川东北温泉井打造与西构造石炭系成藏条件分析及勘探前景

  摘 要 川东北温泉井西端石炭系黄龙组为一套蒸发性局限海潮坪沉积,是本地区碳酸盐岩地层中最重要的一套储集层。着重讨论了石炭系气藏的成藏条件,指出形成石炭系大气田的各项有利条件:下伏志留系油气源十分丰富,生成大量干气;石炭系储层类型为裂缝-孔隙型,孔隙度为4.97% ~7.82%,平均渗透率为2.5@10-3Lm2,储层分布稳定,储集条件良好;下二叠统梁山组泥质膏岩为气藏直接盖层,封盖力强,直接盖层之上的间接盖层也保存完好,构成良好的封盖保存条件;志留系生成的大量天然气可聚集于上覆石炭系储层中。区域石炭系资源丰富,地层-构造复合圈闭气藏为进一步勘探的主要对象,具有良好的油气远景。

 

  关键词 川东北  温泉西  石炭系  成藏条件.

 

  川东北地区指的是四川盆地东北部大巴山褶皱带西南侧前沿区域,区域构造属川东高陡褶皱带。温泉井西端区域位于川东北高陡构造区双石庙构造群与华莹山构造交汇处,东为温泉井构造东段,西邻七里峡构造,南为大方寺向斜、罗顶寨向斜,北与五宝场构造相望,构造上隶属于川东高陡褶皱带雷音铺构造。

 

  温泉西构造的油气普查工作始于20世纪70年代,该区域大规模的油气勘探始于80年代初, 90年代以来高陡构造带石炭系气田勘探获得巨大突破,发现了石炭系气藏和上二叠统长兴组生物礁气藏,勘探工作迄今仍在进行中。20世纪90年代以来在温泉井构造西端相继钻探了温泉1-1,温泉2,温泉3,温泉4,温泉5,温泉6,温泉11井,如图2所示。

 

  其中在温泉1-1井石炭系获天然气百万立方米/天。

 

  以海拔-3 800 m为界,其上获探明储量63. 23亿方,其下上报控制储量70亿方。

 

  1 区域地质概况.

 

  近年来对温泉井及邻区作了多轮地震老资料处理、解释工作,2005年又对温泉井构造西端进行了二维地震详查及储层预测工作,这一些成果与以前的老资料相比,其地腹构造差异较大;完钻井及区域资料也展示了该区石炭系储层展布的不连续性,纵向上发育位置也存在一定的差异。川东北温泉西地区石炭系发育不完整,经加里东和云南两次地壳运动,石炭系仅残存中石炭统(黄龙组),总厚度很少超过100m,一般为20m~60m。实钻资料证明,温泉井西端由新到老地层层序正常,除泥盆系缺失外,各套地层不同程度发育,沉积岩钻厚达4 000m~5 000m,主要产气层段为嘉二段、石炭系黄龙组。

 

  2 石炭系气藏成藏条件.

 

  2. 1 生油层.

 

  据现有的研究成果得知,石炭系烃源岩为下伏志留系,属于工型干酪根,以生油为主。由于埋深大,温度高,已进入高成熟期,天然气是由油裂解而成。志留系厚度在川东北温泉西地区为500 m~1 250 m,有机炭含量0. 13% ~0. 83% ,氯仿沥青含量0. 013% ~0. 019% ,有很好的生油能力。温西地区平均生烃强度(6~8)@108m3/km2,大于2. 5@108m3/km2的形成大、中型气田标准。研究表明,志留系大量生气时期,是晚侏罗世及其以后。

 

  川东北局部构造形成于印支期,定型于喜马拉雅期。志留系生气高峰期与局部构造形成期的良好匹配,使志留系生成的大量天然气,沿着不整合面及喜马拉雅期形成的大断裂面运移,绝大部分都聚集于上覆石炭系储集层中。所以石炭系储层有极为丰富的气源。

 

  2. 2 储集层.

 

  温泉2井、温泉5井、温泉1-1井所揭露的石炭系储层岩性特征可分上下两段,上段是一套浅海潮间-潮下带浅滩相沉积,岩性为灰褐色、深灰色泥晶-粗晶灰岩,局部见云岩角砾、灰褐色云岩与灰色褐灰色含溶孔角砾云岩互层。川东北温泉西构造石炭系成藏条件分析及勘探前景 潮间砂坪相沉积,岩性为灰褐色、褐灰色、浅灰褐色的粉晶云岩、泥-粉晶云岩、溶孔角砾云岩、溶孔粉晶云岩。上下两段之间有灰岩相隔,但温泉1-1井为云岩,使上下段连为一体。

 

  温西构造石炭系总体储层条件较好,孔隙度为4. 97% ~7. 82%,平均渗透率为2. 5@10-3Lm2,有效储层厚度14. 7 m~30. 35 m。温泉井构造是位于沙罐坪构造之北的一个高陡构造,往北西逐渐靠近大巴山石炭系沉积缺失区。由此可以推断温泉井构造石炭系沉积时是属于沙罐沉积凹陷-大巴山石炭系沉积缺失区,且靠近沉积凹陷一侧的斜坡地带。根据川东北温泉西地区历年对石炭系气藏勘探经验证实,位于沉积斜坡地带的石炭系储层条件最佳。温泉井构造位于这样的斜坡地带,所以储层条件较好。

 

  2. 3 保存条件.

