川中广安气田天然气成因类型及气源分析

川中广安气田是四川盆地2006年新发现的上报探明地质储量超过500×108m3的大型气田,也是目前四川盆地在上三叠统产层发现的最大气田。由于广安气田所在地区上三叠统烃源岩的生气强度小于20×108m3/km2,不具备形成大中型气田的理想条件,因此该气田的天然气成因类型及气源成为一个亟待解决的问题。笔者通过对广安气田天然气组分和碳同位素等资料的详细分析,判定其天然气为煤成气;根据气源对比,排除了下伏和上覆烃源岩的供源可能性,证实广安气田为上三叠统须家河组煤系地层自生自储形成。最后,经过对天然气运移途径分析,认为近源侧向运移是形成广安大型气田的主因。     

四川盆地东缘上三叠统须家河组沉积特征

根据露头剖面实测、观察资料,分析和总结了四川盆地东缘上三叠统须家河组(T3x)的地层、岩性特征及沉积相标志.研究区内须家河组岩性为成分成熟度低的砂岩夹泥岩(局部有薄煤层及煤线),结合沉积相标志的研究结果认为其主要为三角洲-湖泊、辫状河、曲流河沉积,且以辫状河沉积为主.三角洲-湖泊沉积在须家河组下部相对发育,包括了沼泽、分流河道、水下分流河道、分流间湾、浅湖等微相类型,辫状河则在该组中部发育,包括了心滩、废弃河道等微相类型,曲流河沉积发育于该组近顶部,包括了边滩、泛滥平原(沼泽)等沉积微相,其中辫状河心滩是区内主要储集体,而三角洲-湖泊泥岩是良好的烃源岩,提出了区内须家河组的沉积相模式.     

川西坳陷新场地区上三叠统须家河组地层水成因探讨

川西新场地区上三叠统须家河组二段和四段地层水离子组合特征显示出海相地层水以及富溴泥页岩和煤层压释水侵入的特点,整体表现为富溴的压释水和海相地层水混合,原始沉积水和淡水的影响较小。由于海相地层水和富18O而贫氘的压释水对原始沉积水的侵入和替换,地层水的氘、氧同位素值增大。须四段地层水更为强烈的水岩反应造成其相对须二段地层水更高的氧同位素值这一反常现象。尽管Cl-、Na+、Br-等含量似乎只受控于地层水的混合,但是K+、Ca2+、Mg2+、和Fe2+、HCO3-、SO42-等变化则明显受水岩反应的控制,文中提出的成岩假设与须二段和须四段地层水中上述离子变化及前人的成岩研究相符,不同的水岩体系造成两者地层水化学特征的差异性,须四段更为开放的水岩反应体系使得其相对须二段地层水富Ca2+、Mg2+和Fe2+,但贫K+,这些离子差别可以很好地区分两者中的地层水。     

四川盆地上三叠统须家河组气藏类型与富集高产主控因素

四川盆地上三叠统须家河组,由于强烈的成岩作用,砂岩厚而致密,储层非均质性强,多类型天然气藏发育。其主要发育八种常规气藏与两种非常规气藏。其中岩性气藏、构造—岩性复合气藏等规模大,储量丰富,是重要气藏类型,主要发育于川中地区;水溶气藏也很发育,产量高,潜力大,广泛分布于川中—川西的平缓斜坡区与坳陷区,是四川盆地未来重要发展方向。须家河组天然气藏大多具有近源、高压、含凝析油、含水,分布广、规模大,气、水关系复杂等特点。由于不同地区的沉积、成岩、构造等方面的不同,其天然气成藏的主控因素差异较大。如川中地区主要控制因素是岩性,川西冲断带则主要是构造与裂缝,川北主要是裂缝与岩性。因此,储集体、构造与裂缝等是须家河组天然气聚集成藏的三大主控因素,这三大要素的有效组合也是天然气富集高产区形成的关键。     

川中地区上三叠统须家河组气源分析

通过对川中与川西北主要气田的天然气组分、天然气运移指标等资料的详细分析,发现川中地区须家河组天然气主要来自内部的次级生烃洼陷,其中须家河组二、四、六段气源分别为一、三、五段烃源岩,且不同含气层段之间很少有气源窜通的现象。最后指出即使生气强度小于20×108m3/km2,但只要紧邻生气洼陷,储层物性就相对较好,又有良好的构造背景,也能形成大中型气田。     

