川东石炭系天然气成藏的地球化学模式

本文根据含油气系统理论,采用气藏地球化学方法,研究了四川盆地东部石炭系天然气成藏的地球化学模式.应用储层沥青中的芳香烃馏份进行了川东石炭系与志留系和下二叠统碳质页岩的特征对比,证实了石炭系的储层沥青与下志留统亲缘关系密切.石炭系地层水和储集岩经历了沉积、暴露剥蚀和深埋藏三个演化时期,天然气主要经历了大致相同的两次成藏过程,印支-燕山期为古油藏的主要成藏期,喜山期为天然气的主要成藏期.应用天然气地球化学特征探索了石炭系天然气的运移方向,提出了川东地区注入时间较早的气藏有大池干井、高峰场、相国寺和大天池等,其他气藏相对较晚,其中大池干井构造天然气的注入顺序依次为万顺场、吊钟坝、龙头和磨盘场.目前研究表明,石炭系天然气存在3个运移方向,即开江古隆起西部由南西向北东和由西向东两个方向,开江古隆起东南部则可能有石柱复向斜方向运移来的天然气.指出石炭系天然气的聚集受开江印支-燕山期古隆起的控制,喜山运动形成的圈闭对天然气成藏具有调整作用,从气藏地球化学角度提出了下步勘探较为有利的区块,对深化石炭系勘探具有指导意义.     

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本文在总结川东地区现已勘探开发的石炭系气藏天然气不同充满度类型的基础上，探讨了控制天然气充满度的主要因素。提出多烃源是形成高充满度气藏的物质基础，志留系是为石炭系气藏提供天然气的重要气源，开江古隆起－坡带的历史继承发展，控制了烃类的富集和保存，是形成高充气藏的又一重要原因，断层及各种圈闭等保存条件是形成天然气充满度高低的直接原因，进而指出在开江古隆起－斜坡带有关的高陡构造带的两翼或两端的潜伏构造及     

川东石炭系尖灭带天然气聚集特征与勘探潜力

四川盆地东部大面积发育石炭系尖灭带,这些尖灭带储层的非均质性强,形成了复杂的天然气聚集规律。通过近期的研究与勘探实践,认为川东石炭系黄龙组地层尖灭带受地层、岩性、构造、断裂等因素的控制,主要发育岩性—构造复合气藏、构造—岩性—地层复合气藏、岩性气藏。这些气藏受构造特征的影响,在褶皱强烈的地区形成以岩性—构造复合为主的天然气聚集模式,在宽缓斜坡区形成以岩性—地层为主的复合天然气聚集模式;认为地层尖灭带岩性气藏,由于其储层薄,不仅气藏规模小、个数多、常发育异常高压与异常超高压,展示出局部岩性封闭性极强的特征,其储层致密带的发育为构造围斜区大面积岩性圈闭的形成创造了有利条件;认为川东还存在广安—重庆石炭系西南部尖灭带、明月峡—涪陵北石炭系南部尖灭带、梁平古隆起东侧石炭系尖灭带及开县—马槽坝石炭系东北部尖灭带等4个有利勘探领域,这些区带不仅是川东石炭系以岩性—地层为主的复合圈闭的有利发育区,而且也是未来石炭系天然气勘探的重要新类型。     

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石炭系是川东的主力产气层，为扩大其勘探领域，寻找更多的大中型气田，开展了开江古隆起石炭系成藏条件及气田分布规律研究。通过研究，建立了石炭系储层孔隙演化、烃源岩生、排烃演变及古地温、古地温梯度三种模型，确定了各地史时期构造对烃类运、聚的控捕范围，并进行聚集量的定量计算，从而得出：开江古隆起自海西期形成，印支期基本定形，燕山期继续发展，是个长期继承性的叠隆起。石炭系自印支期起开始聚集油气，初期以聚油为主，晚侏罗世以聚气为主，至燕山期末在古隆起东西两侧形成了储层尖灭与古构造共同控制的气田。喜山期川东全面褶皱，形成现今构造，天然气重新分配，形成现今气田。这些气田的含气面积往往超出构造圈闭范围，形成地层一构造复合型大气田。因此，开江古隆起的石炭系是大中气田群的分布区。研究认为，目前应把五百梯、龙安场、云龙场－沙河铺及檀木场－沙罐坪等地区作为主要勘探目标。     

