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。     

四川盆地及邻区震旦纪末—寒武纪早期构造运动性质与作用

近期在四川盆地震旦系—寒武系获得了天然气勘探的新突破,而对于震旦纪末—寒武纪早期构造运动的认识还存在较大争论。通过岩石学特征、地震剖面特征、沉积环境等方面的研究,认识到震旦纪末的构造运动与寒武纪早期的构造运动存在明显差异。研究认为桐湾运动是以整体隆升与沉降为特征,并发育三幕构造运动,即灯影组二段富藻层沉积末期的桐湾Ⅰ幕、灯影组二段沉积末期的桐湾Ⅱ幕与灯影组三段—灯影组四段沉积末期的桐湾Ⅲ幕,桐湾期的灯影组镶边碳酸盐台地还存在轻微裂化作用下的热液沉积。寒武纪早期的兴凯运动以裂陷为主,发育两幕构造运动,即麦地坪组沉积期的兴凯Ⅰ幕与筇竹寺组沉积期的兴凯Ⅱ幕,兴凯期的上扬子碳酸盐台地遭遇较强的裂解,热液作用普遍较强,但至兴凯Ⅱ期时,裂陷活动主要发生在川南—黔北地区,川中—川北较弱。桐湾期的隆升剥蚀不仅控制了三大岩溶风化壳的发育,且其形成的绵阳—宜宾—会东巨大侵蚀沟谷控制了下寒武统麦地坪组的泥岩与页岩为主的碎屑岩沉积;兴凯运动不仅控制了有利烃源岩的发育,且与桐湾运动一起控制了有利源-储配置区的分布。因此,四川盆地震旦纪末—早寒武世发育两类不同性质的构造运动,前者主要促进了储层的发育,后者主要促进了烃源岩的发育,二者共生组合形成了震旦系与寒武系的良好油气成藏组合。     

四川盆地桐湾期古地貌特征及成藏意义

通过对桐湾运动性质、期次的分析,利用地震、钻井、露头等资料,采用"残余厚度法"与"印模法"刻画四川盆地筇竹寺组沉积前的侵蚀谷地貌形态,分析其油气成藏条件。四川盆地及邻区在晚震旦世—早寒武世发生了桐湾运动,共可分为3幕,均表现为区域性抬升与剥蚀,形成了3个假整合面。受其影响,在四川盆地中南部形成了近南北向展布的规模较大的德阳—泸州侵蚀谷,充填厚度较大的麦地坪组和筇竹寺组,成为寒武系烃源岩重要的生烃中心,与灯影组灯四段、灯二段两套风化壳岩溶储集层构成良好的成藏组合条件,有利于形成大气田,勘探潜力大。侵蚀谷成因机制与演化历史分析表明,震旦纪末期桐湾运动Ⅱ幕的逆冲-褶皱隆升、剥蚀作用以及早寒武世早期快速海侵背景下的拉张作用是形成侵蚀谷的关键。     

乐山—龙女寺古隆起震旦系—下寒武统龙王庙组天然气成藏条件与富集规律

近期四川盆地乐山—龙女寺古隆起震旦系—下寒武统龙王庙组的天然气勘探获得重大新突破,古隆起东段展现出一个纵向上多产层、平面上集群式分布的特大型气藏群。研究认为,优越的成藏条件是该古隆起震旦系—下寒武统龙王庙组天然气大规模富集成藏的基础,表现为:①纵向上发育多套烃源岩,其中下寒武统优质烃源岩广覆式分布,古隆起高部位存在一个生烃中心,气藏具有近源成藏的有利条件;②发育3套优质储层(震旦系灯影组二段、四段丘滩相孔洞型白云岩储层和下寒武统龙王庙组砂屑滩相孔隙型白云岩储层),储层厚度大,分布面积广;③大型鼻状隆起背景下发育的构造、岩性及复合型多种类型圈闭为油气聚集提供了良好的空间。结论指出,该古隆起继承性发展及其与烃源岩演化相匹配是震旦系—下寒武统龙王庙组油气大面积富集的关键因素,古隆起高部位是天然气聚集的有利区,其背景上的继承性构造及地层、岩性圈闭是天然气富集的场所,近源的古今构造叠合区是天然气富集的甜点区。     

