四川盆地西北部中二叠统茅口组岩相古地理、古岩溶地貌恢复及其油气地质意义

基于野外剖面、地震、测井及钻井等资料分析,结合大地构造背景,对四川盆地西北部(简称川西北)地区中二叠统茅口组岩相古地理及古岩溶地貌特征进行恢复并探讨其油气地质意义。研究表明,川西北地区茅口组可进一步划分为LSC1、LSC2、LSC3共3个长期旋回,分别对应茅一段、茅二段、茅三段。受上扬子地块北缘勉略古洋盆扩张所形成的伸展构造及地幔柱隆升产生的基底断裂控制,在北西西及北东方向产生构造分异,沉积基底自北向南呈幕式沉降,导致茅一段—茅三段沉积体系由碳酸盐台地逐渐演变为台地-斜坡-广海陆棚共存的特征。根据残余厚度恢复出岩溶高地、岩溶斜坡、岩溶洼地等古岩溶地貌单元,岩溶地貌单元是在沉积地貌基础上继承性发展形成的。沉积相及古岩溶地貌对于油气储集具有重要意义,高能滩与溶丘组合、台缘斜坡与岩溶斜坡组合是川西北地区茅口组最优质的储集区带组合类型,将优质储集相带叠合古岩溶地貌,对这两类储集区带平面展布特征进行预测。研究结果将为四川盆地中二叠统茅口组勘探部署提供新的思路与借鉴。图15表1参37     

川西北地区中二叠统茅口组沉积演化及其对岩溶储层发育的控制

四川盆地西北部(川西北)地区中二叠统茅口组以灰岩储层为主,在局部地区取得了较好的天然气勘探效果.由于钻井资料的短缺,对川西北茅口组沉积相分布及演化缺乏明确认识,导致对储层发育控制因素认识不足,并影响了后续的油气勘探.为阐明茅口组储层的发育规律,利用钻测井及地震资料,通过将宏观与微观研究相结合,分析了茅口组沉积岩石的岩石...     

川西北地区茅口组海槽相地质特征及其油气地质意义

川西北地区中二叠统茅口组钻井显示频繁,含气性好,但由于对茅口组相带认识不够深入,不了解储层分布特征,一直未获得具有经济开采价值的气藏。根据川西北剑阁—九龙山地区井下岩石的薄片观察及测井解释,认为区内茅口组顶部发育一套深水相有机质泥岩,为海槽相沉积,可与中下扬子地区的孤峰组对比。并以此建立茅口组孤峰段的测井识别标志,井震联合解释,刻画了川西北地区茅口组海槽相及环海槽台缘滩相展布特征。结论认为:(1)茅口末期已形成开江—梁平海槽雏形;(2)茅口组孤峰段岩性以薄层状深色有机质泥岩为主,呈北西—南东向展布,是潜在的优质烃源岩;(3)环海槽发育茅三段台缘滩相沉积,地震响应特征明显,台缘宽度约8~10 km;(4)川西北地区茅三段台缘滩相叠加岩溶作用易形成层状孔隙型储层,同时该套储层与孤峰段深水沉积侧向对接,具有良好的源储配置关系,是茅口组未来勘探的有利方向。     

川西地区二叠系火山岩展布与茅口组岩溶古地貌关系及其油气勘探意义

综合应用野外剖面、钻井、测/录井、地球化学及地震等资料,对四川盆地西部二叠系茅口组沉积末期岩溶地貌特征、二叠系火山岩分布进行综合研究,并结合二者关系探讨油气地质意义。研究表明,茅口组沉积末期,受早期岩浆活动与拉张背景形成的正断层影响,川西简阳地区形成岩溶斜坡背景下的局部岩溶浅洼,茅口组残余厚度相对较薄。岩溶作用后火山活动形成爆发相火山碎屑岩、溢流相玄武岩、侵入相辉绿玢岩、火山沉积相的沉凝灰岩等火山岩类,但受断裂作用及岩溶古地貌控制,不同地区火山岩堆积特征有所差异,简阳地区喷发周期长,岩性复杂,火山岩厚度大,堆积于岩溶洼地内;中江—三台地区处于岩溶斜坡区,断裂不发育,仅形成玄武岩及沉凝灰岩薄层。因此,岩溶古地貌既控制了厚层爆发相火山岩堆积,也控制了边缘斜坡区的茅口组岩溶储集层发育,川西地区具有二叠系火山岩、茅口组多层系油气勘探潜力。图9表1参39     

