四川盆地中南部寒武系地层划分对比与沉积演化特征

在层序地层学理论指导下,通过对大量单井及野外露头资料的分析,依据岩性、电性、古生物特征等,确定川中、川南寒武系各层组的对应关系,提出川中—川南寒武系地层划分与对比的新方案,并以此为基础,研究四川盆地中南部寒武纪不同时期的沉积相特征。研究表明,川南九老洞组基本对应川中的筇竹寺组,川南遇仙寺组基本对应川中沧浪铺组、龙王庙组、高台组,川南与川中洗象池群基本对应。川中—川南寒武系自下而上分为筇竹寺组、沧浪铺组、龙王庙组、陡坡寺组和洗象池群,长期受加里东运动形成的古隆起控制和影响,经历了滨岸—陆棚、局限台地—蒸发坪—陆棚潟湖、局限台地等3个演化阶段。龙王庙组和洗象池群的砂屑白云岩、鲕粒白云岩、岩溶白云岩等是该区碳酸盐岩油气资源勘探的目标。     

中—上扬子地区寒武系层序地层格架

以典型露头剖面实测分析为基础,结合岩石薄片、钻测井、全岩碳氧同位素和地震剖面的综合分析,将中—上扬子地区寒武系海相地层划分为6个区域上可对比的三级层序,建立了年代地层、岩石地层与层序地层之间的关系。层序CSQ1相当于下寒武统下部,由牛蹄塘组（或筇竹寺组）构成;层序CSQ2相当于下寒武统中部,由杷榔组（或沧浪铺组）构成;层序CSQ3相当于下寒武统上部,由清虚洞组（或龙王庙组）构成;层序CSQ4相当于中寒武统下部高台组;层序CSQ5相当于中寒武统上部—上寒武统下部,由孔王溪组和耗子沱群（或洗象池群）下部构成;层序CSQ6相当于上寒武统中—上部,由耗子沱群（或洗象池群）中—上部构成,6个三级层序纵向上叠置构成1个完整的寒武系二级层序。识别出2种层序界面类型,即相对海平面下降形成的Ⅱ型层序界面和暴露有关的Ⅰ型层序界面,区域上以Ⅱ型层序界面发育为主,仅层序CSQ1的底界面属典型的Ⅰ型层序界面。通过对比反映全球海平面相对变化的碳酸盐岩全岩碳同位素旋回和反映沉积古水深相对变化的沉积旋回,分析揭示,在古气候和沉积充填速率影响不大的背景下,中—上扬子地区寒武系三级层序CSQ1—层序CSQ4和层序CSQ6属于全球海平面层序,其可容空间的增加主要取决于全球海平面的上升,而层序CSQ5属于主要受控于扬子区西缘构造活动影响的构造层序。层序CSQ1发育于震旦纪末期桐湾运动灯影组剥蚀夷平面之上的碎屑陆棚环境,层序CSQ2—层序CSQ3演变为混积陆棚—碳酸盐岩缓坡环境;中—晚寒武世,受中—上扬子区碳酸盐岩台地边缘加积-进积作用的逐渐加强以及全球海平面上升的影响,陆源物质输入减少,层序CSQ4—层序CSQ6演变为典型的局限镶边台地环境。     

