四川盆地中二叠统储层特征与勘探方向

近年来,四川盆地中二叠统天然气勘探取得了可喜的进展,多口井在中二叠统茅口组、栖霞组白云岩孔隙型储层段钻获高产工业气流,中二叠统成为该盆地现阶段最现实的接替层系之一。为明确下一步的勘探方向,分析了四川盆地中二叠统的沉积背景和有利储层类型。结果表明：沉积环境主要为开阔台地浅水碳酸盐岩沉积环境;沉积时,古地貌西高东低,中西部生屑滩相储层较东部更为发育;地壳拉张使得中二叠统具备热水沉积、热液改造的良好条件;对勘探有利的3种储层类型为栖霞组滩相白云岩孔隙型储层、茅口组热水白云岩孔隙型储层和茅口组岩溶储层,其中白云岩孔隙型储层是中二叠统最有前景的勘探目标。结论认为：①川西北部—川中地区中二叠统灰质烃源岩生烃强度大,具有形成大中型气田的物质基础;②川西地区栖霞组白云岩储层较厚,是中二叠统天然气勘探的最有利地区;③上述3种储层类型均发育的地区主要分布在川中地区,其3套储层纵向上叠置,勘探潜力大;④剑阁—南充—丰都地区位于热次盆区带,其茅口组热水白云岩储层发育且叠加茅口组岩溶储层,天然气勘探前景好。     

构造作用约束下的川中龙女寺地区茅口组白云岩储层成因分析

过去半个多世纪以来,中二叠统茅口组一直是四川盆地天然气的主力产层之一,近年来以白云岩储层为目标,掀起了新的勘探高潮。然而,在储层成因的认识上,目前还缺乏针对各类储集空间的形成机制的系统研究,制约了下一步的滚动勘探。为此,以阐明川中龙女寺地区茅口组二段白云岩储层特征及成因为主要目标,依据地表露头、钻井、测井和地震解释等资料,从构造作用约束的角度出发,开展了储层形成机制的研究。结果表明：(1)茅口组白云岩储层岩性主要为细—中晶白云岩,由滩相颗粒灰岩经白云石化形成;(2)储集空间类型主要为热液冲击破裂孔洞和非选择性溶蚀孔洞,构造裂缝和溶缝作为次要的储集空间类型在热液运移和提高储层渗流方面起到了重要作用。(3)海西期峨眉地裂运动和勉略洋北向俯冲所控制的基底断裂活动诱发了中二叠世晚期川北台盆的形成,并控制了台盆边缘滩相颗粒灰岩的分布;(4)在较高的古地温梯度、残余的海源流体和随断裂运移的热液流体所提供的丰富的镁离子的作用下,滩相颗粒灰岩被广泛白云石化;(5)海西期的断裂—裂缝—热液活动以及印支期的断裂—裂缝活动控制了区内茅口组白云岩储层各类储集空间的形成;(6)构造作用是川中地区茅口组白云岩储层...     

川中地区中二叠统茅口组白云岩储层特征及发育主控因素

四川盆地中部地区中二叠统茅口组发育不同程度的白云石化储层,针对该储层的天然气勘探近期获得重大发现,因此储层面貌的表征、白云石化机制的探索及白云岩储层主控因素的把握,对勘探部署具有重要的指导意义。为此,基于岩心和露头样品的宏观、微观观测及地球化学特征分析,对茅口组白云岩储层的特征、成因及主控因素进行研究,结果表明：(1)川中地区茅口组白云岩储层位于茅二段上部,横向稳定分布,岩性主要为细—中晶残余砂屑云岩、生屑云岩、云质灰岩等,储集类型以白云岩溶蚀孔隙型、白云岩溶蚀缝洞型、石灰岩孔隙型为主;(2)通过岩石学特征、矿物特征及接触关系,建立成岩序列,共识别出8期成岩作用：同生期暴露溶蚀作用—同生期白云石化作用—浅埋藏期白云石化作用—浅埋藏期硅化作用—东吴期白云石化作用—印支期热液溶蚀作用—印支期热硅化作用—深埋藏期溶蚀作用;(3)该区茅口组白云岩发育分布受台缘高能滩、早期暴露溶蚀和早期白云石化联合控制,后期热液及埋藏期溶蚀作用有利于改造储层。     

