川东北地区普光气田长兴—飞仙关气藏成藏模式与成藏过程

四川盆地川东北地区随着普光1井、2井在二叠系长兴组和三叠系飞仙关组储层中喷出高产工业天然气流,发现了四川盆地有史以来储量最大的天然气田——普光气田。研究表明,普光气田主要以二叠系长兴组台地边缘形成的礁滩和白云岩组合以及三叠系飞仙关组浅海开阔台地相沉积的粒屑滩、鲕粒滩为储层,后期埋藏溶蚀孔为主要储集空间。天然气主要来自中下寒武统、下二叠统、上二叠统烃源岩。印支、燕山及喜马拉雅运动都对普光古圈闭及油气藏的形成有重大影响。普光气藏属于构造—岩性复合孔隙型气藏,其成藏模式与成藏过程经历了原生油藏阶段、气藏阶段和改造定型阶段。普光气田的成藏模式与成藏过程对广大川东北地区勘探类似天然气藏具有借鉴与指导意义。      

论四川盆地下三叠统飞仙关组天然气勘探

近10余年来,四川盆地东北部下三叠统飞仙关组天然气勘探取得了显著突破,发现了普光、罗家寨、渡口河和铁山等大型气田。天然气主要富集于广梁海槽两侧台地边缘鲕粒滩相区。由于鲕粒滩地势较高,受海盆震荡影响,鲕粒滩经常露出水面遭受淡水淋溶,经混合水白云岩化作用及其后的溶蚀作用,鲕粒滩成片变为鲕粒溶孔白云岩、鲕粒溶孔灰质白云岩或鲕粒溶孔白云质灰岩,平均孔隙度高达8.16%,平均渗透率为93.326×10^-3μm²,成为四川盆地最好的储层。气藏多为岩性-构造复合气藏。利用鲕粒滩地震异常识别模式,在盆地东部已发现104个鲕粒滩地震异常,为进一步勘探提供了新的目标。     

川东北地区飞仙关组古油藏原油裂解型天然气的生成动力学地质模型

天然气组分、碳同位素组成以及气藏储层固体沥青的热变质成因,都说明飞仙关组古油藏确曾存在并发生了裂解,天然气主要为原油裂解气。通过高压封闭体系下的原油热裂解模拟实验,从气态烃组分及产率变化、焦沥青的生成等方面探讨了原油裂解生气特征。结合川东北地区飞仙关组的埋藏史、古地温史、构造演化等地质因素,将实验结果外推至地质条件下,建立了古油藏原油裂解生气的动力学地质模型,指出鲕滩天然气藏的形成经历了古油藏、古气藏和气藏调整定型3个演化阶段。通过动力学计算定量恢复了古油藏裂解生气的成藏过程,揭示出在不同地质年代和地质温度下甲烷（C₁）、总烃类气体（C_1-5）和焦沥青等原油裂解产物的转化率的变化。取得的动力学地质模型对古油藏原油裂解型天然气的成藏研究具有重要的实用价值。     

川东北地区大中型气藏天然气特征及气源

四川盆地东北部下三叠统飞仙关组、上二叠统长兴组内发现了丰富的天然气资源,展现了良好的潜力。结合川东北地区烃源岩特征,对比分析长兴-飞仙关组天然气组分、同位素待征与石炭系气藏的异同,从而确定其主力烃源岩层;对长兴-飞仙关组储层进行密集采样,分析其有机碳值,进而定量评价储层沥青的含量;同时根据物质守恒原理,计算出普光古油藏裂解生成的天然气总量。研究发现,龙潭组烃源岩是长兴-飞仙关组气藏的主力烃源岩,干酪根裂解气超过原油二次裂解气的贡献,是气藏的首要气源类型;普光气藏的古油藏裂解生成天然气总量为3 610×10⁸ m³,其贡献不能满足普光大型气藏的形成,进一步验证了关于长兴-飞仙组气藏首要气源为干酪根裂解气的结论。     