四川盆地震旦系-寒武系天然气成藏模式与勘探领域

四川盆地震旦系-寒武系成藏条件好、天然气勘探领域多、资源潜力大,发育寒武系筇竹寺组、震旦系灯影组三段和陡山陀组优质泥岩以及震旦系灯影组泥质碳酸盐岩4套烃源岩,震旦系灯影组四段丘滩体白云岩、灯影组二段丘滩体白云岩、下寒武统龙王庙组颗粒滩白云岩和中寒武统洗象池组岩溶白云岩4套规模储层,震旦系灯影组三段泥岩、下寒武统筇竹寺组泥岩和中寒武统高台组膏盐岩3套直接盖层,具有良好的生-储-盖组合。根据不同区域成藏条件和成藏主控因素的不同,建立了四川盆地震旦系-寒武系的4种成藏模式：裂陷两侧台缘带构造-岩性气藏成藏模式、裂陷内岩性气藏成藏模式、川中台内构造岩性气藏成藏模式和川东川南构造气藏成藏模式。评价了全盆地的4个勘探领域：①裂陷两侧台缘丘滩体的储层品质和源-储配置好,勘探的关键在于优选构造稳定且保存条件好的目标;②裂陷内孤立丘滩体发育岩溶储层,且被烃源岩包围,精细刻画孤立丘滩体是勘探的关键;③川中台地内的储层和烃源岩大面积叠置,构造稳定,但资源相对分散,寻找富集区是勘探的关键;④川东-川南构造带发育成排成带的构造圈闭,寻找保存条件好的圈闭是勘探的关键。     

四川盆地寒武系沧浪铺组油气勘探重大发现及其启示

近期，中国石油西南油气田公司风险探井——JT1井在四川盆地中部磨溪地区北斜坡下寒武统沧浪铺组测试获得51.62×104 m3/d 的高产气流，实现了继下寒武统龙王庙组气藏之后寒武系又一层系的天然气勘探重大突破。为了加深对于该层系的认识，基于区域地质背景和气藏勘探历程，结合该盆地沧浪铺组的油气地质条件，对其天然气成藏条件进行了综合分析。研究结果表明：①早寒武世沧浪铺期四川盆地及周缘总体处于浅水陆棚沉积体系，沧浪铺早期德阳—安岳裂陷还未填平，受古地貌和物源控制，裂陷东部以清水陆棚碳酸盐岩沉积为主，云化颗粒滩相发育；②受滩相叠加溶蚀作用的影响，沧浪铺组一段发育白云岩孔隙型储层，岩性主要为残余鲕粒云岩、砂屑云岩和粉晶云岩、灰质云岩、云质鲕粒灰岩，储集空间类型主要有粒间溶孔、晶间溶孔、晶间孔，平均孔隙度为4.1%；③地震刻画川中—川北地区沧浪铺组一段发育多个大型滩体，横向上受滩间致密岩性遮挡、纵向上受沧浪铺组二段泥质岩的封盖，在现今单斜背景下具备形成构造—岩性复合圈闭的条件，刻画有利勘探面积逾3 200 km2；④沧浪铺组一段滩相储层直接覆盖于下寒武统筇竹寺组优质烃源岩之上，形成下生上储源储组合，蓬莱—射洪—阆中一带靠近德阳—安岳裂陷区寒武系生烃中心，天然气成藏条件优越。结论认为，JT1 井沧浪铺组油气勘探首次战略突破，证明了四川盆地寒武系具有较大的油气勘探潜力，对于推进该盆地奥陶系以及寒武系高台组、洗象池组等新领域、新层系的油气勘探工作具有指导意义。     

四川盆地东部中上寒武统洗象池群油气成藏条件与主控因素

以露头和钻井资料为基础,在对四川盆地东部中上寒武统洗象池群油气成藏条件分析的基础上,结合钻井勘探成果,探讨油气成藏主控因素,明确了洗象池群的有利勘探方向。洗象池群储层以泥晶和粉晶白云岩为主,储集空间主要为白云石晶间孔、晶间溶孔和溶洞等,储层品质一般较差;纵向上,洗象池群具有下寒武统筇竹寺组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组2套烃源岩;志留系泥页岩和下奥陶统泥质岩类可分别作为洗象池群的区域盖层和局部盖层;优质储层是洗象池群油气成藏的必要前提,源—储配置样式及其有效性是油气成藏的关键;尽管研究区洗象池群具有上、下2套烃源岩供烃的可能,但受中寒武统膏盐岩层的阻隔,下伏下寒武统筇竹寺组烃源岩生成的油气难以向上运移到洗象池群聚集成藏,而盐上层系发育的一系列断背斜空间上易于构造出五峰组—龙马溪组烃源岩与洗象池群储层有效的源—储配置形式,有利于洗象池群形成“新生古储”油气藏。      