幕式热液作用对川西南部中二叠统碳酸盐岩储集层复合改造效应及地质意义

基于岩石学、地球化学、流体包裹体及同位素定年等研究,就热液对四川盆地西南部中二叠统碳酸盐岩储集层幕式改造进行分析。四川盆地西南部中二叠统栖霞组—茅口组白云岩缝洞中充填多期中—粗晶鞍状白云石及其他热液伴生矿物,主要属印支期构造挤压及推覆作用下规模性高温、深部富镁卤水沿基底断裂/伴生裂缝等渗滤通道对早期灰岩/白云岩幕式改造的结果。富镁热液作用时间主要为中—晚三叠世,其次为燕山运动中晚期及喜马拉雅期,热液改造导致了硅质及方解石充填。热液白云石化作用受断层、热液性质、流动路径及围岩岩性等因素复合控制,作用效果以物性“平均化”为主,热液对早期厚层块状颗粒灰岩/白云岩以热液白云石化/热液重结晶作用、破碎角砾化及缝洞充填等改造作用为主;对早期薄—中层泥粒灰岩以压裂、顺层白云石化、溶蚀及伴生矿物充填等产生的溶蚀-充填复合改造为主。热液作用下的破裂缝及溶蚀孔/洞为主要储集空间类型,溶蚀孔洞与网状裂缝的有效连通可形成优质白云岩储集层;典型热液白云岩储集层发育于断裂附近1 km范围内,厚30～60 m,部分孔/洞-缝连通体系发育的热液白云岩储集层具备勘探潜力。     

四川盆地中部中二叠统热液白云岩储渗空间类型及成因

近年来,四川盆地川西北地区有多口井在中二叠统栖霞组、茅口组钻获高产气流,展现出该层系巨大的天然气勘探潜力,但有关该盆地中二叠统白云岩储层的成因机理则众说纷纭,一直未达成共识。为此,基于川中地区栖霞组、茅口组岩心及薄片等岩相学特征,以及碳、氧、锶同位素和包裹体均一化温度等地球化学特征,开展了中二叠统热液白云岩储渗空间类型及储渗相特征研究,分析了白云岩储层的成因及其控制因素。结果认为:(1)茅口组、栖霞组石灰岩地层经历了构造控制热液活动,发育萤石、鞍状白云石、天青石的热液矿物组合和膨胀角砾结构;(2)较之于宿主石灰岩,细—中晶云岩和鞍状白云石均呈现出δ18O负偏移、87Sr/86Sr正偏移;(3)中二叠统形成由热液溶孔、热液白云岩晶间孔、热液溶洞、热液扩溶缝等4种储渗空间构成的热液白云岩储渗体。结论认为:(1)热液白云岩储集相发育和分布受深大断裂的控制,呈"透镜状"分布在具"下凹"地震反射特征的区域;(2)中二叠统热液白云岩储集相与下伏烃源岩和上覆封堵层的有机组合可构成有利的天然气勘探目标。     

四川盆地东部中二叠统茅口组热液白云岩发育模式及对储层的改造

针对四川盆地东部中二叠统茅口组异常白云岩分布,利用岩心岩石学特征描述、地化测试、地震和测井资料综合解释等方法,分析了热液白云岩化作用的识别标志和发育时间,探讨了其成因模式及对储层改造。研究结果表明:不规则白云岩分布、中-粗晶基质白云岩、早期张性裂缝和溶洞中以充填鞍形白云石和石英-鞍形白云石是主要识别标志,白云石流体包裹体均一温度(115～145℃)高于地层温度,偏负的氧同位素值[δ¹⁸O(VPDB)为-5.4‰～-7.1‰],高锶同位素比值(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr为0.707 947～0.708 458),是识别热液的主要地化指标。热液白云岩化作用主要发生在张性或扭张性断裂系统附近,其成层性受原始沉积相控制,在断裂破碎带附近灰岩地层也被热液改造。热液改造主要时期是在茅口组经历浅埋藏、抬升暴露岩溶作用和吴家坪组沉积之后的晚二叠世—中三叠世。峨眉山玄武岩喷发为热液提供了热源,断裂、沉积相和热液侵入时间等因素在时间和空间上组合,造就了热液白云岩形成的条件和不同的分布形式。热液白云岩化作用对储层的改造具有复杂性,低渗透性灰岩层热液云...     

