第52卷第5期 Vol 52 No 5 2006年9月 地质论评 GEOLOG CAL REV IEW Sept 2006 四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理 赵文智),汪泽成"),王一刚2 1)中国石油勘探开发研究院,北京,100083,2)中国石油西南油气田公司研究院,成都,610051 内容提要:最近10年,四川盆地东北地区发现了一批飞仙关组鲕滩高效气藏。本文通过对大量实验测试数据的 分析整理以及成藏过程的模拟研究,提出了高效气藏形成机理。指出古油藏及分散液态烃在燕山中期快速升温条 件下,形成高效气源灶,为高效气藏的形成提供了丰富的气源优质鲕粒白云岩储集层经历6个阶段的演化历史,受 控于沉积相带、烃类充注、深埋藏条件下强烈溶蚀以及多期断层活动,二叠系烃源岩与飞仙关组储集层存在强大的 剩余压力差,为油气沿断层发生优势输导提供强大动力,燕山晚期一喜马拉雅期的构造作用,使得气藏发生调整与 改造。 关键词高效气藏飞仙关组鲕粒白云岩,原油裂解气TSR反应四川盆地 在国家“973”天然气项目实施过程中,提出高效水白云石化、渗透回流白云石化和埋藏白云石化(陈 气藏的概念(赵文智等,205),是指一类储量大、丰更生等,2005,魏国齐等,2005),混合水白云石化作 度高、产量髙、经济性较好的一类气藏。探明地质储用是该区白云岩优质储层形成的主要成岩因素之 量大于100×10m3储量丰度大于3×105m3/km2( Zhao et al,2005b)。近年来,部分学者加强了成烃 千米井深日产量大于5×103m3人m·d的气藏称为与成藏研究,指出飞仙关组鲕滩气藏气源主要来自 高效气藏。截止200年底,符合上述条件的气藏共有叠系(杨家静等,2002,属于高成熟阶段的原油裂 30个,其中包括了四川盆地东北地区飞仙关组普光、解气(谢增业等,2004a,2004b,赵文智等,2005,马永 罗家寨铁山坡、渡口河、滚子坪5个气藏。 生等,2005b) 四川盆地飞仙关组鲕滩气藏勘探是我国最近10 川东北地区飞仙关组鲕滩白云岩高效气藏的形 年来天然气的重大突破,发现了5个大中型气田和多成机制和主控因素的研究鲜见于文献资料。作为碳 个含气构造(图1),截止204年底,该区已累计探明酸盐岩高效气藏的典型实例,本文在大量岩石薄片 地质储量近2600×10°m3,其中普光气田探明储量鉴定以及包裹体分析测试基础上,采用古构造恢复 达到1400×10°m3,是我国近年来发现的特大型气和成藏过程模拟等技术手段分析高效气藏形成的 田之一。 主控因素。 前人对飞仙关组气藏开展了大量研究工作,工1飞仙关组高效气藏基本特征 作重点在探讨鲕滩分布、白云岩成因、有利目标评价 预测等方面,取得了丰硕成果,有效地指导了勘探实 研究区位于四川盆地东北部的大巴山弧形构造 践这些成果主要包括如下方面提出了四川盆地北带和川东高陡构造带交汇部位(图1D,面积约100 部早三叠世早期发育广元一梁平裂陷槽(汪泽成等,km2。区内目前己发现普光、罗家寨、渡口河、铁山 2002),或称之为“开江一梁平海槽”(王一刚等, 坡、滚子坪等5个气田(表1)以及金珠坪、毛坝场、正 2002a),并继承了晚二叠世岩相古地理格局(汪泽成坝南、七里北等含气构造。 等,2002,马永生等,2005a);海槽两侧的台地边缘鲕 气藏特征如下:①气藏类型属于构造一岩性复 坝(滩)是最有利的沉积相带(杨雨等,2002,冉隆辉合型气藏②高储量丰度和高产量,储量丰度为7.3 等,2002);鲕粒白云岩成因主要有三种类型,即混合 ×1042×105m3/am2,单井无阻流量达12×10 注:本文为国家重大基础研究发展规划“973”项目(编号2001CB209100)资助成果。 收稿日期2005-08-23,改回日期:2006-06-08责任编辑:周健。 作者简介赵文智,男,1958生,博土。中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师,从事石油地质综合研究和科研管理工作。通讯地址: 100083北京市910信箱,电话:010-62097095,传真010-62097046, EmaiL wz@ Petrochina com.cm 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
