四川盆地绵阳-长宁拉张槽中段下寒武统筇竹寺组页岩裂缝脉体特征及古流体活动过程

四川盆地绵阳-长宁拉张槽及周缘沉积了巨厚的筇竹寺组黑色页岩,是未来深层页岩气勘探的有利目标。以拉张槽中段及周缘筇竹寺组富有机质页岩裂缝脉体中赋存的古流体为研究对象,基于岩心和薄片观察了裂缝脉体的发育特征,通过碳氧同位素测试分析了古流体的来源及成因,利用盆地数值模拟恢复了地层压力演化过程,进而探讨了筇竹寺组页岩气的保存条件。结果显示:绵阳-长宁拉张槽内的GS17井和拉张槽东侧的MX9井筇竹寺组页岩裂缝脉体相对不发育,拉张槽西侧W201井发育多组顺层缝和高角度裂缝,被早期方解石和晚期鞍状白云石、重晶石、石英等矿物充填;碳氧同位素结果表明成脉流体与热液和有机质脱羧作用有关;拉张槽内及东侧高石梯-磨溪地区筇竹寺组由于原油裂解发育强超压并保存至今,而拉张槽西侧的威远构造虽然也曾经发育过超压,但在晚期构造运动中发生了泄压作用。相较于拉张槽内和高石梯-磨溪地区,威远地区筇竹寺组页岩气的晚期保存条件相对苛刻,需要重点关注局部超压发育区。

拉张槽对四川盆地海相油气分布的控制作用

四川盆地现今为挤压性的沉积盆地,地表所见构造也均为压性构造;但四川盆地沉积盖层在形成、演化过程中发生了拉张运动(地裂运动)并形成了张性构造(拉张槽等)。现今盆地内已发现的主要拉张槽有开江-梁平海槽(拉张槽)和绵阳-长宁拉张槽。开江-梁平海槽(拉张槽)是四川盆地内深埋地下的二叠纪-三叠纪之间的一个北西-南东向展布的深水碳酸盐岩沉积区,是在峨眉地裂运动理论启示下因生物礁油气藏勘探而发现的。绵阳-长宁拉张槽是四川盆地内发育于早寒武世的一个南北向的下寒武统巨厚碎屑岩沉积(降)区,是在兴凯地裂运动理论指导下通过构造-沉积综合研究而发现的。2个拉张槽的发现和特征研究均经历了漫长过程。拉张槽的形成演化不仅控制了优质泥质烃源岩和优质碳酸盐岩储集岩的发育,而且为优质泥质烃源岩-优质碳酸盐岩储集岩组合的形成和油气成藏效应及规模的提高创造了条件,致使环拉张槽周缘地区是克拉通盆地内油气分布最丰富的地区。

绵阳-长宁拉张槽北段构造-沉积特征

绵阳-长宁拉张槽北段(川西地区)震旦系-下古生界埋藏深,研究程度低。本文利用川西高精度地震资料、综合钻探资料和野外露头资料,探讨绵阳-长宁拉张槽北段的构造与沉积特征,并对烃源岩特征进行分析。研究表明:拉张槽边界有2个明显的陡坎;拉张槽西侧边界大致垂直于原特提斯洋,其东侧边界分布在射洪-三台-元坝-剑阁一带。拉张断层沿着拉张槽两侧对称分布,在陡坎下方发育一系列的拉张断层。拉张槽两侧,震旦系灯影组厚度大,上覆的下寒武统厚度小,甚至缺失;在拉张槽内,灯影组厚度减小,而下寒武统厚度明显加大。拉张槽内麦地坪组属于斜坡-盆地相,广泛分布着浊流或碎屑流沉积的钙屑(磷屑)岩屑砂岩,可能是绵阳-长宁拉张槽在拉张初期的沉积记录;拉张槽外麦地坪组发育不完整,属台地相沉积。拉张槽内筇竹寺组+麦地坪组烃源岩厚度大、品质好、成熟度高。拉张槽北段(川西地区)的下寒武统烃源岩无论是厚度还是品质均明显高于中段(川中地区),是下寒武统重要的生(供)烃中心。拉张槽北段(川西地区)具有中段(川中地区)的构造-沉积特征和原始油气地质条件,其海相油气具有较大的勘探前景。