四川盆地东部中二叠统茅口组白云岩及云质硅岩储层特征与发育规律

四川盆地东部中二叠统茅口组发育了独具特色的白云岩及云质硅岩类储层,主流观点是“断控热液”成因,但勘探多有落空,说明需要重新认识。通过盆地周缘露头剖面和盆内钻孔资料的系统对比分析,研究了储层特征与发育规律。结果表明,储层岩石类型主要包括晶粒白云岩、硅质白云岩和云质硅岩,它们的分布与岩溶系统有关,在纵横向上展布不稳定。其中,晶粒白云岩主要位于岩溶系统周缘,储集性能差,相比而言,硅质云岩及云质硅岩主要位于岩溶系统内部,储集性能好。储层发育遵循“相控岩溶”的规律,颗粒滩相为储层形成提供了物质基础,早成岩期层控型风化壳岩溶是优质储层形成的关键。热液白云岩化作用有利于储层的保存,硅质热液活动与后期的方解石胶结充填了部分孔隙,最终形成了独具特色的硅质白云岩和云质硅岩储层。据此建议在前期注重“断控热液”型储层的基础上,进一步加强对“相控岩溶”的分析,找准目标。研究认识加深了对四川盆地茅口组碳酸盐岩储层的理解,也可供相似地质背景地区参考。     

川西南地区中二叠统热液白云岩特征及勘探思路

热液白云石化可形成优质白云岩储层。通过岩石矿物学观察、地球化学分析以及地震资料解释,四川盆地西南地区中二叠统栖霞组-茅口组广泛发育的砂糖状白云岩为热液白云石化成因,具有如下特征:①白云岩出现频率较高,单层厚度较大,宿主灰岩主要为生屑灰岩和生屑泥晶灰岩;②中-粗晶白云岩发育残余生屑结构,生屑溶蚀后部分被自生石英和鞍形白云石充填,孔隙类型主要为晶间孔和溶蚀孔,平均孔隙度为6 % ~10 % ;③基质白云岩包裹体均一温度明显高于白云石化作用时的地层温度,具有偏负的δ¹⁸O值、高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值以及明显的正Eu异常;④白云岩产出井附近发育基底断裂,且在对应的地震剖面上见"下凹"反射特征。在紧邻基底断裂带,热液白云石化作用强,白云岩储层厚度大,横向连续性好,适合构造圈闭勘探;在远离基底断裂带,热液白云石化作用弱,白云岩储层厚度较小,横向连续性较差,适合岩性-构造圈闭勘探。     

川西北地区中二叠统栖霞组热液作用及其对储层的影响

深部热液流体对川西北地区碳酸盐岩的储集性具有一定的改善作用。为研究川西北地区中二叠统栖霞组热液作用及其对储层的影响,开展了岩心观察、薄片鉴定、微量元素测试和锶同位素研究。结果表明：①川西北地区中二叠统栖霞组储层受到了深部热液流体改造,岩石中发育溶蚀孔洞,部分孔洞中充填鞍状白云岩、黄铁矿、绿泥石、石英等热液矿物,常可见热液角砾碳酸盐岩,为热液活动证据之一;②研究区栖霞组热液改造后形成的中晶白云岩、缝洞中的鞍状白云岩与未受热液改造的泥晶灰岩相比,具有"δ¹⁸O偏负、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr偏正和高Mn-低Sr"的特征;③研究区晚二叠世-三叠纪曾发生过多期岩浆-构造作用,大量深部热液流体通过深大断裂进入沉积地层,对裂缝围岩产生了显著的溶蚀作用,形成了良好的储集空间。该研究成果对深层寻找优质白云岩储层具有重要意义。     

四川盆地茅口组层序岩相古地理特征及储集层预测

根据露头、钻井岩心和测井等资料综合分析,在四川盆地中二叠统茅口组识别出局部暴露不整合和淹没不整合2种层序界面,据此将茅口组划分为3个三级层序,每个层序平均延时3.3 Ma。以体系域为编图单元,系统编制了层序格架内岩相古地理图,分析四川盆地茅口组岩相古地理展布特征,结果表明茅口期四川盆地以浅水型碳酸盐岩开阔台地沉积为主,发育浅水开阔台地、较深水开阔台地、台地边缘和台地前缘斜坡等沉积相带。物性分析表明浅滩相亮晶颗粒岩具有较好的储集性能,经白云石化作用和表生岩溶作用改造后储集物性更好,因而白云岩储集层、古岩溶储集层和浅滩储集层组成了茅口组主要的储集层类型。层序格架内储集层分布规律研究表明高位体系域储集层相对发育,尤以层序2-HST在四川盆地西部、西南部形成的浅滩沉积区和层序3的古岩溶发育区最为有利,是四川盆地中二叠统茅口组最有利的储集层分布区域。图10参18     