 

  直接超覆在石炭系储层之上的梁山组致密泥质岩层,其岩性和厚度在川东北温泉西地区分布较稳定,是石炭系储层的直接盖层;其次上覆下二叠统致密灰岩,对石炭系具有高压封闭作用;二、三叠系致密灰岩、石膏及泥质岩层,沉积厚度达千米以上,具有良好的封盖作用,是石炭系的间接盖层。直接盖层与间接盖层封闭气柱高度之和,即为盖层的实际封闭能力,同已探明气藏高度接近,表明间接盖层的压力封闭是石炭系天然气富集的重要条件。

 

  温泉井地区生、储、盖组合属于下生、中储、上盖正常式组合。温泉井西构造总体的生、储、盖条件较为优越。温泉井构造位于加里东古隆起向东延伸部位的轴部和靠近印支期开江古隆起核部,是两期大的古构造运动核部的叠合区,通过多年的研究及实践证明此类区域最有利于油气的早期运移和聚集。温泉井西构造具有优先捕获油气的有利条件。

 

  3 成藏期次及运移通道.

 

  石炭系含油气系统事件见图4。志留系烃源岩在275Ma (相当于二叠纪早期)开始进入生油门限,在(220)195)Ma (中三叠世后)处于生油高峰阶段,并大量向石炭系运移;该套源岩在230 Ma前达到排油门限,在(190)150)Ma处于排油高峰阶段;排油开始与达到高峰的时间滞后于生油开始与达到高峰的时间。印支-燕山期形成的古圈闭可捕获早期进入储层的油气,形成古油气藏。喜马拉雅运动使古油气藏解体,天然气重新分配,在各种不同类型的圈闭中聚集成藏。205 Ma为川东油气藏成藏开始时期, 65Ma为成藏定型期,因此将这两个时期定为川东油气藏形成的关键时刻。

 

  志留系向石炭系的烃类初次运移开始于(220)195)Ma (中三叠世),此时志留系进入生油高峰阶段,油气积聚产生越来越大的孔隙流体压力,导致志留系顶部岩石产生裂隙,大量烃类在异常高地层压力作用下通过志留系顶部裂隙以混相涌流方式向石炭系垂向运移。志留系-石炭系含油气系统二次运移以横向运移为主,浮力作用是二次运移的主要动力。油气在石炭系中的运移通道主要是连通孔隙和成岩期裂缝,石炭系顶、底不整合面可成为油气较长距离运移的通道,天然气也可通过构造裂缝、断层快速向裂缝发育的构造高部位运移聚集。

 

  4 油气富集条件.

 

  石炭系天然气的富集条件为有效厚度大、储层性质好的有利沉积相带,高陡背斜的端部、翼部及断层下盘的各类现今圈闭,分布于主体背斜一侧或两侧的潜伏背斜,继承性大型古隆起等。这些条件相互叠合的地方就是天然气富集的区域,也是大中型气田分布最有利的区域。

 

  川东北温泉西地区石炭系气藏主要有两种有利圈闭形式:构造圈闭和地层-构造复合圈闭,其中地层-构造复合圈闭更为有利。近年来川东北天然气储产量急剧上升的主要原因就是因为发现了一批高产地层-构造圈闭气藏,特别是在温泉井西端地区石炭系厚度较薄且分布零散的情况下,寻找地层-构造复合圈闭显得尤其重要。本地区石炭系地层厚度在构造不同部位上也是不一样的,由低部位向高部位过渡,由于地层厚度的变化,就容易形成地层-构造圈闭,温泉2井、温泉1-1井都属于此类。

 

  5 结束语.

 

  (1)川东北温泉西区域石炭系成藏基础是丰富的烃源、分布较稳定的空隙性储集层,有利于烃类运聚的古构造条件、圈闭条件及良好保存条件。石炭系现今气藏气源主要来自古油藏原油的二次裂解以及下志留统、二叠系源岩干酪根的热裂解。

 

  (2)区域生、储、盖、圈闭条件优越。志留系生气高峰期与局部构造形成期具有良好的匹配关系,使志留系生成的大量天然气沿着不整合面和喜马拉雅期形成的断裂面运移,聚集于上覆石炭系储层中。

 

  (3)应重视地层-构造复合圈闭的勘探。川东石炭系勘探实践证明:地层-构造复合圈闭受石炭系地层剥蚀及构造等高线控制,易形成大、中型气田,天然气充满度高,而且钻探成功率高,是下一步勘探的主要对象。随着地震工作的不断增多,处理方法的不断改善,还会有新的地层-构造复合圈闭被发现。总之,温泉西石炭系储层潜力巨大,前景乐观。