四川盆地南部向斜区二叠系岩溶孔隙型石灰岩储层成因与天然气勘探新领域

随着油气勘探程度不断提高,勘探方向逐渐从构造高部位往向斜区拓展。但是,传统认识认为向斜区岩性一般较致密,寻找向斜区优质储层成为其油气获得勘探突破的关键因素之一。为此,以四川盆地南部向斜区中二叠统茅口组石灰岩为例,基于钻井岩心、薄片、测井以及地球化学等资料综合分析,开展了向斜区孔隙型石灰岩储层特征及成因研究,并建立了储层发育模式,指出了天然气勘探新方向。研究结果表明:(1)四川盆地南部向斜区茅口组发育岩溶孔隙型碳酸盐岩储层,储层岩性主要为泥晶—亮晶生屑石灰岩和亮晶生屑石灰岩,储集空间主要为生物体腔孔、生物铸模孔及粒内溶孔等组构选择性溶蚀形成的孔隙;(2)研究区茅口组储层平均孔隙度为4.07%,平均渗透率为0.273 mD,孔隙度与渗透率有明显的正相关关系,为典型的孔隙型储层;(3)茅口组储层段的铝、钪、锆及总稀土元素含量较低,锰和铁含量也较低,碳同位素值位于中二叠世海水沉淀方解石碳同位素值分布范围内,氧同位素呈现出一定的负偏;(4)茅口组岩溶孔隙型储层的形成与沉积期微地貌及高频层序控制的准同生期岩溶有关,溶蚀流体主要为大气淡水。结论认为,岩溶孔隙型储层在盆地内普遍发育,且该类储层远离不整合面,受沉积古地貌、沉积相带控制的准同生期岩溶改造,因此,天然气勘探思路需要向“有利沉积相带规模控储”方向转变,向斜区将是盆地内未来天然气勘探的重要新领域。

多级坡折带对颗粒滩储层的控制及有利勘探区带——以四川盆地乐山—龙女寺古隆起南斜坡寒武系洗象池组为例

基于二维、三维地震和测录井资料,开展四川盆地乐山—龙女寺古隆起南斜坡中上寒武统洗象池组井-震地层充填及滩控储层分布规律研究,以揭示地层充填、古地貌与规模颗粒滩的成因联系。结果表明:①研究区洗象池组渐次向乐山—龙女寺古隆起超覆充填,仅在古隆起剥蚀尖灭线附近,地层因削顶而急剧减薄,因此识别出2个超覆坡折带和1个削蚀坡折带,并将区内洗象池组由下至上划分为4段;②底超顶削的地层充填模式表明,洗象池组厚度可反映其沉积前古地貌,揭示了研究区具有向东南倾伏的、多级坡折控制的单斜式地貌特征;③规模颗粒滩及滩控储层纵向上主要发育于洗三段和洗四段中,横向上主要发育于多级超覆坡折带附近;④超覆坡折带与北西倾向的逆断层密切相关,中晚寒武世华南板块西缘与羌塘—喜马拉雅地块聚合,导致扬子板块西北缘快速抬升,并向东南扩展,形成逐渐倾伏的多级坡折地貌,进而形成多条北东向展布的规模颗粒滩储层发育带。结合油气测试结果,预测滩控储层有利勘探区带面积可达3340 km^(2)。

四川盆地高石梯-磨溪地区灯影组热液白云石化作用

基于四川盆地高石梯—磨溪地区基本地质条件、白云岩矿物组合及地球化学特征,研究该区震旦系灯影组热液白云石化作用形成条件、存在证据、具体改造方式及作用时期。高石梯—磨溪地区是四川盆地灯影组气藏的重要勘探目标,区域地质上具备发生构造控制热液白云石化作用的基本条件:1拉张性基底断裂活动;2深埋藏热液储库;3上覆地层的覆盖和封堵。通过对区内灯影组岩心样品开展岩相学研究和地球化学(微量元素,碳、氧、锶同位素,包裹体均一化温度等)测试分析,据密西西比谷型(MVT)矿物组合和地球化学特征,认为区内灯影组白云岩地层内存在构造控制热液白云石化作用。区内热液白云石化作用主要是指热液流体对基质白云岩的改造,包括3种具体改造方式:1溶蚀与充填作用;2重结晶和新生变形作用;3水力压裂作用。热液白云石化作用推测存在多期,即晚震旦世—早寒武世、晚泥盆世和晚二叠世。

