四川盆地阆中一南部地区须家河组勘探潜力.pdf

第 3 O卷第 1 期 地质勘探 四川盆地 阆中一 南部地区须家河组勘探潜力 盛秀杰 陈汉军 吴亚军。 L ． 中国地质 大学 武汉 资源学院2 ． “ 油气藏地质及开发工程” 国家重点实验室 成都理工大学 3 ． 中国石化西南油气分公 司勘探开发研究 院德阳分院 盛秀杰等． 四川盆地阆e e 南部地 区须家河组勘探潜力． 天然气工业， 2 0 1 0 ， 3 O 1 1 5 1 8 ． 摘 要 四川 盆地 闯 中 南部 地 区上 三叠 统 须 家 河 组 油 气勘 探 一直 未 能取 得 突破 ， 前 期研 究 认 为 是 由于 缺 乏 丰 富 的马鞍塘组、 小塘子组优质烃源岩所致。结合 区域沉积环境， 从烃源岩发育情况、 储层发 育情况、 油气运移通道 以及 油气 藏保存情况等几个 方面入手， 对该区须家河组油气勘探潜力进行 了分析。结合邻 区广 安气 田的勘探成果 ， 研究指 出 尽 管 阆中一 南部地区马鞍塘组、 小塘子组缺乏有效的烃源岩 ， 但须家河组烃源岩仍具有一定 的生烃 潜力 ； 须家河组 三段具 有一定的生烃条件 ， 须家河组五段具有较好的生烃条件 ； 油气运移条件 分析表明， 天宫院、 金星场和石龙 2井等部位处于 油气运 移的有利通道上 ， 有利于油气的聚集成藏； 从油气成藏条件 的配置情况来看 ， 须四段是该 区须家河组取得油 气重 大突破 的主 力 层 段 。 关键词 四川盆地 阆中⋯南部地 区 晚三叠世 沉积环境 烃源岩 储集层 油气运 移 勘探潜力 DOI 1 0 ． 3 7 8 7 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 0 0 9 7 6 ． 2 0 1 0 ． O 1 ． 0 0 5 1 烃源岩条件分析 前 期研究[ 1 认 为 ， 四川盆地 阆中一南部 地 区上三 叠统 须家河组油气 未能取得 突破的一个 关键 因素是 由 于 缺 乏 烃 源 岩 ， 尤 其 是 缺 乏 马 鞍 塘 组 和 小 塘 子 组 烃 源岩 。 区域沉 积构造 演化分析结 果表 明 ， 晚三叠世初 期 ， 由于扬 子板块顺时 针方 向旋 转 ， 扬 子板 块首 先 与龙 门 山北端 的碧 口地体 开始 拼合 ， 四川 I 盆 地 东北 J I l 东北 地 区基 本结 束 了残 留海 沉积 环 境 ， 以前 陆盆 地沉 积 环 境为 主 ， J I I 西地 区维 持着 残 留海 与前 陆 盆地 共存 的局 面 ， 其 中， 具 陆相沉积特 征 的周缘 前陆盆地 的范 围则 继续 向西南 方 向扩 大 ， 而残 留海 的范 围则继 续 向西 南 方 向萎缩 。此阶段 川西 残 留海 域 的范 围 、 水 深 和沉 积 厚度 自北 西 向南东 由窄加宽 、 由深变浅 ， 沉 积厚度迅 速 减薄 ， 龙门山及广大 川西 地 区 为浅海 陆 棚和 三角 洲 或 滨海平原 海湾和漓湖一潮坪组合 沉积环境 ， J I l 中和 川 I 东北地 区为大面 积 的前陆 隆起 发 育 区 ， 以北东 向展 布的 泸州一 开江古 隆起 为前 陆隆起 的核心 部位 。 受 区域 构造沉 积环 境影 响 ， 龙 门 山前 山带沉 积 了 一 套浅海生物滩相和生物丘相生物灰岩， 江油、 安县、 绵竹一带 的马鞍 塘组 中发 育海 绵 、 海百 合 和珊 瑚等 浅 海生物 ， J I I 西地 区须一段 马 鞍 塘组 与小 塘子 组 分布 广 泛且厚度 大 ， 是很 好的烃源 岩 ； 而川东北 地 区须一 段马 鞍塘组 与小塘 子组 厚 度 很薄 0 ～2 0 m ， 自西 南 向北 东方 向逐 渐减薄 ， 至通南 巴构造 带 马路 背构 造 马 2井 基本缺失 。