川東北溫泉井打造與西構造石炭系成藏條件分析及勘探前景

  摘 要 川東北溫泉井西端石炭系黃龍組為一套蒸發性局限海潮坪沉積,是本地區碳酸鹽巖地層中最重要的一套儲集層。著重討論了石炭系氣藏的成藏條件,指出形成石炭系大氣田的各項有利條件:下伏志留系油氣源十分豐富,生成大量干氣;石炭系儲層類型為裂縫-孔隙型,孔隙度為4.97% ~7.82%,平均滲透率為2.5@10-3Lm2,儲層分布穩定,儲集條件良好;下二疊統梁山組泥質膏巖為氣藏直接蓋層,封蓋力強,直接蓋層之上的間接蓋層也保存完好,構成良好的封蓋保存條件;志留系生成的大量天然氣可聚集于上覆石炭系儲層中。區域石炭系資源豐富,地層-構造復合圈閉氣藏為進一步勘探的主要對象,具有良好的油氣遠景。

 

  關鍵詞 川東北  溫泉西  石炭系  成藏條件.

 

  川東北地區指的是四川盆地東北部大巴山褶皺帶西南側前沿區域,區域構造屬川東高陡褶皺帶。溫泉井西端區域位于川東北高陡構造區雙石廟構造群與華瑩山構造交匯處,東為溫泉井構造東段,西鄰七里峽構造,南為大方寺向斜、羅頂寨向斜,北與五寶場構造相望,構造上隸屬于川東高陡褶皺帶雷音鋪構造。

 

  溫泉西構造的油氣普查工作始于20世紀70年代,該區域大規模的油氣勘探始于80年代初, 90年代以來高陡構造帶石炭系氣田勘探獲得巨大突破,發現了石炭系氣藏和上二疊統長興組生物礁氣藏,勘探工作迄今仍在進行中。20世紀90年代以來在溫泉井構造西端相繼鉆探了溫泉1-1,溫泉2,溫泉3,溫泉4,溫泉5,溫泉6,溫泉11井,如圖2所示。

 

  其中在溫泉1-1井石炭系獲天然氣百萬立方米/天。

 

  以海拔-3 800 m為界,其上獲探明儲量63. 23億方,其下上報控制儲量70億方。

 

  1 區域地質概況.

 

  近年來對溫泉井及鄰區作了多輪地震老資料處理、解釋工作,2005年又對溫泉井構造西端進行了二維地震詳查及儲層預測工作,這一些成果與以前的老資料相比,其地腹構造差異較大;完鉆井及區域資料也展示了該區石炭系儲層展布的不連續性,縱向上發育位置也存在一定的差異。川東北溫泉西地區石炭系發育不完整,經加里東和云南兩次地殼運動,石炭系僅殘存中石炭統(黃龍組),總厚度很少超過100m,一般為20m~60m。實鉆資料證明,溫泉井西端由新到老地層層序正常,除泥盆系缺失外,各套地層不同程度發育,沉積巖鉆厚達4 000m~5 000m,主要產氣層段為嘉二段、石炭系黃龍組。

 

  2 石炭系氣藏成藏條件.

 

  2. 1 生油層.

 

  據現有的研究成果得知,石炭系烴源巖為下伏志留系,屬于工型干酪根,以生油為主。由于埋深大,溫度高,已進入高成熟期,天然氣是由油裂解而成。志留系厚度在川東北溫泉西地區為500 m~1 250 m,有機炭含量0. 13% ~0. 83% ,氯仿瀝青含量0. 013% ~0. 019% ,有很好的生油能力。溫西地區平均生烴強度(6~8)@108m3/km2,大于2. 5@108m3/km2的形成大、中型氣田標準。研究表明,志留系大量生氣時期,是晚侏羅世及其以后。

 

  川東北局部構造形成于印支期,定型于喜馬拉雅期。志留系生氣高峰期與局部構造形成期的良好匹配,使志留系生成的大量天然氣,沿著不整合面及喜馬拉雅期形成的大斷裂面運移,絕大部分都聚集于上覆石炭系儲集層中。所以石炭系儲層有極為豐富的氣源。

 

  2. 2 儲集層.

 

  溫泉2井、溫泉5井、溫泉1-1井所揭露的石炭系儲層巖性特征可分上下兩段,上段是一套淺海潮間-潮下帶淺灘相沉積,巖性為灰褐色、深灰色泥晶-粗晶灰巖,局部見云巖角礫、灰褐色云巖與灰色褐灰色含溶孔角礫云巖互層。川東北溫泉西構造石炭系成藏條件分析及勘探前景 潮間砂坪相沉積,巖性為灰褐色、褐灰色、淺灰褐色的粉晶云巖、泥-粉晶云巖、溶孔角礫云巖、溶孔粉晶云巖。上下兩段之間有灰巖相隔,但溫泉1-1井為云巖,使上下段連為一體。

 

  溫西構造石炭系總體儲層條件較好,孔隙度為4. 97% ~7. 82%,平均滲透率為2. 5@10-3Lm2,有效儲層厚度14. 7 m~30. 35 m。溫泉井構造是位于沙罐坪構造之北的一個高陡構造,往北西逐漸靠近大巴山石炭系沉積缺失區。由此可以推斷溫泉井構造石炭系沉積時是屬于沙罐沉積凹陷-大巴山石炭系沉積缺失區,且靠近沉積凹陷一側的斜坡地帶。根據川東北溫泉西地區歷年對石炭系氣藏勘探經驗證實,位于沉積斜坡地帶的石炭系儲層條件最佳。溫泉井構造位于這樣的斜坡地帶,所以儲層條件較好。

 

  2. 3 保存條件.