四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系灯影组热液白云岩证据

川中高石梯—磨溪地区震旦系灯影组为当前四川盆地天然气勘探热点层系之一,因其早期沉积组构遭受成岩作用影响严重,白云岩化成因机理不明确,结合已钻井取心的岩石学、地球化学特征等开展系统研究。岩石学特征分析表明,川中高石梯—磨溪地区灯影组见构造角砾岩及晶洞、裂缝中充填的鞍状白云石,含少量闪锌矿、方铅矿、硬石膏、黄铁矿、方解石、萤石、石英及长石等热液矿物。流体包裹体测温结果显示鞍状白云石胶结物均一化温度为132.6~218.7°C,平均为175.6°C,显著高于基质白云石包裹体温度(平均125°C)及地层正常埋深所经历的最高温度。鞍状白云石δ^(13) C值为-2.16‰~2.94‰,平均值为0.63‰;δ^(18) O值为-12.43‰^-6.8‰,平均值为-9.63‰,碳、氧同位素的负异常明显指示受热液作用影响。微量元素分析表明鞍状白云石及粗晶白云岩相对基质白云岩更富集Fe、Mn元素。在拉张性区域构造背景及上覆筇竹寺组泥页岩封闭层条件下,底部热流体沿基底断裂向上运移至灯影组,并在高石梯—磨溪地区断层附近产生热液交代作用形成热液白云岩。

四川盆地中部中二叠统热液白云岩储渗空间类型及成因

近年来,四川盆地川西北地区有多口井在中二叠统栖霞组、茅口组钻获高产气流,展现出该层系巨大的天然气勘探潜力,但有关该盆地中二叠统白云岩储层的成因机理则众说纷纭,一直未达成共识。为此,基于川中地区栖霞组、茅口组岩心及薄片等岩相学特征,以及碳、氧、锶同位素和包裹体均一化温度等地球化学特征,开展了中二叠统热液白云岩储渗空间类型及储渗相特征研究,分析了白云岩储层的成因及其控制因素。结果认为:(1)茅口组、栖霞组石灰岩地层经历了构造控制热液活动,发育萤石、鞍状白云石、天青石的热液矿物组合和膨胀角砾结构;(2)较之于宿主石灰岩,细—中晶云岩和鞍状白云石均呈现出δ18O负偏移、87Sr/86Sr正偏移;(3)中二叠统形成由热液溶孔、热液白云岩晶间孔、热液溶洞、热液扩溶缝等4种储渗空间构成的热液白云岩储渗体。结论认为:(1)热液白云岩储集相发育和分布受深大断裂的控制,呈"透镜状"分布在具"下凹"地震反射特征的区域;(2)中二叠统热液白云岩储集相与下伏烃源岩和上覆封堵层的有机组合可构成有利的天然气勘探目标。

四川盆地震旦系灯影组古岩溶地貌恢复及意义

应用川中高石梯地区新钻井资料,以及四川盆地及周缘150余条野外露头剖面资料和30余口钻井的地层划分及对比结果,结合区域地震资料,采用"印模法"恢复震旦系灯影组古岩溶地貌,并在此基础上研究其古地理格局及油气勘探意义。灯影组沉积期末四川盆地周缘为古陆/水下高地环抱,具体包括西部的康滇古陆、西北部的松潘古陆、北部的汉南古陆、东南和东北部的黔江—正安、镇巴及巫溪—建始水下高地。盆地向东南和东北分别接入江南盆地和古秦岭洋。在盆地内部,受南北向梓潼—筠连裂陷槽以及北东向阆中—通江、重庆—开县坳陷分隔的影响,南北向存在"三隆"(镇巴、川中、黔江—正安)"两坳"(阆中—通江、重庆—开县),而东西向被分隔为相对独立的两个古隆起体系:南北向的绵阳—乐山—西昌古隆起、近北东向的川中古隆起。灯影组古岩溶地貌控制了区内的古岩溶地貌格局,形成了岩溶高地、台地、斜坡、洼地和盆地5个二级岩溶地貌单元,其中岩溶台地和斜坡为岩溶型储集层发育区,为大型气田的形成提供了有利条件。

