碳酸盐岩和碎屑岩的混合沉积,结合野外露头、钻井岩芯、测井和显微组构等资料的综合分析,对该研究区混积岩沉积微相特征进行了精细刻画。研究认为,回龙地区大安寨段属湖泊混合沉积相,分为滨浅湖混合沉积和半深湖混合沉积两个亚相,并划分了五个沉积微相,分别为高能介壳滩混合沉积微相,低能介壳滩混合沉积微相,砂质浅滩混合沉积微相,浅湖混合沉积微相以及半深湖混合沉积微相。基于所划分的混合沉积相的特征和四川盆地以及研究区回龙大安寨段在侏罗纪的沉积相演变过程,分析了该区混积岩的成因及混合沉积演化模式。得出结论:研究区湖相混合沉积主要受物源供给和水动力条件的控制,在五种不同混合沉积微相控制作用下形成了不同类型的混积岩。     

四川盆地及周缘下古生界页岩气深埋藏-强改造独特地质作用

四川盆地位于特提斯-喜马拉雅构造域和滨太平洋构造域的交接转换部位,盆地及其周缘海相、海陆过渡相富有机质页岩经历了多旋回构造体系下的深埋藏(高演化)、强隆升、强剥蚀和强变形,强改造作用过程。这是我国南方中上扬子地区页岩与北美页岩气产层在地质特征和演化上的最大不同。晚白垩世以来四川盆地多阶段性隆升过程致使地表普遍具有1 000~4 000m剥蚀厚度。地表差异性剥蚀幅度与陆相地层沉积厚度共同控制着其下伏地层的古埋深。四川盆地及其周缘下志留统龙马溪组底界和下寒武统牛蹄塘组底界古埋深分别大于6 500m和9 000m,等深线总体呈NE-SW展布,且二者底界埋深均具有由北东向南西逐渐减小的趋势。龙马溪组底界古埋深最浅处位于盆地南缘宜宾南绥江地区(约6 000m),最大埋深处为川北地区(约9 000m),古埋深分别向盆地东南缘和北缘明显加深,且盆地中央具有明显的NE-SW向展布低值或浅埋深带,即绥江—宜宾—泸州地区和达州—巴中地区。牛蹄塘组底界古埋深特征与现今埋深特征总体相似,最大埋深处位于川西-川北前陆盆地(古埋深大于11 000m);最小古埋深处位于川中—川西南宜宾—自贡—遂宁一带(古埋深小于8 000m)。四川盆地及其周缘下古生界页岩深埋藏与其高演化具有密切相关性。下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组黑色页岩热成熟度Ro值普遍大于2.4%和2.8%,与其古埋深相似均具有由盆地北东向南西逐渐减小的趋势。强隆升、强剥蚀和强变形作用致使下古生界页岩经历强改造作用,具有动态的应力-应变、温度和压力变化特征,及其保存条件有效性的动态调整。四川盆地及其周缘现今钻探成果揭示差异性埋藏-隆升剥蚀-构造变形作用对下古生界页岩气富集与分布具有较大的控制作用。因此,我国南方中上扬子地区下古生界页岩气地质研究,不仅与北美一样,研究常规油气的优质烃源岩如何转化为非常规页岩气的优质储层,而且还须探讨在强改造作用下页岩气优质储层如何才能成为具商业价值的页岩气产层。     

四川盆地元坝气田长兴组古油藏的定量恢复及油源分析

目前虽认为元坝气田长兴组天然气主要为原油裂解气,但尚未进行该气田的古油藏的定量恢复并计算原油裂解气的资源量,并系统分析古油藏原油的来源.长兴组储层普遍可见固体沥青,是原油裂解的直接产物,且原油裂解在本区构造抬升变形前就已经完成,因此储层沥青可用来识别古油层的分布.根据储层沥青的纵向和平面分布,确定了7个可靠的古油藏和4个可能的古油藏,并运用容积法恢复出本区聚集的古原油为6.14×108 t,计算出相应的原油裂解气为3 807.08×108 m3,远大于现今气田的天然气探明储量,表明原油裂解气可以提供充足的气源,进一步证明了天然气主要为原油裂解气.通过长兴组储层沥青与不同层系烃源岩干酪根的碳同位素δ13C值对比,并结合烃源层分布和TOC等资料,确定古油藏原油主要来源于有机质类型以Ⅱ型为主的上二叠统吴家坪组烃源岩,其次为长兴组/大隆组烃源岩.后者主要分布在广元-南江-通江地区,该区的天然气勘探不能忽视该套烃源岩的生烃潜力与成藏贡献.      