绵阳-长宁拉张槽北段麦地坪组烃源岩特征——以绵竹清平剖面为例

以四川盆地绵阳-长宁拉张槽北段中央的绵竹县清平剖面为例,基于系统的薄片鉴定、有机地球化学分析、主元素、痕量元素及稀土元素的综合分析,研究绵阳-长宁拉张槽北段下寒武统麦地坪组烃源岩地质特征及元素地球化学特征。清平剖面麦地坪组主要岩性为碳质页岩含火山灰夹层、泥/微晶白云岩、碳/硅质页岩、白云岩屑粉砂岩与泥岩互层、白云岩屑磷块岩、白云岩/磷质岩屑粉砂岩夹泥岩。麦地坪组烃源岩则主要由其中碳/硅质页岩构成,主要特征是:(1)厚度达146.2m;(2)TOC质量分数为0.70%~42.68%,平均为12.95%;(3)干酪根类型指数在98~100,为Ⅰ型腐泥型干酪根;(4)沥青质反射率(Rob)为1.56%~2.83%(平均为2.31%),tmax为414~612℃(平均为577℃),表明烃源岩处在高成熟-过成熟阶段;(5)痕量元素V/(V+Ni)、U/Th、Ni/Co的比值及稀土元素δU、Ceanom、Ce/La比值,指示麦地坪组烃源岩形成于缺氧的强还原型水体环境。川西地区(绵阳-长宁拉张槽北段)麦地坪组为一套形成于缺氧环境下的有机质含量高、干酪根类型好、高成熟—过成熟阶段的优质烃源岩。

四川盆地中二叠世广元—巴中拉张槽的发现及其油气地质意义

利用野外、钻井和地震资料综合研究,在四川盆地广元—巴中地区发现中二叠世的槽谷,为上扬子西北缘受海西期拉张作用形成的拉张槽。拉张槽的地质—地震特征明显,呈北西向展布,宽度为70~120km,面积约为2×104km2,根据其中线展布将其命名为广元—巴中拉张槽。拉张槽控制着中二叠统的烃源岩展布,拉张槽内为深水欠补偿沉积,充填10~30m的深水陆棚相泥质岩,TOC为2%~9%,为优质烃源岩。该拉张槽还控制着中二叠统茅口组台缘带优质储层的形成与展布,拉张槽两侧发育台地边缘滩相沉积,三维地震资料解释表明,台缘带宽度为8~10km,面积达3000km^2,受岩溶等成岩作用改造,可形成规模优质储层。广元—巴中拉张槽的发现改变了四川盆地二叠纪构造沉积分异形成于长兴期的传统认识,拉张槽内部优质烃源岩与其周缘规模滩相储层构成旁生侧储的源储配置关系,为有利成藏组合,是茅口组重要勘探方向。

川中古隆起构造演化特征及其与早寒武世绵阳-长宁拉张槽的关系

根据早寒武世绵阳-长宁拉张槽的发现,为深化对四川盆地基础地质的认识开展相关构造演化研究。通过震旦系顶界古构造恢复,对比分析拉张槽分布范围与各期川中古隆起分布范围,研究了古隆起演化与拉张槽的关系。以拉张槽和古隆起为主体可将四川盆地划分为12个区域。认为川中地区的隆起是伴随着早寒武世拉张槽由隆起转换为凹陷演化形成的,川西南地区在晚震旦世拉张槽隆升剥蚀阶段已具有雏形。拉张槽东西两侧是相互独立的构造区域,印支期(晚三叠世)古隆起与拉张槽具有北东向联合古隆起特征。此后演化特征仍具有差异性,特别是喜马拉雅期至今的演化过程中,川西南地区的隆升幅度远大于川中地区,致使现今构造特征表现为震旦系顶界构造川西南与川中分别位于同一隆起构造的高点和斜坡位置。因此,绵阳-长宁拉张槽对震旦系-下古生界原生油气地质条件的控制和川中古隆起对震旦系-下古生界古今油气藏的形成、调整和保存具有控制作用。