四川盆地东部中二叠统茅口组地层划分、对比与岩溶古地貌恢复

四川盆地东部(以下简称川东地区)中二叠统茅口组后期沉积相变过程复杂,加之茅口组顶界尚缺乏统一的划分标准,由此导致所恢复的茅口组岩溶古地貌格局与实际情况之间存在着较大的差异。为了给该区茅口组岩溶储层的天然气勘探提供帮助,利用露头地质调查、钻井岩心、测井及地震人工虚拟井等资料,在通过标志层对茅口组进行精细划分和对比的基础上,综合地层残余厚度、地层岩性、地层剥蚀层段分析,建立了茅口组古岩溶地貌单元划分标准,刻画出岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶盆地的分布格局。研究结果表明:(1)该区茅口组残余地层厚度具有"北薄南厚"的分布特征,其中茅一段厚度分布稳定,茅二段残余地层厚度变化较大;(2)海槽相孤峰段开始沉积于茅二~b期,结束于茅二~a晚期,地层厚度一般小于25 m,分布局限于川东北地区;(3)茅三段和茅四段在川东地区的中部和北部均遭到不同程度的剥蚀;(4)茅口组末期古地貌可划分出2个岩溶高地、3个岩溶盆地及2个岩溶斜坡。结论认为,川东地区茅口组古地貌总体上呈岩溶斜坡为主、岩溶高地次之,岩溶盆地分布范围相对较小,其中北部和中部地区岩溶高地、岩溶斜坡带茅口组上部地层剥蚀较多,岩溶储层主要发育于茅二b亚段、茅二c亚段及茅一段中上部,南部地区岩溶储层主要发育于茅三段、茅二a亚段及茅二b亚段。     

川西北剑阁古隆起形成演化过程及其控气作用

古隆起是四川盆地油气勘探的重点领域。研究剑阁古隆起的构造形态、形成演化和控气作用对川西北地区的油气勘探有着重要的意义。基于剑阁古隆起范围内地质、地球物理和测井资料并结合川西北地区上三叠统须家河组沉积厚度,研究了剑阁古隆起的展布和演化过程。结果表明,剑阁古隆起演化过程分为3个阶段,上三叠统须家河组须一段—须三段沉积期为剑阁古隆起雏形阶段,须四段—须六段沉积期为剑阁古隆起的成熟阶段,早侏罗世为剑阁古隆起的衰亡阶段。剑阁古隆起具有完整的旋回发展过程,须家河组具有良好的生储盖组合,其多期构造运动形成的地层圈闭和岩性圈闭是川西北勘探的有利目标。     

四川盆地东吴期泸州古隆起与茅口组碳酸盐岩缝洞储层分布

中二叠世末的东吴运动是中国华南地区二叠纪影响较大的一次地壳运动。东吴运动在四川盆地内部发育了泸州古隆起,导致了茅口组不同程度的抬升剥蚀和岩溶储层的形成。利用大量钻孔资料编制了泸州古隆起上二叠统沉积前的古地质图,恢复了东吴期泸州古隆起剥蚀后的古地貌和古隆起抬升初期的古构造。资料揭示区域上茅口组剥蚀最严重的区域也是古隆起抬升的中心,东吴期泸州古隆起呈北北东向展布,北东翼宽缓,西南翼陡峭,古隆起核部茅口组具剥蚀夷平特征。泸州古隆起北东翼岩溶缓坡及其相邻的核部茅口组剥蚀夷平严重,岩溶缝洞层段保存较少;西南翼岩溶陡坡及其邻近的古隆起核部一侧为溶蚀强度大、缝洞层段保留较多的区块,是茅口组缝洞储层发育的最有利区。     