四川盆地震旦系—寒武系大气田形成条件、成藏模式与勘探方向

通过对四川盆地震旦系—寒武系沉积相、储集体和储层、烃源岩、古隆起演化等成藏条件的综合研究,认为:1长期继承性发育的大型古隆起、大型克拉通内裂陷、4套大面积分布的优质烃源岩、3套大面积分布的岩溶储层、原油裂解气是形成大面积高丰度油气聚集的有利条件;2古隆起不同部位发育不同的气藏成藏模式,继承性古隆起核部以古油藏"原位"裂解聚集成藏为主,继承性古隆起斜坡以晚期构造圈闭分散液态烃裂解成藏为主;3古隆起不同部位有不同的勘探方向,古隆起核部以寻找继承性古构造圈闭为主,也具备岩性地层气藏勘探的基础,古隆起斜坡以寻找大型高幅度喜马拉雅期构造圈闭为主。     

四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系—寒武系大型气藏特征与聚集模式

四川盆地震旦系—寒武系具有良好的油气成藏条件,但由于地层时代早、经历构造运动次数多,大型气田勘探难度增大。自1964年发现威远震旦系大型气田后,历经49年的艰苦探索,于2013年在磨溪地区寒武系龙王庙组发现了中国迄今为止单个规模最大的整装特大型气田——安岳气田,探明天然气地质储量4 404×108 m3,且高石梯—磨溪地区震旦系灯影组和寒武系龙王庙组气藏的三级储量之和超过万亿立方米。天然气组分、轻烃、储层沥青丰度等证据均表明这些天然气主要为原油裂解型干气,甲烷含量为82.65%~97.35%,乙烷含量为0.01%~0.29%;低氮(0.44%~6.13%)、低氦(0.01%~0.06%),中—低含硫化氢为主(0.62~61.11g/m3)。气藏压力由震旦系的常压(压力系数为1.07~1.13)逐渐增高至寒武系龙王庙组的高压(压力系数为1.53~1.70),气藏温度137.5~163.0℃;气藏圈闭类型包括构造型、构造-地层和构造-岩性复合型。桐湾期大型继承性稳定古隆起、大面积分布的古老烃源岩、大面积孔洞型优质储层、大型古油藏裂解及良好保存条件的有效配置造就了震旦系—寒武系天然气的规模富集。根据古油藏原油裂解之前的古构造格局、沥青丰度及现今气藏分布特点,将裂解气藏聚集类型划分为聚集型、半聚半散型和分散型3类。上述认识对四川盆地震旦系—寒武系天然气勘探领域的拓展具有重要指导意义。     

四川盆地高石梯—磨溪古隆起构造特征及对特大型气田形成的控制作用

应用四川盆地最新地质、地震、钻井及露头等资料,对高石梯—磨溪古隆起地质结构、地质演化进行研究,探讨安岳震旦系—寒武系特大型气田形成的控制因素。高石梯—磨溪古隆起为一主要与桐湾运动有关的近南北向巨型同沉积古隆起构造,其核部高石梯—磨溪地区震旦系灯影组顶面及相邻层系自震旦纪至今一直处于隆起高部位,并发育独立统一的巨型圈闭构造,其发育时期、地质结构、演化历史等构造特征明显有别于加里东期乐山—龙女寺古隆起。高石梯—磨溪古隆起控制安岳震旦系—寒武系特大型气田的形成与分布,主要表现为:古隆起西侧紧邻绵竹—长宁克拉通内裂陷寒武系麦地坪组、筇竹寺组烃源岩中心,且自身也发育震旦系灯影组和寒武系筇竹寺组烃源岩;控制了震旦系灯四段、灯二段和寒武系龙王庙组优质储集层的形成与展布;发育3套储盖组合,为震旦系—寒武系大规模古油藏原位裂解形成特大型气藏提供了条件。     