四川盆地奉节地区上古生界古隆起特征及地质意义

四川盆地东部地区边缘带上古生界构造复杂,对地层格架及地质规律认识不清,尤其对石炭系残余地层分布及沉积相展布认识欠缺,影响了该区的勘探开发。基于区域地质背景,结合新钻井、新三维地震数据及野外露头资料,首次提出了在奉节—云阳一带发育晚古生代持续古隆起(奉节古隆起)的认识;通过地震模型正演,确定了研究区志留系—泥盆系—石炭系地震反射特征,对奉节古隆起进行了刻画;通过研究古地貌控制下的石炭系地层识别及分布特征、构造演化,分析了石炭系油气成藏的条件,对石炭系有利天然气勘探区带进行预测评价。研究认为:奉节古隆起位于开江古隆起东侧约95 km处,与开江古隆起近于平行,整体近南北向,略偏东,其南北轴向长度约79 km,东西向宽度不等,三维区内平均宽度14 km;在开江古隆起和奉节古隆起的联合约束下,研究区的构造演化可以分为5个阶段:泥盆纪低位期、石炭纪低位期、石炭纪海进—高位期、石炭纪海退期和二叠纪海进期;由于奉节古隆起带长期持续演化,可以形成石炭系地层剥蚀带,随着地层埋深加大,在古隆起周缘的石炭系与志留系泥岩侧向对接,在油气充注前形成地层圈闭,后期经过多期构造影响,仍可能在现今的向斜-斜坡区保存为含气圈闭,可以作为石炭系天然气勘探的远景区。该认识为四川盆地东部石炭系天然气扩展勘探新领域提供了支撑。     

川东地区志留系-石炭系含气系统天然气运移聚集机理

根据川东地区石炭系、志留系天然气藏的形成与分布特点,结合地层压力分布特征,探讨了该区志留系-石炭系含气系统的天然气运移聚集机理,提出该系统具有箱外成藏和箱内成藏两种模式。下伏志留系高压封存箱生成的油气随箱体顶部破裂呈混相涌流进入石炭系,油气在石炭系中向继承性发育的古隆起运移聚集,形成大型古油气藏,后逐渐演化成古气藏。志留系封存箱内部的天然气可在有利储集层中聚集成藏。喜山构造运动使研究区天然气重新大规模运移聚集,形成充满度很高的残余气藏。石炭系储层气驱水实验表明,岩石渗透率与驱替后残余水饱和度呈负相关指数关系。在一般地层压力条件下,天然气很难通过岩层的细小孔隙运移并排替地层水富集,细小孔隙中的天然气是早期聚集其中的。水溶对流可能是石炭系天然气运聚成藏的重要机制。     

四川盆地开江古隆起形成演化及其对天然气成藏的控制作用

开江古隆起是四川盆地内的三大古隆起之一,也是川东地区天然气勘探的重要领域,前人的研究重点分析了印支期古隆起的形态,未系统阐述古隆起的形成演化过程及其对气藏形成的控制作用。为此,基于区域地质、野外露头与钻井等综合资料,分析了不同构造期该古隆起的平面展布特征,探讨了古隆起形成演化对烃源岩发育、储层发育以及天然气分布的控制作用。结果表明:该古隆起的形成演化经历了以下4个时期:①云南运动期,古隆起初具雏形,形成开江、梁平2个隆起高点,呈南北向展布;②东吴运动期,古隆起继承发育,隆起范围扩大并呈北西西向展布;③印支运动期,古隆起最终定型,隆起范围进一步扩大,并呈北东向展布;④燕山期—喜马拉雅期,古隆起发生解体形成现今构造面貌。结论认为:开江古隆起是因不同地质历史时期基底差异区域抬升、强烈拉张作用与板块俯冲远端效应的综合作用而形成,其形成演化对该区上二叠统龙潭组烃源岩展布和石炭系岩溶储层发育以及石炭系—三叠系天然气的分布具有明显的控制作用。     

