二叠系火山碎屑岩气藏天然气地球化学特征及气源分析——以四川盆地成都—简阳地区永探1井为例

2018年12月底,在四川盆地二叠系火山岩发育地区部署的风险探井永探1井测试获得22.5万m³/d的高产工业气流,实现了二叠系火山碎屑岩的重大勘探突破,展现了火山碎屑岩气藏的巨大勘探潜力。本文根据该钻井成果资料,应用分析化验数据,采用不同地区气-气对比方法,开展了成都—简阳地区天然气地球化学特征分析、源-储接触关系解剖及气源综合对比。在此基础上,对二叠系火山碎屑岩气藏天然气成因进行了鉴别,对天然气来源进行了判识。结果表明：永探1井火山岩气藏天然气均为典型的干气,干燥系数达0.997,CH₄质量分数高,平均为99.03%,C₂H₆质量分数低,平均为0.35%,C₃H₈几乎没有,不含H₂S;天然气甲烷、乙烷碳同位素值均较轻,甲烷碳同位素平均值为-32.17‰,乙烷碳同位素平均值为-34.27‰,且岩心及镜下可见大量残余沥青,天然气成因鉴别分析表明永探1井火山岩气藏天然气为原油二次裂解气;通过源-储接触关系解剖以及天然气甲烷、乙烷碳同位素对比分析,表明永探1井火山碎屑岩气藏天然气主要来源于德阳—安岳台内裂陷内发育的巨厚下寒武统筇竹寺组优质烃源岩,部分来源于中二叠统。     

四川盆地川中—川西震旦系—三叠系天然气成藏分析及勘探意义

四川盆地蕴藏着丰富天然气资源,其中筇竹寺组页岩对盆地中下组合天然气聚集作出巨大贡献。通过对川西和川中震旦系—寒武系及上覆志留系—三叠系多层系储集层中天然气特征精细对比发现,以筇竹寺组页岩为主要烃源的油气资源极为丰富、类型多样：(1)既有典型原油裂解气,甲烷碳同位素较轻(<35‰),分布在资阳地区震旦系、太合地区寒武系沧浪铺组(角探1井)及川西北河湾场/吴家坝的茅口组。它们成藏时间早,在岩性圈闭或岩性-构造圈闭得以长期保存;(2)页岩超晚期释放气,分布广泛,高石梯—磨溪、太合、威远等地区下组合震旦系—寒武系均以该类天然气补充成藏为主,甲烷碳同位素较重(>35‰),如未遭受过硫酸盐热化学还原作用(TSR)的改造则具典型甲、乙烷碳同位素倒转(δ¹³C₁>δ¹³C₂)特征,该类气藏具多期次复杂成藏过程,但超晚期页岩来源天然气的持续补充控制着聚集丰度;(3)中组合泥盆系—三叠系(须家河组之下)天然气以断层沟通的页岩超晚期释放天然气成藏为主。综合分析可见,筇竹寺组页岩(与页岩气)保存较好区域是...     

超深层古油藏的定量表征及其对气藏形成的指示意义:以川中古隆起北斜坡灯影组为例

跨越多个构造期的深层、超深层油气成藏定量表征是地学界的一大难题.川中地区上震旦统灯影组天然气藏以典型的原油裂解气为主,油气演化经历了古油藏、古气藏直至现今气藏的复杂演化过程;古油藏的定量刻画是恢复其成藏过程的关键和核心.优选川中古隆起北斜坡上震旦统灯影组气藏为研究对象,以固体沥青为媒介,在岩心观察的基础上,综合“点”(固体沥青图像法定量表征)、“线”(固体沥青多矿物测井反演定量评价)、“面”(固体沥青含量平面分布定量表征)3个维度对固体沥青进行定量刻画,进而定量刻画古油藏并以体积法计算其资源量,以期从成藏角度对斜坡区的天然气勘探潜力评价提供支撑.研究结果表明：(1)灯影组储层固体沥青主要以半充填-充填的状态赋存于孔隙空间中;灯二段固体沥青含量整体要高于灯四段;不论灯二段还是灯四段,上亚段固体沥青含量略高于下亚段;(2)固体沥青纵向和平面分布规律指示,纵向上,油气充注方向多为自上而下;平面上,油气充注主要存在两个方向：自德阳-安岳裂陷槽向台内侧向充注;自北部斜坡区向南、向古隆起高部位侧向充注;(3)北斜坡地区灯影组储层古油藏完成裂解的时间早于大规模区域构造运动,因此可以用现今储层固体沥青...     