渝东五峰组-龙马溪组页岩矿物成分与孔隙特征分析

页岩的矿物成分和孔隙特征对页岩气成藏和开采具有重要意义。四川盆地渝东石柱县打风坳地区五峰组-龙马溪组富有机质页岩广泛发育,应用X射线衍射技术对其矿物成分特征进行研究,发现五峰组-龙马溪组页岩矿物成分包含石英、长石、方解石、白云石、黄铁矿、伊利石、伊/蒙混层和绿泥石。脆性矿物含量(50%)和黏土矿物组合特征表明五峰组-龙马溪组是宜于页岩气形成与开采的有利层位。应用氩离子抛光-扫描电镜方法对页岩微纳孔隙特征展开研究,发现无机孔、微裂缝和有机孔3种孔隙类型。无机孔主要包括粒间孔、黄铁矿晶间孔、黏土矿物层间孔和溶蚀孔,孔径数百纳米至数微米;微裂缝包括构造裂缝和解理缝,缝长集中于3~10μm,缝宽数百纳米。有机孔主要发育在有机质内部,呈片麻状或蜂窝状,孔径30~200 nm,连通性较好。总体而言,五峰组页岩中最主要的孔隙类型是溶蚀孔,龙马溪组页岩中主要发育粒间孔和有机孔。     

地震叠前反演方法预测页岩脆性指数在南川地区的应用

页岩气的有效开发依赖水平井的压裂效果,而页岩脆性是影响页岩压裂的关键因素。通过对比分析现有的3种脆性指数计算方法,即矿物脆性指数计算法、岩石力学脆性指数计算法、基于多元回归脆性指数计算法,优选基于多元回归的脆性指数计算法计算五峰—龙马溪组(简称龙马溪组)页岩储层脆性指数。以四川盆地东部南川地区龙马溪组海相页岩气为例,利用南川地区三维地震资料叠前反演方法,获取多元回归脆性指数计算方程所需的参数,预测页岩脆性指数。结果表明,在已有钻井矿物脆性指标约束下,叠前反演法计算的脆性指数平面预测效果较好,且与实际压裂数据具有较好的一致性,能够满足南川地区页岩气勘探开发的需要。     

四川盆地下古生界硅质页岩层系中硅质来源及其对有机质保存的影响初探

四川盆地下古生界两套硅质页岩层系是其重要的页岩气产层,五峰组—龙马溪组硅质含量与TOC及含气量呈正相关性,暗示硅质矿物对该地区页岩气的生成具有重要意义。但硅质来源复杂,且存在后期硅质流体的注入。因此,本文在总结前人的研究成果基础上,对四川盆地寒武系底部硅质岩系与五峰组—龙马溪组硅质岩系的硅质特征进行了详细的岩石学分析,揭示了3种硅质来源特征：①同沉积无机硅质流体;②生物硅;③后期无机硅质流体。其中寒武系底部以同沉积无机硅质流体与生物硅来源为主,同沉积硅质流体导致有机质快速石化埋藏,有机质内部结构及形态保存较好;五峰组—龙马溪组硅质来源以后期无机硅质流体与生物硅来源为主,有机质在保存过程中受硅质流体的影响很小,有机质腐泥化作用充分,内部结构和形态多数保存较差。该研究初步揭示了两套页岩层系的硅质发育岩石学特征,及其对有机质保存的影响,期望能为四川盆地两套页岩气储层差异性提供新的思路与基础地质数据。     

四川盆地二叠纪栖霞—茅口期古地理格局转换及勘探启示

层序岩相古地理的重建工作对认识盆地的构造—沉积演化、沉积建造时空分布和油气勘探具有重要意义。特殊的构造位置和演化历史造就了四川盆地二叠纪的构造—沉积分异的复杂性。前人对四川盆地二叠纪的原始地理格局认识差异较大,一定程度上制约了栖霞—茅口组有利勘探相带的预测。在综合油气勘探地震、钻井及盆地周缘的露头剖面资料上,通过沉积旋回和层序界面的识别,将栖霞组划分为SQ1和SQ2两个三级层序,茅口组划分为SQ3—SQ5三个三级层序;基于沉积相标志和地层层序的宏观分布特征,重建了四川盆地栖霞—茅口期各层序的岩相古地理。结果表明:岩相古地理相带宏观展布揭示了盆地构造形迹由栖霞期的北东向转变为茅口期的北西向;构造—沉积格局由栖霞期准稳定背景的“隆—坳”分异向茅口期非稳定背景的“台—槽”分异转换;准稳定期的栖霞组有利勘探相带以相对平坦地貌的水下微幅隆起控制为主,呈现出“一带一环”的白云岩浅滩分布,非稳定期的茅口组则在区域张裂构造背景及同沉积正断裂活动的影响下,有利勘探相带受“一槽一半岛”的控制;栖霞—茅口期的台地边缘性质是先成浅水地貌成因的边缘,有利勘探区主要分布在边缘内侧的岸后云质浅滩相带,不同于礁滩沉积铸造的有利勘探相带为滨岸高能礁滩体的镶边台地边缘。