川东北元坝区块中下侏罗统页岩油气地质分析

结合钻井、岩心、野外露头、测井等成果,从富含有机质页岩空间展布、地化特征、岩石矿物学、储集空间特征、孔渗性特征和地质力学性质等方面,对川东北元坝区块中下侏罗统页岩油气地质特征进行了综合研究。显著地质特征是:富有机质泥页岩主要发育于自流井组大安寨段和千佛崖组千一—二段,为浅湖—半深湖沉积,黑色泥页岩夹灰岩或砂岩。有机质较为发育,有机碳含量平均为1.14%,有机质类型以Ⅱ₂型为主,镜质体反射率（R_o）介于1.4%~1.6%之间,均处于凝析油—湿气的成熟—高成熟阶段。总体上,中下侏罗统页岩气构造简单、稳定,断裂不发育,保存条件良好,有利于烃类形成。大安寨段湖相页岩油气总体与北美Eagle Ford页岩气特征相似。大安寨段暗色泥页岩厚40~115 m,孔隙类型丰富,发育水平缝和微裂缝,脆性矿物含量平均为52.7%,杨氏模量平均为37 GPa,泊松比平均为0.30,有利于压裂形成网络裂缝。      

四川盆地侏罗系自流井组大安寨段陆相页岩油气地质特征及成藏控制因素

四川盆地侏罗系陆相油气勘探过去主要聚焦在构造-裂缝型常规油气和介壳灰岩及砂岩致密油气上,为实现侏罗系油气重大新突破,思路需要向页岩油气转变。在分析自流井组大安寨段陆相页岩油气的分布、生烃、物性和保存等地质特征基础上,认为大安寨段具备形成大规模页岩油气成藏地质特征,提出3项成藏控制因素。大安寨段二亚段暗色页岩作为页岩油气的供烃源岩,油气显示丰富,页岩厚度在20～80 m,整体分布面积广、厚度大、连续稳定,孔缝发育、物性好,处于中-高成熟热演化阶段,有区域性致密顶底板灰岩封闭的超压页岩油气藏。半深湖-深湖亚相、致密灰岩顶底板与高孔隙储层、中-高成熟热演化阶段这3项因素共同控制自流井组大安寨段页岩油气的生成、储集和富集。     

四川盆地侏罗系湖相页岩油气地质特征及勘探开发新认识

近年来,中石油、中石化、壳牌等国内外能源公司相继对四川盆地侏罗系自流井组大安寨段湖相页岩开展了油气勘探工作。为了有效地指导湖相页岩油气的相关勘探开发工作,针对该盆地侏罗系湖相油气资源量与储量不匹配、致密储层物性与油气产量不匹配等矛盾,综合岩心、露头、钻井、测井、试油、分析化验等资料,对侏罗系湖相油气系统开展了页岩油气地质特征、勘探开发对象等方面的研究工作。研究结果表明:①四川盆地侏罗系发育自流井组东岳庙段、大安寨段以及凉高山组上段共计3套优质页岩层系,具有源储一体、源储紧邻的特点,是典型的页岩油气发育层系,其中又以大安寨段为典型代表;②大安寨段页岩层系具有有机质含量高、有机质类型好、热演化程度适中、生烃能力强、页岩物性好、储集性能优、脆性矿物含量高、源储配置关系好、页岩厚度大、含油气性好等特征,是典型的页岩油气藏;③通过对大安寨段万吨井的解剖以及页岩有机质含量、热解参数、储层物性等试验数据揭示,该页岩油气藏存在着页岩与介壳灰岩两类储层的油气补给,并且前者的补给能力可能更强,故而页岩层系是侏罗系湖相页岩油气储量有效动用的主要对象;④基于目前的新认识,以页岩油气为勘探对象,通过非常规油气的技术手段,采用水平井+体积压裂技术,该层系一定会取得新的油气勘探突破。结论认为,该项研究成果可以为四川盆地侏罗系湖相页岩油气的资源发现以及储量有效动用等提供理论和技术支撑。     