因而在 川西地 区马鞍塘组 与小塘子组成 为 很好 的烃 源岩 ， 而 川东北 地 区 马鞍塘 组 与小 塘 子组 沉 积非常薄 ， 难 以成 为很 好 的有效 烃源岩 。 以上 分析表 明 ， 川东北地 区缺乏好 的小塘子组 、 马 鞍塘组烃 源岩 ， 也 正因为如此 ， 在川东北地 区位于该套 层序之上 的须二段储 层 由于缺乏 下伏烃 源岩烃类流体 的供给， 一直没有获得油气勘探突破， 邻区须家河组油 气取得突破 的层位 主要 是须 四段 ， 而 川西 地 区须 二段 则 为主力产 气层 。 邻区广安气田须家河组烃源岩分析结果表明 其 烃源岩主要来 源于须 家河 五 段 与三 段 的泥质 岩 、 煤 系 地层 该 区也 缺乏晚三叠 世早期烃 源岩 一 。结 合 区域 岩相古地理 演化分析 ， 须三段沉 积时 ， 沉 降中心位 于川 中中江一南 充一广安 一带 ， 有 利 的烃 源岩 为滨 浅 湖相 作者简介 盛秀杰 ， 1 9 7 3年生 ， 博士研究生 ； 主要从事地质 与地震综合研究工作。地址 4 3 0 0 7 4 湖北省武汉市 中国地质大学资 源 学 院 。电 话 1 3 1 2 0 0 1 5 2 5 7 。E ma i l s ma r t p o i n t s o h u ． c o m 天然气工业 2 0 1 0年 1月 的泥质岩 、 煤 系地层 ， 阆 中一南 部地 区则 处于三 角洲前 缘湖沼相沉积， 从烃源岩发育程度来说 ， 要差于广安气 田、 充西气 田 。须五段 沉积 时 ， 受北部米 仓 山一 大 巴山 持续加强 的逆冲推 覆活 动影 响 ， 须 五段 沉 降 中心位 于 J I 【 西一川 中地 区， 有 利的烃 源岩为三 角洲前缘 、 滨浅湖 泥沼相地层 ， 在元坝 1井 以北 地 区主要 为 三角 洲平 原 沉积， 沉积环境能量偏高， 而元坝 1井及其 以南地 区， 则为滨一浅 湖相沉 积 ， 沉积 环境能量偏 低 ， 其 湖相泥 岩 以及碳质 页岩与煤 层是较好 的烃源 岩和盖层 。 阆中一 南部地 区川 石 5 5井 及石 深 1井须 五 段 与 须三段含 有不少 的煤系 地层 与 碳质 页 岩 ， 石深 1井 须 家河组五段顶、 底部分别钻遇了 1 6 、 4 8 m 含 7 m 煤 层 左右的碳质页岩与煤系地层。显然， 作为烃源岩的 物质基础 是有 了的 。 据李 登华等 2 0 0 7 研 究 ， 须家 河组 煤 层 厚度 往 西 北方 向有 逐渐变 厚 的趋 势 ， 阆中一南 部地 区煤成 气 生 烃强度 明显好 于南 部地 区的充西 、 八 角场 与广安地 区 。 由于 阆中一 南部地 区须三段 生烃条 件要差 于充西 与广 安地 区 ， 因而可 以预测 ， 阆中一南部 地 区须 五段煤层 较 充西 、 广安地区更为发育 ， 生气强度更高。 综 上 ， 阆中一 南部地 区小塘 子组 、 马鞍 塘组烃 源岩 不发 育 ， 须三段 具有一定 的生烃 条件 ， 须 五段具有 较好 的生 烃条件 。 2 储集条件分析 2 ． 1 须家河 组二段储 集条件 分析 须家河 组二段沉 积 期 间 ， 构 造 活 动较 强 ， 龙 门 山、 米仓 山、 大 巴 山等盆 地 周边 的褶 皱 带 先后 隆 升 ， 川 西 、 川 I 东 北地 区进入前 陆盆地构造 演化 阶段 。