 

  直接超覆在石炭系儲層之上的梁山組致密泥質巖層,其巖性和厚度在川東北溫泉西地區分布較穩定,是石炭系儲層的直接蓋層;其次上覆下二疊統致密灰巖,對石炭系具有高壓封閉作用;二、三疊系致密灰巖、石膏及泥質巖層,沉積厚度達千米以上,具有良好的封蓋作用,是石炭系的間接蓋層。直接蓋層與間接蓋層封閉氣柱高度之和,即為蓋層的實際封閉能力,同已探明氣藏高度接近,表明間接蓋層的壓力封閉是石炭系天然氣富集的重要條件。

 

  溫泉井地區生、儲、蓋組合屬于下生、中儲、上蓋正常式組合。溫泉井西構造總體的生、儲、蓋條件較為優越。溫泉井構造位于加里東古隆起向東延伸部位的軸部和靠近印支期開江古隆起核部,是兩期大的古構造運動核部的疊合區,通過多年的研究及實踐證明此類區域最有利于油氣的早期運移和聚集。溫泉井西構造具有優先捕獲油氣的有利條件。

 

  3 成藏期次及運移通道.

 

  石炭系含油氣系統事件見圖4。志留系烴源巖在275Ma (相當于二疊紀早期)開始進入生油門限,在(220)195)Ma (中三疊世后)處于生油高峰階段,并大量向石炭系運移;該套源巖在230 Ma前達到排油門限,在(190)150)Ma處于排油高峰階段;排油開始與達到高峰的時間滯后于生油開始與達到高峰的時間。印支-燕山期形成的古圈閉可捕獲早期進入儲層的油氣,形成古油氣藏。喜馬拉雅運動使古油氣藏解體,天然氣重新分配,在各種不同類型的圈閉中聚集成藏。205 Ma為川東油氣藏成藏開始時期, 65Ma為成藏定型期,因此將這兩個時期定為川東油氣藏形成的關鍵時刻。

 

  志留系向石炭系的烴類初次運移開始于(220)195)Ma (中三疊世),此時志留系進入生油高峰階段,油氣積聚產生越來越大的孔隙流體壓力,導致志留系頂部巖石產生裂隙,大量烴類在異常高地層壓力作用下通過志留系頂部裂隙以混相涌流方式向石炭系垂向運移。志留系-石炭系含油氣系統二次運移以橫向運移為主,浮力作用是二次運移的主要動力。油氣在石炭系中的運移通道主要是連通孔隙和成巖期裂縫,石炭系頂、底不整合面可成為油氣較長距離運移的通道,天然氣也可通過構造裂縫、斷層快速向裂縫發育的構造高部位運移聚集。

 

  4 油氣富集條件.

 

  石炭系天然氣的富集條件為有效厚度大、儲層性質好的有利沉積相帶,高陡背斜的端部、翼部及斷層下盤的各類現今圈閉,分布于主體背斜一側或兩側的潛伏背斜,繼承性大型古隆起等。這些條件相互疊合的地方就是天然氣富集的區域,也是大中型氣田分布最有利的區域。

 

  川東北溫泉西地區石炭系氣藏主要有兩種有利圈閉形式:構造圈閉和地層-構造復合圈閉,其中地層-構造復合圈閉更為有利。近年來川東北天然氣儲產量急劇上升的主要原因就是因為發現了一批高產地層-構造圈閉氣藏,特別是在溫泉井西端地區石炭系厚度較薄且分布零散的情況下,尋找地層-構造復合圈閉顯得尤其重要。本地區石炭系地層厚度在構造不同部位上也是不一樣的,由低部位向高部位過渡,由于地層厚度的變化,就容易形成地層-構造圈閉,溫泉2井、溫泉1-1井都屬于此類。

 

  5 結束語.

 

  (1)川東北溫泉西區域石炭系成藏基礎是豐富的烴源、分布較穩定的空隙性儲集層,有利于烴類運聚的古構造條件、圈閉條件及良好保存條件。石炭系現今氣藏氣源主要來自古油藏原油的二次裂解以及下志留統、二疊系源巖干酪根的熱裂解。

 

  (2)區域生、儲、蓋、圈閉條件優越。志留系生氣高峰期與局部構造形成期具有良好的匹配關系,使志留系生成的大量天然氣沿著不整合面和喜馬拉雅期形成的斷裂面運移,聚集于上覆石炭系儲層中。

 

  (3)應重視地層-構造復合圈閉的勘探。川東石炭系勘探實踐證明:地層-構造復合圈閉受石炭系地層剝蝕及構造等高線控制,易形成大、中型氣田,天然氣充滿度高,而且鉆探成功率高,是下一步勘探的主要對象。隨著地震工作的不斷增多,處理方法的不斷改善,還會有新的地層-構造復合圈閉被發現。總之,溫泉西石炭系儲層潛力巨大,前景樂觀。