川东开江古隆起区石炭系气藏成藏机理剖析

川东地区是四川盆地稳定地块中的相对构造活动带,区内发育10排高陡构造带,其中主要的含气构造带位于开江古隆起区。川东获得天然气探明储量占全川近60%,使川东尤其是开江古隆起区成为四川乃至全国天然气的主产区。文中着重剖析了形成于开江古隆起区的3类石炭系成组气藏的成藏机理,指出开江古隆起的早期成藏及石炭系丰富的气源为现今大气田和成组气藏的形成奠定了坚实基础;位于开江古隆起顶部的大天池为最有利的富气构造带;继承非均质成组气藏为主要的富气类型。      

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石炭系是川东的主力产气层，为扩大其勘探领域，寻找更多的大中型气田，开展了开江古隆起石炭系成藏条件及气田分布规律研究。通过研究，建立了石炭系储层孔隙演化、烃源岩生、排烃演变及古地温、古地温梯度三种模型，确定了各地史时期构造对烃类运、聚的控捕范围，并进行聚集量的定量计算，从而得出：开江古隆起自海西期形成，印支期基本定形，燕山期继续发展，是个长期继承性的叠隆起。石炭系自印支期起开始聚集油气，初期以聚油为主，晚侏罗世以聚气为主，至燕山期末在古隆起东西两侧形成了储层尖灭与古构造共同控制的气田。喜山期川东全面褶皱，形成现今构造，天然气重新分配，形成现今气田。这些气田的含气面积往往超出构造圈闭范围，形成地层一构造复合型大气田。因此，开江古隆起的石炭系是大中气田群的分布区。研究认为，目前应把五百梯、龙安场、云龙场－沙河铺及檀木场－沙罐坪等地区作为主要勘探目标。     

四川盆地开江古隆起形成演化及其对天然气成藏的控制作用

开江古隆起是四川盆地内的三大古隆起之一,也是川东地区天然气勘探的重要领域,前人的研究重点分析了印支期古隆起的形态,未系统阐述古隆起的形成演化过程及其对气藏形成的控制作用。为此,基于区域地质、野外露头与钻井等综合资料,分析了不同构造期该古隆起的平面展布特征,探讨了古隆起形成演化对烃源岩发育、储层发育以及天然气分布的控制作用。结果表明:该古隆起的形成演化经历了以下4个时期:①云南运动期,古隆起初具雏形,形成开江、梁平2个隆起高点,呈南北向展布;②东吴运动期,古隆起继承发育,隆起范围扩大并呈北西西向展布;③印支运动期,古隆起最终定型,隆起范围进一步扩大,并呈北东向展布;④燕山期—喜马拉雅期,古隆起发生解体形成现今构造面貌。结论认为:开江古隆起是因不同地质历史时期基底差异区域抬升、强烈拉张作用与板块俯冲远端效应的综合作用而形成,其形成演化对该区上二叠统龙潭组烃源岩展布和石炭系岩溶储层发育以及石炭系—三叠系天然气的分布具有明显的控制作用。     

川东石炭系天然气成藏的地球化学模式

本文根据含油气系统理论,采用气藏地球化学方法,研究了四川盆地东部石炭系天然气成藏的地球化学模式.应用储层沥青中的芳香烃馏份进行了川东石炭系与志留系和下二叠统碳质页岩的特征对比,证实了石炭系的储层沥青与下志留统亲缘关系密切.石炭系地层水和储集岩经历了沉积、暴露剥蚀和深埋藏三个演化时期,天然气主要经历了大致相同的两次成藏过程,印支-燕山期为古油藏的主要成藏期,喜山期为天然气的主要成藏期.应用天然气地球化学特征探索了石炭系天然气的运移方向,提出了川东地区注入时间较早的气藏有大池干井、高峰场、相国寺和大天池等,其他气藏相对较晚,其中大池干井构造天然气的注入顺序依次为万顺场、吊钟坝、龙头和磨盘场.目前研究表明,石炭系天然气存在3个运移方向,即开江古隆起西部由南西向北东和由西向东两个方向,开江古隆起东南部则可能有石柱复向斜方向运移来的天然气.指出石炭系天然气的聚集受开江印支-燕山期古隆起的控制,喜山运动形成的圈闭对天然气成藏具有调整作用,从气藏地球化学角度提出了下步勘探较为有利的区块,对深化石炭系勘探具有指导意义.     