四川盆地下寒武统沧浪铺组白云岩分布新认识及其油气地质意义

四川盆地在川中、蜀南地区下寒武统沧浪铺组均钻遇过白云岩,但盆地内其他地区尚未见钻遇白云岩的公开报道。2018年初,中国石油在达州—开江地区部署的风险探井五探1井首次在川东地区下寒武统沧浪铺组钻遇厚层块状白云岩。基于此,通过野外地质调查、钻井及地震资料的综合分析,对沧浪铺组地层、岩性的展布特征及控制因素进行了分析。认为:(1)在沧浪铺期,德阳—安岳台内裂陷仍未填平,该裂陷对沧浪铺组地层及岩性具有重要的控制作用;(2)白云岩主要分布在古隆起区或古隆起围斜区的高部位,裂陷区内不发育;(3)在川中磨溪—川西九龙山地区,发育沧浪铺组颗粒白云岩与加里东古侵蚀面的叠合区,颗粒白云岩遭受顺层溶蚀改造,有利于形成沧浪铺组层控型白云岩储层;(4)沧浪铺组白云岩储层紧邻下伏筇竹寺组烃源岩,上覆良好的盖层,具备形成良好成藏组合的条件,可作为四川盆地海相碳酸盐岩天然气勘探的新领域。     

四川盆地寒武纪-奥陶纪层序岩相古地理、有利储层展布与勘探区带

通过对四川盆地寒武系、奥陶系野外露头剖面、钻井岩心、录井和测井等资料的详细分析,认为寒武系-奥陶系主要发育局限台地相、开阔台地相和台地边缘相。结合地震资料,应用层序地层学理论和方法将寒武系划分为5个三级层序,奥陶系划分为6个三级层序。以三级层序为单元,采用单因素编图、多因素综合的方法,编制了四川盆地及邻区寒武系-奥陶系层序岩相古地理图,认为寒武纪-奥陶纪总体呈现西部以陆源碎屑沉积为主、东部以碳酸盐岩沉积为主的格局,碳酸盐台地演化呈现出由早寒武世早期（梅树村期-筇竹寺期）碎屑-混积陆棚、早寒武世中期（沧浪铺期）缓坡台地向早寒武世晚期（龙王庙期）至中奥陶世镶边台地的转变,在晚奥陶世,因全球海平面上升再加上扬子板块东南被动陆缘向华夏陆块之下俯冲聚敛的构造沉降效应,导致沉积水体快速加深,致使上扬子（四川）台地被淹没而成为较深水缓坡-盆地相。寒武纪从早期陆源碎屑和碳酸盐混积为主转变到晚期清水碳酸盐沉积为主,盆地内部大面积发育局限台地相台内滩和台内白云岩有利储集体;奥陶纪受海侵影响,盆地内部以开阔台地沉积为主,台内滩呈带状分布;晚奥陶世台地被淹没沉积了宝塔组、临湘组及五峰组泥晶灰岩、泥质灰岩及泥岩,成为遍及全盆地的区域盖层,五峰组还可作为优质烃源岩。有利天然气储层为砂屑白云岩、鲕粒白云岩和细粉晶白云岩,溶蚀孔洞发育,储层平均孔隙度2%～6%,储层单层厚度较大,空间上连续性较好。在有利储集体评价的基础上,通过成藏条件综合分析,优选了4个寒武系-奥陶系有利勘探区带,其中乐山-龙女寺古隆起有利区带和泸州古隆起有利区带发育大型构造圈闭,有利储集体大面积分布,有较大勘探潜力。     