四川盆地震旦系油气成藏特征与规律

长期以来对寒武系烃源岩的研究表明，下寒武统筇竹寺组黑色碳质泥页岩是一套有效烃源岩。该套烃源岩有机质丰度高、类型好、生烃能力强，但成熟度高。震旦系的天然气主要来自寒武系，最新的研究结果认为：寒武系烃源岩的生烃中心地区位于乐山－威远－自贡－资阳地区，且沉积厚度大。在桐湾－印支期以古岩溶孔洞型储层发育好，燕山－喜山期以裂缝－孔洞型储层发育。古岩溶最发育地区主要发育在乐山－龙女寺古隆起川西南地区和川中地区以及下斜坡的大足－永川地区。乐山－龙女寺古隆起带是震旦系油气藏主要分布和聚集带，油气藏表现出具有早期成藏和晚期成藏两大特征，早期成藏的油气藏以资阳震旦系气藏为代表，晚期油气藏以威远震旦系气藏为代表。油气藏的形成演化经历了六大阶段的演过过程。研究已表明，乐山－龙女寺加里东古隆起带震旦系仍然是当前寻找大中型气田勘探目标的最有利勘探前景区。     

四川盆地震旦系、寒武系烃源岩特征、资源潜力与勘探方向

2013年四川盆地川中地区震旦系—寒武系发现了安岳特大型气田,储量规模达万亿立方米,在全球古老地层天然气勘探中尚属首次。气源研究认为,震旦系天然气来源于震旦系和寒武系烃源岩,开展震旦系及寒武系古老烃源岩系统研究,对全球古老地层油气地质领域具有重要的科学和实践意义。通过对四川盆地震旦系、寒武系钻井资料和野外剖面观察,利用28 000km地震资料解释结果和新钻井资料,结合2 315样次烃源岩地球化学分析,系统研究了下寒武统优质烃源岩中心,主要沿绵竹—长宁克拉通内裂陷分布,累计厚度可达200~450m,其他地区烃源岩厚度为50~100m,裂陷范围内烃源岩对震旦系—寒武系天然气资源贡献约占全盆地的56%~63%;系统评价了震旦系灯影组灯三段泥质烃源岩及其分布,TOC含量介于0.04%~4.73%之间,平均为0.65%,川中地区厚度在10~30m之间;首次系统研究了能够形成大气田的中国最古老震旦系烃源岩,大川中地区震旦系烃源岩总生气强度为(15~28)×10~8 m~3/km~2,具备形成大气田的气源条件。采用成因法、类比法重新评价全盆地震旦系、寒武系天然气资源量为(4.65~5.58)×10~(12) m~3,天然气资源潜力巨大。川中区块天然气资源量约占全盆地总资源量的66%,是当前勘探的首选。     

四川盆地安岳气田震旦系台缘带和台内地区天然气成藏差异性及勘探领域

四川盆地安岳气田是中国迄今为止发现的最大规模的海相碳酸盐岩气田,探明天然气地质储量1.03×10¹² m³,其中震旦系灯影组占56.3%。目前灯影组勘探开发主要围绕灯影组四段台缘带展开,且台缘带单井产能明显高于台内地区。基于台缘带和台内地区天然气地球化学特征及气藏对比关系,结合成藏条件分析,探讨其成藏差异性。研究表明：(1)灯影组台缘带较台内地区天然气甲烷氢同位素明显偏重,对应寒武系源岩古水体介质盐度高于震旦系,反映由台缘带到台内地区震旦系烃源岩贡献比例的增加;(2)台缘带与台内地区储层在岩石类型、储集空间等方面一致,但台缘带储层内部溶蚀孔洞发育程度强于台内地区,主要受控于丘滩发育程度和表生岩溶作用强度;(3)台缘带和台内地区成藏组合存在差异,台缘带紧邻裂陷内烃源岩,储层侧向对接烃源岩,存在旁生侧储、上生下储等多种成藏组合,而台内地区距裂陷内烃源岩较远,需要通过沟通油、源的断裂输导油气,成藏组合单一;(4)震旦系-寒武系烃源岩贡献比例的不同和优质储层发育位置及组合类型的差异,是导致台缘带和台内地区产能差异巨大的主要原因。川西北蓬莱—剑阁地区是...     