川东石炭系尖灭带天然气聚集特征与勘探潜力

四川盆地东部大面积发育石炭系尖灭带,这些尖灭带储层的非均质性强,形成了复杂的天然气聚集规律。通过近期的研究与勘探实践,认为川东石炭系黄龙组地层尖灭带受地层、岩性、构造、断裂等因素的控制,主要发育岩性—构造复合气藏、构造—岩性—地层复合气藏、岩性气藏。这些气藏受构造特征的影响,在褶皱强烈的地区形成以岩性—构造复合为主的天然气聚集模式,在宽缓斜坡区形成以岩性—地层为主的复合天然气聚集模式;认为地层尖灭带岩性气藏,由于其储层薄,不仅气藏规模小、个数多、常发育异常高压与异常超高压,展示出局部岩性封闭性极强的特征,其储层致密带的发育为构造围斜区大面积岩性圈闭的形成创造了有利条件;认为川东还存在广安—重庆石炭系西南部尖灭带、明月峡—涪陵北石炭系南部尖灭带、梁平古隆起东侧石炭系尖灭带及开县—马槽坝石炭系东北部尖灭带等4个有利勘探领域,这些区带不仅是川东石炭系以岩性—地层为主的复合圈闭的有利发育区,而且也是未来石炭系天然气勘探的重要新类型。     

四川盆地东部大中型气藏成烃条件分析

应用含油气系统理论和气藏地球化学方法,研究了四川盆地东部石炭系和下三叠统飞仙关组大中型气藏的烃源地球化学控制因素。指出:川东地区发育的下志留统和上二叠统两套大中型泥质烃源岩是石炭系和下三叠统飞仙关组大中型天然气藏的烃源保障,石炭系和下三叠统飞仙关组大中型气藏的形成受开江印支―燕山期古隆起的控制,喜山运动形成的圈闭对天然气成藏具有调整作用。     

四川盆地天然气分布规律与有利勘探领域

四川盆地经历了克拉通盆地和前陆盆地2个演化阶段,天然气资源丰富、分布范围广,烃源岩和储层层系多、气藏类型多。根据四川盆地的构造演化特征,将其储盖组合分为克拉通下部层系、克拉通上部层系及前陆盆地层系。指出天然气藏在这3大构造层系中均有分布,但绝大多数分布于克拉通上部层系和前陆盆地层系中;克拉通下部层系天然气分布主要受乐山-龙女寺古隆起控制,克拉通上部层系气藏分布主要受开江-梁平、泸州-开江古隆起和环海槽分布的有利相带所控制,前陆盆地层系油气藏分布主要受冲断带、前渊和前缘隆起控制。通过分析,认为乐山-龙女寺古隆起、下三叠统飞仙关组鲕滩、二叠统长兴组生物礁、川东地区石炭系、蜀南嘉陵江组、米仓山前缘、川中-川西地区上三叠统、侏罗系浅层、大巴山前陆盆地等9大领域是近期勘探和研究的重点。提出了下一步的研究和勘探工作建议。     

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。     

川东地区志留系-石炭系含气系统天然气运移聚集机理

根据川东地区石炭系、志留系天然气藏的形成与分布特点,结合地层压力分布特征,探讨了该区志留系-石炭系含气系统的天然气运移聚集机理,提出该系统具有箱外成藏和箱内成藏两种模式。下伏志留系高压封存箱生成的油气随箱体顶部破裂呈混相涌流进入石炭系,油气在石炭系中向继承性发育的古隆起运移聚集,形成大型古油气藏,后逐渐演化成古气藏。志留系封存箱内部的天然气可在有利储集层中聚集成藏。喜山构造运动使研究区天然气重新大规模运移聚集,形成充满度很高的残余气藏。石炭系储层气驱水实验表明,岩石渗透率与驱替后残余水饱和度呈负相关指数关系。在一般地层压力条件下,天然气很难通过岩层的细小孔隙运移并排替地层水富集,细小孔隙中的天然气是早期聚集其中的。水溶对流可能是石炭系天然气运聚成藏的重要机制。     