前 陆盆地及 其前 陆隆起 带成为 物源 区， 从 物 源 区 至汇 水 盆地 发育 了从近源冲积扇、 河流系统、 三角洲系统到湖沼及湖湾 系统等复杂的陆源碎屑沉积体系 ， 阆中一南部一 巴中 区块主要位于河流下游 ， 发育辫状河一湖沼及湖湾系 统等复杂 的陆源碎 屑沉积体 系 。 据石 深 1井 的资料 ， 须 家河组二 段上部 为灰色 、 浅 灰色 含砾 中粒 、 细粒 岩 屑石 英 砂岩 、 细 粒 岩屑 砂岩 、 钙屑砂岩夹灰黑色 碳质 页岩 ； 中部为灰黑色 碳质 页岩、 黑色煤层与灰色 中、 细粒岩屑砂岩近等厚互层 ， 夹灰 色泥岩 ； 下部 为灰色 中粒岩屑砂 岩 、 岩 屑石英砂 岩 夹灰黑色页岩 ， 底部为灰色泥岩。储层岩性为细砂岩、 中砂岩， 含气储层总厚 3 7 m， 占须二段砂体总厚度的 1 5 ％。该段储层孔隙度和渗透率低 ， 属特低孔、 渗性储 层 ， 裂缝 不发育 ， 储 层类 型为孔 隙型 。储层孔 渗性相 对 于川 西地 区要 略好一些 。 依据有利储层发育的层序地层模式分析以及新场 气 田有 利储层地 震相 分 析得 出的结 论 认 为 地 震 剖面 上横 向为丘形 地震相 ， 纵 向上 能够见 到斜交前 积反射 ， 在顶 积层反射 附近通 常是有利储 层 河 口坝砂体发 育带 。 在层序地层学理论指导下 ， 依据以上储层识别模 式 ， 结合 阆中一 南部 地区地震 剖面 特征 ， 通过 各种属性 提取筛选分析， 利用须二段储层分频叠合刻画出本区 沉 积相分 布特征 ， 并 进而指 出有利 的储层发 育带 。 预测结 果表 明 ， 阆 中一 南部 地 区须 二 段发 育 2个 三 角洲沉 积体系 ， 西边为 回龙场三 角洲 ， 东 边为石龙 场 三 角洲 图 1 。 图 1 阆中一 南部地区须二段 2 0 、 2 5 、 3 0 H z 分频叠合图 分频叠合清楚地显示出 自西向东发育 2 个三角洲沉积体 系 回龙场 三角洲 在南 部 为三 角 洲平 原 ， 其 上河 流 相 沉 积清晰可 见 ， 顶积 层也较 为 明显 ， 向北天 宫院可能 为 河 口坝发育部位 ， 金星场为三角洲前缘一水下分流河 道沉积， 横向剖面上则可见丘状反射 。 石龙场 三角洲 纵 向上 也发 育 有 三角 洲 平原 、 三 角 洲 前缘相沉 积 ， 河 口坝沉积 地震剖 面特征不 是太 清楚 ， 过 天宫 院一 石深 1井 的地 震 剖 面显示 ， 天宫 院地段 可 能为河 口坝沉积 ， 而石深 1井所在部位为三角洲前缘 沉积， 沉积环境相对偏低 。石龙场地区 目前钻达须家 河组二段的井有川石 5 5井和石深 1井 ， 虽有显示， 但 都没有获得工业气流 ， 其原 因之一可能是位于三角洲 前缘沉积相带 ， 未处于最有利的储层发育带。 通过 回龙场与石龙场三角洲对 比来看 ， 回龙场三 角洲春 天观附近 为三角洲 前缘分 流河道 或河 口坝 向沉 积 ， 横剖 面丘形特 征 明显 且幅度 大 ， 而石 龙场三角 洲分 流河道相 沉积 幅度小 ， 向西到 春 天观 见 有低 缓 的斜 交 第 3 O卷 第 1期 地质勘探 前积反射特征。表明当时沉积时回龙场三角洲朵叶体 比石龙场三角洲朵叶体沉积环境低， 更有利于捕捉 到 三角 洲前缘 、 前 三角洲泥 页岩产生而 运移过来 的油气 ， 因而是更 为有 利的储层 发育 带 。 