中上扬子北缘中古生界海相烃源岩特征

中上扬子北缘中古生界海相层系有机地球化学剖面的研究表明,中古生界海相层系烃源岩主要发育于下寒武统、上奥陶统五峰—下志留统龙马溪组底部和二叠系。其中下古生界烃源岩以泥质岩为主,有机质丰度高,有机质类型好,多属好—最好的烃源岩;上古生界(P)烃源岩以碳酸盐岩为主,泥质岩为辅,前者有机碳一般<1%,多属较好的烃源岩,后者有机质丰度高,多属好—最好的烃源岩;二叠系碳酸盐岩和泥质烃源岩有机质类型复杂多样,以Ⅱ₁型为主。3套烃源岩热演化程度普遍较高,等效镜质体反射率R_o一般>2.0%,区内油气结构以天然气为主。烃源岩可溶有机质有机地球化学特征研究表明,下古生界烃源岩正构烷烃呈单前峰型,而二叠系烃源岩正构烷烃有3种类型。在甾、萜烷生物标志化合物方面,二叠系烃源岩以较低的C₂₁三环萜烷/C₂₃三环萜烷、C₂₇规则甾烷/C₂₈₊₂₉规则甾烷等为显著特征而区别于下寒武统烃源岩,五峰组—龙马溪组烃源岩则介于其间。      

川东北地区埋藏史及热史分析——以普光2井为例

基于前人研究资料,运用热成熟度指数法(TTI),以普光2井为例,恢复了川东北地区地热史和地层埋藏史,探讨了研究区烃源岩的热演化和生排烃过程。研究认为:各烃源层的成熟度演化主要定型于白垩纪末期,下寒武统烃源岩生烃期局限在晚二叠世—晚三叠世;上奥陶统至下志留统烃源岩的快速生烃期为中三叠世—晚三叠世和中侏罗世;二叠系烃源岩的快速生烃期为晚三叠世和中侏罗世。另外,各烃源岩都经历了至少2次生烃高峰期,包括成熟期的生油(液态烃)高峰期及高成熟期的尚未排除的残留液态烃进一步裂解生气高峰期。      

四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气“源-盖控藏”富集

根据页岩气地质理论研究进展和勘探发现,基于"源-盖控烃"论分析了四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气富集的主控因素。1"源控"主要表现在优质页岩厚度、面积、有机碳含量等物质基础参数控制了页岩的生烃能力和储集能力,上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组一段下部页岩(WF2—LM4笔石页岩段)具有沉积速率低、有机质类型好、有机碳含量高和生烃能力强等特点,具备良好的页岩气发育生烃物质基础;浮游藻类来源的成烃生物有利于大量生烃和有机质孔大量发育,且高有机碳含量保证了发育大量有机质孔并形成三维连通的有机质孔孔隙网络,为天然气提供良好的赋存空间和渗流通道。2"盖控"的盖层包括直接盖层和间接盖层,直接盖层指龙马溪组一段中上部(LM5笔石页岩段及其以上)页岩对五峰组和龙马溪组一段下部页岩(WF2—LM4笔石页岩段)的封闭;中下三叠统膏盐岩、泥岩间接盖层(区域盖层)保证了一定的压力封闭,使得其下的五峰组和龙马溪组页岩气能有效富集,形成高压富集的页岩气藏(焦石坝、富顺—永川、长宁等地区);在中下三叠统缺失的地区,先存的高压封闭体系被破坏,页岩气保存失去有效性,形成低压—常压富集的页岩气藏(渝东南彭水、云南昭通等地区)。源-盖空间匹配关系的数量(静态匹配)和质量(动态匹配)控制着页岩气富集位置和富集程度。四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组一段下部页岩(WF2—LM4笔石页岩段)发育厚度大,中下三叠统膏盐岩、泥岩盖层发育,主成藏期在J3—K1以新的地区,是四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气富集的有利地区。     

川东北南江区块储集特征及储层预测

南江区块为米仓山前缘的东西向潜伏逆冲构造带，主要发育有上二叠统长兴组-下三叠统飞仙关组一段礁滩相白云岩储层、飞仙关组三段浅滩-暴露浅滩相鲕滩储层、嘉陵江组二段粒屑滩砂屑白云岩储层、雷口坡组中上部白云岩储层。通过地表露头资料、邻区钻井资料、地震资料综合分析，嘉陵江组、飞仙关组三段为区域性储层，而南江地区东部长兴-飞仙关期则具有发育类似普光地区的礁-滩相白云岩储层的沉积环境，储层预测结果表明南江区块具广阔的勘探前景。     