四川盆地海相大气田和气田群成藏条件

为了探讨四川盆地海相大气田或气田群的成藏条件,利用构造、岩相等方法综合分析了印支期古隆起和加里东期古隆起对海相油气成藏的控制作用。四川盆地海相气田勘探由找背斜构造裂缝性气田,走向了找滩相孔隙储层和古隆起复合型大气田的广阔道路。由泸州古隆起找构造小气田群,到找川东石炭系孔隙性气藏,从开江古隆起上找到了五百梯石炭系大气田和气田群,至该区二叠系和三叠系礁滩勘探更上一层楼,找到了以普光大气田为代表的大中气田群。目前在乐山-龙女寺古隆起获震旦系灯影组和寒武系龙王庙组高产井,出现大好形势。该区储层、古构造和现今构造三位一体叠加在一起,可望获得特大型气田。     

从四川盆地看古隆起成藏的两重性

从四川盆地乐山-龙女寺加里东期、泸州-开江印支期两大隆起在油气成藏中的作用入手,类比论证了不同性质的古隆起对油气藏形成的利与弊。结果表明：①泸州-开江印支期隆起属继承性沉积型隆起,剥蚀幅度弱,中石炭统黄龙组“天窗”展布范围小,而且发生在下志留统油系烃源大量排烃之前,有利于古油藏、古气藏的形成与保藏,该区勘探程度虽已较高,但仍具勘探前景;②乐山-龙女寺加里东隆起,属剥蚀型隆起,剥蚀幅度大,延续时间长,震旦系灯影组“天窗”发生在古气藏形成之后,古气藏遭受明显破坏,导致现今气藏气源不足,该区勘探宜转向古隆起外围,目的层以下古生界为主。结论认为：印支期隆起有利于油气的富集与储存,应列为勘探的主要靶区。     

松辽盆地南部深层系天然气成藏规律

松辽盆地南部深层系发育了既相互分割又有成因联系的断陷群,多具有生烃能力。以十屋、长岭断陷为例对松辽盆地南部深层系断陷群的天然气成藏规律进行分析,认为天然气成藏受控于烃源岩的分布与演化、大型构造带与沉积相带的配置关系及保存条件。深层系天然气的两期成藏,分别是登娄库期和嫩江期,晚期成藏是关键。中-高生烃强度区内的大型构造带对油气聚集成藏至关重要。大型构造带内的有利储集体和断裂控制了油气的局部富集;但由于缺乏邻近烃源岩的区域性盖层,保存条件不甚理想。烃源、构造、沉积、保存因素的互相配合可形成多种类型的复式油气聚集带。十屋断陷中央构造、东部秦家屯走滑构造、北部超覆尖灭复式油气聚集带及长岭断陷东部斜坡区东岭复式油气聚集带、中部低隆起复式油气聚集带是勘探的重点目标,长岭断陷西部陡坡区大型水下冲积扇是潜在的复式油气聚集带。     

库车前陆冲断带深层大气区形成条件与地质特征

针对库车深层构造,开展"宽线+大组合"山地地震采集、高陡构造叠前深度偏移处理、深层构造建模等一系列地震勘探技术攻关,初步落实了盐下深层构造,发现并落实了一批大型构造圈闭。研究发现,库车前陆冲断带深层具有形成构造大气区的有利条件:大型叠瓦冲断构造为大油气区的形成奠定了良好的圈闭基础;优越的烃源条件与晚期强充注为大气区的形成提供了充足的烃源;深层发育大规模有效砂岩储集层,为大气区的形成提供了良好的储集空间;巨厚膏盐岩为深层大气区的形成提供了优越的盖层条件。盐下深层构造大气区油气地质特征主要表现为:油气分布受构造圈闭控制,以构造气藏为主;冲断带深层储集层物性总体较差,裂缝对油气富集高产有重要控制作用;油气分布具源-盖共控、叠置连片、整体含气的特点;储量规模较大,单井产能较高。     

川西坳陷致密砂岩气藏勘探开发实践新认识

经过数十年的勘探开发,四川盆地川西坳陷正向构造带主体油气已经基本探明,勘探难度日益增大,凹陷、斜坡等负向构造带成为寻找岩性地层油气藏的重要领域。为此,通过对该区烃源、沉积、储层特征的系统研究,重新认识了川西坳陷上三叠统须家河组、下侏罗统烃源岩的地化特征及其生烃潜力。结果表明:①川西坳陷须家河组与下侏罗统暗色含煤泥页岩烃源条件极佳,具备形成大中型油气田的物质基础;②侏罗系具有多个物源方向,具备形成大型坳陷湖盆浅水三角洲沉积的地质条件,具有"满盆富砂"的特点;③碎屑岩储层砂岩致密化程度虽较高,但储层非均质性强,不同地区、不同层段均发育相对优质储层;④深层和中浅层普遍发生超压,源储压差是天然气运移、聚集的关键动力条件;⑤致密砂岩气藏存在网状和面状两种供烃方式;⑥中浅层气藏具有"源、相、位"三元控藏的特点。结论认为:川西坳陷负向构造带不仅砂体发育,而且具备良好的天然气成藏条件,蕴藏有丰富的天然气资源。     