四川盆地茅口组风化壳岩溶古地貌及勘探选区

针对四川盆地中二叠统茅口组顶部岩溶古地貌分布特征认识不清的问题,开展了岩溶储层的地质及地球物理响应分析,同时对全盆地200余口探井的茅口组开展了详细的地层对比,在此基础上利用印模法和残余厚度法2种古地貌分析方法开展了茅口组顶部古地貌形态的精细刻画,指出茅口组顶部发育岩溶洼地、岩溶斜坡和岩溶高地3种地貌单元,古地貌具有“三高地、两斜坡、两洼地”的特点,岩溶洼地地层保存基本完整,岩溶高地缺失茅口组四段和部分茅口组三段,岩溶斜坡的地层缺失介于岩溶高地和岩溶洼地之间。突破了前人对茅口组风化壳古地貌存在“两高地”的认识,根据这一新认识并结合烃源岩生烃强度特征将茅口组顶部风化壳岩溶储层划分为4个有利勘探区带。     

四川盆地及邻区二叠纪层序岩相古地理及有利勘探区带

通过大量露头、钻井岩心沉积相研究及地震相分析,将四川盆地及邻区二叠系划分为5个三级层序,编制了四川盆地及邻区三级层序地层格架下的二叠纪岩相古地理图,即层序PSQ1(栖霞组)、层序PSQ2 PSQ3(茅口组)、层序PSQ4(龙潭组/吴家坪组)及层序PSQ5(长兴组/大隆组)4个沉积期岩相古地理图,认为四川盆地及邻区二叠纪岩相古地理的演变主要受控于区域张裂构造背景及同沉积正断裂的活动,总体表现为张裂活动逐渐增强的趋势;中二叠世主要发育碳酸盐缓坡,晚二叠世演变为镶边台地;因中二叠世末期的峨眉地幔柱活动及其玄武岩喷发导致了康滇古陆的形成并成为川西南地区陆源碎屑沉积物源.通过岩相古地理图的编制,发现了一批台内礁滩及台内洼地,进一步明确了川北地区中缓坡相及台地边缘相的展布,对于四川盆地及邻区二叠系天然气勘探具有重要指导意义.结合主要烃源岩分布及成藏条件分析,提出环开江一梁平盆地上二叠统白云石化台缘礁滩、城口—鄂西盆地西南缘上二叠统白云石化台缘礁滩、川北地区中二叠统白云石化中缓坡礁滩、茅口组风化壳岩溶储层、上二叠统长兴组白云石化台内礁滩及中二叠统断裂热液白云岩储层是四川盆地二叠系碳酸盐岩储层的有利天然气勘探领域.     

四川盆地广元-梁平古裂陷构造-沉积演化

二叠纪-三叠纪转折期,四川盆地北部广元-梁平地区发育一个北西-南东向古裂陷,称之为“开江-梁平古裂陷”。由于对广元-梁平古裂陷的认识直接影响到川北和川东北地区的油气勘探部署,因此有必要对该古裂陷的构造-沉积演化进行深入研究。通过系统收集广元-梁平古裂陷槽内外的露头和钻井资料,并根据地层不整合面特征、沉积充填特征、测井曲线突变特征、沉积物地球化学特征等沉积记录以及地震剖面约束,发现广元-梁平古裂陷槽内仍存在茅口组三段（茅三段）和四段沉积物,槽内茅口组顶部缺乏广泛岩溶,表明茅口组减薄并非岩溶侵蚀造成,而是由相变导致的。广元-梁平古裂陷的雏形最早形成于茅三段和茅四段沉积期,吴家坪期在此基础上继承性发展,长兴期拉张裂陷活动加剧,热液活动加强,构造沉积分异明显,为古裂陷发育的高峰期,直至飞仙关组四段沉积期,古裂陷才完全被填平补齐。广元-梁平古裂陷对环裂陷槽中-上二叠统多层系储层具有明显控制作用,不仅控制着茅口组生屑滩储层的发育,还控制着吴家坪组颗粒滩储层的发育,且吴家坪组储层中存在油气运聚过程,发育残余孔隙,为下一步油气勘探的有利目标。     