川西坳陷中段下三叠统碳酸盐岩储层成岩作用与机理

通过川西坳陷中段野外露头资料、岩心样品微观资料,结合部分样品的物性、微量元素、碳氧同位素分析测试结果,对川西坳陷下三叠统飞仙关组、嘉陵江组碳酸盐岩储层特征、成岩作用及形成机理进行了研究。结果表明,在川西坳陷中段的下三叠统中,局部层段发育颗粒滩型储层,但总体以中、低孔—低渗储层为主,鲕粒白云岩、鲕粒灰岩及残余鲕粒砂屑结构的粉细晶白云岩为主要的储集岩。自东北向西南,飞仙关组颗粒碳酸盐岩成岩作用差异明显,由海底成岩环境胶结作用向埋藏成岩环境的溶蚀、胶结作用变化;嘉陵江组成岩作用以埋藏成岩环境为主。综合研究认为,溶蚀作用和白云岩化作用是控制颗粒滩相储层发育的关键因素。岩石学特征以及地球化学特征显示,川西坳陷中段飞仙关组、嘉陵江组部分鲕粒、砂屑白云岩化特征,主要与埋藏白云岩化有关;埋藏溶蚀应为盆地卤水的混合、冷却作用的结果。     

川东北宣汉—达县地区三叠—志留系海相优质烃源层评价

普光5井、毛坝3井是川东北宣汉—达县地区重要的探井,为研究该区的油气成藏条件提供了宝贵的基础资料。对普光5井、毛坝3井等钻遇的海相地层的有机碳含量、氯仿沥青"A"、生烃潜量等进行分析,建立了该区的有机地化综合剖面。结合区域地质资料综合分析认为:宣汉—达县地区在三叠—志留系海相地层中发育了上二叠统龙潭组黑色泥岩及碳质泥岩、中下志留统黑色泥岩2套海相优质烃源岩。飞仙关组鲕粒滩和长兴组生物礁储层中固体沥青含量高、分布范围广、且为热演化成因,表明该储层中曾经存在着古油藏,是优质的再生烃(气)源。此外茅口组泥灰岩、栖霞组深灰色灰岩等有机碳含量也较高,综合评价为中等烃源岩。宣汉—达县地区多套优质烃源岩及再生烃源的存在,为该区的油气勘探提供了雄厚的物质基础。      

威远气田成藏期及气源

威远气田不仅是中国储集层最老(震旦系灯影组)和烃源岩最老(寒武系九老洞组)的大气田,而且也是世界上地质时代最古老的气藏之一。尽管该气田的储集层和烃源岩时代很早,但它的天然气聚集成藏很晚,是在喜马拉雅期。关于气田的气源研究有多种认识:一种认为是无机成因,因为气藏中的He和Ar含量高,40Ar/36Ar平均高达7 000,故认为包括烃气在内的天然气可能是来自地球深部;另一种认为是有机成因气。关于后者又有3种观点:a)灯影组气藏是该组含藻白云岩自生自储的裂解气;b)气源来自或主要来自灯影组气藏的盖层九老洞组;c)灯影组气藏是来自灯影组白云岩和九老洞泥页岩的混合气。作者根据灯影组气藏中δ13C₁<δ13C₂,δ13C₁<-31‰,确定烷烃气是有机成因的;灯影组有机碳平均值仅为0.12%,难成为有效烃源岩,而九老洞组有机碳平均值为0.97%,故烷烃气应来自后者。由于气藏中R/Ra为0.021及0.022,说明氦是壳源无机成因;同时震旦系白云岩含铀、钍矿物低,而九老洞组则较高,故气藏中的He也主要由九老洞组铀、钍衰变来。由此得出灯影组天然气主要来自九老洞组的有机成因气。      