松南气田登娄库-泉头组天然气成藏特征分析

松南气田位于松辽盆地南部长岭断陷中央隆起带达尔军断凸带腰英台深层构造高部位。通过分析解剖烃源岩、输导等,认为松南气田登娄库-泉头组天然气藏具有双向供烃的特征;达尔罕断裂是控制气藏规模的主断裂,它的开启与封闭直接决定天然气藏的形成保存及破坏散失。在典型气藏解剖的基础上,综合油气成藏条件,总结了成藏规律:多期生烃,北、西次凹供烃、近距离运移,长期运移指向、聚集,深层储盖组合匹配。     

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呈“上张下压”结构的南鄱阳叠合盆地，K₂—E含膏泥岩区域盖层构筑了晚期的整体封闭保存体系，以P₁m、P₂l、T₃a 为主体的海相烃源岩具备晚期生烃潜力和油气运聚成藏条件，造就了海相烃源沉积重建型含油气保存单元并可细分出7个含油气保存单元。通过油气成藏因素系统解剖，认为存在古生古储、古生新储两种油气成藏类型，输导体系直接影响油气成藏，以小型—微小型油气藏为主，P₂l砂岩、P₂ch灰岩、T₃a砂岩和白垩系底砾岩是油气主要赋存目的层系。江埠—二甲村、向塘—前坊含保存单元勘探前景较好（Ⅱ_B），值得加快浅层海相烃源油气藏探索步伐，位于余干北—鸣山西的对冲前缘构造带是浅层油气藏的现实勘探区带。     

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莺歌海盆地特有的地质特征使泥底辟构造带广泛形成具有特色的油气藏。由气田成因上看,气藏类型主要是穹隆背斜控制的构造气藏及受断层和岩性控制的岩性构造气藏;从气田规模上看,大、中、小型气男均有,在窨的展布表现为平面上成群、成带分布,纵向上常压、浅埋藏中形成多个气层的叠合,泥底辟构造事有其独特的天然气成藏条件：雄厚的生烃物质基础,纵向上多套生、储、盖组合配置良好,泥底辟的发育和演化为气藏的形成提供了圈、运     

塔里木盆地塔中低隆起构造演化对油气藏的控制

塔里木盆地塔中低隆起在其演化过程中经历了多期构造运动的改造，使该区经历了“4次拉张、4次挤压”，对应于盆地4次大的沉降和抬升。其中加里东早、中、晚期和海西早、晚期运动是该区最重要的构造事件。受构造演化的控制，形成了该区加里东—早海西及燕山—喜山期2个重要的成藏期和多套有利的生、储、盖组合，同时对不同构造带不同层系油藏的形成、保存、破坏与调整有看同样重要的控制作用。从而形成该区石炭系东河砂岩块状、志留系层状油藏及沥青、奥陶系灰岩内幕及风化壳等多种油气藏。受构造运动影响，在塔中Ⅰ号构造带和北部斜坡带形成油气富集带。塔中低隆起西北围抖区构造相对稳定，油气破坏性小，具备形成大型油气田的石油地质条件，是下一步油气勘探的新领域和新方向。     

礁滩型气藏与燕山、喜山期构造体系的关系

四川盆地川东北地区上二叠统长兴组生物礁、滩型气藏和下三叠统飞仙关组鲕粒生物滩型气藏勘探在普光、毛坝取得重大突破之后，很多研究者从沉积相研究出发，都认为这些礁滩是沿广旺海槽、城口-鄂西海槽以及梁平-开江海槽坡折带分布的丘形体，油气富集与海槽相关。然而，叠加上覆燕山、喜山期的构造形迹分析则发现，这些礁滩型气藏在油气成藏运移过程中还与扭动构造体系相关，特别是与各类扭动构造体系的砥柱密切相关。据此观点进行研究进而预测：巴中、仪陇莲花状构造，中台山、绵阳旋扭构造体系的砥柱与下伏地层地震剖面丘形体叠置处有望获得重大的礁滩型油气藏发现。