川东南涪陵地区下侏罗统页岩油气地质特征

结合钻井、岩心、野外露头、测井等成果,从富含有机质页岩空间展布、地化特征、岩石矿物学、孔渗性特征和地质力学性质等方面,采用页岩气目标优选评价综合分析方法,对川东南涪陵地区下侏罗统大安寨页岩油气地质特征进行了综合研究,着重定量评价了有机碳含量、镜质体反射率、含气量、孔隙度、脆性矿物含量、岩石矿物成分、岩石力学参数等评价指标,初步证实该区页岩与美国Bakken页岩具有类似特征。涪陵大安寨泥页岩与灰岩、砂岩互层频繁,半深湖-深湖页岩为有机质富集的有利岩相。大安寨上亚段灰岩厚10~30 m,物性表现为低孔、特低渗特征;下亚段富有机质页岩夹薄层灰岩、砂岩,微孔缝发育,孔隙度高。页岩有机碳含量平均为1.33%,粘土矿物平均含量为51.7%~56.1%,石英平均含量为33%,现场实测平均含气量为1.66 m³/t,处于凝析油-湿气的高成熟阶段;杨氏模量为29 GPa,泊松比为0.30,有利于压裂形成网络裂缝。大安寨段中部浅湖相区岩性组合特征更有利于裂缝发育,是大安寨段页岩气勘探有利地区,评价优选出有利区面积820 km²。     

四川盆地中部侏罗系大安寨段致密油高产稳产主控因素

通过系统分析四川盆地中部地区(川中地区)大安寨段致密油的基本地质特征,结合大量勘探开发数据,解剖致密油高产稳产主控因素及勘探方向。大安寨段致密油具有如下特征:资源量大,丰度低;储集层总体致密,发育相对优质储集层;源储一体(或紧邻),油气运聚有利;不同类型孔隙普遍含油,连续分布。开发实践揭示,致密油高产稳产井主要分布在滨湖沉积亚相中的裂缝-孔洞型储集层中,裂缝在大安寨段致密油高产稳产影响因素中至关重要,天然气在石油运聚以及油井的高产中起到了重要驱动(气驱)作用。结合高产稳产特征、勘探开发成效以及钻井投资成本等因素综合评价认为,川中南部地区的大安寨段为四川盆地侏罗系致密油效益勘探开发的现实领域。     

川东北地区大安寨段陆相页岩气藏地质特征

为探索陆相页岩气藏地质特征及勘探开发潜力,以川东北元坝、涪陵地区侏罗系自流井组大安寨段为例,通过岩心观察、薄片鉴定、X射线衍射、有机碳含量分析、扫描电镜、高压压汞和氮气吸附等测试手段,重点研究了陆相页岩沉积环境与岩性、有机地球化学特征、储集空间与含气性、矿物组成、流体性质等气藏地质特征。研究结果表明,大安寨段发育浅湖—半深湖相富有机质页岩,岩性以页岩夹条带状或薄层状砂岩、介壳灰岩为主,有机质类型为Ⅱ_2型或Ⅲ型,TOC为0.33%～3.78%,R_o为1.11%～1.82%,总体处于成熟—高成熟演化阶段;页岩储层以无机质孔为主,孔隙度为1.5%～6.7%,以小于2nm的微孔和2～50nm的介孔为主,具有良好的含气性(含气量平均为1.49m~3/t);页岩可压裂性较好,脆性矿物含量平均达51%。已有12口井获高产油气流,总体表现出良好的勘探开发潜力。在对比研究陆相页岩与海相页岩特征差异性基础上,进一步明确有利沉积相是川东北地区大安寨段陆相页岩气富集高产的重要基础,同时受控于岩石组合及岩性成分、有机碳含量、物性参数、流体压力和微裂缝发育程度,以上认识可为四川盆地侏罗系陆相页岩气最佳勘探开发层系优选提供依据。     