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??Yancheng(oil)gas field is the first discovery in Yanfu Depression of Subei Basin.Through a comprehensive organic geochemical analysis and correlation between the high evolution crude oil(its samples taken from well Yancheng 1 were named for YC₁)of Lower Tertiary in Yancheng region and the regional marine Mesozoic Paleozoic hydrocarbons(their samples taken from well Huangyan 1,etc.,were named for HY₁),and between the continental Mesozoic Cenozoic hydrocarbons and source rocks,it is considered that the hydrocarbon source rocks belong to the continental Taizhou Formation and Fu 1 and Fu 2 members of Cenozoic.Because of the limited distribution of the continental Mesozoic(except Pukou Formation)in Subei Basin,its very undeveloped source rocks(including the ones in Pukou Formation),low organic matter abundance and limited hydrocarbon generating potential as well as its hydrocarbon′s being originated from the marine Mesozoic(including the ones found in Sunan region)according to the organic geochemical properties of crude oil,the possibility of the YC₁′s being originated from the continental Mesozoic source rocks is eliminated.In addition,the C₂9 in cholestane series of the YC₁ is high and the fingerprint curve of tricyclic terpane is similar to that of the source rocks of Taizhou Formation and Funing Formation and dissimilar to that of the marine hydrocarbons(HY₁)and that of the oil bearing rock samples of the continental Mesozoic.The degree of evolution of the YC₁ is close to that of the HY₁,the isoparaffin content,however,in the saturated hydrocarbon of the latter is higher than that of the former,which indicates that the geological gas of the latter is older than the former,which indicates that the geological age of the latter is older than the former.The full oil carbon is older than the former.The full oil carbon isotopic value of the YC₁ is 28.59‰,showing a property of continental crude oil.The source rocks of Fu2 member and Taizhou Formation in the gas field area are developed with high organic matter abundance and the types of kerogen belong in the humic sapropelic type and humic type(with Roof over 1%)respectively,so they are the major hydrocarbon sources for the oil and gas fields.In comparison with Dongtai Depression,the Lower Tertiary in Yancheng Sag and Yanfu Depression is of the same hydrocarbon generation and reservoir formation conditions.Various types of gas reservoirs(with different evolution stages and degrees)found in Dongtai Depression could be grown in Yanfu Depression and the reservoir formation conditions of the "Uplift in Sag"drape structural trap of Yancheng gas field were excellent with an early formed trap,a sufficient hydrocarbon source and a good reservoir seal assemblage.It is the major exploration target in the future,such as the deep concave part in Qintong Sag.In addition,the higher zone on the other side of the deep concave part,as Jianhu uplift,etc.,is of the conditions of forming"Zhou zhuang like"gas reservoirs.     

川东北飞仙关组-长兴组天然气几个地球化学问题探讨

基于川东北地区大普光、元坝和通南巴构造带百余个飞仙关组-长兴组天然气样品的分子和碳同位素组成数据,结合烃源岩和储集岩分析资料,就原油裂解气与烃源岩裂解气的区分、烷烃气碳同位素的反序分布和CO₂与H₂S的成因关系等问题进行了探讨。研究结果表明,大普光、元坝区块富含固体沥青的孔洞型气藏的原油裂解气中,丙烷相对较多,以较低的ln（C₂/C₃）值（<3.0）为识别标志。而通南巴等区块裂缝型气藏的烃源岩裂解气（可溶沥青和干酪根的高温裂解气）,具有ln（C₁/C₂）和ln（C₂/C₃）同步升高的组成特征,以较高的ln（C₂/C₃）值（>3.0）与典型的古油藏原油裂解气相区别。各构造带的飞仙关组-长兴组烷烃气存在碳同位素反序分布,可能有多种原因。其中,通南巴构造带河坝场气田飞仙关组烷烃气中的该现象,是由于龙潭组过成熟干气混入志留系气源气所致。飞仙关组-长兴组发生过TSR（硫酸盐热化学还原反应）作用的天然气中,多呈高CO₂、低H₂S和低CO₂、高H₂S两种分布模式,两种非烃气的相对含量受气藏流体-岩石相互作用体系的控制。在高含H₂S的气藏中,CO₂主要来源于烃类的氧化,并经流体-岩石交换作用,其δ¹³C值相对较负;而在CO₂异常丰富的天然气中,CO₂主要由碳酸盐岩的化学分解而来,δ¹³C较重。     

