松辽盆地深层地质结构及致密砂砾岩气勘探

基于全盆地野外露头、钻井、地震资料及地球化学分析数据,研究了松辽盆地深层地质结构特征、断陷基本地质规律、沙河子组致密气成藏地质条件及下步勘探方向。通过系统对比分析,明确盆地深层地质结构表现为下断上坳的双层结构,断陷期以断裂或地层超覆与隆(凸)起为界、由隆(凸)起相互间隔的断陷独立发育。与断陷形成演化相关的断裂可分为区域深大断裂、基底控陷断裂和洼内次级断裂3类,阐明了3类断裂在断陷群形成演化中的作用。结合区域构造和盆地演化特征分析,明确致密砂砾岩气、火山岩和基岩潜山等3大勘探领域,沙河子组致密砂砾岩气是目前最具勘探前景的战略新领域。在沙河子组基本石油地质特征分析基础上,提出砂砾岩是沙河子组碎屑岩储集层优势岩类,母岩成分、沉积结构、沉积相带及成岩作用是砂砾岩有利储集层主控因素。沙河子组气藏属典型自生自储型,发育岩性和构造两种气藏类型,陡缓两带有利沉积相带控制储集层展布、岩性圈闭形成及气藏规模,断陷内部次级断裂控制构造圈闭的形成及天然气的富集。通过综合评价优选出7个沙河子组致密砂砾岩气勘探最为现实的断陷。

断陷盆地致密砂砾岩气成藏条件和资源潜力——以松辽盆地徐家围子断陷下白垩统沙河子组为例

断陷盆地深层致密气作为非常规资源类型之一研究相对较少。以松辽盆地徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩气为例,依据地震、地球化学和储层测试等资料,从构造、沉积、烃源岩、储层、成藏组合角度剖析致密气的成藏条件,结合生烃动力学理论预测致密砂砾岩气的资源潜力。研究认为,大部分斜坡区构造平缓,断穿沙河子组并在晚期持续活动的断层较少,具备成藏构造环境;煤系烃源岩分布广,生气强度大,气源条件十分优越,具备成藏物质基础;扇三角洲、辫状河三角洲相砂砾岩大面积发育,储层整体致密但局部发育次生的高孔、高渗带,具备成藏储集条件;烃源岩与致密储层叠置发育、紧密接触、近源聚集,具备成藏匹配优势。该区钻井揭示整体含气,水平井、直井均获突破,依据生烃动力学方法保守估算致密气资源量为2395×10~8m^3。

徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩气藏的成藏期次及类型划分

下白垩统沙河子组是松辽盆地徐家围子断陷最为重要的气源岩之一,但过去对其致密砂砾岩气藏的油气充注时期及成藏期次等研究较少,制约了对该区致密储层成因机制等的认识。为此,基于19块岩石样品273个流体包裹体的均一温度、盐度等测试数据,结合沉积埋藏史和热演化史分析结果,厘定了该区致密砂砾岩气藏的成藏期次;进而通过分析沙河子组储层致密期与成藏期之间的关系,确定了致密气藏的类型。结果表明:(1)该区流体包裹体的均一温度和盐度分布范围较宽,气藏具有长期充注的特点;(2)徐西—徐东地区第1期天然气充注时期在距今94~100 Ma,第2期在距今80~90 Ma,而安达—宋站地区第1期天然气充注时期在距今82~94 Ma,第2期在距今68~82 Ma;(3)安达—宋站地区沙河子组主要发育"先成型"致密气藏,在东斜坡发育"复合型"致密气藏,而徐西—徐东地区沙河子组则以"复合型"致密气藏为主。