四川盆地茅口组层序岩相古地理特征及储集层预测

根据露头、钻井岩心和测井等资料综合分析,在四川盆地中二叠统茅口组识别出局部暴露不整合和淹没不整合2种层序界面,据此将茅口组划分为3个三级层序,每个层序平均延时3.3 Ma。以体系域为编图单元,系统编制了层序格架内岩相古地理图,分析四川盆地茅口组岩相古地理展布特征,结果表明茅口期四川盆地以浅水型碳酸盐岩开阔台地沉积为主,发育浅水开阔台地、较深水开阔台地、台地边缘和台地前缘斜坡等沉积相带。物性分析表明浅滩相亮晶颗粒岩具有较好的储集性能,经白云石化作用和表生岩溶作用改造后储集物性更好,因而白云岩储集层、古岩溶储集层和浅滩储集层组成了茅口组主要的储集层类型。层序格架内储集层分布规律研究表明高位体系域储集层相对发育,尤以层序2-HST在四川盆地西部、西南部形成的浅滩沉积区和层序3的古岩溶发育区最为有利,是四川盆地中二叠统茅口组最有利的储集层分布区域。图10参18     

四川盆地西南部中二叠统沉积特征与勘探目标

四川盆地中二叠统大中型气藏的勘探方向和目标是目前研究的热点和难点,而川中高石梯—磨溪地区下寒武统龙王庙组大气田的成功勘探经验表明,有利的沉积相带是大气田形成的基础。为此,基于地震资料、地表露头资料及钻井资料,对该盆地西南部中二叠统的构造格局和沉积特征进行了综合研究,从沉积相控的角度提出以下观点：①该区中二叠统沉积时处于浅水缓坡高能带,发育大规模礁滩相沉积;②中二叠世时期基底抬升,茅口组顶部遭受剥蚀,形成不整合面风化壳,盆地西南部处于岩溶斜坡带,古表生岩溶作用强烈;③礁滩相沉积叠加风化壳岩溶有利于形成大规模礁滩相岩溶型储层。进一步结合研究区资源条件和成藏条件的综合研究结论指出：四川盆地中二叠统基础地质条件优越,有望寻找到大规模礁滩相岩溶型气藏;该盆地西南部龙门山前隐伏构造带、川西坳陷斜坡带中二叠统圈闭发育,成藏条件好,是寻找大规模礁滩相岩溶型气藏的有利目标区。     

四川盆地中二叠统沉积相模式及有利储集体分布

近年来四川盆地中二叠统栖霞组和茅口组勘探取得一些突破，显示该区中二叠统巨大的天然气勘探前景。前人对该区中二叠统沉积相和储层等做了大量研究，但对中二叠统栖霞组和茅口组沉积相类型和沉积相模式存在较大分歧，进而制约了有利储集体分布预测研究。文章结合近期一些新钻井和地震资料综合分析基础上，通过岩石学特征、沉积构造和生物化石等相标志分析，认为四川盆地中二叠统栖霞组和茅口组主要发育台地边缘相、开阔台地相和台洼相，其中中二叠统栖霞组早期以碳酸盐岩台地模式为主，栖霞组中晚期和茅口组演变为镶边台地和孤立台凹模式。该区主要发育有台缘滩和台内滩两类主要的储集体，且主要集中在层序高位体系域，台缘滩储集体主要分布在Sq1-HST期雅安-绵竹和剑阁-广元等区带，以及Sq2-HST时期雅安-绵竹-广元区带；台内滩储集体主要分布在Sq1-HST和Sq2-HST期川中高石梯-磨溪区块，以及Sq2-HST时期的威远-自贡区带，Sq2-HST时期高石梯-磨溪区块台内滩储集体受古岩溶和构造热液叠加影响呈条带状展布。四川盆地中二叠统台缘滩和台内滩分布范围较广，具有良好的勘探前景。     