四川盆地德阳—武胜拉张槽西段构造—沉积特征及勘探领域

基于前人的认识和勘探成果,结合川西地区地球物理及地表地质资料,研究分析了四川盆地德阳—武胜拉张槽(西段)的结构及沉积充填特征,探讨了有利勘探领域及方向。德阳—武胜拉张槽是四川盆地晚二叠世长兴期在弱伸展背景下形成的北西向张性构造单元,具有两侧地层厚、中间地层薄的槽状结构特征。德阳—武胜拉张槽两侧边缘(台缘带)发育生物礁、生屑滩等高能相带沉积,有利于储层发育;槽中央发育较深水—深水环境下的微晶灰岩、硅质泥岩、碳质泥岩、页岩等岩性组合,是有利的烃源岩;其西段龙宝梁三维工区内沿着北西向台缘带发育带状生物礁,与下伏龙潭组等烃源岩及槽内长兴组泥页岩构成"下生上储"、"旁生侧储"源—储组合。该拉张槽边缘相带是油气的潜在勘探领域,龙宝梁地区是近期勘探的有利目标。

四川盆地震旦系勘探突破与绵阳—长宁拉张槽的特征及对下扬子区的意义

简要回顾了上扬子四川盆地震旦系—寒武系特大型天然气田发现历程,指出磨溪—龙王庙气田是中国目前发现地质时代最老、单体构造储量规模最大的大气田,突破发现于近5年间,得益于绵阳—长宁拉张槽的发现。进一步阐述与分析了绵阳—长宁拉张槽的分布位置、边界特征;生烃、储层体系特征;形成演化与油气成藏特征;特别指出了其重大勘探发现及理论研究认识对于推进下扬子海域南黄海盆地油气勘探的重要意义。

晚二叠世盐亭—蓬溪拉张槽东段特征及其对四川盆地中部长兴组油气成藏的控制作用

长期以来,四川盆地中部上二叠统长兴组油气勘探尽管已取得发现,但并未形成大规模产能。现今对川中地区长兴组礁滩体分布特征、晚二叠世"盐亭—蓬溪"拉张槽东段边界特征以及长兴组成藏耦合关系并不清晰。结合最新地震资料,精细刻画出盐亭—蓬溪拉张槽东段最新边界,总结分析四川盆地中部长兴组礁滩体分布规律与油气地质特征。研究表明:①盐亭—蓬溪拉张槽东段南西侧以发育条带状生屑礁滩复合体为主要特征,定名为磨溪生屑滩高带。北东侧以发育透镜状生物礁为主要特征,定名为广安生物礁高带。②盐亭—蓬溪拉张槽对川中地区长兴组厚度及礁滩体分布具有控制作用。拉张槽边界两侧长兴组厚度具有明显差异,礁滩体主要发育在拉张槽两侧长兴组中上部地层中。③盐亭—蓬溪拉张槽对川中地区上二叠统—下三叠统烃源岩分布具有控制作用,拉张槽内部长兴组厚度减薄,而飞仙关组一段厚度明显增大,具备较优质烃源岩发育条件。④四川盆地中部是以下寒武统为主的多源供烃模式,具有垂侧向复合输导系统,长兴组为次生古油藏—原生气藏/次生气藏模式。综上认为,长兴组油气地质特征相较下古生界更为复杂,四川盆地中部长兴组古油藏规模有限,气源不足是现今未大规模成藏的主要原因。烃源岩/优势气源区—输导系统—优质礁滩体储层耦合是寻找长兴组油气勘探"甜点"区的关键。

四川盆地震旦系威远—安岳拉张侵蚀槽特征及形成演化

基于沉积、构造综合分析,利用露头、钻井、测井及地震资料,研究四川盆地震旦系威远—安岳拉张侵蚀槽的平面、剖面特征,并根据地层、岩性、构造及区域演化等特征对震旦系进行剥蚀恢复,再现桐湾运动时期拉张侵蚀槽各阶段发育演化及其改造过程。威远—安岳拉张侵蚀槽沿蓬莱—安岳—荣昌一线呈北西向展布,具有东陡西缓的特征。研究横跨拉张侵蚀槽中部的威远—龙女寺地震剖面发现,威远—安岳拉张侵蚀槽是震旦纪期间基底断裂多幕堑垒式活动导致灯影组地层差异抬升、差异侵蚀和差异溶蚀等多种地质过程综合作用的结果,其形成可分为早、中、晚3个阶段。通过剖面剥蚀恢复,定量测算了拉张侵蚀槽侵蚀、溶蚀量,最大可达600 m。