川西北地区泥盆系天然气沥青地球化学特征及来源示踪

四川盆地西北部地区首次在中泥盆统观雾山组白云岩储层中获得工业气流,天然气来源备受关注。应用地球化学分析技术开展了泥盆系天然气、沥青、油砂及烃源岩地球化学特征综合研究。结果表明：泥盆系天然气是以烃类气体为主的二次裂解型干气,甲烷含量>94%,含痕量乙烷、丙烷及少量的氮气、二氧化碳等非烃气体;天然气δ¹³C₁值为-32.3‰~-31.9‰,δ¹³C₂值为-28.6‰~-28.4‰,δ²H₁值为-141‰~-138‰,为以腐泥型为主的混合型气。泥盆系井下沥青正构烷烃和烷基环己烷均具双主峰特征,生物标志化合物分布正常;野外剖面的沥青、油砂遭受强烈的生物降解作用。沥青、油砂与烃源岩的饱和烃、芳烃生物标志物特征对比表明,泥盆系油气来源于下寒武统筇竹寺组和下二叠统烃源岩,以筇竹寺组为主。研究成果对川西北地区天然气的进一步勘探部署和决策具有重要的指导意义。     

川东北及川东区天然气成因类型探讨

通过对川东北、川东区11口钻井天然气组分及其烷烃碳同位素的研究表明,两区天然气成因类型明显有别,川东北天然气为过成熟裂解混源气,其中,Ⅱ—Ⅲ₁类型母质烃源岩的贡献可能大于Ⅰ₁—Ⅰ₂类型母质烃源岩的贡献;川东区建南气田长兴、飞三、嘉一产层天然气多属Ⅰ₁—Ⅰ₂类型母质烃源岩过成熟裂解混源气;个别天然气表现为煤型气与油型气的混源气,腐泥型有机质的贡献可能大于腐殖型有机质的贡献;石炭系产层天然气可能为志留系所生原油的二次裂解气。      

卧龙河气田天然气成因及成藏主要控制因素

对卧龙河气田3套主要产层下三叠统嘉陵江组、中石炭统黄龙组和下二叠统的天然气组分及同位素组成特征进行了分析,结合烃源岩分布规律,确定了各层系天然气成因及主力气源。其中下三叠统嘉陵江组天然气主要以上二叠统龙潭组腐殖型烃源岩生成的煤成气为主,以志留系腐泥型源岩生成的油型气为辅;中石炭统黄龙组天然气主要由志留系烃源岩生成的不同期次的油型气混合而成;下二叠统天然气除了志留系源岩生成的油型气外,还有少量下二叠统碳酸盐岩生成的油型气。另外,卧龙河气田还存在大量原油裂解气。卧龙河气田的形成与该区多套优质烃源岩发育、处于生气中心及其周缘、优质储层发育、古隆起构造背景和晚期成藏等多种因素密切相关。     

新疆三塘湖盆地二叠系油源分析

三塘湖盆地主要分布有中、下侏罗统水须沟群,中、上三叠统小泉沟群和二叠系上藉藉槽群3套生油岩.目前已在中侏罗统西山密组砂砾岩及下二叠统卡拉岗组火山岩中发现了油气流或油气显示.本文介绍了三塘湖盆地主要生油岩和二叠系原油的地球化学特征,根据原油和生油岩总体组成和分子地球化学组成特征进行油源对比,分析了二叠系原油的主要来源油源.      

准噶尔盆地西北缘不整合储层流体包裹体特征与油气成藏期次

准噶尔盆地西北缘存在着众多的地层油气藏,目前对于其油气成藏期次及成藏时间的认识尚存在争议。为此,采集了该区26口钻井的58块流体包裹体样品,利用流体包裹体显微测温技术,结合埋藏史及热演化史分析成果,研究了上述流体包裹体的显微特征和均一温度特征,确定了该区地层油气藏的油气成藏期次,进一步结合该区烃源岩生排烃史和构造发育史,恢复了地层油气藏的成藏过程。结论认为:①晚二叠世-早三叠世,二叠系佳木河组烃源岩生成的成熟油气进入石炭系火山岩储层和二叠系佳木河组、风城组、夏子街组等碎屑岩不整合储层中聚集成藏;②晓三叠世-早侏罗世,二叠系风城组烃源岩生成的成熟油气进入二叠系内部以及三叠系底部不整合砂砾岩储层中聚集,以形成中深部油藏为主;③晚侏罗世-早白垩世,二叠系佳木河组烃源岩生成的天然气和二叠系下乌尔禾组烃源岩生成的成熟油气进入三叠系底部、侏罗系底部、白垩系底部等碎屑岩不整合储层中聚集,以形成中浅部油/气藏和稠油油藏为主。