四川盆地陆相页岩油气富集主控因素及类型

四川盆地陆相页岩气勘探虽然已在涪陵、元坝等地区下侏罗统大安寨段获得工业气流,但与海相下志留统龙马溪组页岩气相比,富集条件存在较大的差异,勘探潜力尚待探索。通过X衍射矿物组分、有机地化、氩离子抛光-扫描电镜、压汞-吸附联合测定、脉冲渗透率、纳米CT、含气性测试等方法技术,对控制陆相页岩气富集的岩性组合、成熟度和压力3个关键因素进行了研究。湖相碳酸盐湖坡风暴滩沉积的页岩与介屑灰岩不等厚互层,具有良好页岩气生烃(有机质丰度大于1.4%)、储集(孔隙度大于3%)、渗透(水平缝发育)和可压裂(脆性指数大于0.6)的配置条件,为最有利的岩性组合类型;成熟度控制着页岩储层有机质孔的发育和页岩油气的生成(以成熟度1.3%为界);超压(压力系数大于1.2)是陆相页岩油气富集高产的关键。据此将陆相页岩油气富集类型划分为超高压高成熟页岩与灰岩互层页岩气型和超压低成熟页岩与灰岩互层页岩油气型;优选涪陵北东岳庙段和元坝大安寨段为页岩气有利目标,涪陵北和阆中-平昌大安寨段、建南东岳庙段、元坝千佛崖组二段为页岩油气较有利目标。     

川东地区侏罗系自流井组大安寨段页岩气(油)储层评价

以野外剖面观测和室内薄片鉴定为基础,结合沉积相、薄片鉴定、X-衍射、物性、孔隙结构和岩石力学分析,确定川东地区大安寨段有利储层为各类介壳灰岩与碳质页岩的不等厚互层组合体,以发育于大安寨段第二亚段（简称大二亚段）上部湖坡亚相的湖退型灰岩与页岩互层组合为相对优质的储集体,其脆性矿物含量明显高于下部,更易产生天然裂缝和进行储层的压裂改造。有机碳含量平均值为1.07%,明显大于下部的0.38%,对应的实测总含气量平均值为0.71 m³/t,明显大于下部的0.41 m³/t。运用岩石薄片、压汞资料、物性资料等多种常规技术分析大安寨段页岩储层储集物性特征,分析结果表明大安寨段储层均具有特低孔-特低渗性质。场发射扫描电镜分析结果证明了储集体纳米级孔隙的发育和分布规律。粒间孔隙中的粘土矿物层间孔在大二亚段最为发育,且连通性最好,与有机质有关的孔缝及刚性矿物边缘缝在大二亚段上部较为发育,颗粒内孔仅在大二亚段上部零星发育。综合分析确定大二亚段上部相对大安寨其他层位更具页岩气（油）勘探开发潜力,应给于足够重视。     

川东北地区须家河组天然气高效成藏模式探讨

为弄清川东北不同地区的成藏差异,并深化川东北地区须家河组致密砂岩气高产富集规律,寻找天然气高产富集区带,从烃源岩、气源、构造、生储组合等几个方面对川东北地区须家河组的成藏模式及特征进行了研究。结果表明：由于生储组合方式及局部构造带变形程度的不同,川东北地区须家河组共发育3种高效成藏模式,分别为陆相弱变形区的“源储共生、源内充注”模式,陆相强变形区的“近源充注、断砂输导”模式以及海-陆相叠加强变形区的“双源供烃、立体输导”模式。依据所建立的3种高效成藏模式,预测元坝西部须三段、元坝中部须四段、马路背地区须二段等是川东北地区须家河组有望实现天然气高效勘探开发的有利目标。     