四川盆地海相大气田和气田群成藏条件

为了探讨四川盆地海相大气田或气田群的成藏条件,利用构造、岩相等方法综合分析了印支期古隆起和加里东期古隆起对海相油气成藏的控制作用。四川盆地海相气田勘探由找背斜构造裂缝性气田,走向了找滩相孔隙储层和古隆起复合型大气田的广阔道路。由泸州古隆起找构造小气田群,到找川东石炭系孔隙性气藏,从开江古隆起上找到了五百梯石炭系大气田和气田群,至该区二叠系和三叠系礁滩勘探更上一层楼,找到了以普光大气田为代表的大中气田群。目前在乐山-龙女寺古隆起获震旦系灯影组和寒武系龙王庙组高产井,出现大好形势。该区储层、古构造和现今构造三位一体叠加在一起,可望获得特大型气田。     

鄂尔多斯盆地东部构造演化对上古生界大气田形成的控制作用

构造演化研究表明,鄂尔多斯盆地东部上古生界自中生代以来的构造演化大体经历了中三叠世平缓构造发育、晚三叠世—早白垩世古隆起发育和现今斜坡形成3个阶段。其中晚三叠世—早白垩世的上古生界古隆起可能形成于晚三叠世印支运动,加强于侏罗纪燕山早期运动,弱化于早白垩世末的燕山晚期运动,改造于新生代的喜马拉雅运动。该古隆起由于与石炭系—二叠系烃源岩的生气、排气高峰期匹配很好,因而成为当时天然气运移聚集的最有利区,已发现的榆林大气田和大牛地大气田即位于该古隆起部位,说明成藏关键时期古隆起背景的存在对鄂尔多斯盆地上古生界大气田的形成具有一定控制作用,但现今构造面貌对气藏分布基本上不起控制作用。气藏类型研究表明,鄂尔多斯盆地上古生界气藏为致密砂岩连续型非常规气藏,具有广覆式生烃、"蒸发式"排烃、近距离运移、大面积成藏的特点,古隆起区是这种连续型气藏的一个重要"甜点"区。连续型致密砂岩气藏的确认,预示着鄂尔多斯盆地拥有更丰富的天然气资源和更广阔的天然气勘探前景。     

四川盆地东部大中型气藏成烃条件分析

应用含油气系统理论和气藏地球化学方法,研究了四川盆地东部石炭系和下三叠统飞仙关组大中型气藏的烃源地球化学控制因素。指出:川东地区发育的下志留统和上二叠统两套大中型泥质烃源岩是石炭系和下三叠统飞仙关组大中型天然气藏的烃源保障,石炭系和下三叠统飞仙关组大中型气藏的形成受开江印支―燕山期古隆起的控制,喜山运动形成的圈闭对天然气成藏具有调整作用。     

川东七里峡构造带石炭系天然气藏与深化勘探

七里峡构造带是川东石炭系高陡构造带之一.主体构造为一典型的狭长地垒背斜,虽已获五灵山和高桥两个气藏,但圈闭气充满度低.这主要是受两翼倾轴逆断层(倾向背斜轴部的逆断层)所限,气只能从狭窄地垒背斜轴部下伏志留系气源层向上和从构造两端进入圈闭.天然气主要富集于主体构造两侧的低潜圈闭(经地震发现的闭合高度相对较小的潜伏圈闭),已发现双家坝和胡家坝两个气藏.这两个气藏不仅气产量高,而且圈闭气充满度也高,其原因除保存条件好外,更重要的是圈闭紧邻宽向斜,捕获气的范围广,气源丰富.本区主体构造两侧尚有较多不同类型的低潜圈闭未探,前景乐观.     