四川盆地寒武系沧浪铺组沉积演化特征

近年来,四川盆地在川中地区安岳气田、高磨气田的灯影组、龙王庙组取得了重大油气勘探发现,但受到构造条件复杂、前期基础研究欠缺以及钻井、地质、地震资料不足等因素的制约,盆地内震旦系—下古生界的其他领域和层系的勘探一直未取得较大进展。基于最新二维、三维地震资料精细解释,结合野外露头和钻井地质资料分析,在层序地层学、构造地质学、沉积岩石学等理论的指导下,对四川盆地寒武系沧浪铺组地层沉积特征和沉积演化开展研究。结果表明：①沧浪铺组顶底界在地震剖面上均表现为波谷反射,内部存在一至两条连续或断续的波峰,代表了沧一段碳酸盐岩顶界或沧二段内部岩性界面;②德阳—安岳裂陷槽和川中古隆起共同控制了沧浪铺组的沉积,地层沉积厚度在裂陷槽内向东、西两侧减薄,且在川中古隆起区由隆起核心向边缘部位增厚;③盆地范围内沧浪铺组沉积相可划分为滨岸相、三角洲相、陆棚相3类,同时可细分出各类相对应的多种亚相和微相,确定沧浪铺组的沉积模式为滨岸—浅海陆棚模式;④沧浪铺组具有明显的沉积分异,沧一段沉积时期裂陷槽西部以滨岸—碎屑陆棚相沉积为主,东部以清水陆棚碳酸盐岩沉积为主,沧二段沉积时期裂陷槽范围进一步缩小,盆地内大范围的清水浅水陆棚沉积和碎屑浅水陆棚沉积逐渐向混积浅水陆棚沉积演化。     

川中古隆起寒武系沧浪铺组下段天然气地质特征及勘探方向

综合利用JT1、CS1等钻井资料,结合露头剖面及地震资料,研究四川盆地川中古隆起寒武系沧浪铺组下段沉积格局、生储盖空间配置及古隆起演化特征,揭示有利勘探区带。沧浪铺组下段沉积格局受德阳—安岳裂陷控制,具有东西分异的特征,裂陷西侧以碎屑沉积物为主,裂陷东侧呈现为清水陆棚环境,沿着棚内洼地边缘、陆棚边缘及膏质潟湖边缘发育了规模滩体,其中白云岩滩体主要分布在洼地边缘及潟湖北侧,受岩溶叠加改造作用可形成优质储集层。沧下段白云岩滩体下伏筇竹寺组广覆式烃源岩,可原地直接充注,上覆沧上段砂泥岩直接盖层,主力成藏期滩体位于古隆起较高部位,成藏要素配置关系较好。优选PT1—CS1井区、HT1—GT2井区、GT2东井区为沧浪铺组下段天然气勘探的有利区带。图16表2参27     

四川盆地蜀南地区寒武系地层划分及对比研究

通过对大量单井及地面露头资料的研究,并在对比前人对四川盆地蜀南地区及其邻区寒武系地层划分方案的基础上,以岩石地层特征为主要依据,综合分析了该层系古生物特征及电性特征,将其自下而上四分为下寒武统九老洞组和龙王庙组,中寒武统高台组,中上寒武统洗象池群,并对其地层特征及展布进行了分析,指出下寒武统九老洞组以碎屑岩为主,夹少量碳酸盐岩,下寒武统龙王庙组以海相碳酸盐岩为主,中寒武统高台组为碎屑岩与海相碳酸盐岩混合沉积,中上寒武统洗象池群为海相碳酸盐岩沉积;寒武系各组（群）地层西薄东厚、北薄南厚,整体呈西北薄、东南厚的展布形式。      

高—中煤阶煤层气井生产特征及影响因素分析——以樊庄、韩城矿区为例

对中国高、中煤阶典型煤田即樊庄和韩城两个矿区煤层气井的生产特征进行分析、对比和总结,并分析射孔厚度、射孔层数、排采技术、增产措施等对产气量的影响.樊庄和韩城两个矿区煤层气井可分为4类:高产气井,日产气大于3000 m3,稳产时间长、递减速度慢且平稳、峰值产量高、排水期短;中产气井,日产气l000～3000 m3,稳产时间较短、排水期较长、递减初期递减快;低产气井,日产气小于1000 m3,稳产时间短、产水量高、排水时间长、生产不连续;不产气井,日产水量大、液面下降缓慢、井口套压很低或为零.根据煤层气井的生产特征,归纳出了3类生产模式.结合具体实例,定量或定性地分析了不同因素对煤层气井产量的影响,结果表明,煤层气井的射孔厚度一般应大于5 m;射孔层数一般不要超过3层;要保持稳定且持续的高产,需选择合适的排采制度;二次措施后增产效果明显.     