四川磨溪—高石梯地区龙王庙组滩控岩溶型储集层特征及控制因素

在四川盆地磨溪—高石梯地区龙王庙组钻孔、取心和室内分析测试资料基础上,研究其储集层特征、不同类型储集层成因和控制因素,并预测有利储集区带分布。岩心上,根据储集空间类型的差异和其与"花斑"状岩溶系统的发育组合特征,可将储集岩进一步划分为针孔、"花斑"针孔、溶洞及"花斑"溶洞等4种类型,其中"花斑"溶洞型储集层质量相对较好,其次为溶洞型和"花斑"针孔型,针孔型储集层质量相对较差。龙王庙组储集层的成因与控制因素表现为:区域浅滩化沉积作用形成了大面积颗粒云岩,以粒间孔和少量粒内溶孔为主要储集空间的滩相层状孔隙层为后期岩溶改造提供了物质基础,加里东期岩溶水沿先期孔渗层顺层流动溶蚀是优质储集层形成的关键。加里东—海西期龙王庙组构造古地貌控制了岩溶水流体势,进而控制了储集层发育。沿古地貌斜坡带(磨溪201井—磨溪9井—磨溪12井一带)岩溶最为发育,往往形成"花斑"溶洞型或溶洞型储集层,是最有利的储集区带。

四川盆地早寒武世龙王庙期沉积特征与古地理

基于盆内及其周缘钻孔取芯和露头剖面资料,结合区域背景和龙王庙组地层充填厚度分析认为,四川盆地周缘龙王庙期北邻摩天岭微古陆和汉南古陆、西接康滇古陆,东南和东北分别为威信—黔江、石阡—秀山—龙山和镇巴—巫溪—巴东水下古隆起环抱;盆内呈近北东向展布的川中古隆起和阆中—通江坳陷、江津—奉节坳陷构成"一隆两坳",南部泸州—筠连—昭通继承性坳陷依然存在;盆地及周缘向东北隅和东南隅分别接入秦岭洋和江南盆地。受此影响,龙王庙期发育连陆碳酸盐岩台地—斜坡—盆地沉积体系,连陆碳酸盐岩台地构成沉积主体,可识别出混积潮坪、局限—蒸发台地、半局限—局限台地和台地边缘沉积相类型;进一步通过碎屑岩含量与陆源方向、石灰岩、白云岩和膏盐岩含量与海域局限性和台地边缘相对位置、颗粒岩含量等分析,阐明了龙王庙期岩相古地理展布样式并建立了沉积模式。结果表明潮坪向海侧、水下古隆起、泸州—筠连—昭通坳陷周缘是颗粒滩有利发育区,乐山和资阳地区经由早寒武世早期的充填拼合作用已形成统一古隆起,震旦纪末期—早寒武世的南北向桐梓—筠连裂陷槽演变为泸州—筠连—昭通台内坳陷,研究成果对拓宽龙王庙组滩控岩溶型储层的勘探领域具有重要的指导作用。

四川盆地磨溪-高石梯地区下寒武统龙王庙组颗粒滩特征及分布规律

以四川盆地磨溪—高石梯地区下寒武统龙王庙组颗粒滩为研究对象,结合钻井、测录井、岩心和薄片等资料,对龙王庙组颗粒滩特征、分布规律和主控因素进行了综合分析。研究区内颗粒滩岩石类型主要有两类:一类为具有明显颗粒结构的颗粒云岩,以砂屑云岩或鲕粒云岩为主;另一类为具有残余颗粒结构的晶粒云岩。颗粒滩主要发育向上变浅、粒度变粗的沉积序列,垂向上,与下部细粒沉积物可构成滩间海—颗粒滩、局限潟湖—颗粒滩等沉积相序;横向上,颗粒滩连续性较好,具有大面积连片分布的特征,自西北—东南向发育程度呈逐渐增大的趋势。进一步分析后认为,海平面的相对变化和沉积水体能量高低决定了龙王庙组颗粒滩的发育特征和叠置样式,不同级次海平面的升降变化使颗粒滩发育层位和发育程度得以定型,而沉积时期的古地貌则最终决定了龙王庙组颗粒滩平面分布的差异性。

