川东南丁山构造震旦系—下古生界油气成藏条件及成藏过程

川东南的构造演化可分成5个阶段:①晚震旦世抬升剥蚀阶段;②早古生代沉降阶段;③晚志留世—泥盆、石炭纪抬升剥蚀阶段;④二叠纪—晚白垩世沉降阶段;⑤晚白垩世—现今快速隆升阶段。震旦系灯影组—下古生界储层沥青与下寒武统和下志留统黑色泥岩之间地球化学特征的对比表明二者有着重要的联系,灯影组烃源来自下寒武统牛蹄塘组。丁山构造一直处于高部位,有利于油气聚集,丁山构造在晚白垩世前圈闭、封盖、储层及保存条件均较好,形成了古油藏。随着埋深的增大,古油藏裂解成古气藏。晚白垩世至今受喜马拉雅运动的影响,通天断层发育,保存条件变差,导致天然气的逸散。丁山构造的油气成藏过程可分为古油藏→古油藏裂解形成古气藏→古气藏破坏三大过程。

气体钻井在丁山构造的应用探讨

丁山构造页岩气资源丰富,但地质条件复杂,储层埋藏深度差异性大,地层古老、硬度高、可钻性差。考虑该地区钻井提速提效需求,采用了气体钻井方式以提高上部地层的钻井效率。但受到井壁稳定性和地层出水等影响,气体钻井应用井段受限。为实现安全钻进,同时提高钻井速度和减少井下复杂,通过井壁稳定性、气体钻井参数优化和库伦准则的探讨和分析,结合现场应用情况优选出丁山构造适合采用气体钻井的井段和气体钻井的参数,对于加快丁山地区页岩气高效开发将具有重要的现实意义。

川东南丁山构造龙马溪组页岩裂缝发育与分布

受晚燕山期古构造应力场制约,川东南丁山构造发生断裂褶皱变形,使得天然剪性构造裂缝成为控制该区龙马溪组页岩垂向封闭性的主要因素。为此,从制约构造裂缝的直接原因——构造作用出发,对研究区页岩裂缝进行预测。首先厘定该区构造演化时序与变形特征,并对影响裂缝发育的晚燕山期两幕最大主应力进行模拟,在该基础上,依据岩石破裂系数和泥页岩裂纹扩展与演化阶段的划分标准,预测裂缝的发育类型与分布。结果表明,贯通裂纹以及断层主要分布于鼻状构造转折部位,对储层物性起改善作用,萌生和发展阶段裂缝分布于鼻状构造的NE和SW两侧。

川东南丁山构造龙马溪组页岩构造裂缝期次及演化模式

川东南丁山构造龙马溪组的页岩气蕴藏量巨大,裂缝对页岩气的富集及产能具有重要影响。综合利用野外露头、岩心、成像测井、包裹体分析、声发射实验以及(U-Th)/He年龄测定等,对该区构造裂缝形成期次及演化模式开展综合研究。研究表明:野外露头和岩心裂缝均主要以构造成因的剪切缝为主,以高角度、大切深、高充填为特征,据其交切关系及产状特征可划分为平面剪切缝和剖面剪切缝。龙马溪组构造裂缝可分为3期:第1期构造裂缝形成于燕山运动中—晚期(82.5~72.1 Ma),裂缝充填物主要为方解石,充填程度较高,均一温度为295.6~325.2℃,古地应力的最大有效主应力为97.06 MPa,主应力方向为135°±15°,裂缝方位主要为NWW—SEE、NNE—SSW向平面“X”型共轭剪切缝以及NE向剖面剪切缝;第2期构造裂缝形成于燕山运动末期—喜马拉雅运动中期(72.1~31.2 Ma),裂缝充填物为方解石,其次为硅质或铁质,均一温度为189.1~232.4℃,古地应力的最大有效主应力为90.71 MPa,主应力方向为45°±15°,裂缝方位主要为近SN向、NEE向平面剪切缝以及NW向剖面剪切缝;第3期构造裂缝形成于喜马拉雅运动晚期—现今(31.2~0Ma),仅形成少量的NW向剖面剪切缝,裂缝充填程度低,充填物为少量方解石,古地应力的最大有效主应力为76.55 MPa。第1期和第2期为主要的成缝期,第3期主要对前期裂缝进行叠加和改造。结合地质力学理论,最终建立了3期裂缝发育的演化模式。