依据 以上分 析来 看 ， 本 区 发育 2个 三 角洲 沉 积体 系 ， 有利储层 主要发育 在 回龙 场三 角 洲平 原 向三 角洲 前缘 过渡 的天 宫院河 口坝 和春天观 附近分流 河道或 河 口坝 发育部位 ， 以及石龙场 三角洲平 原分流 河道 部位 ， 其 中又以 回龙 场 三角 洲 上 的 河 口坝 储 层 发育 部 位 为 最佳 。 2 ． 2须家河组 四段储集条 件分析 须家河组 四段 沉积 期 间 ， 米 仓 山一大 巴山构造 活 动开 始加强 ， 成 为川 东北 的 重要 物缘 区。须 四段 在 整 个川 东北地 区以砂岩 为 主 ， 三 角洲 平 原分 流河 道 大致 沿 中江～三 台一 盐亭一西 充一营 山一渠县一 广安一 潼 南一 乐至一带呈环 状 展布 ， 该 环带 外 围为 河泛 平原 沉 积 ， 环 带 内 则 为 前 三 角洲 远 砂 坝～ 浅 湖 相 沉 积 。 阆 中一 南部一 巴中区块物 缘 区主 要位 于北 部 ， 处 于河 流 下游 ， 发育辫状 河一湖 沼及 湖 湾 系统等 复 杂 的陆 源 碎 屑沉 积体系 。 据石深 l 井 资料 ， 须 四段岩 性特 征 为 浅 灰 色 中 粒 、 细粒岩屑石 英砂 岩 、 细 粒岩 屑 砂岩 ． 钙 屑砂 岩 与 深 灰 色泥岩 、 灰 黑 色 碳 质 页 岩 近等 厚 互 层 ， 夹 黑 色煤 层 。储 层岩性 为细粒 、 中粒 岩屑 石英 砂岩 ， 含气储层 总厚 为 2 9 ． 5 0 m， 占须 四段 砂 体 总厚 度 的 为 2 9 ． 8 。 岩石 矿物成分 主要 由石英 、 岩 屑组成 ， 石英 含量 为 5 ～ 8 2 ， 岩 屑 含量 为 1 3 ～9 5 ， 含 少量 长 石 。储 层 孑 L 隙 度 最 高 为 9 ． 0 3 ， 最 低 为 1 ． 8 2 ， 平 均 为 5 ． 1 2 ； 渗透率 最高 为 0 ． 7 3 1 1 0 一 。 p - m ， 最低 为 0 ． 0 0 2 1 0 ／z m。 ， 平 均 为 0 ． 1 5 6 7 1 0 。 ／ z m。 ， 表 明 该段 储 层孔 隙度和渗 透率低 ， 属 于特低孔 、 渗性储层 。储层类 型 以孔 隙为 主 ， 次为裂缝～ 孑 L 隙型 。 在层序地层学 理论 指 导下 ， 借 鉴邻 区广安 气 田工 业产 气井在须 家河组 四段 的地 震 响应 特征 ， 参 考须 家河 组二段地震 响应 特征 的分 析 ， 依据 有 利储 层 发育 的层 序地层模式 分析 可 以得 出结论 横 向为丘 形 地震 相 ， 纵 向上为斜 交前积反射 并伴有顶 积层反 射 ， 通常 是 有利 储 层 发 育 带 。依 据 以上 储 层 识 别 模 式 ， 结 合 阆 中一 南部地 区地震剖 面特 征 ， 通过 各 种属 性 提取 筛选 分析 ， 利用须 三 、 四段储层振 幅特征 可 以很好地 刻画 出 本 区沉积相 分 布特 征 图 2 。预测 结 果 表 明 ， 阆 中一 南部地区须三、 四段物缘区主要位于北部， 发育三角洲 前缘 一水下 扇沉积体 系 ， 其 中主 要 发育 凤 鸣场天 宫 院和冯家湾一 春天观 2个水 系所组 成 的三 角洲前缘一 图 2 阆中一南部地区须三、 须四段振幅属性图 水下扇 沉积体 系 ， 有利 的储 层发育带 是水下扇 沉积 。 