川东北二叠系长兴组碳酸盐岩云化成储机制

四川盆地是我国重要的含油气盆地,其中川东北二叠系长兴组碳酸盐岩是重要的产气地层。近年来发现的普光、龙岗、元坝等天然气田是重要的西气东输基地,对国家油气战略安全具有重要贡献作用。通过野外露头样品及钻井岩心分析,对川东北二叠系长兴组碳酸盐岩云化成储机制及主控因素进行了系统梳理。研究结果表明：①川东北二叠系长兴组气藏主要是一种白云岩气藏,生物礁灰岩储集能力较差与沥青充填有关,为气源层。野外露头考察发现礁盖白云岩具有更优的储集性能,但普光长兴组顶部的白云岩为一种非礁盖白云岩,揭示了长兴顶部的纯白云岩本身就是含气储层,与生物礁关系不大。②川东北长兴组白云岩储层的储集空间包括溶洞、晶间孔、晶内溶孔和晶间缝,为成岩过程中彻底云化而成。③川东北长兴组白云岩化存在5种成因机理：暴露淡水淋滤与蒸发泵流作用、渗透回流或盐水回流台地交代作用、埋藏成岩白云岩化、热液白云岩化、风化交代白云岩化,以前两种为主。表生和早期成岩的白云岩受沉积微相控制,不同区域具有不同的成因模式。川东北生物礁常常发生白云岩化作用,尤其是生物礁顶部,白云岩化后储集性能得到较大改善。④研究区长兴组中上部白云岩气藏的发现具有重要的理论意义和工业价值,尤其是长兴组顶部的白云岩自身具有良好的天然气储集能力,在封盖条件较好的广大区域均可形成工业气藏,川东北开江—梁平海槽台缘外（包括平昌海槽）长兴组也存在发育工业大气田的潜力。     

四川盆地中二叠统茅口组储层形成与古构造演化关系

以钻井与测井资料、盆地基干地震剖面及区域地质资料为基础,开展了四川盆地中二叠统茅口组储层发育特征及主控因素分析,系统讨论了古构造演化与茅口组沉积地貌、岩溶地貌及白云石化带之间的关系,预测了储层发育有利区带。研究认为,加里东运动奠定了中、下二叠统沉积前的基本地貌格局,而峨嵋地幔柱隆升作用则持续影响了整个二叠纪的古地貌演化,使四川盆地西南部成为继承性古地貌高带。该区既是茅口组高能滩体发育的沉积地貌高带,也是茅口组顶部风化壳岩溶古地貌高地。峨眉地裂运动的构造张裂活动,为茅口组在早期滩体沉积或岩溶改造的基础上,叠加多期次白云石化及溶蚀作用提供了热液及酸性成岩流体的运移通道,在很大程度上控制了盆内茅口组白云岩储层的分布。     

川东地区中二叠统茅口组一段储层特征与形成模式

川东地区中二叠统茅口组一段（茅一段）非常规泥质灰岩储层近期取得重大勘探发现。基于野外露头剖面及钻井岩心观察,通过薄片鉴定、物性分析、X射线衍射、氮气吸附、氩离子抛光扫描电镜、总有机碳含量（TOC）测定、CT扫描以及测井分析等手段,对茅一段泥质灰岩储层及其主控因素进行研究。结果表明,川东地区茅一段主要发育泥晶灰岩、泥晶生屑灰岩、生屑泥晶灰岩和（含）泥质生屑泥晶灰岩等4种岩石类型以及粒缘孔（缝）、有机质孔、溶孔（缝）、裂缝、滑石收缩孔（缝）等5类储集空间。其中,泥晶灰岩和泥晶生屑灰岩孔隙度低,有机质含量低,储集性能差;生屑泥晶灰岩和（含）泥质生屑泥晶灰岩孔隙度高,有机质含量高,储集性能好。茅一段储层受岩相、有机质丰度和成岩作用的综合控制,生屑泥晶灰岩微相和（含）泥质生屑泥晶灰岩微相中的原始孔隙发育好且富含粘土矿物;粘土矿物转化形成的粘土微孔和有机质孔为茅一段主要的储集空间;白云石化作用和溶蚀作用为茅一段提供了部分储集空间。基于此,提出茅一段优质储层发育模式：沉积期,由于原始组构差异,生屑泥晶灰岩和（含）泥质生屑泥晶灰岩中的原始孔隙发育;中-深埋藏期,海泡石发生成岩转化,形成粘土微孔和有机质孔,同时释放富镁成岩流体,发生白云石化;深埋藏期,酸性流体进一步改造储层,使生屑泥晶灰岩和（含）泥质生屑灰岩储层发育为优质储层。     