沁水盆地煤岩储层单井产能影响因素

沁水盆地煤层气资源丰富，最新一轮的资源评价结果表明，该区埋深2 000 m以浅的煤层气地质资源量可达3.98×10¹² m³。中联煤层气有限责任公司、中国石油天然气集团公司、蓝焰公司等单位相继在盆地南部的潘庄、寺庄、樊庄等区块获得了煤层气产能；然而该盆地目前煤层气井年产能仍小于20×10⁸ m³，距煤层气大规模产能建设目标差距甚远。由于影响煤层气高产的因素较复杂，导致各井排水采气生产特征差异较大，稳产周期与产能也复杂多变。基于此，重点分析了煤层气井单井产能的主要影响因素。结果表明：盆地煤层气产量较高的井主要分布于煤层厚度大于5 m，含气量大于19 m³/t，含气饱和度高于70%，渗透率为1.0×10^-3 μm²左右，临界解吸压力大于1.8 MPa且地层水动力条件相对较弱的区域。     

樊庄区块煤层气井开发动态分析及分类评价

中国石油煤层气开发利用示范工程项目--沁水盆地樊庄区块煤层气开发试验项目,目前已经生产了１年,各井生产动态表现出很大的不同,通过对先期20口井试验井生产动态的跟踪研究,对该区煤层气井的生产特征和规律有了一定的认识,并在综合考虑气井的解吸产气时间早晚、产气量大小、井口套压等因素的基础上对20口井进行了产能分类评价,分析了不同产能级别的气井产量的主要影响因素,为樊庄区块煤层气田的开发管理提供了参考和依据。     

樊庄区块煤层气羽状水平井钻井实践

山西沁水盆地樊庄区块的煤层具有埋深适中、厚度大、分布稳定、保存条件好、煤储层物性较好和含气量高等特点，如果利用常规直井开发，从提高裂缝导流能力、减少对煤层的伤害和降低单井钻井成本、扩大单井控制面积、提高单井产量等方面都达不到理想的效果。因此，采用羽状水平井开发是有必要的。通过对山西沁水樊庄区块地质特征的研究，得出了该区块满足羽状水平井钻井技术开发的结论，结合樊庄区块煤层气羽状水平井晋平井组钻井的现场实践研究，提出了煤层气羽状水平井的关键技术（井眼轨道控制技术、洞穴井交汇技术和沿煤层钻井井眼稳定性技术），并对其进行了相应的分析研究，研究成果对利用羽状水平井钻井技术开发煤层气具有一定的实际应用价值。     

煤层气井排采液面-套压协同管控——以沁水盆地樊庄区块为例

以樊庄区块煤层气开发直井排采管控为研究实例,以排采工程数据为主要依据,探讨各排采控制阶段流体流动形态与煤储层伤害机制,揭示排采液面-套压协同控制过程,并基于煤层气井排采曲线分析和高产气井排采参数统计,获得排采液面-套压协同控制指标。研究结果表明,樊庄区块煤层气井需经历"以液为主-气、液混合-以气为主"的排采控制过程以及排水降液面阶段、憋压阶段、产气量上升阶段、稳产阶段和产气量衰减阶段5个排采控制阶段,其中,排水降液面阶段、憋压阶段、产气量上升阶段是流体流动形态转变和储层伤害的易发阶段,也是排采管控的关键阶段。排水降液面阶段以日产水量为控制参数,以井底流压为评判指标,采取缓慢、长期的排采原则;憋压阶段以日产水量和套压为控制参数,以憋压、稳定动液面的方式实施管控;产气量上升阶段采取适当憋压、提升动液面的控制原则,保持套压高于0.2 MPa,控制日产水量缓慢降至0.2~0.5 m³,使动液面深度回升至煤层中部以上10~50 m;稳产阶段需适当憋压,稳定动液面在煤层以上,并维持排采作业稳定;产气量衰减阶段尽量避免较大幅度的排采制度调整,使产气量、产水量平稳下降。     