四川盆地磨溪-高石梯地区加里东-海西期龙王庙组构造古地貌恢复及地质意义

本文基于磨溪—高石梯地区三维地震和钻孔资料,选择地震层位易于追踪的二叠底—龙王庙底厚度变化趋势来表征龙王庙组底界构造古地貌。分析发现高台组沉积是对龙王庙末期的填平补齐,而二叠底—龙王庙底厚度与高台组地层厚度具明显的正相关关系,因而恢复的龙王庙组底界构造古地貌可以近似代表高台组沉积前的龙王庙组沉积古地貌;同时,该古地貌高地南缘的相对低地是龙王庙组颗粒滩最发育的地区,表明龙王庙沉积期古地貌特征具有类似特征。进一步分析发现认为:在加里东—海西期,经侵蚀窗补给的岩溶水顺层流动的活动规律受控于该古地貌,古地貌对岩溶储层的差异发育和质量变化具有明显的控制作用,即在古地貌斜坡带和岩溶水汇聚的沟谷地带,岩溶改造作用最强,所形成的储层质量最好;在孤立古地貌高地,岩溶改造作用相对较弱,所形成的岩溶型储层质量相对变差。结果表明该古地貌是龙王庙期沉积古地貌长期继承性发展的结果,其对沉积、储层的控制作用也为后期新钻井和开发井所验证。该研究方法和思路可供相似地质背景的同类工作对比参考。

四川盆地及邻区下寒武统龙王庙组颗粒滩沉积特征与空间分布

通过对区域地质调查剖面资料和钻井资料的研究,结合对部分野外剖面与钻井岩心的系统观察和取样分析,发现四川盆地及邻区下寒武统龙王庙组的颗粒滩主要由颗粒石灰岩(白云岩)和晶粒白云岩构成;颗粒滩以未暴露浅滩为主,发育向上变浅和向上变深2类垂向序列。川中古隆起和黔中古隆起北部地区的颗粒滩的横向规模大、层位稳定性和连续性最好,其余地区颗粒滩多表现为点滩且规模较小。研究区龙王庙期总体上为西浅东深,西南缘、西北缘和北缘为古陆环抱,盆内呈"一隆两坳"的古地理格局。颗粒岩在古地貌高地具有广覆式"五线一带"的平面分布样式。川中古隆起、黔中古隆起北部地区是颗粒滩发育最有利的地区,东北部和东南部的水下岛链区是优质颗粒滩带发育的潜在区。古隆起发育演化对颗粒滩和有利储集相带具有明显的控制效应,次一级海平面升降变化影响滩体的垂向叠置样式和横向连续性。

湖相碳酸盐岩沉积相分析:以四川盆地东北部下侏罗统自流井组大安寨段为例

与生物有关的岩石往往与油气关系密切,其中介壳灰岩作为最为普遍的生物碳酸盐岩储层岩石类型,在全球范围内碳酸盐岩地层中均有发育,并在其中发现了多个大型油气藏(Ricardo et al.,2012;Daniel et al.,2015)。四川盆地下侏罗统自流井组大安寨段介壳灰岩作为四川盆地致密油主产层,因其厚度大,分布稳定,有机质含量高而著称,自上世纪50年代便成为勘探目的层开展了大量研究(谢林等,2010;汪少勇等,2013;卢炳雄等,2015;郑荣才等,2016),在川中及川西等地区也相继取得了勘探突破并已逐渐进入稳产阶段。

