【論文】白樺等:川中地區(qū)涼高山組湖岸線識(shí)別及致密油氣有利區(qū)
【論文】白樺等:川中地區(qū)涼高山組湖岸線識(shí)別及致密油氣有利區(qū)
tianranqigongye
創(chuàng)刊于1981年,是由中國(guó)石油西南油氣田公司、川慶鉆探工程有限公司聯(lián)合主辦的學(xué)術(shù)期刊。關(guān)注地質(zhì)勘探、開(kāi)發(fā)工程、鉆井工程、集輸加工、安全環(huán)保、經(jīng)濟(jì)管理等多個(gè)領(lǐng)域。Ei檢索、CSCD核心、中文核心、中國(guó)科技核心、入選中國(guó)科技期刊卓越行動(dòng)計(jì)劃。
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白樺, 楊曉, 熊艷, 等. 川中地區(qū)涼高山組湖岸線識(shí)別及致密油氣有利區(qū)[J]. 天然氣工業(yè), 2022, 42(2): 40-49.
BAI Hua, YANG Xiao, XIONG Yan, et al. Determination of Lianggaoshan Formation lake strandline and favorable tight oil and gas areas in the central Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry, 2022, 42(2): 40-49.
作者簡(jiǎn)介 :白樺,1985 年生,高級(jí)工程師,博士;主要從事地震解釋與油氣地質(zhì)綜合研究。地址:(610041)四川省成都市高新區(qū)天府 大道北段12 號(hào)。 ORCID: 0000-0002-4553-0799。
E-mail : 。
白 樺 1,2 楊 曉 2 熊 艷 2 關(guān) 旭 1
徐相前 2 司國(guó)帥 2 董 偉 2
夏 銘 2 章 雄 2 張少敏 1
1. 中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院
2. 中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司
西南物探研究院
摘要: 為了進(jìn)一步明確四川盆地中部(以下簡(jiǎn)稱(chēng)川中地區(qū))下侏羅統(tǒng)涼高山組致密油氣成藏主控因素,預(yù)測(cè)下一步致密油氣勘探方向與目標(biāo)。針對(duì)川中地區(qū)下侏羅統(tǒng)涼高山組沉積演化及致密油氣成藏主控因素不清、有利勘探方向不明的問(wèn)題。在地震沉積學(xué)研究的基礎(chǔ)上,綜合巖心、錄井、測(cè)井等分析結(jié)果,識(shí)別并厘清了涼高山組湖岸線變遷及其對(duì)致密油氣成藏的控制作用。研究結(jié)果表明:①?zèng)龈呱浇M地層具有西薄東厚、東西分帶的特征,上超現(xiàn)象明顯;②可識(shí)別出三期總體延伸方向近南北向的涼高山組湖岸線;③涼高山組底部弱連續(xù)的波峰、中部連續(xù)的波谷和頂部強(qiáng)連續(xù)的波峰,分別對(duì)應(yīng)于第一次、第二次和第三次湖泛沉積體的地震響應(yīng);④已發(fā)現(xiàn)致密油氣高產(chǎn)井分布在與湖岸線緊鄰的濱岸帶附近。結(jié)論認(rèn)為,涼高山組湖岸線控藏作用顯著,與油氣源斷層溝通且位于湖岸線附近的灘壩是涼高山組最有利的致密油氣“甜點(diǎn)”區(qū);其中鹽亭縣東部地區(qū)的第一期湖岸線濱岸帶和儀隴北部地區(qū)第二期湖岸線濱岸帶是涼高山組致密油氣“甜點(diǎn)”發(fā)育有利區(qū)。
關(guān)鍵詞: 四川盆地中部;涼高山組;地震沉積學(xué);湖岸線識(shí)別;致密油氣“甜點(diǎn)”;有利勘探區(qū)
1 概述