川东南丁山-林滩场构造灯影组热液白云岩特征

通过地表地质与地下地质相结合,对川东南丁山-林滩场构造的上震旦统灯影组热液白云岩岩石学特征、地球化学特征、储层物性特征进行了研究。研究区热液白云岩在岩相学上表现为充填或交代状马鞍状白云石,发育条带状、角砾状构造。同时出现MVT型铅锌矿、马鞍状白云石-石英、马鞍状白云石-沥青、马鞍状白云石-天青石等热液矿物组合。马鞍状白云石的碳、氧、锶同位素值较灯影组围岩表现出明显的低碳、低氧,而富锶同位素:Δδ13CPDB(脉-围岩)在-1.312‰^-0.501‰之间,Δ1δ8OPDB(脉-围岩)在-4.257‰^-1.974‰之间,Δ(87Sr/86Sr)(脉-围岩)在0.002 3~0.004 1之间,显示出热液活动的特征。热液活动使灯影组白云岩产生重结晶及热液溶蚀作用,使储层晶间孔、次生溶蚀孔在原岩基础上增加3%~10%。热液白云岩比未受热液影响的白云岩基质孔隙度平均值增加1.1%,渗透率平均值增加1.415×10-3μm2。热液白云岩的分布受桑木场断裂、现今构造高点及桐湾期不整合面控制。平面上,以现今桑木场背斜核部、桑木场断层及与之较近的林滩场构造较为发育,而较远的丁山构造则相对少见。纵向上,主要分布在距震旦系与寒武系之间的不整合面以下300 m之内,分布呈断续状。结合该区构造演化、油气热演化史,认为热液白云岩可能形成于早二叠世。

鄂西渝东地区典型构造流体封存箱划分及油气藏的形成与演化

鄂西渝东地区海相地层油气保存较为完整。通过对储层沥青(天然气)与可能烃源岩的有机地球化学特征对比分析,确定了丁山构造震旦系储层沥青和建南构造韩家店组、黄龙组、长兴组、飞仙关组、嘉陵江组天然气藏的烃源岩;然后利用EasyRo模型恢复了丁山1井下寒武统和建38井下志留统、二叠系烃源岩的热演化史;再以泥质岩类及膏盐层为流体封存箱的顶底板,划分了两典型构造(古)油气藏所处的流体封存箱系统;最后结合构造演化史,分析了两构造流体封存箱及其油气藏的形成与演化。通过对比分析可知建南构造震旦系-志留系天然气成藏条件优越,仍是今后重点勘探层位。

川东南丁山与焦石坝地区五峰组—龙马溪组页岩气富集条件差异分析与思考

四川盆地东南缘(川东南)丁山构造五峰组—龙马溪组页岩气勘探已取得突破,但相比涪陵页岩气田焦石坝构造,其富集高产因素又体现出其自身的特殊性。以四川盆地丁山和焦石坝地区五峰组—龙马溪组为研究对象,综合利用钻井、测井、地震及分析化验等资料,明确了两地区主要富集条件的差异性,建立了2种目标类型页岩气成藏富集模式,研究发现:(1)丁山优质页岩层段TOC≥3%的页岩仅发育于五峰组—龙马溪组一段①—③层,厚15~19 m,明显比焦石坝薄(焦页1井近38 m);(2)丁山构造保存条件明显受齐岳山断裂控制,平面上远离齐岳山断裂、埋深更大的斜坡带和深埋平缓带页岩气层压力系数、孔隙度和含气量明显增大,而焦石坝构造保存条件明显受周边控制构造的断裂影响,压力系数、孔隙度和含气量仅在断裂附近出现明显的降低;(3)丁山优质页岩层段在自身脆性方面与焦石坝无明显差异,但由于埋深变化较大,埋深处于3500~4500 m富集区的优质页岩层段的地应力、岩石破裂压力明显增大。研究认为沉积环境造成了两地区页岩原生品质具有一定的差异,其中丁山属于“较快速海退型”陆棚相沉积,而焦石坝属于“缓慢海退型”陆棚相沉积;而控制构造的断裂是造成页岩气逸散方式和程度不同的主要因素。根据以上特点,建立了丁山“齐岳山断裂带主体控制、浅埋藏区垂向、横向联合逸散、深埋藏区富集”的盆缘“鼻状断背斜富集型”、焦石坝盆内“控边断裂垂向逸散为主、横向逸散微弱、主体稳定区富集”的“断背斜富集型”成藏富集模式。