风 鸣场天宫院三角 洲前缘一 水下扇沉 积体系地 震剖 面上须 四段 反射 波整 体 表现 为平 行 连续 反 射 ， 结 合钻 井岩性 及区域沉 积相 图 来看 ， 沉 积时 水体 能 量较 低 ， 在凤呜场一 天宫 院一 带有低频 强振幅斜交 反射 ， 从 天 宫院往南地震 剖 面上表 现 为 高频平 行 连续 反 射 ， 有 向下游前积 的趋势 ， 表 明水 体变 深 ， 属滨 浅 湖相 沉积 。 过 天宫院横 剖面上表 现为 丘 形反 射 ， 预测 为天 宫 院一 带 为水下扇一水 下分 流河 道 相沉 积 ， 为本 区 须 四段最 有利 的储层发 育带 。 冯家湾 春天观三 角洲前缘一 水下扇沉 积体 系地 震 剖面上须 三 、 须 四段 反 射波 同样 整 体表 现 为平 行连 续 反射 ， 表 明沉 积时水体 能量较低 ， 在冯家 湾一带有低 频 强振幅斜 交反射 ， 只是 反射 特征 没 有 天宫 院一 带 明 显 ， 可能水体 变深 ， 水 下扇 不 是很 发育 ， 在 横 剖面 上表 现也 不如天宫 院水下 扇 明显 ， 预测 为 较有 利 的储 层发 育带 。 综上， 阆中一南部地区须家河组二段物缘主要来 自于南部 ， 储层 发育 ， 在 天宫院和 春天观一带 发育河 口 坝相 的优质储层 ； 须 四段 物缘主要来 自于北部 ， 储 层发 育相 对要差一 些 ， 在天 宫 院一 带可 能发 育 水下 扇 水 下分流河道相优质储层。整体而言阆中 南部地区不 缺 乏 优 质 储 层 ， 为 油气 聚集 成 藏 提 供 了 良好 的储 集 空 间 。 3 油气运移、 保存条件分析 3 ． 1 油气运移 条件 前人 的研 究表 明 ， 印支晚期 ， 本区须家河 组二段埋 天然气工业 2 0 1 0 年 1 月 藏深度不大， 尚未进入生烃期， 在油气运移高峰时期即 燕 山中期 ] ， 因此 ， 笔 者 可 以做 出川 东 北 地 区 须 三 段 底一遂 宁组底 的厚 度 图来 大致 刻 画燕 山中期 末 ， 须 二 段的油气运移趋势 ， 即油气从燕山中期末的沉降中心 、 逐渐沿着 “ 汇烃脊 ” 即沉 降 中心到构造 高部位 的脊梁 ， 这是油气运移速度最快 、 效果最佳 的途 径 ， 换 言之 ， 就是 油气运移的优势 途径 向构造 高部位 汇 聚。显然 ， 位 于 “ 汇烃脊” 之上的圈闭或储层是最有利的圈闭或储层。 如图 3 是根据 阆中一南 部地 区川东北地 区须三 段 底一遂 宁组底 的厚 度 图而 刻画 的阆中一南部 地 区燕 山 中期末 须二段油气 运 移趋 势 图 ， 图 中红线 为 燕 山 中期 末须二段 油气运移 的 “ 汇烃 脊 ” ， 而 红 色箭 头 则为 油 气 运移 的方 向。显 然 ， 石龙 场 、 金 星场 、 天宫 院西及 柏 垭 等地 区为油气运 移有利地 区 。 图 3 阆中一南部地区燕山中期末须二段油气 运移趋势图 须家河组 四段与 须 二段 之 间厚 度变 化 不 大 ， 其 油 气运 移趋势 与须 二段相 似 。 由前面烃 源条 件 分析 可 知 ， 阆 中一南 部 地 区须 二 段下部缺乏好的烃源岩 ， 烃源供应可能主要靠其内部 泥质 岩类生 烃而得 ， 因而虽然 须二段储 层发育 良好 ， 天 宫 院 、 金星场 和石龙 2井 等部 位 位 于油 气 运移 的有 利 通道 上 ， 其油 气成藏规模 可能 不会很 大 ； 须 四段 下部有 须三段的泥质岩作为烃源岩 ， 且生烃强度整体看来并 不比广安气田差， 储层发育程度从预测结果来看虽不 如须二段优 越 ， 但还 是相 当发 育的 ， 处 于油气运 移优势 部位的天宫院、 金星场和石龙 2井等部位有望在该层 取得 较大 的油气突破 。 