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提出了川东石炭系储集体系统中地层压力弹性能量场的概念模式，并用地层压力弹性能量场势描述了该区中等隆起幅度构造，地层构造复合圈闭气藏和各主要高陡背斜带上地层压力弹性能量场势的剖面特征。进而定量地评价出川东石炭系气藏的保存条件与地表侵蚀作用的密切相关，而与构造断层无关。据剖面形态将该区地层压力弹性能量场势分为钟罩型，丘状平稳型和偏漏斗型三种，它们分别代表着各自气藏弹性能量的保存和散失的程度。     

川东石炭系储集体地层压力弹性能量场势研究

提出了川东石炭系储集体系统中地层压力弹性能量场的概念模式，并用地层压力弹性能量场势描述了该区中等隆起幅度构造、地层构造复合圈闭气藏和各主要高陡背斜带上地层压力弹性能量场势的剖面特征。进而定量地评价出川东石炭系气藏的保存条件与地表侵蚀作用密切相关，而与构造断层无关。据剖面形态将该区地层压力弹性能量场势分为钟罩型、丘状平稳型和偏漏斗型三种，它们分别代表着各自气藏弹性能量的保存和散失的程度。     

四川盆地达州—开江古隆起沉积构造演化及油气成藏条件分析

四川盆地乐山—龙女寺古隆起震旦系—下古生界天然气勘探所取得的重大突破,使得大型古隆起是该盆地深层天然气勘探重要目标的认识成为共识。然而,除了乐山—龙女寺古隆起之外,该盆地其他大型古隆起均被认为是后加里东期的古隆起,后者对震旦系—下古生界油气成藏的影响则极少被论及。为此,从分析野外露头、钻井及地球物理等资料入手,剖析了川东地区震旦系—下古生界沉积构造背景,研究了古地貌控制下的储层、烃源岩分布规律,结合构造演化分析成果,探讨了该区震旦系—下古生界含油气地质条件。结果表明:(1)中寒武世前川东北部发育达州—开江继承性隆起,控制震旦系、寒武系滩相储层大面积发育;(2)古隆起高部位发育滩相储层,其周缘凹陷带发育上震旦统陡山沱组、下寒武统笻竹寺组厚层烃源岩,源储配置条件优越;(3)二叠纪以来,达州—开江古隆起区由斜坡带逐步抬升,二叠纪生油高峰期处于斜坡—低缓隆起带,三叠纪生气高峰期处于隆起高带,有利于油气富集成藏;(4)川东地区下构造层(下寒武统及其以下地层)现今具备大型隆起构造背景,构造形态简单,其上完整的局部构造圈闭发育,保存条件好。结论认为,川东地区达州—开江古隆起区震旦系—下古生界具备良好的油气成藏条件,该古隆起高部位滩相储层发育区面积达8 000 km~2,是四川盆地下一步天然气勘探新的、重要的领域。     

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自７０年代以来，川东石炭系气藏已成为四川盆地天然气勘探开发的主力气藏。为提高钻探成功率，采用地震资料并结合测井与合成地震记录资料，运用模型正演等方法对该区石炭系厚度和储层分布进行了预测。预测方法和步骤为：①用不同频率的子波作合成地震记录，分析能反映石炭系厚度和储渗层的频率范围，确定主频；②以确定出的主频为目标，对地震资料进行叠后高分辨率处理；③建立适合该区石炭系地层组合特点的地质模型并进行正演，将结果与过井地震剖面对照分析，确定地震识别模式；④在高分辨剖面上准确标定层位，进行模式对比，对石炭系厚度及其储渗层的变化进行横向预测。运用该方法，在川东大天池等多个构造（带）发现了１８个构造—地层复合圈闭，圈定了１１７个石炭系储层发育区。经钻探检验，石炭系厚度预测值与实际值误差小于１０ｍ的符合率达７６％。     