四川盆地中部侏罗系大安寨段致密油富集高产控制因素

基于岩心观察、铸体薄片鉴定、储集层荧光、油气地化特征以及测试资料分析,研究四川盆地中部侏罗系自流井组大安寨段致密油富集高产控制因素。川中侏罗系大安寨段介壳灰岩、泥质介壳灰岩以及致密灰岩均含油;不仅介壳灰岩中溶蚀孔和裂缝含油,而且致密灰岩基质孔(微裂隙和晶间孔)也均含油,呈现大面积普遍含油特征,其是油气井低产周期长的主要原因。在大面积普遍含油基础上,来自上三叠统须家河组的天然气为川中低幅度无水大安寨段致密灰岩储集层中石油运聚提供了动力,驱动致密灰岩基质孔中分散原油的运移聚集,使得高气油比井分布较多的川中西部构造石油富集程度较高,而川中东部受华蓥山大断裂的影响,断裂普遍断穿大安寨段,导致储集层中的天然气沿断裂运移到大安寨段以上地层富集或者散失,储集层缺乏天然气驱动,导致其油气富集程度不如西部。     

断陷湖盆滩坝沉积特征及其控藏作用——以塔南凹陷白垩系铜钵庙组为例

根据岩心观察、测井分析和地震解释资料对塔南凹陷白垩系铜钵庙组滩坝砂的沉积特征、分布规律和成藏模式进行了研究。研究结果表明：①依据岩性和沉积构造特征可将塔南凹陷白垩系铜钵庙组滩坝微相划分为滩砂和坝砂,且发育滩坝共生、有滩无坝和有坝无滩等3种沉积组合样式。凹陷西部缓坡带发育滩坝共生组合;东部陡坡带和湖岸线凹岸发育有滩无坝组合;水下古隆起和湖岸线凸岸发育有坝无滩组合。②研究区滩坝发育特征及展布规律主要受控于古地貌、古水深和古风向。凹陷斜坡带和水下中央隆起带古地貌控制着滩坝的沉积范围;滩坝在平面上沿湖岸线呈北东向展布,主要受控于北东向的古风场;东、西部次凹的古水深差异控制了滩坝的沉积厚度及物性。③研究区滩坝成藏主要有“源储共生”内部成藏和“源储对接”侧向成藏2种类型,其中“源储共生”内部成藏主要形成岩性油藏,主要发育在东部次凹的近源洼槽带,潜力区在近源洼槽;“源储对接”侧向成藏形成构造岩性油藏,主要发育在西部斜坡带,潜力区在反向断阶带。     

元坝气田须三段气藏层序沉积与储层特征

四川盆地川东北元坝气田的多口井于上三叠统须家河组三段获得中—高产工业气流,表明该层段具有良好的天然气勘探开发潜力。为进一步做好该气田须三段气藏的开发前期评价工作,综合利用岩心观察、岩心样品薄片及岩心物性分析等资料,结合测井解释与地震储层预测成果,对该气藏的地层层序、沉积相、储层特征等进行了研究,分析了控制储层发育的主要因素。结果表明:(1)元坝地区须三段地层可划分为一个三级层序和五个四级层序,并进一步细分为五个砂组;(2)平行于物源方向的须三段地层厚度变化较大,呈"西北厚、东南薄"展布,前积特征明显,属于进积式辫状河三角洲沉积;(3)须三段气藏储集岩以钙屑砂岩为主,主要储集空间是溶孔—微溶孔,物性表现为特低孔—特低渗且非均质性强;(4)储层发育的最有利岩相为辫状河三角洲平原—前缘(即三角洲平原与三角洲前缘过渡位置)的分流河道钙屑砂岩,该沉积环境在一定程度上控制了该区须三段气藏储层溶蚀成岩作用的发育。     

四川盆地下侏罗统大安寨段沉积微相特征及对储层的控制

下侏罗统大安寨段是四川盆地致密油勘探的重点层位,但油气特征复杂。在对大安寨段的岩性特征进行详细研究时,将大安寨段划分为8种岩相:厚层块状重结晶灰岩相、块状亮晶介壳灰岩相、块状—薄层状泥晶介壳灰岩相、薄层状含泥质介壳灰岩相、泥岩与泥质介壳灰岩的薄互层相、薄层状含介壳泥岩相、黑色泥岩相、紫红色到灰绿色泥岩相。总结了大安寨段的沉积模式,划分为5种沉积微相,即滨浅湖泥、滩后、滩核、滩前和浅湖—半深湖泥。最后,通过对比不同岩性的孔渗特性并结合沉积环境进行分析,明确了沉积微相对储集层的控制作用,滩前微相具有较好的致密油成藏条件。     