四川盆地东部中二叠统茅口组顶部钙结壳的发现及其发育模式

对四川盆地东部涪陵地区角帮沟剖面中二叠统茅口组顶部钙结壳进行的岩石学和矿物学系统分析发现,该剖面中钙结壳的矿物组成和含量呈规律变化,可分为基岩带、过渡带及钙结带。岩石学分析表明,基岩带为灰白色中厚层泥晶生物灰岩,其内发育碳酸盐岩砂和岩溶角砾充填的岩溶系统;过渡带为黄白色、黄褐色、褐红色含燧石条带或团块状泥晶生物灰岩,其内发育钙质胶结的原地角砾充填的侵蚀漏斗;钙结带为局部钙结岩化的灰色亮晶生屑灰岩叠覆土黄色多孔块状钙结岩,其内发育多期裂缝、根模、肺泡结构和次生碳酸钙胶结物等典型钙结壳结构。矿物学分析表明,自过渡带至钙结带Ca CO3含量呈逐渐上升的趋势,推测内部次生碳酸钙逐步胶结富集是钙结岩形成的主要原因。结合四川盆地茅口组顶部以发育铝土质泥岩和铝土岩的岩石组合为特征,且其与中二叠世上扬子地区位于赤道附近的古地理背景相吻合,表明四川盆地东部地区茅口组顶部钙结壳形成于湿热气候条件下;并通过与经典钙结壳特征的比较,总结出湿热气候条件下的钙结壳发育模式。该研究成果不仅是对四川盆地中二叠统茅口组表生成岩作用产物的补充,而且还可为国内外同类型钙结壳研究提供详实的材料。

四川盆地东北部下侏罗统自流井组大安寨段湖相碳酸盐岩沉积相分析

下侏罗统自流井组大安寨段作为四川盆地致密油主产层,蕴含着丰富的油气资源,在川中地区已稳产数十年。川东地区大安寨段一直未取得突破,相应的研究程度较低。本文选取重庆万州地区大垭口剖面下侏罗统自流井组大安寨段作为研究对象,针对其发育稳定保存良好的湖相碳酸盐岩开展研究,通过研究发现:万州地区大安寨段以湖相碳酸盐岩和碎屑岩混合沉积为特征,其主要由5大类岩石组成,共细分为12种岩石类型。结合岩性、沉积特征及区域上的资料,可将大垭口剖面大安寨段划分出半深湖—深湖、湖坡、浅湖、滨湖4个亚相及多个微相。大安寨段由下往上可分为大三、大二以及大一共三个亚段,发育了一个完整的湖侵—湖退沉积旋回。其中,大三亚段和大一亚段岩性以介壳或介屑灰岩和结晶介壳灰岩为主,夹薄层黑色泥页岩及砂岩;大二亚段岩性以黑色页岩为主,夹薄层介壳灰岩。根据各岩石类型宏观、微观特征及岩石纵向组合特征,分析各亚相的沉积环境。结果表明:万州地区下侏罗统大安寨段沉积环境整体属于较低能沉积环境,碳酸盐岩中多为泥晶方解石胶结,含泥质。根据实测剖面及区域上的资料,建立了川东北地区大安寨段湖泊相沉积模式,该模式总结了该区域大安寨段各亚相的发育特征及演化规律。

新安边地区长7段黏土矿物对致密油富集的影响

储层对致密油的富集至关重要,为研究新安边地区长7段致密砂岩储层黏土矿物对致密油富集的影响,利用铸体薄片、XRD、扫描电镜和分子模拟,开展长7段储层空间特征、黏土矿物特征及分布规律、黏土矿物层间域内微观结构及黏土矿物对致密油吸附性差异研究。结果表明,新安边地区主要发育灰色—灰白色长石砂岩和岩屑长石砂岩,以次生孔隙—溶蚀孔为主。高岭石、伊利石和绿泥石是研究区黏土矿物的重要成分,长71段主要发育高岭石,长72段主要发育绿泥石。长71段中的高岭石和伊利石以丝状或簇状充填于孔隙中,将大孔切割成小孔,对储层空间具有破坏作用;长72段中的绿泥石以丝状和块状充填在孔隙中,占据了原始孔隙空间,因其包裹矿物表面,具有减缓压实、次生变化等作用,对储层具有保护作用。在压力和孔径较低情况下,烷烃分子的吸附量和游离态表现为绿泥石>伊利石>高岭石。因此,高绿泥石含量储层对致密油的富集是有利的,这为陕北其他地区增储增产提供了理论依据。

川中龙女寺地区茅口组二段储层特征

近年来,潼深4井等多口钻井在川中地区茅口组钻获高产工业气流,明确其储层基础地质特征是增储上产亟需解决的重要任务。以川中龙女寺地区茅二段为例,基于钻、测、录井资料,通过薄片鉴定等手段,进一步明确茅口组储层特征,结合地震资料,初步明确构造作用对龙女寺地区茅口组二段储层的影响。