四川盆地二叠系茅口组油气藏勘探发现与启示

二叠系茅口组是四川盆地勘探时间最早、目前勘探活动最活跃的层系之一.茅口组气藏按其储层类型可以分为裂缝型、岩溶缝洞型、热液白云岩型、滩相白云岩型和泥灰岩型5类,以岩性气藏为主,在不同区带、不同组段气藏类型表现出差异多样化特征.在梳理前期茅口组勘探成果和分析不同类型气藏特点基础上,明确了台缘滩、台内滩和深缓坡等有利沉积相带...     

四川盆地北部栖霞组-茅口组热液白云岩特征与成因

以四川盆地北部广元峡沟煤矿剖面白云岩为研究对象,剖面由下部地层向上,白云岩化程度逐渐增强,颜色由深到浅,岩性由生屑灰岩逐渐过渡到斑状白云岩,然后再到中-粗晶白云岩,上部覆盖茅口组泥灰(云)岩。中-粗晶白云岩发育于栖霞组顶部和茅口组底部,由中晶到粗晶的半自形-自形白云石组成,其中可见鞍状白云石。岩石中溶蚀孔洞发育,孔隙内有沥青充填。微晶灰岩的δ¹³C(PDB)值为3.23‰,δ¹⁸O(PDB)值为-5.03‰;白云石样品的碳、氧同位素具有一定的差异,δ¹³C(PDB)值为3.29‰~4.14‰,δ¹⁸O(PDB)值为-6.07‰~-6.75‰。流体来源可能为岩浆热液,或者是经历了深循环的大气降水。在断裂活动时,深部热液流体沿断裂向上运移,当运移到栖霞组和茅口组时,由于吴家坪组泥灰岩和泥云岩的封堵,流体的运移被减缓甚至停滞,促使围岩发生白云岩化,溶蚀作用也同时发生,产生溶蚀孔隙。由此,在栖霞组顶部和茅口组底部可能形成热液白云岩储层,该储层具有一定的储集意义。     

川南地区中二叠统茅口组成岩流体来源及演化过程

四川盆地南部中二叠统茅口组碳酸盐岩经历了复杂的孔隙流体活动,目前从微观地球化学的角度精细分析其多期成岩流体与烃类流体之间耦合关系的研究尚不多见。为此,基于对该区茅口组的岩心观察与薄片观察,通过岩石学、稀土元素、碳氧同位素及流体包裹体分析,结合区域构造演化背景,研究了茅口组各成岩作用阶段的成岩环境、流体来源和流体演化过程。研究结果表明:①该区茅口组经历"(准)同生—早成岩期混合水环境下的方解石胶结作用→表生期大气淡水环境下的溶蚀作用→中—晚成岩期地层水环境下的方解石与白云石胶结、交代作用与酸性流体溶蚀作用"的成岩演化过程;②沉积成岩过程流体来源包括海水、大气淡水、烃类流体及深部(热)流体,其中偏氧化海水表现为左倾型石灰岩稀土元素配分型式、δ~(13)C特征与全球古海水特征类似,酸性热液流体具有铕值正异常、δ~(13)C值明显负偏特征,大气淡水参与成岩流体活动证据为裂缝与溶蚀孔洞碳酸盐岩胶结物δ~(18)O值明显负偏;③茅口组经历了多期油气充注,其中晚二叠世—早三叠世茅口组抬升遭受暴露淋滤,同时峨眉地幔柱异常热事件使地层发生白云石化和油气充注,该时期大气淡水与有机酸溶蚀、白云化作用以及裂缝化作用对茅口组储层起到了建设性作用,侏罗纪以来的压溶及粗亮晶方解石胶结作用对茅口组储层具有破坏作用,与构造裂缝相关的岩溶储层更有利于后期天然气的聚集成藏。