普光地区嘉陵江组沉积相及储层特征

普光地区位于四川盆地东北部,由于对该区嘉陵江组沉积及储层特征认识不清,制约了油气高效勘探。综合运用测录井资料及薄片鉴定、物性测试、压汞分析等方法,对该地区嘉陵江组沉积相及储层特征开展分析。结果表明:嘉陵江组主要发育开阔台地、局限台地和蒸发台地三类沉积相,并进一步可划分为滩间海、台内滩、局限潟湖、局限潮坪、蒸发潟湖和蒸发潮坪等六个亚相和相应若干微相。其中,台内滩亚相和局限潮坪亚相中的云坪微相为储层发育有利相带。沉积相控制了储层发育带,嘉陵江组储层主要分布于嘉陵江组二段,储层岩石类型主要为颗粒云岩、其次为晶粒云岩,部分样品孔隙度小于2.00%,大部分样品孔隙度为2.00%~10.00%,平均为2.00%;渗透率为0.001×10–3~1.000×10–3μm2,平均为0.230×10–3μm2,总体属低孔、低渗储层,以Ⅲ类储层为主。     

四川盆地龙岗与元坝地区礁滩成藏对比分析

四川盆地长兴组—飞仙关组礁滩油气资源丰富,川东北台地—台缘斜坡地区是礁滩油气资源分布与勘探的重点地区。川东北龙岗与元坝地区礁滩气藏成藏条件优越,气藏分布受沉积相带、储层发育特征、白云石化与构造作用等因素控制;气藏类型多样,储集性、裂缝发育程度和构造活动性是富集高产的重要控制因素。目前元坝地区勘探成效好于龙岗地区,主要由于元坝地区礁滩规模较大、非均质性较弱、受潮道系统影响较小等原因,表现出更优越的气藏形成与富集条件;龙岗地区受构造作用与潮道系统影响显著,储层非均质性与气藏后期调整改造强烈,"一礁一滩一藏"特征明显。研究认为,地震资料品质攻关、沉积微相精细研究、储层预测与油气检测是进一步提高龙岗与元坝地区礁滩气藏勘探成效的工作重点,台缘区厚度大、面积大的礁滩体是重点勘探目标。     

四川盆地北部上震旦统灯影组四段储层特征及其控制因素

对于四川盆地北部(以下简称川北地区)上震旦统灯影组四段储层特征和发育规律的研究大多数都基于全盆地灯影组沉积模式再结合区域地质背景加以推测,且在储层发育规律及控制因素方面尚未达成共识。为了给川北地区的油气勘探提供支持,利用岩心、常规及铸体薄片、物性、压汞等资料,研究了该区灯四段储层的特征及分布规律,分析了灯四段储层发育的主控因素及模式,并与川中地区进行了对比。研究结果表明:(1)川北地区灯四段储层岩石类型主要为藻凝块云岩、藻叠层云岩、藻屑云岩与砂屑云岩,储集空间主要为藻格架孔和粒内溶孔,储层类型包括丘核相孔洞型储层、丘坪相裂缝—孔隙型储层和浅滩相孔隙型储层;(2)储层主要发育在灯四段各亚段的中上部,一亚段以浅滩相孔隙型储层为主,二亚段以丘核相孔洞型储层和丘坪相裂缝—孔隙型储层为主;(3)灯四段储层主要受控于沉积相和成岩作用,丘核、颗粒滩和丘坪微相有利于储层的发育,岩溶作用和重结晶作用有利于孔隙的形成,早成岩期岩溶作用是丘滩相储层孔隙大规模增加的关键因素;(4)灯四段储层的形成与演化可划分为沉积—同生—准同生期原生孔隙形成、浅埋藏期原始孔隙减少、早成岩期次生孔隙大规模形成、中—深埋藏期次生孔隙调整等4个阶段;(5)对比川北地区与川中地区的灯四段储层,二者具有相似性但控制因素不同,前者为相控储层,而后者则受控于沉积相与岩溶作用。结论认为,阆中—元坝—广元—胡家坝一带为川北地区灯四段储层发育最有利区,南江—巴中一带为较有利区。     