鄂尔多斯华池地区三叠系延长组长8油层组沉积相特征

鄂尔多斯盆地华池地区三叠系延长组长8油层组勘探潜力巨大,但由于对沉积特征缺乏系统的认识,可能会影响后期的油气勘探开发。基于岩心观察、粒度分析和常规测井相分析,对华池地区三叠系延长组长8油层组进行了系统研究。结果表明:(1)沉积相类型是辫状河三角洲,属于辫状河三角洲前缘亚相,发育有水下分流河道、分流间湾、河口坝、远砂坝和席状砂5种沉积微相。(2)纵向上长81河道砂体发育情况好于长82,横向上南西—北东方向上的河道砂体发育情况和横向连片性均好于西北—东南方向上的河道砂体。(3)在平面上发育南西—北东向的水下分流河道,长82—长81沉积微相的变化反映了物源持续推进,水下分流河道范围继续拓宽,且分布范围变广的物源进积过程。(4)基于不同微相物性对比和沉积相纵向、横向、平面研究,得出优势相为水下分流河道和分流间湾。

准噶尔盆地三台油气田原油菌解气特征及成因

通过综合分析天然气组分、碳同位素组成和伴生原油的碳同位素组成、饱和烃色谱、色谱-质谱等资料,对准噶尔盆地三台地区天然气特征及其形成机制进行了研究。三台油气田侏罗系天然气乙烷碳同位素组成普遍较轻,原油碳同位素组成较轻、姥植比较小,甾烷分布以C29和C28甾烷含量较高、C27甾烷含量较低为特征,油、气主要来自阜康凹陷二叠系平地泉组腐泥型烃源岩。天然气组成以甲烷为主,甲烷碳同位素组成较轻,比典型的生物气重,但比热成因气轻;气藏埋藏较浅,与稠油伴生或邻近;伴生的稠油遭较强生物降解,出现25-降藿烷,表明三台油气田侏罗系天然气属于典型的原油菌解气。微生物降解原油的过程是在细菌和热力学作用下由微生物参与的一种水-烃反应,产甲烷菌利用CO2和H2优先对轻碳同位素进行还原反应产生碳同位素组成较轻的甲烷气。含油气盆地中遭生物降解的稠油和油砂分布广泛,原油菌解气藏具有良好勘探前景。

储层沥青成因及其对油气运聚的影响——以鄂尔多斯盆地华庆地区长8油层组1砂组为例

鄂尔多斯盆地中部华庆地区三叠系延长组长8油层组1砂组储层孔隙中普遍见沥青,油水关系十分复杂。通过对储层抽提物和原油的地球化学特征分析,并结合含沥青岩心洗油前后储层物性对比实验和储层显微荧光分析,系统研究了该区储层沥青的成因及其对储层物性和油气运聚的影响。研究表明,储层沥青与原油成因不同,沥青成熟度低,且具有强烈生物降解特征。通过洗油实验,含沥青较多的岩心孔隙度和渗透率均有增加,且后期油主要分布在沥青充填后的残余孔隙中,指出沥青对储层物性和后期油气的运聚具有重要的控制作用。长81储层存在两期成藏,时间分别在中晚侏罗世和早白垩世末。早期成藏的成熟度较低的原油遭强烈生物降解形成沥青,与绿泥石和铁方解石一起充填在储层孔隙中,使储层变得更为致密,源岩后期生成的成熟原油只能进入被沥青等充填后的残余孔中或进入沥青少的储层孔隙中聚集成藏。

苏里格地区盒_8段储层成岩作用与孔隙演化定量分析

针对苏里格地区上古生界盒8段储层整体较为致密以及孔隙度演化复杂的问题,为了确定该区砂岩储层致密的主控因素及规律,综合运用铸体薄片、扫描电镜、X-衍射等资料,采用计点统计法对孔隙度演化进行了定量分析。结果表明:盒_8段储层以岩屑石英砂岩为主,目前已达到中成岩B期。砂岩储层初始孔隙度为38.6%,压实作用使孔隙度降为10.0%,储层已达到致密;而胶结作用又使得孔隙度降至1.2%,加重了其致密程度;但较为发育的溶蚀作用对孔隙度贡献了6.7%,最终达到7.9%,与实测结果误差仅为0.6%,误差在合理范围之内,验证了本次研究方法的可靠性。该方法为该地区同类储层的孔隙演化研究提供了一定指导作用。