四川盆地及周缘震旦系灯影组岩性—碳同位素地层划分及意义

四川盆地及周缘地区灯影组厚度变化巨大,给地层划分与对比带来极大困难;同时,绵阳—长宁拉张槽成因问题的实质也是地层归属不清。在此背景下,基于2条露头和3口钻井开展了系统的岩性—碳同位素地层划分对比工作,将灯影组划分为6个可等时对比的岩性段,共包含3次碳同位素正偏(DP1、DP2、DP3)和3次碳同位素负偏(DN1、DN2、DN3)。地层划分结果为:(1)灯一段以泥晶白云岩为特征;(2)灯二下亚段发育各种藻白云岩,伴生葡萄状构造,且下部发育DP1碳同位素正偏,中部发育DN1碳同位素负偏,上部向DP2碳同位素正偏过渡;(3)灯二上亚段岩性为泥晶白云岩夹少量藻白云岩,下部发育DP2碳同位素正偏,中上部发育DN2碳同位素负偏,且该亚段中部在局部地区发育混合沉积;(4)灯三段普遍具有混积特征,局部地区为碎屑岩,发育特征管状化石;(5)灯四下亚段以大套泥晶白云岩为特征,碳同位素稳定在1‰左右,上部向DP3碳同位素正偏过渡;(6)灯四上亚段主要发育藻纹层白云岩和叠层石白云岩,底部见DP3碳同位素正偏,向上逐渐负偏过渡为DN3。地层对比发现,灯二上亚段顶部的不整合面可对应547 Ma左右的冰期,灯四段顶部的不整合面对应震旦纪—寒武纪之交(541 Ma左右)的冰川事件。位于绵阳—长宁拉张槽内部的蓬探1井、蓬深3井不同程度地缺失灯二上亚段之上的地层,缺失厚度可达600 m以上(缺至灯二下亚段底部),且上覆麦地坪组厚度最大、最完整,说明绵阳—长宁拉张槽的主体形成时间可以约束到灯二下亚段底部沉积之后和拉张槽内部麦地坪组开始沉积之前。

四川盆地下寒武统筇竹寺组页岩储层特征及发育控制因素

近期川北陆内坳陷型的SZY1井和川中、川西南地区“拉张槽”型Z201井、JS103井皆获得突破,展示四川盆地下寒武统筇竹寺组页岩具有较好的勘探潜力,但不同类型页岩储层差异性及发育主控因素仍不清楚,亟需开展储层特征对比研究。文章基于三口井资料,对四川盆地下寒武统筇竹寺组不同类型页岩储层的岩石学、地球化学、储集性及可压性等特征进行系统对比分析。研究结果表明:川北地区陆内坳陷型寒武系页岩TOC及粘土矿物含量较高,以有机质孔和片状粘土矿物孔为主,比表面积与孔径较大,孔隙发育主要受有机质丰度和成岩作用控制;川中地区拉张槽深水陆棚相黑色页岩TOC与含气量较高,以有机孔为主,孔隙度与有机质丰度呈良好正相关性;川西南拉张槽浅水陆棚相粉砂质页岩TOC较低,含气量低,片状粘土矿物孔、粒间孔和微裂缝为主要孔隙类型,孔隙发育主要受成岩作用控制。川北陆内坳陷与川中拉张槽深水陆棚相沉积的筇竹寺组富有机质页岩具有一定相似性,TOC较高,优质页岩段以有机孔为主;川西南拉张槽浅水陆棚相粉砂质页岩TOC较低,以无机孔为主,但孔隙度较高、可压性较好,具备一定勘探潜力。

兴凯地裂运动与四川盆地下组合油气勘探

探讨兴凯地裂运动对四川盆地下组合油气成藏的影响。以兴凯地裂运动观点为指导,分析四川盆地早寒武世绵阳-乐至-隆昌-长宁拉张槽的演化过程及其对震旦系-下古生界油气地质条件的控制作用。绵阳-乐至-隆昌-长宁拉张槽形成过程可分为拉张孕育阶段——隆升剥蚀期(灯影组沉积末期)、拉张初始阶段——初始发育期(麦地坪组沉积期)、拉张高潮阶段——壮年期(筇竹寺组沉积期)、拉张衰弱阶段——萎缩期(沧浪铺组沉积期)、拉张消亡阶段——消亡期(龙王庙组沉积期)。其形成演化对于筇竹寺组优质烃源岩的发育、灯影组优质喀斯特孔洞型储层和下寒武统优质储层的形成与保持,以及断裂输导体系的形成等,有重要的控制作用。该拉张槽内及其两侧可能成群地分布有震旦系灯影组和下古生界(如下寒武统龙王庙组)大气田及丰富的下寒武统筇竹寺组页岩气。

