川南威远地区二叠系茅口组一段泥灰岩储层特征及其发育主控因素

四川盆地南部威远地区的二叠系茅口组一段(下文简称茅一段)勘探程度较低,根据早期的钻井资料所进行的铸体薄片和氩离子电镜分析认为,滑石孔缝为最主要储集空间,滑石化作用对储层贡献最大。而最新钻井实物资料显示,茅一段泥灰岩储层的储集空间类型及储层成因与前期的认识有较大偏差,因此,需要进一步明确该区茅一段泥灰岩储层发育主控因素。通过岩心观察、薄片鉴定、物性分析、氮气吸附—脱附、氩离子抛光扫描电镜和孔隙定量表征,从定性和定量的角度剖析了茅一段泥灰岩主要储集空间和储层类型,结合总有机碳(TOC)含量测定、稀土元素分析以及全岩X衍射等手段,明确了该套储层发育的主控因素。川南威远地区茅一段优质储层发育在泥灰岩中,为一套低孔、低渗裂缝—孔隙型泥灰岩储层,主要发育Ⅲ类储层,少量为Ⅱ类储层;储集空间以溶蚀孔、有机质孔和滑石孔缝为主,孔隙发育与TOC含量具有较好相关性,滑石化作用、白云岩化作用和硅化作用并未产生明显的次生储集空间,对孔隙贡献不明显;泥灰岩储层受早期溶蚀作用、沉积相和有机质丰度共同控制,早期溶蚀作用是泥灰岩溶蚀孔缝形成的关键,内缓坡浅水环境的高初级生产力和高有机质沉降率为有机质孔形成提供了物质基础。该认识可为盆地内相似油气储层的勘探部署提供理论支撑。

深层富有机质页岩孔隙结构分形特征及其地质意义——以四川盆地威远地区下志留统龙马溪组为例

与中、浅层页岩不同,四川盆地南部地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层富有机质页岩经历了复杂的成岩作用,发育不同的孔隙结构,影响页岩气的赋存状态。为了探讨深层富有机质页岩的孔隙结构、分形特征及其对页岩气富集的影响,以该盆地南部威远地区龙马溪组页岩为研究对象,综合运用有机碳分析、X射线衍射、高分辨率扫描电镜和低温氮气吸附等测试手段,定量表征研究区深层富有机质页岩储层的基础参数及其孔隙结构特征;并运用FHH分形理论,结合低温氮气吸附实验,计算页岩孔隙分形维数,讨论孔隙结构的影响因素及其地质意义。研究结果表明:(1)研究区龙马溪组深层页岩有机质含量(TOC)高,平均值为2.04%,石英等脆性矿物含量占38.00%~73.00%;(2)龙马溪组深层页岩储层普遍发育墨水瓶状有机孔、狭缝型或平板状无机孔等,BET比表面积介于1.252~28.676 m^(2)/g,BJH孔体积介于0.013 192~0.063 874 cm^(3)/g;(3)深层页岩孔隙分形具有明显的分段性,分形维数D_(2)>D_(1),孔隙结构受页岩组成控制,分形维数受控于比表面积和孔径,且与TOC密切相关;(4) LM1—LM3笔石带沉积的富有机质硅质页岩TOC高、分形维数D_(1)和D_(2)值大,介孔BET比表面积和BJH孔体积最大,既有较多的气体吸附位点赋存吸附气,又有良好的孔隙空间贮存游离气,是深层页岩气富集的“甜点段”。结论认为,综合页岩品质参数和分形维数特征可有效评价页岩气富集的“甜点段”,并对实现深层页岩气的增储上产具有现实的指导意义。

2019年四川威远东两次M_(S)>5.0地震序列活动特征及震源区体波速度结构

自2015年以来,四川威远及邻区的地震活动强度显著增强,其中2019年9月8日和12月18日在威远东发生了M_(S)5.4和M_(S)5.2地震,刷新了威远地区有记录以来历史地震震级上限.本文利用2019年8月至2020年3月期间威远及邻区25个流动台和17个固定台记录到的5638次M_(L)≥1.2地震Pg和Sg波到时以及连续波形资料,采用双差层析成像方法获得了威远东这两次地震序列的重定位结果和震源区浅层地壳高分辨率三维体波速度结构.重定位结果显示震源区地震震源深度主要集中在3~4 km.基于两次M_(S)>5.0地震震后10天余震序列空间展布,本文推测两次地震的发震构造均为NNE走向且倾向SE(倾角40°左右)的盲冲断层.三维体波速度结构反演结果揭示:震源区V_(P)异常变化较V_(S)异常变化显著,V_(P)/V_(S)比背景值普遍低4%~10%.在深度小于5 km的浅层内,地震多分布在V_(P)低速异常和V_(S)弱高速异常以及二者的高低速异常过渡带内;在5~7 km深度范围,地震基本上都发生在V_(P)低速异常区.上述速度结构特征揭示震源区附近可能发育着富含气体的孔隙和裂缝且存在流体活动.此外,2019年11月7日以后的地震活动具有明显的流体扩散驱动地震迁移特征,沿两次地震发震断层走向和倾向的流体扩散系数分别为1.5 m~2·s^(-1)和0.1 m~2·s^(-1).两次地震的发生机理很可能是流体扩散引起的孔隙压力上升.