长岭气田登娄库组储层沉积特征及沉积微相研究

松辽盆地南部长岭气田尚处于开发前期,储层沉积微相及砂体展布规律认识不清。为指导后续开发,结合岩心观察、薄片鉴定、测录井等资料进行了沉积特征和沉积微相研究,明确了沉积微相类型及其空间分布和演化规律。结果表明:下白垩统登娄库组储层为辫状河沉积,可细分为辫状河道、心滩、决口扇、泛滥平原等4种微相;沉积微相具有继承性,总体呈SE→NW向,辫状河道和心滩是沉积主体,决口扇分布局限且与泛滥平原共生。其中,d4-2→d3-2沉积期河道带不稳定、横向摆动和局部调整频繁。d3-1沉积期河流作用弱、泛滥平原发育,河道整体向西南部迁移;d2-3→d1-1沉积期河道稳定、横向摆动幅度小。辫状河道及心滩对油气富集有利,93.4%气层为河道及心滩砂体。     

颗粒碳酸盐岩测井相及其对滩相储层的指示意义

碳酸盐岩滩相储层具有极强的非均质性,储层的优劣严格受沉积微相和微古地貌起伏所控制,而测井相的变化能很好地反映由台地内次一级古地形起伏控制的沉积分异作用。以四川盆地中部磨溪气田为例,分析了下三叠统嘉陵江组嘉二2亚段A层的测井相类型、特征及测井相分布,指出自然伽玛曲线形态呈箱型、钟型+漏斗型的地区是强水动力条件下滩核微相的测井响应,反映古地形相对高处,储层发育好;而曲线形态呈指型和尖峰型的地区则为滩间洼地或滩缘微相的响应特征,反映古地貌相对较低,储层发育差,认为颗粒碳酸盐岩测井相研究是准确解释标志层岩性的重要手段,而解释成果则是沉积微相精细描述和沉积期微地貌 恢复研究的必要依据,也是碳酸盐岩隐蔽滩相薄储层预测和储层非均质性研究的基础。     

川东北元坝、马路背地区上三叠统须二段气藏产能差异的原因

元坝地区和马路背地区是四川盆地东北部（川东北）上三叠统须家河组二段的主要产气区,均为以石英滩坝相储层为主的岩性气藏,但二者的产能差异较大（前者低后者高）。为此,基于前人的研究成果和新收集的分析化验、地震剖面以及测录井资料,从沉积环境、储层成岩作用和成藏条件模式等方面入手,探讨了上述两个地区须二段石英砂岩储层天然气的富集高产稳产规律及差异性。结果表明：①尽管大巴山物源区提供的沉积物质、马路背地区的古地貌和水动力条件等均有利于可溶填隙物保存,马路背地区经历的强构造运动也有助于形成网状裂缝提高储层的连通性,但受制于岩石本身石英颗粒含量和造缝规模程度,沉积和储层成岩作用均不能成为上述两个地区须二段储层天然气聚集存在巨大差异的主要因素;②由于马路背地区存在断距大、纵深远的深源逆断层,不仅使得上覆须三段烃源层与须二段储层对接,还沟通了下伏海相烃源层,天然气可以沿侧向＋垂向持续向石英砂岩储层运移,形成“双重供烃、立体输导”的复式成藏模式,这才是该区M101井实现天然气高产稳产的关键因素。