四川盆地海相油气分布的构造控制理论

利用四川盆地深部地球物理、地球化学和地质资料,结合测井、岩心等并综合前人研究成果分析四川盆地构造特征、作用、演化过程对油气成藏要素和分布的影响。结果表明,四川盆地海相油气分布的控制因素复杂,主要受拉张槽、古隆起和盆山结构的联合控制。(1)"兴凯"和"峨眉"地裂运动形成的绵阳-长宁拉张槽和开江-梁平拉张槽控制了原生油气地质条件的发育,特别是对烃源岩和储集层展布的控制作用明显,致使烃类的富集区集中在这两个拉张槽周缘地区;(2)加里东和印支古隆起成为区域油气运移的指向区,油气向古隆起高部位运聚并形成古油气藏;(3)盆山结构对保存条件的影响决定了天然气的最终聚集。因而,四川盆地海相天然气勘探应重点选择拉张槽、古隆起与原地隆起-盆地区或突变型盆山结构区三者相叠合的区域。

兴凯地裂运动对四川盆地灯影组优质储层的控制作用

早寒武世兴凯地裂运动形成绵阳-乐至-隆昌-长宁拉张槽。通过拉张槽东西两侧震旦系灯影组储层的对比研究,发现拉张槽对灯影组风化壳喀斯特、埋藏溶蚀、热液作用和储层物性具有重要的控制作用。靠近拉张槽,风化壳喀斯特作用强,灯影组储层溶蚀洞穴发育,储层沥青含量高,有机质酸埋藏溶蚀作用和热液作用强,基质孔隙度和渗透率大,储层物性好。拉张槽东侧由于断裂裂缝系统更发育,灯影组的埋藏溶蚀作用、晚期硅质热液活动和热液溶蚀作用强度要大于拉张槽西侧。

四川盆地上震旦统灯影组微生物碳酸盐岩储层特征与主控因素

四川盆地上震旦统灯影组微生物碳酸盐岩主要发育在灯二段和灯四段。灯二段以凝块石和葡萄石为主,储集空间类型有葡萄-花边状孔洞、微生物体腔孔、微生物格架孔和凝块间溶孔;纵向上发育3个储层段,储层沥青集中发育在桐湾Ⅰ期不整合面之下117 m。灯四段则发育纹层石和叠层石,储集空间则以窗格孔和岩溶孔洞为主,辅以凝块间溶孔和微生物体腔孔;亦发育3个储层段,储层沥青发育在桐湾Ⅱ期不整合面之下134.2 m。四川盆地灯影组微生物岩储层形成和分布主要受控于浅水潮坪微生物席、微生物结构、白云石化和绵阳-长宁拉张槽。广布的浅水潮坪微生物席建造是优质储层发育的基础,微生物结构影响着储层的初始差异性,白云石化作用是微生物岩储层形成的关键,绵阳-长宁拉张槽控制下的风化壳岩溶和埋藏溶蚀作用决定了微生物岩优质储层的改造强度和展布,灯影组微生物岩优质储层主要分布于绵阳-长宁拉张槽东西两侧的边缘带。

川南寒武系筇竹寺组勘探潜力研究

川南下寒武统筇竹寺组勘探实践表明,页岩厚度薄且多套叠置,页岩层段测试及试采效果不佳。为进一步落实该区有利勘探目标,实现寒武系筇竹寺组效益开发,开展了系统取心、岩心观察及实验分析。结果表明:①川南下寒武统筇竹寺组发育泥页岩、(泥质)粉砂岩、粉砂质页岩等多种岩性,页岩厚度相对较薄,纵向不连续沉积;②页岩热演化程度过高,储集空间类型以无机孔为主,含粉砂质储层段无机孔也占主导地位;③不同岩性的储层品质相当,均具备储集能力;④钻井揭示位于筇竹寺组中部的含粉砂泥页岩段厚度大、储层物性好、含气性好,是有利目标层段。研究认识对该区拓宽勘探思路具有重要的指导意义。