湖岸線具有“控砂、控圈、控藏”的特點(diǎn),在鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組與石盒子組、松遼盆地青山口組、渤海灣盆地沙河街組等均已發(fā)現(xiàn)大量的位于湖岸線附近的受湖岸線控制的油氣藏 [12-15] ??梢?jiàn),開(kāi)展涼高山組湖岸線研究具有重要理論和現(xiàn)實(shí)意義,以期能為四川盆地湖相層系油氣富集主控因素的研究提供啟發(fā)與借鑒。
2 區(qū)域地質(zhì)背景
四川盆地自震旦紀(jì)以來(lái),經(jīng)歷了從海相沉積向陸相沉積的轉(zhuǎn)變,以海相沉積為主;震旦紀(jì)—中三疊世為海相碳酸鹽巖沉積,晚三疊世早期為海陸過(guò)渡相沉積,晚三疊世中期以后為陸相碎屑巖沉積(厚度介于2~5 km) [1] 。
四川盆地是一個(gè)大型含油氣疊合盆地,已發(fā)現(xiàn)多套含油氣層系,其中埋藏最淺的為侏羅系 [2] 。油氣資源評(píng)價(jià)表明,侏羅系石油資源豐富,其中涼高山組石油資源量在2.3×10 8 ~4.2×10 8 t。自1958年充3井和女2井在涼高山組獲得工業(yè)油流以來(lái),基于裂縫(洞)型油藏勘探開(kāi)發(fā)思路,在該構(gòu)造高部位和低部位均獲得了高產(chǎn)井;同時(shí)工業(yè)油流井分布還明顯受烴源巖分布控制,但在厚烴源巖分布區(qū),也存在失利井 [9,11] ,因此,有必要深入開(kāi)展該區(qū)油氣富集主控因素的研究。
侏羅紀(jì)時(shí)期四川盆地為大型陸內(nèi)坳陷盆地 [15] ,發(fā)育以碎屑巖為主,夾介殼灰?guī)r的三角洲—湖相沉積體系,厚度一般介于2~3 km,地層埋深具有南淺北深、東淺西深的特征 [1,2,16] 。
侏羅系自下而上依次發(fā)育 [2] :自流井組(珍珠沖段、東岳廟段、馬鞍山段、大安寨段、過(guò)渡層)、涼高山組、沙溪廟組、遂寧組和蓬萊鎮(zhèn)組。自流井組,厚度230~410 m,主要發(fā)育灰綠色、紫紅色、黑色泥巖夾灰色細(xì)砂巖和介殼灰?guī)r;自流井組大安寨段沉積時(shí)期,湖盆進(jìn)入大規(guī)模的湖泛期,形成了侏羅系最為重要的烴源巖 [2] ;涼高山組,厚度60~140 m,為灰色粉砂巖和細(xì)砂巖,夾黑色頁(yè)巖和紫紅色泥巖(圖2)。
研究區(qū)介于龍泉山及華鑒山兩大基底斷裂之間,大部分屬川中古隆中斜平緩帶,北部小部分屬川北古中坳陷低緩帶(圖1)。由于受前震旦系變質(zhì)巖剛性基底控制,歷次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)多以升降運(yùn)動(dòng)為主,因而形成了研究區(qū)較為獨(dú)特的臺(tái)階式平緩構(gòu)造,構(gòu)造軸線呈近東西向 [8] 。
3 涼高山組沉積儲(chǔ)層特征
研究區(qū)面積約1.5×10 4 km 2 ,為一個(gè)大面積含油氣區(qū) [9] ,構(gòu)造格局總體上為南高北低,發(fā)育向北西傾末的鼻狀構(gòu)造。由于位于四川盆地中部,距離盆地周緣造山帶較遠(yuǎn)(圖1),因此,受其影響相對(duì)較弱,斷層弱發(fā)育,地層相對(duì)較平緩(圖3、4)。
涼高山組物源主要來(lái)自大巴山古陸和龍門(mén)山古陸 [8] 。基于地震剖面(圖3、4)和時(shí)間厚度圖(圖5)分析,涼高山組地層厚度具有西薄東厚、東西分帶的特征,其沉積中心應(yīng)當(dāng)在川中以東,該認(rèn)識(shí)與區(qū)域古地貌背景一致:大安寨末,盆地西南部、西部有一次相對(duì)抬升運(yùn)動(dòng),形成西南高、東北低的古地貌格局,沉積中心推移到達(dá)州—萬(wàn)州一帶 [8] 。
涼高山組為一套退積—強(qiáng)進(jìn)積旋回 [4] ,研究區(qū)內(nèi)砂體發(fā)育程度主要受濱岸砂壩、濱淺湖砂壩、湖灘及席狀砂微相控制,其中砂壩及湖灘是最有利于儲(chǔ)層發(fā)育的沉積微相 [8] ,在平面上灘壩沿湖岸線呈環(huán)帶狀分布 [10] 。