构造运动对四川盆地震旦系油气成藏的控制作用

四川盆地所经历的多期构造运动对油气藏的形成和改造都具有明显的控制作用。为此,探讨了历次构造运动对该盆地震旦系油气成藏与富集的控制作用。基于地震、测井、岩心等资料,结合野外露头勘察,对研究区构造演化及其对储层形成、圈闭改造的控制作用开展了研究。结果认为:桐湾运动等4次构造运动控制了四川盆地震旦系油气成藏过程,其中:①桐湾运动以区域性升降运动为主,桐湾运动Ⅰ幕和Ⅱ幕造就灯影组灯二段、灯四段这2套近地表古岩溶储层的形成且大面积分布;②加里东运动形成了乐山—龙女寺大型古隆起,奠定了震旦系油气富集带形成的构造背景;③海西—印支期,震旦系以整体沉降为主,早期古隆起格局继承性发育,震旦系—寒武系烃源岩进入成油高峰期,古隆起区发育大型古油藏;④中三叠世末期的印支运动,四川盆地进入前陆盆地演化阶段,震旦系被深埋,使得古油藏发生原油裂解成气,成为震旦系重要的气源;⑤晚燕山—喜马拉雅期是震旦系气藏调整的关键期。结论指出,四川盆地震旦系天然气成藏条件良好,勘探潜力大,其中乐山—龙女寺古隆起震旦系是天然气富集的有利区带,古隆起斜坡带也是值得重视的勘探领域。     

四川盆地震旦纪末期—寒武纪早期台盆的形成与演化

基于钻测井、地震和露头资料,从沉积、构造和岩溶作用的角度分析了四川盆地震旦纪末期—寒武纪早期台盆的形成与演化过程,利用灯影组三段+灯影组四段的残余厚度、麦地坪组+筇竹寺组的厚度及麦地坪组的岩相分区特点综合确定了台盆的展布,并揭示其对灯影组天然气分布的控制作用。台盆区表现为灯影组三段+灯影组四段残厚小、上覆充填的麦地坪组与筇竹寺组厚度大、麦地坪组以深水相的含磷碳硅泥岩为主,平面上主要分布于青川—资阳—宜宾一带,其形成和演化经历了4个阶段:1灯影组一段、灯影组二段沉积期,四川盆地为一镶边碳酸盐台地,台地边缘和台地内部丘滩体发育,灯影组二段、灯影组三段之间的桐湾运动一幕作用形成了川西海盆的雏形,台盆与其两侧地貌存在差异;2灯影组三段沉积期,上扬子内克拉通由于拉张裂陷,形成了以磨溪、长宁、镇雄等为沉积中心的沉降带,控制着优质烃源岩的分布;灯影组四段沉积期,四川盆地演化为一内部发育台盆的镶边碳酸盐台地,灯影组末期的桐湾运动二幕作用使得四川盆地整体抬升遭受暴露,高部位风化剥蚀、低部位流体下切侵蚀,并使台盆区的范围达到最大;3寒武纪早期的麦地坪组为灯影组岩溶地貌基础上的第一套充填沉积,且平面上发育3个岩相区,麦地坪组与筇竹寺组之间的桐湾运动三幕作用对麦地坪组沉积后的地貌进行了局部改造;4筇竹寺组与沧浪铺组的持续充填,使四川盆地演化为一较平缓的碎屑岩缓坡。台盆的形成与演化不仅促进了其周缘灯影组四段台缘带优质储层的形成,而且控制着寒武系麦地坪组与筇竹寺组2套优质烃源岩的分布,环台盆灯影组白云岩具有良好的源-储配置关系,是最有利的勘探领域。     