3 ． 2 油气保 存条件 阆中一 南部地 区须家河组 中泥页 岩主要分 布在须 三段 及须五段 中， 是 须二 段 、 四段 的封 盖层 ， 这 些该 层 为该 区油气 成藏提供 了 良好 的保存条 件 。 该区断层总体而言不太发育且多规模不大 ， 对油 气的保存影响不大。以该区最大的断层石龙场断 层 为例 ， 通 过断层 封堵 性分 析 来探 讨 其对 油 气保 存 的 影 响程度 。 断层 在空 间上 的封堵 性包括垂 向封堵 性和侧 向封 堵性。影响断层侧 向封堵性的主要影响 因素有 断移 地 层 的砂 泥 比值 、 泥岩膏 盐岩涂抹 层分 布的连续性 、 断 裂 充填物 的性质 。影 响垂 向封 闭性 的 主要 因素 有 断 面产状及 断面压力 。 通过 计算石龙 场 断层 断 面垂 直 压力 结 果表 明 石 龙 场断层 断面剩余 压力 大于 3 0 MP a ， 而根 据前人 的研 究 成果 ， 剩 余压 力 大 于 2 0 MP a断层 垂 向上 则为 封 堵 的[ 8 ] ， 因而石龙场断层在构造平静期不会对油气保存 产生大 的影 响。 4 结论 阆中一南部地 区烃 源条 件分 析 结果 表 明 该 区须 三段具有 一定 的生烃条件 。须 五段具有 较好 的生烃条 件 。油 气运移 条件分 析表明 天宫 院 、 金星 场和 石龙 2 井等部 位位 于油气运 移 的有 利 通道 上 ， 有 利 于油 气 的 聚集成 藏 。 陆相储层 “ 源控论 ” 决定 了 阆中一南 部地 区须家河 组 四段具 有较好 的勘 探潜 力 ， 从 油气 成 藏 条件 的配置 情况来看 ， 须 四段是 阆 中一南 部 地 区须 家 河组 取 得油 气重大 突破 的主力层 段 。 参 考 文 献 E 1 3吴亚军 ， 陈汉 军 ， 郭伟 ， 等． 阆 中一南部地 区海 相勘探 目标 评价优选 [ R ] ． 成都 中国石化西南油气分公司， 2 0 0 7 [ 2 ]陈汉军 ， 吴亚军． 川 北 阆中南部 地 区茅 口组礁 滩相储 层 预测[ J ] ． 天然气工业 ， 2 0 0 8 ， 2 8 1 1 2 2 2 5 ． [ 3 ]童崇光． 四川盆地构造 演化与油气 聚集[ M] ． 北京 地质出 版 社 ， 1 9 9 2 ． [ 4 1李登华 ， 李伟 ， 汪泽成 ， 等． 川 中广安气 田天然 气成 因类型 及气源分析口] ． 中国地质 ， 2 0 0 7 ， 3 4 5 8 2 9 8 3 5 ． [ 5 ]刘殊． 孝新合优质储层预 测及勘探 目标优选 [ R ] ． 成都 中 国石化西南油气分公司 ， 2 0 0 7 ． [ 6 ]车国琼 ， 龚明 昌， 汪楠 ， 等． 广安地 区须家 河组 气藏成藏 条 件口] ． 天然气工业 ， 2 0 0 7 ， 2 7 6 1 - 5 ． [ 7 ]陈义才 ， 蒋裕强 ， 郭 贵安， 等． 川 中地 区上三叠 统香溪 群烃 源岩热演化史模 拟E J ] ． 西南 石油大 学学 报， 2 0 0 7 ， 2 9 2 57 6 O． [ 8 ]周文 ， 王辉 ， 王世泽 ， 等． 盖层及 断裂的封堵性评 价[ M] ． 成 都 四川科学技术 出版社 ， 1 9 9 9 ． 修改 回稿 日期 2 0 0 9 1 1 - 2 2 编辑 罗冬梅 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载