涼高山組砂巖結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度相對(duì)較低 [4] 。儲(chǔ)層巖石類(lèi)型主要為細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖、巖屑石英砂巖及長(zhǎng)石巖屑砂巖,中粒砂巖較少,碎屑顆粒以石英為主;儲(chǔ)層巖心孔隙度在0.05% ~ 5.14% 之間,平均1.35%,滲透率主要在0.01 ~ 0.1 mD 之間 [8] 。涼高山組砂巖原生裂縫不發(fā)育,主要以次生縫為主,構(gòu)造縫在巖心上可見(jiàn),裂縫平直,延伸較長(zhǎng), 部分裂縫被充填 [4] 。
4 涼高山組地震沉積學(xué)特征
地震沉積學(xué)是地震地層學(xué)和層序地層學(xué)之后出現(xiàn)的一個(gè)新的學(xué)科 [17-19] ,是在地震巖性學(xué)、地震地貌學(xué)綜合分析的基礎(chǔ)上,研究地層巖性、沉積成因、沉積體系和盆地充填歷史的學(xué)科 [20] 。
本次研究所采用的地震數(shù)據(jù),野外原始資料品質(zhì)較好,處理流程合理,參數(shù)恰當(dāng),所獲得的地震資料質(zhì)量較好。主要目的層系地震剖面分辨率和信噪比較高,地震反射層層次清楚且信息豐富,反射波能量較強(qiáng),連續(xù)性較好,波形特征及波組關(guān)系清晰,斷點(diǎn)清楚,能較真實(shí)地反映構(gòu)造形態(tài)及細(xì)節(jié)變化,反射層能可靠地對(duì)比追蹤解釋?zhuān)▓D4)。
通過(guò)對(duì)研究區(qū)內(nèi)已鉆井的地震合成記錄與井旁道對(duì)比分析,認(rèn)為雖然涼高山組儲(chǔ)層相對(duì)圍巖具有相對(duì)高速,但由于其厚度較?。?~10 m),且多為薄互層,因此地震剖面上砂巖儲(chǔ)層附近出現(xiàn)的中強(qiáng)或強(qiáng)峰反射為其上下碎屑巖的綜合響應(yīng)特征,常規(guī)地震剖面上無(wú)法直接識(shí)別出砂巖儲(chǔ)層。可見(jiàn),通過(guò)地震沉積學(xué)研究,判識(shí)涼高山組湖岸線,可為尋找優(yōu)質(zhì)灘壩儲(chǔ)層提供方向:灘壩沿湖岸線分布。
4.1 沉積相分析
沉積物的顏色可以直接反映該巖層沉積時(shí)的氧化還原條件 [10] 。從R1井涼高山組砂巖巖心(圖6)和P1井錄井資料(圖7)來(lái)看,紅色和褐色的砂巖、泥巖發(fā)育,說(shuō)明涼高山組沉積時(shí)期經(jīng)歷過(guò)氧化環(huán)境;尤其是P1井發(fā)育厚層紅色泥巖,指示沉積環(huán)境為泛濫平原(圖7),發(fā)育河道砂和河漫泥。P1井涼高山組底部濱淺湖環(huán)境中發(fā)育的灘壩砂,可能形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。
4.2 地震屬性分析
通過(guò)對(duì)地震屬性的解釋?zhuān)色@得關(guān)于地層、斷層、裂縫、巖性和沉積相等的信息 [21] 。在地震剖面上,涼高山組地震反射同相軸連續(xù)—弱連續(xù),上超(尖滅)現(xiàn)象明顯,地層明顯向NE方向增厚(圖3、4),該特征在涼高山組時(shí)間厚度圖(圖5)和連井剖面圖(圖8)上均明顯可見(jiàn)。因此,為了探究上超點(diǎn)橫向延展特征,提取了涼高山組波谷數(shù)屬性(圖9),結(jié)果表明,川中涼高山組波谷數(shù)從SW向NE依次增加,呈現(xiàn)出三條延伸方向近似的由上超點(diǎn)組成的上超線。再結(jié)合川中東部涼高山組濱岸砂壩及湖灘發(fā)育 [8] 以及研究區(qū)西部P1井發(fā)育泛濫平原的認(rèn)識(shí),認(rèn)為涼高山組三期上超線對(duì)應(yīng)于三期湖岸線(圖9)。
“地震相是沉積相在地震剖面上表現(xiàn)的總和”,兩者之間往往是相當(dāng)?shù)?,通過(guò)分析解釋可以將地震相轉(zhuǎn)為沉積相 [22-24] 。在地震剖面上,可見(jiàn)涼高山組底部弱連續(xù)的波峰、中部連續(xù)的波谷和頂部強(qiáng)連續(xù)的波峰(圖9),分別對(duì)應(yīng)于連井剖面圖(圖8)中第一次、第二次和第三次湖泛期沉積體的地震響應(yīng)。