四川盆地海相碳酸盐岩天然气富集规律

四川盆地作为中国六大气区之一,为中国天然气快速发展作出了突出贡献。其海相克拉通沉积厚度达4000～7000 m,天然气富集层系以海相碳酸盐岩为主。为了指导该盆地海相碳酸盐岩下一步天然气勘探的方向和目标,本文结合前人研究成果和多年来的勘探经验,从控制油气成藏的关键地质要素出发,系统总结了四川盆地海相碳酸盐岩天然气富集规律,认为:"源控性"——烃源岩在空间上的互补性分布总体控制了天然气的纵横向展布,纵向上距离烃源岩较近的储集层含气性普遍较好,平面上油气藏围绕优质烃源岩发育区(生气或油中心)呈环带状分布;"相控性"——有利的沉积相带对储层发育、天然气富集控制作用明显,即"相控储、储控藏";岩溶作用改善了碳酸盐岩气藏储集层的储渗条件;古隆起继承性的发展控制了油气的早期运聚成藏;现今构造对天然气藏再调整、再分配的重要控制作用。综合应用天然气富集规律认识,四川盆地获得多个重大突破和发现,提交探明储量超万亿m3,极大地促进了中国天然气的快速发展。     

四川盆地埃迪卡拉晚期层序地层特征和沉积演化

近年来,在四川盆地川中古隆起和外围斜坡区埃迪卡拉晚期地层（震旦系灯影组）天然气勘探相继取得了重大发现和突破。深化埃迪卡拉晚期地层和沉积等方面研究,对四川盆地非继承性构造斜坡区灯影组勘探具有重要指导意义。综合利用地质、地球物理测井和地球化学资料,并结合前人研究成果,对川中古隆起和川北斜坡区灯影组沉积晚期地层SQ4进行IV级层序划分和对比,探讨了体系域的沉积演化。结果表明:1）SQ4可以划分为5个IV级层序。受沉积古地貌影响,川北斜坡区发育SQ4-1、SQ4-2和SQ4-3,古隆起高部位区发育SQ4-3、SQ4-4和SQ4-5;2）川北斜坡区灯影组SQ4由下向上为低位体系域和海侵体系域沉积,低位体系域为多期丘核—凝块石滩沉积演化,海侵体系域为丘间—丘核—砂屑滩—丘盖沉积演化。川中古隆起高石梯—磨溪地区SQ4由下向上为海侵体系域和高位体系域沉积,其中海侵体系域与川北斜坡区为等时沉积,高位体系域为丘间—砂屑滩—凝块石滩—丘坪沉积演化;3）川北斜坡区灯四段低位域具备形成岩性圈闭条件,其中SQ4-1、SQ4-2两套低位域面积分布大,是岩性圈闭勘探的有利区。     

深层、超深层致密碳酸盐岩储层固态沥青测井评价

超深、超老地层中的非常规油气成藏及演化、甜点区刻画、资源潜力定量评价是非常规油气沉积学的一大难点,相关定量评价技术和理论的发展对推进我国“两深一非”油气勘探具有现实意义。沥青是古油藏存在的直接证据,对探索古油藏分布、规模、成藏机制及论证研究区油气勘探潜力具有重要理论和实践意义。以川中地区上震旦统灯影组灯四段为研究对象,先综合岩芯观察、铸体薄片镜下观察、图像法定量计算,对固态沥青进行了表征;而后建立了多矿物体积模型,借助常规测井曲线组合（DEN-RT-R_XO-CNL-AC）,对储层固态沥青进行反演,克服了储层固态沥青分布的强非均质性,定量评价了灯四段固态沥青的含量及分布。研究结果表明:1）灯四段沥青多以半充填状态存在于孔隙中,储层固态沥青含量可达4.62%,平均为2.20%;纵向上,灯四上亚段固态沥青含量普遍高于灯四下亚段;2）高石梯—磨溪地区与德阳—安岳裂陷槽紧邻的台缘礁滩体是古油藏聚集的有利区域,储层固态沥青含量普遍高于东侧的含气区;3）受自西向东油气充注控制,高石梯—磨溪地区南北向固态沥青含量无明显差异。古隆起北斜坡灯四段固态沥青的存在证实了北斜坡古油藏的存在,从侧面印证了北斜坡的油气成藏潜力。从固态沥青的角度,坚定了继续深化川中古隆起北斜坡深层、超深层油气勘探的必要性。     

四川盆地8000 m海相超深层天然气成藏条件及有利勘探区带

超深层(埋深>6000 m)是全球油气勘探的重大领域。当前,四川盆地天然气勘探已经突破8000 m超深层,但是盆地内8000 m超深层领域是否具备规模油气成藏条件、有利勘探区带分布在哪里等重大问题亟待破解。基于烃源岩、有利相带、储集层、圈闭类型、成藏组合等研究,对四川盆地8000 m超深层领域成藏条件与有利勘探区带进行了梳理和评价,得出以下认识：(1)四川盆地超深层领域主要发育于震旦系—中二叠统,且主要分布在环川中隆起带的川西坳陷、川北坳陷、川东褶皱带的深凹地区,其中川西北地区最具勘探潜力;(2)超深层烃源岩明显受凹陷或台内裂陷控制,主要发育陡山沱组、灯影组三段、麦地坪组和筇竹寺组等四套烃源岩,为8000 m超深层油气勘探提供了雄厚的物质基础;(3)震旦系—古生界主体发育(丘)滩孔隙型、岩溶孔洞型和白云岩孔隙型三类基本储层类型,三者相互叠加兼具裂缝改造形成多套规模储层,为超深层油气勘探提供了有利储集条件;(4)多套烃源岩和储层以走滑或逆冲断层相互沟通,主要发育下生上储、旁生侧储两种成藏组合,立体成藏特征明显;(5)岩性圈闭是震旦系—二叠系超深层气藏的主要圈闭类型,大型斜坡背景上发...     