威远地区龙马溪组天然裂缝特征、分布规律及形成期次

为了深入研究四川盆地非常规油气勘探开发的关键层位,以川南威远地区龙马溪组天然裂缝为研究对象,通过岩心观察、薄片分析和地球化学测试等多种方法分析了该区龙马溪组天然裂缝发育特征和形成时期,指出了该区龙马溪组天然裂缝发育类型及其形成期次。研究结果表明:①威远地区天然裂缝主要分为构造裂缝、生烃超压缝和层理缝3种类型;②威远龙马溪组存在多期天然裂缝。结论认为:①该区天然裂缝具有宽度细、水平层理缝占比高、偶见高角度构造缝、有效性低的特点,并且随着龙马溪组地层埋深的增加,裂缝发育密度逐渐增大;②根据温度计算和构造埋藏演化史,这些天然裂缝主要形成于印支期、燕山期、喜马拉雅晚期的3个时期,其中碳氧同位素和包裹体实验测试证实了3个时期的天然裂缝存在;③研究区印支期发育少量的NW剪切缝及砂泥互层层理缝,燕山期在断层附近、背斜高部位发育NW剪切缝和生烃超压缝,喜马拉雅晚期在断层附近、背斜高部位发育近NW和NWW组系剪切缝,背斜核部发育近S-N组系张性缝。结合研究区地质力学环境,查明了威远地区龙马溪组天然裂缝特征,明确了裂缝的形成期次及分布规律,为威远龙马溪组储层评价、有利区优选、优质储层甜点区评价及勘探开发提供了技术支撑。

四川盆地威远—资阳地区震旦系油裂解气判定及成藏过程定量模拟

本文通过对威远—资阳地区气藏油裂解气的判定,说明威远—资阳地区的气是由石油热裂解而来。在此基础上定量计算了资阳—威远古圈闭油藏的古资源量。资阳—威远地区1900km2范围曾形成过17×108t的古油藏,古油藏裂解形成古气藏,古气藏原始裂解气量可达10576.3928×108m3,质量是7.5832×108t。资阳—威远地区古圈闭碳沥青质量为9.475×108t。原油裂解为天然气可产生致使上覆岩层破裂的138.39MPa的异常高压,超压的存在对于天然气的散失起了很大的作用。随着喜马拉雅期隆升过程和圈闭主高点从资阳向威远的迁移,原油裂解气进一步逸散和重新调整并形成今气藏。在此基础上,恢复了资阳—威远古油藏→资阳—威远古气藏→威远气田的成藏演化过程。资阳—威远地区震旦系天然气的聚集成藏率很低,只有4.835%。因此,资阳—威远古油藏→资阳—威远古气藏→威远气田的演化过程,是天然气以逸散为主的过程。

四川盆地下寒武统膏盐岩发育特征与封盖有效性分析

四川盆地下寒武统广泛发育一套膏盐岩,主要沉积于早寒武世龙王庙期。基于四川盆地深井及实测剖面中膏盐岩的识别和统计,发现下寒武统有川南和鄂西两大聚盐区,最厚达690.40m;川南聚盐区西部以含泥含云质石膏岩类和含膏砂泥岩类为主,东部及颚西聚盐区主要为含膏白云岩类。结合前人研究,认为膏盐岩发育于浅水缓坡沉积环境,有潮上萨布哈和缓坡蒸发两类成因。通过对川南聚盐区储盖匹配关系及后期构造与膏盐岩封盖性分析,表明下寒武统膏盐岩与盐下震旦系优质的白云岩储层在空间上具有良好的匹配关系;四川盆地边界大断裂及边界外寒武系的抬升暴露让膏盐岩在盆地外封盖性失效,而在盆地内膏盐岩的封盖性较好。威远气田解剖表明有膏盐岩分布的威远地区成藏,而无膏盐岩分布的资阳地区气藏被破坏,显示了下寒武统膏盐岩在四川盆地油气成藏中具有重要的作用。