致密砂砾岩成储界限及分级评价标准——以松辽盆地徐家围子断陷白垩系沙河子组为例

徐家围子断陷下白垩统沙河子组砂砾岩储层是松辽盆地深部重要的致密气藏储层,其孔渗关系复杂,给成储界限的厘定和储层分级评价带来挑战。针对沙河子组砂砾岩储层,采用水膜厚度法、充注动力法、试气产能法和力学平衡法厘定了理论下限、成藏下限、有效渗流下限和成储上限,根据不同成岩作用主控因素下的孔渗关系确定成储界限物性值。在此基础上,结合储层微观孔隙结构差异划分储层类型,建立致密储层分级评价标准,并利用测井资料将分级评价标准进行应用,为研究区致密气甜点区优选提供依据。将沙河子组砂砾岩分为常规储层、Ⅰ—Ⅳ级致密砂砾岩储层和非储层,成储界限与分级评价结果具有很好的匹配关系。其中,常规储层孔隙度大于9%,渗透率大于0.05×10^(-3)μm^(2);Ⅰ级致密储层孔隙度为8%~9%,渗透率为(0.01~0.05)×10^(-3)μm^(2);Ⅱ级致密储层孔隙度为5%~8%,渗透率为(0.001~0.01)×10^(-3)μm^(2);Ⅲ级致密储层孔隙度为3.5%~5%,渗透率为(0.2~1)×10^(-6)μm^(2);Ⅳ级致密储层孔隙度为2%~3.5%,渗透率为(0.05~0.2)×10^(-6)μm^(2);非储层的孔隙度小于2%,渗透率小于0.05×10^(-6)μm^(2)。致密砂砾岩气产量受控于致密储层类型;Ⅰ级、Ⅱ级致密储层是致密气高产的有利层段;徐家围子断陷北部安达—宋站地区有利储层厚度较大,为致密气勘探开发甜点区。

松辽盆地徐家围子断陷深层区域成岩规律和成岩作用对致密储层含气性的控制

为了研究松辽盆地徐家围子断陷深层的区域成岩规律及其影响因素和成岩作用对致密储层含气性的控制,本文进一步细分了成岩阶段,并分别研究了各构造单元的成岩特征,应用流体包裹体均一温度、镜质组反射率、孢粉颜色指数、热解分析、有机酸、X-衍射分析、普通薄片、扫描电镜、铸体薄片等资料分别划分了各构造单元的成岩阶段。结果表明,徐家围子断陷深层的成岩作用具有"隆起区较强、坳陷区较弱"的成岩规律,断陷中部的隆起区抬升剥蚀幅度大、地温梯度高、时代相对较老,成岩作用强;断陷两侧的坳陷区抬升剥蚀幅度小、地温梯度低、时代相对较新,成岩作用弱。储层的成岩作用对致密储层的含油气性具有明显的控制作用,砂岩、砾岩工业气层的勘探下限分别为中成岩阶段B1亚期和晚成岩阶段A期对应的深度。

松辽盆地徐家围子地区沙河子组气源岩与致密砂砾岩气资源潜力评价

松辽盆地徐家围子断陷在常规天然气资源勘探方面取得了巨大成功,目前正积极探索深层致密砂砾岩气的资源潜力。针对致密砂砾岩气藏的气源岩层开展研究,系统分析烃源岩的分布、有机非均质性、埋藏史、热史、生烃史,利用化学动力学理论与蒙特卡罗概率法计算烃源岩的生气量,采用类比法和成因法预测致密砂砾岩气的资源量。地震—测井—沉积相综合研究揭示暗色泥岩全区发育,厚度为200~1 200m,煤层仅局部富集,厚度为10~120m。实验测试与测井评价结果得到烃源岩残余TOC平均值为2.21%,Ⅲ型有机质占绝对优势,有机质达到高—过成熟演化阶段。沙河子组沉积以来经历4次沉降,一次明显抬升,明水组以后地层埋深趋于稳定。热流值古高今低,断陷期平均地温梯度为5.2℃/100m,坳陷期平均地温梯度为4.5℃/100m。暗色泥岩与煤岩分别在距今105Ma和90Ma大量生气,生气高峰持续50Ma以上。暗色泥岩与煤层累计生气强度普遍超过50.0×10~8m^3/km^2,按期望值计算,累计生气量为36.3×10^(12)m^3。类比法估算沙河子组致密砂砾岩气的资源量为0.21×10^(12)m^3,成因法估算致密砂砾岩气的资源量为0.15×10^(12)m^3(运聚系数取0.4%,生气量取期望值)。