四川盆地灯影组天然气晚期调整成藏的主控因素

利用近年来最新钻探成果,结合构造-沉积演化分析,研究四川盆地震旦系灯影组天然气的晚期调整成藏主控因素。结果表明盆-山结构、绵阳-长宁拉张槽和全盆地贯通的灯影组顶面岩溶不整合面输导体系联合控制了灯影组天然气的晚期调整成藏。盆-山结构控制灯影组天然气向造山带运移的大方向。拉张槽内筇竹寺组的侧向封隔作用,使得灯影组天然气分成东西两区,东区天然气向拉张槽东缘持续运移集聚,受侧向封堵而形成岩性-构造大规模气藏聚集带;西区天然气主要向威远和盆地边缘运移,威远顶部封盖能力不足而使大部分天然气逸散,在运移途中的局部构造形成小规模气藏。盆地边缘受盆-山结构影响,保存条件被破坏,使得天然气逸散而不能成藏。华蓥山以东应考虑天然气逸散的方向指向区(现今构造高部位),可能会有气藏保留。灯影组成藏的特征与主控因素为区域性及规模性的构造或沉积差异造成生储运圈的相应调整和差异演化。

川南—黔北地区下寒武统烃源岩发育分布特征及控制因素

探讨川南-黔北地区下寒武统筇竹寺组(牛蹄塘组)海相泥质烃源岩发育特征及控制因素。在钻井资料及野外剖面调查、对筇竹寺组(牛蹄塘组)沉积相特征分析的基础上,利用烃源岩地球化学分析资料对有机质丰度、类型和成熟度等参数进行评价。结果表明,川南-黔北地区筇竹寺组(牛蹄塘组)发育了一套黑色碳质页岩、黑色-深灰色泥页岩、灰色砂质泥岩与灰质泥岩;沉积相类型为陆棚相,有深水泥质陆棚、深水含磷硅质陆棚及浅水砂质或灰质陆棚3种亚相,其中深水陆棚相发育的碳质页岩、黑色-深灰色泥页岩与深水含磷硅质陆棚相发育的磷块岩、黑色-深灰色碳质含磷页岩及黑色硅质页岩为富烃源岩,浅水陆棚相发育的灰色泥页岩或砂质泥岩、灰质泥岩为一般烃源岩。烃源岩地球化学特征显示,绵阳-长宁拉张槽内及黔北地区一般为好-极好烃源岩,槽外浅水陆棚区为中等-差的烃源岩;以腐泥型(Ⅰ型)为主,生烃能力强,为油型有机质;烃源岩成熟度高,整体达到过成熟阶段(Ro>2.0%)。川南-黔北地区下寒武统烃源岩分布明显受绵阳-长宁拉张槽控制,拉张槽内与黔北地区为烃源岩发育的中心,富烃源岩厚度大;拉张槽外富烃的烃源岩厚度小或没有富烃的烃源岩分布;拉张槽内发育的强生烃区控制了川中—川南海相“下组合”天然气藏的分布,预测宜宾—长宁—筠连—威信一带和内江—资中一带有较好的勘探潜力。

四川盆地北缘下寒武统页岩生物标志化合物特征及其地质意义

针对四川盆地绵阳—长宁拉张槽北段米仓山地区下寒武统筇竹寺组黑色页岩开展了系统的有机地球化学分析,以正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物、甾类化合物等生物标志化合物为重点,探究绵阳—长宁拉张槽的成因机理及沉积环境。扬子板块北缘下寒武统黑色页岩中的有机质主要来自低等浮游生物与细菌的共同贡献;盐度一定的情况下,分层的海水不仅为水体表层浮游生物的繁殖发育提供良好环境,还给厌氧的喜盐细菌的繁殖提供了有利条件;筇竹寺组黑色页岩中检测出的4-甲基甾烷为典型热液喷口微生物的分子化石,其产出为绵阳—长宁拉张槽的拉张成因提供了证据。据此构建了该区古海洋模型,甲烷氧化菌、硫酸盐还原菌等热液喷口微生物,不仅为有机质提供了生物来源,还促进了浅部水体藻类的繁殖,提高了古生产力。