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。

四川盆地威远—资阳地区震旦系储层沥青特征及意义

四川盆地威远—资阳地区震旦系灯影组储层中存在大量固体沥青。该区沥青产状以溶孔充填和裂隙充填为主,晶间充填次之,微粒浸染最少。根据生物标志化合物特征,可将该区沥青分为2类:一类以威117井为代表,另一类以威118井、资1井和资6井为代表。沥青产状和沥青含量的分布与储层的储集性能呈正相关关系。沥青反射率值呈2段分布,各层段演化程度相似。结合地质条件,认为该区沥青多为后生—储层沥青,属原油热裂解成因。储层沥青的含量和分布指示了原油裂解气的气源灶。沥青的产状、等效镜质体反射率值分布和生物标志化合物特征表明该区存在2期沥青,且以第2期为主,第1期较少。在此基础上,结合构造演化史,恢复了该区天然气成藏史。

四川盆地威远气田碳酸盐岩中有机包裹体研究

本文通过对威远、资阳地区上震旦统碳酸盐岩储集层中有机包裹体的研究,提出有机包裹体多分布于储层孔洞缝中所充填的三期矿物中,研究区油气运移的主要通道是溶蚀孔洞和裂缝。并根据不同期次充填矿物中有机包裹体特征、均一温度及单个有机包裹体成分,追索了研究区油气热演化程度、油气运移期次、油气运移的深度和温度。研究结果表明,研究区存在三次主要的油气运移和聚集,其各自演化的程度及油气运移的深度和温度皆不同。

四川盆地威远气田水溶气脱气成藏地球化学证据

目前,对于四川盆地威远气田的形成过程和天然气来源在认识上还存在着较大分歧。为此,针对该气田天然气的甲烷碳同位素值异常偏重的现象,首先分析了气藏的地质特征和天然气的地球化学特征:气田主力气层是震旦系灯影组,天然气以甲烷为主,含微量乙烷和痕量丙烷;气藏含水饱和度较高,普遍含有保存很好的原生水。进一步根据天然气中H_2S含量与甲烷碳同位素值的关系,判断该区天然气甲烷碳同位素值偏重并非由硫酸盐热化学还原反应(TSR)造成。最后根据该区天然气的甲烷碳同位素值和邻区的对比结果,结合构造演化背景,判断认为,威远气田的天然气主要来自水溶气,并非过去认为的自邻区经侧向运移而来。结论认为:①由于水中释放出的甲烷碳同位素值较重,水溶气的脱气成藏造成了威远气田天然气甲烷碳同位素值偏重的现象;②伴随喜马拉雅期构造运动,威远地区大幅度抬升,形成构造圈闭,在高温、高压状态下溶解在水中的天然气发生减压脱溶,释放出的气体在圈闭中成藏,进而形成了威远气田;③经计算,威远气田圈闭下的水中释放出的天然气数量与该气田的探明储量相当,印证了该气田水溶气脱气成藏的观点。

四川盆地威远地区龙马溪组页岩储层特征

基于威远地区龙马溪组的大量测录井和分析测试资料，从泥页岩的地球化学特征、岩石学特征、储层物性特征和含气性特征4个方面对龙马溪组页岩气储层进行研究。结果表明：威远地区龙马溪组有机质丰度较高，平均为2．72％；有机质类型以I型为主，成熟度较高，达到热裂解生干气阶段；泥页岩埋藏深度适中，厚度较大，达到页岩气成藏的基本条件；页岩中黏土矿物质量分数适中，脆性矿物质量分数高，平均可达59．6％，具有高脆性、低泊松比和高杨氏模量的特征，满足页岩可压裂性评价指标；储层中广泛发育黏土矿物转化缝、次生溶蚀孔隙和残余粒间原生孔隙等储集空间，受分辨率的限制和未进行离子抛光，故未见到大量的有机质孔隙，孔隙度平均值为6．06％，其中充气孔隙度平均值为2．7％，渗透率受微裂缝的影响较大，分布范围较广；储层含气量高，均大于2m^3／t的标准，最高可达13．016m^3／t，其中游离气占70％～80％。综合研究认为，威远地区龙马溪组页岩为优质页岩气储层段，适合大规模开发。