煤层气井井间干扰研究及应用

井间干扰是实现煤层气稳产高产的有效技术措施。 目前,煤层气井间干扰的理论研究较多,准确量化的现场认识较少。 根据煤层气井排采的特点,提出了一种方便、可靠、高效的用于判断井间干扰现象及定量计算井间干扰程度的新方法,该方法利用现场观察到的煤层气井启抽水位与原始水位存在的明显差异,定量化煤层气排采降压过程中出现的井间干扰现象。 通过在保德区块的实际应用,对比了所提出方法与煤层气理论判断方法的优缺点,并验证了所提出方法的可靠性,得出了该区块井间干扰特征的定量化认识,同时提出了井间干扰规律在合理部署井位、提高产气速度、缩短见气时间及优化排采制度等方面的应用建议。     

樊庄地区3#和15#煤层合层排采的可行性研究

煤层群发育的地区实施分层压裂、合层排采工艺技术是降低煤层气勘探开发成本、提高产气量的重要举措之一。准确掌握此项技术的适用条件是提高其成功率的重要保障。根据煤层气井垂直井产气特点,系统分析了樊庄区块3^#煤层和15^#煤层合层排采的主要影响因素;根据樊庄地区勘探开发资料,得出该区上下围岩性质、煤储层物性特征及水力压裂后渗透率;根据地下水动力学原理及勘探资料,绘制出该区3^#煤层和15^#煤层地下水流势图;根据煤层气井排采特点,结合达西定律,最终得出研究区3^#煤层和15^#煤层适合合层排采的区域。现场部分井的开发试验验证了理论分析的可靠性。      

低压、低产煤层气田井口集输工艺技术

我国煤层气田开发具有一定规模的地区主要分布在山西沁水盆地和陕西韩城等地。煤层气田由于具有低产、低压、低渗等特点,因此开发投入高、产出低、风险大。文章通过对国内外典型煤层气田的井口集输工艺技术,包括井口气水分离系统、井口计量系统、水处理系统等较为系统的综述、分析和对比,指出简化井口流程、合理选择材质、优化井口布局及总体开发是做到"满足技术要求下的最低成本"开发的有效方法。     

韩城区块煤层气井二次改造工艺优化及现场试验

韩城区块煤层气井产能尚未完全释放,无法支撑长期稳产和高产。为进一步优化煤储层二次改造工艺,改造低产能煤层气井,提高煤层气单井产量,在剖析该区块地质特征的基础上,分析了常规二次压裂工艺试验井的低产原因。针对二次改造施工过程中的工艺缺陷及技术难题,以解决“煤粉堵塞裂缝+新裂缝延伸距离有限”为主要目标,形成了“酸化+暂堵”复合二次改造工艺,并在3口井进行了现场试验。采用复合二次改造新工艺后,试验井J4井平均产气量为3 765.6 m3/d,产量提升明显,裂缝改造体积较为理想;J5井、J6井恢复生产能力,且上产潜力较大。研究结果表明,复合二次改造新工艺在低产能煤层气井应用效果较好,可为相同地质背景条件下的煤层气老井改造提供技术借鉴。      

沁水煤层气田开发技术及应用效果

沁水煤层气田是我国发现的第一个高煤阶煤层气田，开发试验证实煤层产气稳定，开发前景好，目前规模开发已全面铺开，实践证实影响气田开发效果的关键因素在于开发技术的选择。现主要采用直井/丛式井压裂排采和多分支水平井开发技术，在对上述两种技术的应用现状和开采效果进行分析的基础上，认为多分支水平井技术更有利于提高气井产量、加快采气速度、提高煤层气采收率，并且可以克服直井/丛式井压裂施工对煤层顶底板造成破坏以及地层应力变化对煤炭开采带来的不利影响。