四川盆地中二叠世岩相古地理及其油气地质意义

近期四川盆地中二叠统陆续取得勘探发现,展现出很大的勘探潜力。中二叠世该区构造—沉积分异明显,导致油气成藏规律复杂,层序岩相古地理的重建对认识构造—沉积演化、沉积建造和油气勘探具有重要意义。通过综合油气勘探成果、典型钻井及野外露头资料,并以三级层序为最小纵向编图单元,重建了四川盆地中二叠世栖霞—茅口期各层序的岩相古地理。四川盆地中二叠统可划分为5个三级层序,即SQq1(梁山组—栖一段B)、SQq2(栖一段A—栖二段)、SQm1(茅一段—茅二段C)、SQm2(茅二段B—A)和SQm3(茅三—茅四段)。SQq1和SQm1沉积期总体以海侵和填平补齐过程为主,盆内局部古高地存在点状、带状滩体;SQq2、SQm2和SQm3沉积期以持续海退、地貌分异为主,盆缘发育镶边的碳酸盐岩台地沉积体系,台内可形成较大规模多个滩体;SQq2沉积期是中二叠世主要成滩期,较漫长的海退过程和局部块体升降,促使川西台缘、川中南部台内形成较大规模多个滩体;SQm3沉积期在盆地北部沉积分异明显加剧,全面转换为台缘—斜坡—陆棚的隆凹相间沉积分异格局;SQq2和SQm3沉积期高位体系域(HST)的台缘、台内滩体为白云石化、溶蚀等...     

四川盆地二叠系茅口组油气藏勘探发现与启示

二叠系茅口组是四川盆地勘探时间最早、目前勘探活动最活跃的层系之一.茅口组气藏按其储层类型可以分为裂缝型、岩溶缝洞型、热液白云岩型、滩相白云岩型和泥灰岩型5类,以岩性气藏为主,在不同区带、不同组段气藏类型表现出差异多样化特征.在梳理前期茅口组勘探成果和分析不同类型气藏特点基础上,明确了台缘滩、台内滩和深缓坡等有利沉积相带...     

四川盆地中二叠统储层特征与勘探方向

近年来,四川盆地中二叠统天然气勘探取得了可喜的进展,多口井在中二叠统茅口组、栖霞组白云岩孔隙型储层段钻获高产工业气流,中二叠统成为该盆地现阶段最现实的接替层系之一。为明确下一步的勘探方向,分析了四川盆地中二叠统的沉积背景和有利储层类型。结果表明：沉积环境主要为开阔台地浅水碳酸盐岩沉积环境;沉积时,古地貌西高东低,中西部生屑滩相储层较东部更为发育;地壳拉张使得中二叠统具备热水沉积、热液改造的良好条件;对勘探有利的3种储层类型为栖霞组滩相白云岩孔隙型储层、茅口组热水白云岩孔隙型储层和茅口组岩溶储层,其中白云岩孔隙型储层是中二叠统最有前景的勘探目标。结论认为：①川西北部—川中地区中二叠统灰质烃源岩生烃强度大,具有形成大中型气田的物质基础;②川西地区栖霞组白云岩储层较厚,是中二叠统天然气勘探的最有利地区;③上述3种储层类型均发育的地区主要分布在川中地区,其3套储层纵向上叠置,勘探潜力大;④剑阁—南充—丰都地区位于热次盆区带,其茅口组热水白云岩储层发育且叠加茅口组岩溶储层,天然气勘探前景好。     

四川盆地中二叠统天然气勘探新进展与前景展望

近年来,随着四川盆地深层海相碳酸盐岩天然气勘探力度的不断加大。基于区域地质背景研究成果,在岩相古地理、储层成因以及天然气成藏演化等方面都取得了重要的地质新认识,并且在该盆地中二叠统栖霞组、茅口组、峨眉山玄武岩等多层系、多领域都取得了天然气勘探新进展,展现出良好的天然气勘探前景。归纳总结该盆地近期中二叠统天然气勘探成果表明:①栖霞组沉积受加里东末期古地貌的控制,在川西海盆边缘和川中地区环古隆起周缘发育了规模分布的台缘滩和环带状台内滩,滩体规模大、分布范围广,白云岩储层发育,含气性好;②盆地内茅口组主要发育两种类型的储渗体——一种是叠加白云化作用的受相带控制沿台缘和台内高带发育的滩体,另一种是茅口期末受大规模侵蚀作用在岩溶斜坡带分布的有效岩溶储层;③在成都—简阳地区发现了火山岩气藏,其优质储层为火山岩爆发相,厚度大、物性好、分布面积广,该种新类型气藏的发现,进一步拓展了四川盆地中二叠统天然气勘探的领域。结论认为,中二叠统多层系、多领域天然气规模勘探潜力的提升,使其成为四川盆地下一步天然气增储上产的重要接替领域。     