威远地区页岩岩心的无机组成、结构及其吸附性能

页岩含气量是页岩含气性评价、资源储量预测的关键参数,其值与页岩的组成、结构和吸附性能密切相关,但过去对页岩的无机组成及其对页岩吸附能力影响的研究相对较少。为此,利用四川盆地威远地区的页岩岩心,采用扫描电镜(SEM)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、低温N2吸脱附方法分别对岩心的无机组成、表面性质、孔结构进行了表征;采用重量吸附法测试了岩心对CH4和CO2的吸附性能。结果表明:①该页岩岩心中含有大量的石英和方解石、少量的黏土矿物(蒙脱石、伊利石、绿泥石)和多种金属元素,因此岩心脆性大;②岩心内部含大量的孔隙和大孔,微孔很少,比表面积和孔容均很低,因此吸附能力较低;③CH4主要以游离形式存在于岩心孔隙中,岩心对CH4的吸附量为0.88～1.89m3/t(25℃)和0.47～0.86m3/t(40℃),岩心对CO2的吸附性能高于CH4。

四川威远气田:幔壳混源成因的典型范例

威远气田位于四川盆地南部,受乐山—龙女寺背斜轴部构造控制。储集层为元古界震旦系灯影组白云岩夹薄层泥岩和陡山沱组泥岩,直接盖层为寒武系九老洞组泥岩,两者均为烃源岩,构成寒武系-震旦系含油气系统,基底为新元古代澄江期花岗岩。区内所有地层和花岗岩的裂隙中皆见有天然气。该气田是我国乃至全世界储集层最古老的大型气田,具有如下特征:①背斜轴部南移控气的规律;②天然气R0值和He,Ar含量随地质年代增大呈现积累效应;③天然气的主要成分CH4与C2H6,He,H2S,CO2,N2相关性显著;④δ(13C1),δ(13C2)和δ(13Cco2)同位素非常相似;⑤天然气具有高氦、高氩含量;⑥多期流体活动成藏印迹明显;⑦气藏水具有深层混源成因特点;⑧古油藏沥青地球化学等特征表明威远气田为深部幔壳混源成因类型。

四川威远恐龙足迹一新属

1985年，自贡恐龙博物馆的朱时达、高人彦、彭光照根据四川威远县荣胜乡沙坝村村民李元吉、李鸣章的报告和地矿部第二地质大队提供的资料，在威远县荣胜乡老鸦坡下侏罗统珍珠冲组下部黄色砂岩上发掘出6个连续恐龙足迹化石，并把这批标本运回自贡恐龙博物馆保存。

预应力锚索在垮岩山危岩治理工程的应用

预应力锚索技术广泛运用于公路、铁路、水电站、矿山井巷、隧道工程、地质灾害等永久性边坡加固,施工技术日趋完善。该方法具有造价低、工期短,施工便捷等优点。本文以预应力锚索施工技术在垮岩山危岩灾害治理中的成功实例,介绍了危岩发育地质环境条件、治理方案、施工工艺,总结了施工经验,对同类工程具有参考价值。

四川威远震旦系与下古生界天然气成藏特征

四川盆地威远气田是唯一的在震旦系灯影组、寒武系洗象池组和奥陶系宝塔组均获得气藏和气井的地区。通过对比威远气田震旦系、寒武系和奥陶系天然气成分特征,得出奥陶系天然气与震旦-寒武系特征存在差异,暗示是两套不同的烃源体系,前者主要供烃来源是下志留统,后者供烃来源主要是下寒武统。但威远气田寒武系和奥陶系储集性能先天不好,加之加里东期构造抬升剥蚀破坏了保存条件,制约了天然气的大规模成藏。在此基础上,通过对四川盆地下组合的几个重点勘探地区威远-资阳-安平店、高石梯-丁山构造震旦系天然气成藏条件的对比分析,在烃源、盖层和储集层条件相似的情况下对应的最终成藏结果却不同,这与前期古油气藏的分布有关,也与后期隆升构造调整有关,这些都是制约震旦系的成藏关键,也说明四川盆地震旦系与下古生界(下组合)勘探的苛刻性和复杂性。