基于CT成像技术的白云岩储层微观表征

震旦系灯影组四段是四川盆地安岳气田主力勘探产层之一,是一套受丘滩体发育和桐湾II幕表生岩溶作用共同控制的储层。灯四段储层纵横向非均质性强,相较于台缘带灯四段孔洞型优质储层连续发育的特征,台内区丘滩相沉积不足、岩溶作用效果变差,储层厚度减薄,品质降低,常规手段在对此类储层性质的研究上具有一定的局限性。为此,应用X射线CT扫描成像与数字岩心技术,以川中磨溪—龙女寺台内地区震旦系灯影组四段白云岩岩溶储层为例,将储集空间分为孔隙和喉道,从定性和定量的角度进行储层系统表征。结果表明:研究区储层溶蚀孔隙、溶蚀孔洞、裂缝相间发育,裂缝切割相邻孔洞对提高储层连通性具有重要作用。孔喉相互位置关系以及孔喉半径、长度、体积等参数共同决定了储层品质,孔隙发育数量及孔径分布特征决定储集空间大小,喉道发育数量、喉道半径、单喉道长度分布情况影响储层中孔隙沟通能力即决定了储层有效性。磨溪东—龙女寺台内区裂缝发育区孔洞型储集空间是台内优质储层关键勘探目标。     

"源控论"再探讨 ——以四川盆地海相碳酸盐岩气藏勘探为例

烃源岩作为油气成藏要素的首要条件,其品质的好坏和分布直接制约着油气藏的形成和展布。四川盆地海相碳酸盐岩勘探实践及地质研究充分证明,海相油气藏源控性特征依然十分显著,规模烃源是基础,规模性分布的优质烃源岩是大中气田形成的重要基础,大中型气田都具有近源(生烃中心)分布的特征:乐山-龙女寺古隆起已获得勘探发现的震旦系-下古生界安岳气田、威远气田及资阳含气构造位于德阳-安岳台内裂陷槽两侧,紧邻裂陷槽内下寒武统优质烃源岩发育区,近源成藏有利;川东石炭系气藏直接覆盖于志留系广覆式分布的优质烃源岩之上,成藏条件优越;二、三叠系礁滩气藏位于开江-梁平海槽上二叠统优质烃源岩发育区两侧,近源成藏有利。     

四川盆地深层前寒武系天然气超晚期成藏及勘探意义

深层—超深层古老地层越来越成为油气勘探主战场,然而,该领域天然气组成极为简单,缺乏有效的直接判识手段,导致来源研究困难.四川盆地安岳震旦系—寒武系已探明万亿立方米大气田,因储层内广布沥青,勘探家普遍认为"天然气为古油藏裂解并就近聚集",因此,寻找古油藏区就成了指导四川深层天然气勘探的重要方针.但这种观点无法从科学角度解释存在的一个悖论:天然气甲烷碳同位素重于储层沥青.本文通过安岳油气藏精细解析,发现储层内沥青两期成藏,早期沥青分布局限、丰度低、δ13C相对稍重(＞-33‰),对应正常油窗;晚期沥青分布广泛、丰度高、δ13C较轻(平均-35.4‰)、主成藏关键时刻应在埋藏温度达到160～180℃时,对应于凝析油气阶段,该凝析油主体应直接来源于干酪根成熟—高成熟阶段的裂解.从而解释了主体沥青与干酪根的同位素倒挂问题,证明同位素"DNA"示踪有效性.这意味着安岳气藏震旦系天然气(甲烷的δ13C值为-34％～-32‰)主体并非来自于原油的裂解,其主力应来自超晚期阶段筇竹寺页岩.因差异泄压、压差驱动天然气自筇竹寺组充注得以成藏.因此,天然气跟沥青无"母子"亲缘,而是"姊妹"关系.基于此,提出四川下组合勘探应跳出"古油气藏区找气"思维,跳出继承性古构造高部位找气的限制,应将现今源、储、盖配置作为一个系统,寻找喜马拉雅期之后具有较好保存条件、筇竹寺组源岩仍具有供气能力并跟源岩具有较好配置关系的碳酸盐储集体,这些可以是微裂缝发育的泥晶灰岩储层,也可以是不整合面之下储层及各种其他类型碳酸盐储集空间发育体.本项研究证实深层高温/高压环境下同位素分馏规律对示踪油气形成和成藏过程的有效性及重要性,揭示深层超深层领域物质循环、油气形成和演化过程.