4.3 湖岸線展布特征
涼高山組地層具有西薄東厚、東西分帶(圖3 ~ 5) 的特征,這與湖體水深周期性變化有關(guān)。受湖平面升降變化的影響,湖岸線也周期性地遷移。結(jié)合地震剖面上不同同相軸之間的上超關(guān)系,認(rèn)為第一期湖岸線位于Q19 井與R1 井之間,第二期湖岸線位于G8 井與L21 井之間,第三期湖岸線位于R1 井與G8 井之間;三期湖岸線總體延伸方向?yàn)榻媳毕颍▓D9)。
5 油氣勘探意義
沉積盆地古湖岸線明顯地控制了砂體和油氣的分布,湖岸線附近是巖性地層油氣藏發(fā)育的有利相帶 [12-15] 。灘壩是在波浪與沿岸流的控制下形成,通常發(fā)育于濱岸帶 [25] ,朱筱敏等 [26] 、操應(yīng)長(zhǎng)等 [27] 研究認(rèn)為灘壩砂體相對(duì)較厚較純,孔滲相對(duì)較高,是有利的儲(chǔ)集體??梢?jiàn),濱岸帶有利砂體發(fā)育,為致密油“甜點(diǎn)”形成, 提供了有利儲(chǔ)集條件。
5.1 累產(chǎn)萬(wàn)噸井沿湖岸線分布
勘探實(shí)踐表明,川中公山廟地區(qū)涼高山組獲致密油良好油氣顯示的井共有49 口,其中累產(chǎn)萬(wàn)噸的井有5 口(圖10);蓮池地區(qū)涼高山組致密油獲得良好油氣顯示的井共有73 口,其中累產(chǎn)萬(wàn)噸的井有3 口(圖10)。
從1958 年在涼高山組獲得工業(yè)油流以來(lái),川中涼高山組致密油井中共有9 口累產(chǎn)萬(wàn)噸井,其中有8 口井(公山廟5 口井和蓮池3 口井)位于第三期湖岸線的濱岸帶(圖10),湖岸線控藏作用顯著。另外, 位于川中東南方向的廣安地區(qū)有6 口涼高山組致密油累產(chǎn)萬(wàn)噸井,根據(jù)三期湖岸線的大體走向,推測(cè)該6 口累產(chǎn)萬(wàn)噸井位于第二期湖岸線濱岸帶。
5.2 油氣聚集模式
累產(chǎn)萬(wàn)噸井分布的區(qū)域不僅屬于緊鄰湖岸線的濱岸帶,亦是斷層發(fā)育區(qū),可見(jiàn)斷層對(duì)于涼高山組致密油成藏有重要作用。斷層可為下伏下侏羅統(tǒng)大安寨段和上三疊統(tǒng)須家河組烴源巖向涼高山組供烴提供通道;斷層相關(guān)的裂縫使涼高山組致密儲(chǔ)層的滲流和儲(chǔ)集條件得到改善(圖11)。由此可知,與油源斷層溝通且位于湖岸線附近的灘壩是涼高山組最有利的致密油“甜點(diǎn)”發(fā)育區(qū)。
5.3 致密油氣勘探有利區(qū)
第一期湖岸線在鹽亭縣東部地區(qū)經(jīng)過(guò),該地區(qū)油源斷層發(fā)育,與油源斷層溝通的灘壩發(fā)育區(qū)是涼高山組致密油成藏有利區(qū)。另外,根據(jù)湖岸線整體走向特征,推測(cè)第二期湖岸線可能延伸至儀隴北部地區(qū),該地區(qū)油源斷層發(fā)育,預(yù)計(jì)與油源斷層溝通的灘壩可形成涼高山組致密油“甜點(diǎn)”(圖10)。
6 結(jié)論
1)涼高山組地層具有西薄東厚、東西分帶的特征,上超現(xiàn)象明顯;涼高山組底部弱連續(xù)的波峰、中部連續(xù)的波谷和頂部強(qiáng)連續(xù)的波峰,分別對(duì)應(yīng)于第一次、第二次和第三次湖泛沉積體的地震響應(yīng)。
2)受湖平面升降變化的影響,湖岸線也周期性地遷移,可識(shí)別出三期總體延伸方向近南北向的涼高山組湖岸線。
3)涼高山組已發(fā)現(xiàn)致密油高產(chǎn)井集中分布在與湖岸線相鄰的濱岸帶,湖岸線控藏作用顯著;與油源斷層溝通且位于湖岸線附近的灘壩是涼高山組最有利的致密油“甜點(diǎn)”發(fā)育區(qū)。
4)鹽亭縣東部地區(qū)的第一期湖岸線濱岸帶和儀隴北部地區(qū)可能的第二期湖岸線濱岸帶是涼高山組致密油勘探有利區(qū)。
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編 輯 羅 洋
論文原載于《天然氣工業(yè)》2022年第2期
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