四川盆地上三叠统须家河组烃源岩埋藏史及热演化特征

根据地层分层数据和古热流分析,运用PetroMod-1D软件对四川盆地的51口探井进行模拟,得到了盆地内上三叠统的埋藏史、成熟度演化史及烃源岩受热史,初步划分了上三叠统烃源岩的成熟阶段和生烃期次。结果表明,川北、川中地区须家河组烃源岩分别在中晚侏罗世进入生烃门限;川南地区大约在早白垩世达到生烃门限,此后地层不断埋深,热演化持续进行,在晚白垩世达到最大埋深,之后由于燕山末期及喜山期构造运动,地层发生整体抬升,干酪根的热演化也因此受到了遏制．     

川西坳陷中段上三叠统须家河组二段原油裂解成因天然气发现及成藏模式初探

川西坳陷中段具备多套烃源层、多个烃源区、多期油气生成、多期油气成藏同时又经历了多个构造期调整和破坏,纵向上发育的多套生储盖组合孕育了多层含气层系。天然气碳同位素分析表明,该区上三叠统须家河组产出的部分天然气乙烷碳同位素具有明显偏负的特征,相关图版的判别显示,这部分天然气具有原油裂解气的性质。同时在研究区上三叠统须家河组储层中发现了大量的储层沥青充填物,通过岩芯观察、显微照片、元素、热解等分析,发现该储层沥青充填物具有多种类型、多种分布形态、边界较为清楚等特征,且这些沥青充填物的反射率较高,尤其是须二段的储层沥青,这一特征与焦沥青的基本特征类似,表现为油藏裂解后残余物的特征,原油裂解气和焦沥青的发现证实了川西坳陷中段须家河组古油藏的存在。在此基础上,通过综合分析生油及裂解条件等,对研究区须家河组古油藏裂解气成藏模式进行了初步探讨,将这一过程分为印支晚期古油藏形成、燕山中期古油藏裂解、燕山晚期-喜山期气藏调整三个连续的阶段,这对深化认识川西坳陷中段天然气的成因和分布具有一定的意义。     

四川蒲江地区上三叠统须家河组地层古生物特征及沉积环境

对蒲江县熊坡背斜一带出露的上三叠统须家河组进行了实测和系统采样分析。根据古生物化石组合的特征将其划分为2个生物组合带：即Weiyuanella rhomboidallis-Permophorus emeiensis双壳组合带和Zamites jiangxieensis-Clathropteris植物组合带,结合岩性特征及层位对比, 认为该区仅出露有须家河组五段和六段。沉积相分析表明,须家河组的沉积环境为辫状河三角洲,并细分为三角洲平原亚相和三角洲前缘亚相。证实须家河组与上覆中侏罗统新田沟组为平行不整合接触,缺失下侏罗统     

四川盆地上三叠统须家河组烃源岩埋藏史 及热演化特征

根据地层分层数据和古热流分析,运用PetroMod-1D软件对四川盆地的51口探井进行模拟,得到了盆地内上三叠统的埋藏史、成熟度演化史及烃源岩受热史,初步划分了上三叠统烃源岩的成熟阶段和生烃期次。结果表明,川北、川中地区须家河组烃源岩分别在中晚侏罗世进入生烃门限;川南地区大约在早白垩世达到生烃门限,此后地层不断埋深,热演化持续进行,在晚白垩世达到最大埋深,之后由于燕山末期及喜山期构造运动,地层发生整体抬升,干酪根的热演化也因此受到了遏制。     

四川龙门山中段上三叠统须家河组特征

上三叠统须家河组广泛分布于四川汶川县、都江堰市、崇州市、大邑县等毗邻地区。呈NE向展布,出露面积大于150km²,厚度大于2851m。笔者在进行1:5万“三江幅”和“万家坪幅”区域地质调查时,于该区测制了须家河组剖面。本文对这一地区的须家河组进行了一、二、三段的划分,并对岩石特征、地层对比、底顶界线、生物地层和年代地层进行概略讨论;须家河组的沉积环境可划分为三角洲相和河流相。     