四川盆地中二叠统茅口组储层形成与古构造演化关系

以钻井与测井资料、盆地基干地震剖面及区域地质资料为基础,开展了四川盆地中二叠统茅口组储层发育特征及主控因素分析,系统讨论了古构造演化与茅口组沉积地貌、岩溶地貌及白云石化带之间的关系,预测了储层发育有利区带。研究认为,加里东运动奠定了中、下二叠统沉积前的基本地貌格局,而峨嵋地幔柱隆升作用则持续影响了整个二叠纪的古地貌演化,使四川盆地西南部成为继承性古地貌高带。该区既是茅口组高能滩体发育的沉积地貌高带,也是茅口组顶部风化壳岩溶古地貌高地。峨眉地裂运动的构造张裂活动,为茅口组在早期滩体沉积或岩溶改造的基础上,叠加多期次白云石化及溶蚀作用提供了热液及酸性成岩流体的运移通道,在很大程度上控制了盆内茅口组白云岩储层的分布。     

四川盆地中三叠统雷口坡组沉积特征及有利储集相带

为了查明四川盆地中三叠统雷口坡组沉积特征与有利储集相带分布规律,为该区天然气勘探寻找新的接替区,以海相碳酸盐岩层序地层学和储层沉积学理论体系为指导,在岩心标志、测录井标志以及不整合等层序界面标志的基础上,对中三叠统雷口坡组进行了沉积相识别和层序地层划分,进而圈定了各层序时期平面沉积相边界,并编制了四川盆地中三叠统雷口坡组各体系域内层序-岩相古地理图,预测了有利储集相带分布区。研究结果表明：四川盆地中三叠统雷口坡组为一套较浅水的碳酸盐岩台地相沉积体系,主要发育局限台地、蒸发台地、台地边缘和开阔台地等4种相类型。雷口坡期受到早印支运动的影响,盆地内部呈现东高西低、大隆大凹的沉积格局。地壳抬升作用使得部分地层遭受长期暴露剥蚀作用并在顶部形成风化壳,致雷口坡组顶部部分地层缺失。以沉积相划分、层序界面识别标志为依据,四川盆地中三叠统雷口坡组划分出4个三级层序和8个体系域。盆地中部古隆起及其周缘白云岩坪和西北部绵竹-剑阁隆起的台缘滩具有较好的储集物性和有效的储盖组合特征,为盆地有利储集相带分布区,因而成为四川盆地中三叠统雷口坡组最为有力的勘探目标。     

四川盆地茅口组岩溶古地貌刻画及油气勘探意义

四川盆地广泛发育岩溶缝洞型储层。为恢复茅口组岩溶古地貌,开展了钻井岩心分析、测井分析和地震资料解释等研究,并对全盆地茅口组地层进行精细划分和对比,通过井震结合、残厚法和印模法精细刻画了茅口组岩溶古地貌特征。结果表明：①茅口组整体具有“西高东低”的岩溶古地貌形态,由西向东可划分出岩溶高地、岩溶斜坡、岩溶洼地等3个一级地貌单元,细分为残丘、坡地、洼地和沟谷等二级地貌单元;②广元—元坝—达州—奉节一线为岩溶盆地,茅口组残余厚度小于180 m,是在茅口期裂陷槽基础上继承性演变的地貌形态,裂陷槽内发育深水相孤峰段沉积;③蜀南—川中—川北一带为岩溶斜坡,茅口组岩溶作用较为发育,有效岩溶储层保存好,主要分布于岩溶残丘和坡地,而岩溶沟谷内的溶蚀孔洞大多被龙潭组泥质充填;④茅口期的川北剑阁—元坝—龙岗地区处于裂陷槽边缘,为浅水高能台缘滩沉积,为岩溶储层的重要勘探领域。该研究成果为优质岩溶储层勘探指明了方向,具有重要的理论意义和勘探价值。