四川盆地威远地区页岩气优质储层精细刻画与靶窗优选

中国石油化工股份有限公司威远页岩气勘查区块的构造位置位于四川盆地威远古隆起与自流井背斜所夹持的白马镇向斜,该区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组一段为深水陆棚相暗色富有机质页岩沉积,地球物理测井岩电特征纵向差异明显,储层非均质性较强。为了指导该区页岩气水平井靶窗优选及钻井轨迹跟踪调整,基于测井小层划分、岩心纹层精细刻画、高精度地球物理预测以及沉积微相成因分析等方法,通过细化储层分类评价其参数指标,预测页岩气储层"甜点",在此基础上进行水平井靶窗优选及轨迹设计,进而评价水平井靶窗对页岩气产能的影响。研究结果表明:①该区五峰组—龙一段底部优质页岩段发育3种类型的纹层,纵向上交错叠置,反映了沉积环境和储层品质的微观差异;②可以将该区的页岩气储层划分为优质储层、较好储层、一般储层和差储层;③龙马溪组底部2—31小层为生物成因沉积微相,储层具有高有机碳含量、高孔隙度、高脆性指数、高含气性、低地应力差值等"地质+工程"甜点的特征,确定其为优质储层段;④实钻结果表明,水平井靶窗位置的选择对于单井页岩气产能的影响较大,优质储层钻遇率是获得页岩气高产的关键地质因素。该研究成果支撑了页岩气产能评价工作,为该区块实现页岩气商业开发奠定了基础。

酸处理对页岩微观结构及力学性质的影响

为了解决页岩气开发面临的储层孔渗低、地层破裂压力高等问题,选取四川盆地南部威远区块下志留统龙马溪组—上奥陶统五峰组底部的页岩岩样,开展了酸溶蚀实验,采用X射线衍射、电镜扫描以及三轴力学测试等方法获得了酸处理后页岩的微观结构和力学参数,在此基础上,分析了酸处理对页岩微观结构和力学性质的影响。研究结果表明:①页岩经酸处理后,碳酸盐矿物含量降低、孔隙数量增加、孔径增大,同时溶蚀过程中有微裂缝产生,使得页岩的孔隙度、渗透率均增加;②酸处理后页岩力学性质发生改变,变形模式逐渐从弹脆性变形转变为弹塑性变形,破裂模式由脆性向半脆性、半延性过渡;③经浓度为15%的酸处理240分钟后,页岩的渗透率增加3.09倍,3天后页岩的孔隙度增加1.65倍,7天后页岩的抗压强度降低50.1%、杨氏模量降低58.1%、脆性指数降低32.8%;④威远区块龙马溪组—五峰组页岩力学参数与平均孔径、渗透率呈二次方关系,与孔隙度呈二次方或线性关系且相关性强。结论认为,该研究成果可以为该地区页岩经酸处理后力学参数的预测和酸化压裂施工方案设计提供技术支撑。

页岩气水平井高产层段判识方法及其应用——以四川盆地威远页岩气示范区下志留统龙马溪组为例

在页岩气勘探开发过程中,准确界定目的层中高产层段,对页岩气的效益开发具有十分重要的意义。为此针对四川盆地威远页岩气示范区高产层难以判定、导致水平井产气量差异巨大的问题,建立了水平井高产层段测井判识方法。首先以导眼井中游离气含气饱和度计算为基础,确定游离气富集的高含气饱和度层段,再以导眼井标志层测井组合特征建立小层划分标准,根据钻井旋回的连续性及沉积地层不可逆性原则,创建了"极值方波旋回对比"小层对比方法,准确界定了各水平井钻遇的地质小层。并利用同一井组各水平井钻遇不同小层厚度、实际压裂级数与产气量相关分析方法进行了方法验证。在此基础上对威远地区页岩气高产层段进行了判识,明确指出威远地区页岩气高产层段是下志留统龙马溪组底部的1套中高伽马值(超低去铀伽马)硅质页岩段,其厚度介于1.5~6.0 m,页岩气赋存方式以游离态为主。相关研究成果对该区块页岩气中高产层段的准确判识、界定并及时掌握其分布规律提供了技术支撑。

川南地区五峰组—龙马溪组页岩笔石带对比及沉积特征

四川盆地南部长宁与威远区块是我国页岩气主要产区之一,主要产气层上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组富有机质页岩厚度介于20~40 m,具有良好的可对比性,然而,从笔石地层的角度分析后发现,上述2个区块黑色富有机质页岩的沉积时间和沉积速率均存在着明显的差异。为此,应用沉积学、生物地层学、地球化学和矿物学等研究手段,开展了上述2个区块8口钻井的岩心描述和笔石生物地层划分等工作。研究结果表明:(1)长宁地区的富有机质页岩主要沉积于WF1—LM4笔石层段,而威远地区则主要沉积于LM1—LM8笔石层段,二者富有机质页岩的沉积时间差异较大;(2)受广西运动的影响,富有机质页岩的沉积中心不断向北(威远地区)迁移,越靠近南部的海岸线,富有机质页岩沉积结束的时间就越早;(3)威远地区局部缺失观音桥组下部和部分笔石带,发育水下古隆起(赫南特冰期或已隆出水面),其边界目前尚未明确,影响了富有机质页岩的沉积,在该区域进行页岩气勘探部署需格外谨慎。