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在充分利用２０多年来川东地区石炭系气藏勘探开发积累起来的大量丰富资料的基础上,特别是近１０年多来在众高陡构造带上大量发现成排的、呈串珠状分布的、分水关关系极为复杂的大小气田的基础上,比较系统地整理和总结了川东石炭系气藏气水分布特征。这些特征是：石炭系气藏属边水气藏,气水界面不统一,海拔高差悬殊,同一背斜高部位产水、低部位产气而呈现出无规则的气水体分布;高陡构造带的主体背斜构造产层单一,天然充满度低,其端部、翼部、断层下盘构造产层众多、天然气充满足度高。针对这些特征,对其成因从圈闭条件和保存条件两个方面作了分析和探讨,并提出了今后勘探开发工作建议。     

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众所周知，气井的产能大小直接与有效储层的类别有关，传统的储层分类研究是通过岩心观察结合薄片鉴定、物性分析及测试资料等综合研究来实现的。但价格昂贵、周期长，采样数量有限，因此研究受到限制。文章以川东地区六大构造带石炭系２１口典型井的测井曲线为依据，通过大量的综合研究对比，在进行储层类别人工判识的基础上，选用多元逐步判别及模式识别的方法，分别建立了石炭系碳酸盐岩储层的分类判识模型及各类储层之间的概率理论图版。经过实践验证，此图版精度高，使用方便、迅速，可操作性强，完全可用于川东地区石炭系的有效储层判识及分类。     

川东地区石炭系天然气成藏动力学研究

川东地区是四川盆地稳定地块中的相对构造活动区,发育10排高陡构造带.应用油气成藏动力学的原理和方法,剖析了石炭系碳酸盐岩储层油气成藏的主控因素,恢复与再现了石炭系天然气成藏动力学过程.研究成果表明,可将二叠系阳新统的现今流体压力系数1.30作为对石炭系气藏压力封闭的临界值.石炭系为具正常地层压力的区域孔洞型储集体,致使大规模的褶皱型构造圈闭成为仓储空间,石炭系捕集成藏的天然气又是在高压驱使下上下邻层流体跨层充注的结果.川东地区石炭系天然气的成藏动力学特征可归纳为:"压力封闭,流体上下充注,天然气仓储式成藏".     

齐波夫天然气储量预测法在川东地区的应用探讨

川东地区石炭系和三叠系飞仙关组鲕滩储层在部分地区勘探程度较高，经统计表明，地质静、动态相近的某一储层连片区块内，其储量数与大小排序符合齐波夫定律。用齐波夫方法估算那些目前处于“单身”气藏周边相关联圈闭的储量后，结合已有的地震、地质等资料，能够分析寻找到新的钻探目标。文章从引用的预测方法入手，列举了川东地区几个储层连片区块内（石炭系或飞仙关组）气田已探明的储量，以地质分析为前提，预测到铁山坡已获储量区块的外围、南门场构造主体北段仍存有可观储量，沙坪场、西河口、高峰场邻近石炭系还存在勘探有利目标。估算川东开江-梁平海槽东北侧飞仙关组储层连片区前十名气藏的储量之和将超过3200×１０^８ｍ^３。     

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根据区域构造演化史，采用沉积补偿法研究了川东大池干井构造带下二叠统顶的古构造情况。结果表明，该构造带存在早期古拉张断裂，构造带的形成与这些断裂关系密切。实验室模拟了该类高陡构造带的形成。进而指出了该构造带的有利勘探方法向为：①构造带中断裂发育带的断上盘和下二同地中该统内的溶蚀缝洞系统；②长兴组生物礁发育的有利地区；③池２井以北至池２２井一带５，６号断层之间的陡带石炭纪地层。