四川盆地达州—开江古隆起沉积构造演化及油气成藏条件分析

四川盆地乐山—龙女寺古隆起震旦系—下古生界天然气勘探所取得的重大突破,使得大型古隆起是该盆地深层天然气勘探重要目标的认识成为共识。然而,除了乐山—龙女寺古隆起之外,该盆地其他大型古隆起均被认为是后加里东期的古隆起,后者对震旦系—下古生界油气成藏的影响则极少被论及。为此,从分析野外露头、钻井及地球物理等资料入手,剖析了川东地区震旦系—下古生界沉积构造背景,研究了古地貌控制下的储层、烃源岩分布规律,结合构造演化分析成果,探讨了该区震旦系—下古生界含油气地质条件。结果表明:(1)中寒武世前川东北部发育达州—开江继承性隆起,控制震旦系、寒武系滩相储层大面积发育;(2)古隆起高部位发育滩相储层,其周缘凹陷带发育上震旦统陡山沱组、下寒武统笻竹寺组厚层烃源岩,源储配置条件优越;(3)二叠纪以来,达州—开江古隆起区由斜坡带逐步抬升,二叠纪生油高峰期处于斜坡—低缓隆起带,三叠纪生气高峰期处于隆起高带,有利于油气富集成藏;(4)川东地区下构造层(下寒武统及其以下地层)现今具备大型隆起构造背景,构造形态简单,其上完整的局部构造圈闭发育,保存条件好。结论认为,川东地区达州—开江古隆起区震旦系—下古生界具备良好的油气成藏条件,该古隆起高部位滩相储层发育区面积达8 000 km~2,是四川盆地下一步天然气勘探新的、重要的领域。     

四川盆地及其周缘晚震旦世—早寒武世早期区域抬升运动对岩溶储层发育的影响

晚震旦世—早寒武世早期,四川盆地震旦系灯影组形成上、下亚段2套区域性展布的风化壳岩溶储层,对其形成控制因素有待于深化研究。为此,基于野外露头剖面、钻井与地震等资料,系统分析了四川盆地及其周缘晚震旦世—早寒武世早期3期区域抬升运动对岩溶储层发育的建设作用。结果表明:1区域抬升运动分别发生于灯影组沉积早期末、震旦—寒武纪以及早寒武世早期;23期抬升运动均不同程度波及整个上扬子地台,致使抬升期上、下地层呈平行不整合接触,存在明显的沉积间断;3受地壳不均衡隆升作用的影响,各期抬升运动在不同地区的影响程度均有所差异,但总体表现为第一期北缘强于南缘,第二期西缘强于东缘,第三期东南缘强于西北缘的特征;43期抬升运动使灯影组上、下亚段各自形成一套为"碎屑岩层"所分隔的大面积展布的风化壳岩溶优质储层,为四川盆地灯影组大气区的形成奠定了坚实的物质基础。     

川中地区前震旦系裂谷研究及其地质意义

2011年四川盆地高石1井在震旦系灯影组获得天然气勘探重大突破后,为了明确川中地区震旦系—下古生界构造—沉积演化、储层和油气分布的控制因素,深化地质认识,寻找规模储量,对前震旦系进行了深入研究。运用三维连片地震资料,辅以重磁电、露头、钻井、测井和岩心等资料,结合前人的地质认识,综合分析认为川中地区可能存在前震旦系裂谷。研究表明:前震旦系裂谷盆地边界断裂继承性活动和差异沉降,控制了该区震旦系台缘带的发育、展布及下古生界地层的沉积与演化;桐湾运动和加里东运动,震旦系裂谷期大断裂继承性活动,形成北西向、北东向等多组直立正断裂;裂谷内部的油气以活化的裂谷断层作为通道运移到裂谷系上覆地层圈闭中聚集成藏,形成良好的"下生上储上盖"式天然气成藏组合。该研究成果为全面、准确地评价该区前震旦系裂谷对上覆地层的控制作用以及深层的天然气勘探开发潜力提供了技术支撑。     