四川盆地上三叠统须家河组沉积时期古气候

四川盆地上三叠统须家河组可分为6段,整体表现为砂—泥间互的沉积结构,古气候是控制这种沉积结构的重要因素之一。文中利用孢粉分析法、黏土矿物分析法和特征元素分析法对全盆地6个采样点、6个层段的泥岩样品进行了系统分析,分别恢复了四川盆地晚三叠世须家河组各段地层沉积时期的古气候。研究表明,四川盆地晚三叠世须家河组沉积时期古气候特征为热带—亚热带背景下发生的温热交替、干湿更迭:须1段为海陆过渡相沉积,该时期温度高、湿度大,为炎热潮湿气候;须2段沉积时期,温度与须1段沉积时期持平或略低、湿度大幅降低,为温和干燥气候;须3段沉积时期,温度和湿度均比须2段沉积时期高,炎热潮湿,沼泽沉积发育;须4段沉积时期,温度升高、湿度略有降低,气候温和干旱;须5段沉积时期,温度和湿度均达到峰值,为整个须家河组沉积时期最炎热潮湿的阶段;须6段沉积时期,温度降至最低、湿度有所下降,气候温和干旱。     

四川类前陆盆地须家河组层序-岩相古地理特征

通过对四川盆地的构造格局和盆—山耦合关系分析,确定该盆地属于类前陆盆地,晚三叠世须家河期具备以川中古隆起为中心的,由川西坳陷、川东北坳陷、渝东—川东南坳陷三个盆—山耦合次系统组成的“三坳围一隆”构造—沉积格局。以盆缘地表及盆地内钻井剖面的须家河组和香溪群地层划分、沉积相和层序地层分析、基准面旋回划分及区域等时对比为依据,将须家河组划分为全盆地范围内可追踪对比的2个超长期（SLSC1—SLSC2）和5个长期（LSC1—LSC5）基准面旋回层序。以此为基础,选择各长期旋回层序上升和下降半旋回相域为等时地层单元编制四川盆地层序—岩相古地理图。编图结果表明须家河组各时期岩相古地理面貌、相带展布规律和沉降—沉积中心及其迁移方向,严格受龙门山和米仓山—大巴山两造山带非同步的、但交替发育的逆冲推覆作用与“三坳围一隆”构造—沉积格局控制,盆—山间的耦合关系具有造山带隆升蚀顶与盆地横向生长、沉降、充填的物质循环平衡过程。这一独具特色的构造—沉积格局始终控制着须家河组各超长期、长期旋回层序的沉积充填作用,古地理面貌、生储盖组合特征和围绕川中古隆起为中心的油气成藏规律。     

Geochemical comparison between gas in fluid inclusions and gas produced from the Upper Triassic Xujiahe Formation,Sichuan Basin,SW China

Natural gas in the Xujiahe Formation of the Sichuan Basin is dominated by hydrocarbon (HC) gas, with 78–79% methane and 2–19% C₂₊ HC. Its dryness coefficient (C₁/C_1–5) is mostly < 0.95. The gas in fluid inclusions, which has low contents of CH₄ and heavy hydrocarbons (C₂₊) and higher contents of non-hydrocarbons (e.g. CO₂), is a typical wet gas produced by thermal degradation of kerogen. Gas produced from the Upper Triassic Xujiahe Formation (here denoted field gas) has light carbon isotope values for methane (δ¹³C₁: −45‰ to −36‰) and heavier values for ethane (δ¹³C₂: −30‰ to −25‰). The case is similar for gas in fluid inclusions, but δ¹³C₁ = −36‰ to −45‰ and δ¹³C₂ = −24.8‰ to −28.1‰, suggesting that the gas experienced weak isotopic fractionation due to migration and water washing. The field gas has δ¹³C_CO2 values of −15.6‰ to −5.6‰, while the gas in fluid inclusions has δ¹³C_CO2 values of −16.6‰ to −9‰, indicating its organic origin. Geochemical comparison shows that CO₂ captured in fluid inclusions mainly originated from source rock organic matter, with little contribution from abiogenic CO₂. Fluid inclusions originate in a relatively closed system without fluid exchange with the outside following the gas capture process, so that there is no isotopic fractionation. They thus present the original state of gas generated from the source rocks. These research results can provide a theoretical basis for gas generation, evolution, migration and accumulation in the basin.     