四川盆地桐湾不整合面古地貌特征与岩溶分布预测

四川盆地震旦系灯影组风化壳岩溶储层的分布主要受桐湾期不整合面古地貌的古高地、古斜坡的控制。利用全盆的地震格架大剖面解释资料和钻井资料,结合厚度印模法,恢复了桐湾不整合面古地貌,古地貌特征呈西北高、中部斜坡、东南洼的格局。综合利用野外、钻井、地震等资料,深入分析灯影组溶蚀孔洞发育特征和有利岩溶发育带。结果表明,岩溶风化壳溶蚀孔洞发育,广泛发育3个岩溶作用带,岩溶作用厚度呈东薄西厚的变化趋势;岩溶有利发育分布区和较发育分布区主要分布在古岩溶斜坡的地貌位置,以自贡—广安—达县—通江县一线为好,局部发育分布区位于古岩溶高地及古岩溶洼地的地貌位置,分布在成都-资阳地区、绵阳-广元地区及川东南一带。     

四川盆地震旦系灯影组天然气的差异聚集分布及其主控因素

为了揭示四川盆地震旦系灯影组油气藏之间的成生联系和古今气藏的转换机理,采用地质、地球物理与地球化学研究方法相互支撑,宏观、中观与微观研究结果相互印证的思路,利用多年来的钻探资料对该盆地灯影组天然气的差异聚集分布及其主控因素进行了研究。结果表明:①距今100 Ma以前灯影组古油藏的原油原位裂解形成早期超压古气藏,而在距今100~20 Ma期间,四川盆地持续隆升,特别是构造高点的迁移和威远构造的初步形成,使得早期超压古气藏调整形成晚期超压古气藏;②随着距今20 Ma以来隆升幅度的加大,威远构造上覆地层被快速剥蚀,盖层封盖能力大大降低,保存条件变差,致使灯影组天然气从威远构造顶部地表下三叠统嘉陵江组天窗开始泄漏和逸散,启动了四川盆地华蓥山以西地区灯影组天然气的差异聚集和逸散过程,位于资阳、金石和龙女寺—磨溪—安平店—高石梯等气藏构造圈闭溢出点以外的天然气沿灯影组顶部不整合面向威远构造运移聚集,并通过其顶部的嘉陵江组天窗向地表逸散,气藏压力系数由异常高压向正常压力过渡。四川盆地震旦系灯影组天然气的差异聚集分布模式与经典油气差异聚集理论既有相同点又有差异性,对该区天然气的勘探有着重要的启示和指导作用。     

四川盆地震旦系灯影组岩溶储层特征及展布

为预测和评价四川盆地震旦系有利岩溶储层发育区,进而指导该盆地震旦系天然气勘探,基于前人的研究成果,结合区域露头资料,对四川盆地30多口探井的录井、测井、岩心等地质资料进行了分析研究。结果认为:①四川盆地震旦系灯影组发育岩溶储层,岩溶储层以白云岩为主,储集空间主要为孔隙、溶洞及裂缝,形成裂缝孔隙或裂缝孔洞型储层,储层孔隙度和渗透率均较低,非均质性强;②控制储层发育的成岩作用主要为岩溶作用,岩溶作用有3种类型,分别为沉积期岩溶、风化期岩溶和埋藏期岩溶,岩溶作用机理为大气淡水溶蚀和有机酸溶蚀;③沉积期岩溶在该区震旦系灯影组普遍发育,风化期岩溶对储层质量影响较大,主要发育于灯四段和灯二段;④纵向上,有利储层主要发育于灯四段和灯二段;⑤根据岩溶作用形成时的古地貌特征,预测了有利岩溶储层平面分布区为雅安—成都—资阳—自贡—南充一带。