四川盆地上三叠统须家河组的双壳类动物群

本文通过四川盆地上三叠统须家河组中丰富的双壳类化石新资料的研究,划分出了两个双壳类化石组合带,并对其组合特征、地区分布和沉积环境进行了讨论,还描述5个新种,刊出了主要化石图版。     

川中地区上三叠统须家河组成岩层序地层学特征

充分利用薄片分析以及X-衍射等资料,结合元素俘获(ECS)测井解释所获得的岩石矿物组合特征,从层序界面对成岩特征的控制以及不同基准面旋回内的成岩作用发育规律两个方面分别对川中须家河组层序地层格架内的成岩作用特征进行探讨。结果表明,须家河组可划分为2个超长期和5个长期基准面旋回层序。须二段、须四段底部的层序界面之下碳酸盐胶结物含量普遍增加,而界面之上的砂体普遍见溶蚀现象,储层物性相对变好。须四段基准面上升半旋回时期形成的沉积物颗粒粒度较粗、泥质含量低、砂体厚度大、连通性好,在成岩过程中原生孔隙容易得到保存,再加上受到层序界面所控制的有机酸性水溶蚀作用的影响,有利于次生孔隙的产生。而基准面下降期,砂体的连通性变差、泥质夹层增多,在成岩过程中原生孔隙不易保留同时也不利于次生溶蚀孔隙的产生,因而物性最差。须二段总体也具此规律,但由于其埋藏更深,经历成岩作用更为复杂,因此并不如须四段明显。研究成果可为研究区优质储层追踪对比及预测提供依据,同时也能为成岩层序地层学的研究提供借鉴。     

四川盆地东部上三叠统须家河组层序地层及聚煤特征研究*

四川盆地东部上三叠统须家河组共分7段,其中须一段与川西小塘子组为同期异相沉积。须一、须三、须五、须七段为含煤泥岩段,须二、须四、须六段为砂岩段。对区内钻井剖面及露头剖面进行分析,在须家河组中识别出区域性构造不整合面及河流下切冲刷面等层序界面,将须家河组划分为4个三级层序,分别对应于须一段、须二段—须三段、须四段—须五段、须六段—须七段。以地层的岩性、岩相变化特征细化分出低位体系域、湖侵体系域和高位体系域。其中低位体系域以广泛分布的河道砂岩沉积为特征;湖侵体系域与高位体系域以湖滨三角洲相的细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层互层为特征。对层序地层格架下的聚煤特征分析表明,层序Ⅲ聚煤最有利,其次为层序Ⅳ,层序Ⅱ最差;在层序Ⅲ内,高位体系域比湖侵体系域更有利于成煤。煤层厚度变化明显受泥炭堆积速率与可容空间增加速率的控制,高位体系域早期较高的可容空间增加速率与较高的泥炭堆积速率保持平衡,有利于厚泥炭(煤)层的形成。     

川中--川南地区上三叠统须家河组气藏异常压力分布及成因

通过对川中--川南地区须家河组气藏异常压力的纵向和平面分布特征研究,结合沉积背景、构造演化和生烃作用等分析了异常高压的成因;并利用剥蚀量、流体包裹体均一温度及改进的Lee--Kesler状态方程识别了古今地温差与剥蚀厚度及其与压力系数之间的关系。川中--川南须家河组各储层段压力系数在平面上由西北向南逐渐降低,纵向上呈常压(压力系数0.90～1.1)、高压(压力系数1.1～1.4)及超高压(压力系数1.4)三段式分布。生烃增压和储层的致密化是本区产生异常高压的主要原因。各气藏古今地温差为35℃～70℃,古今地温差与剥蚀厚度呈正相关关系、与压力系数呈负相关关系,说明川中--川南须家河组现今压力分布状态是地层抬升剥蚀造成的。     

四川彭州市白鹿乡地区上三叠统须家河组特征

彭州白鹿乡地区须家河组含煤地层大片分布,本文通过该区洞子沟比较完好的须家河组地层剖面的研究,对该区及近邻地区须家河组的分布、岩石组合特征、横向变化进行讨论,以便对须家河组的形成环境及含煤特征有更深入的认识,更有助干该区地层层序的建立。