注: 本文为国家重大基础研究发展规划“973”项目(编号2001CB209100) 资助成果。 收稿日期: 2005208223; 改回日期: 2006206208; 责任编辑: 周健。 作者简介: 赵文智, 男, 1958生, 博士。中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师, 从事石油地质综合研究和科研管理工作。通讯地址: 100083, 北京市910信箱; 电话: 010—62097095; 传真: 010—62097046; Em ail: ZW Z@Petrochina. com. cn。 四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理 赵文智1) , 汪泽成1) , 王一刚2) 1) 中国石油勘探开发研究院, 北京, 100083; 2) 中国石油西南油气田公司研究院, 成都, 610051 内容提要: 最近10年, 四川盆地东北地区发现了一批飞仙关组鲕滩高效气藏。本文通过对大量实验测试数据的 分析整理以及成藏过程的模拟研究, 提出了高效气藏形成机理。指出古油藏及分散液态烃在燕山中期快速升温条 件下, 形成高效气源灶, 为高效气藏的形成提供了丰富的气源; 优质鲕粒白云岩储集层经历6个阶段的演化历史, 受 控于沉积相带、烃类充注、深埋藏条件下强烈溶蚀以及多期断层活动; 二叠系烃源岩与飞仙关组储集层存在强大的 剩余压力差, 为油气沿断层发生优势输导提供强大动力; 燕山晚期—喜马拉雅期的构造作用, 使得气藏发生调整与 改造。 关键词: 高效气藏; 飞仙关组; 鲕粒白云岩; 原油裂解气; T SR 反应; 四川盆地 在国家“973”天然气项目实施过程中, 提出高效 气藏的概念 (赵文智等, 2005) , 是指一类储量大、丰 度高、产量高、经济性较好的一类气藏。探明地质储 量大于100×108 m 3、储量丰度大于3×108 m 3ökm 2、 千米井深日产量大于5 ×104 m 3ökmõd 的气藏称为 高效气藏。截止2004年底, 符合上述条件的气藏共有 30个, 其中包括了四川盆地东北地区飞仙关组普光、 罗家寨、铁山坡、渡口河、滚子坪5个气藏。 四川盆地飞仙关组鲕滩气藏勘探是我国最近10 年来天然气的重大突破, 发现了5个大中型气田和多 个含气构造(图1) , 截止2004年底, 该区已累计探明 地质储量近2600 ×108 m 3 , 其中普光气田探明储量 达到1400×108 m 3 , 是我国近年来发现的特大型气 田之一。 前人对飞仙关组气藏开展了大量研究工作, 工 作重点在探讨鲕滩分布、白云岩成因、有利目标评价 预测等方面, 取得了丰硕成果, 有效地指导了勘探实 践。这些成果主要包括如下方面: 提出了四川盆地北 部早三叠世早期发育广元—梁平裂陷槽(汪泽成等, 2002) , 或称之为“开江—梁平海槽”(王一刚等, 2002a) , 并继承了晚二叠世岩相古地理格局(汪泽成 等, 2002; 马永生等, 2005a); 海槽两侧的台地边缘鲕 坝 (滩) 是最有利的沉积相带(杨雨等, 2002; 冉隆辉 等, 2002); 鲕粒白云岩成因主要有三种类型, 即混合 水白云石化、渗透回流白云石化和埋藏白云石化(陈 更生等, 2005; 魏国齐等, 2005) , 混合水白云石化作 用是该区白云岩优质储层形成的主要成岩因素之一 (Zhao et al. , 2005b)。近年来, 部分学者加强了成烃 与成藏研究, 指出飞仙关组鲕滩气藏气源主要来自 二叠系(杨家静等, 2002) , 属于高成熟阶段的原油裂 解气(谢增业等, 2004a, 2004b; 赵文智等, 2005; 马永 生等, 2005b)。 川东北地区飞仙关组鲕滩白云岩高效气藏的形 成机制和主控因素的研究鲜见于文献资料。作为碳 酸盐岩高效气藏的典型实例, 本文在大量岩石薄片 鉴定以及包裹体分析测试基础上, 采用古构造恢复 和成藏过程模拟等技术手段, 分析高效气藏形成的 主控因素。 1 飞仙关组高效气藏基本特征 研究区位于四川盆地东北部的大巴山弧形构造 带和川东高陡构造带交汇部位(图1) , 面积约10000 km 2。区内目前已发现普光、罗家寨、渡口河、铁山 坡、滚子坪等5个气田(表1) 以及金珠坪、毛坝场、正 坝南、七里北等含气构造。 气藏特征如下: ① 气藏类型属于构造—岩性复 合型气藏; ② 高储量丰度和高产量, 储量丰度为713 ×108～ 42 ×108 m 3ökm 2 , 单井无阻流量达 12×104 第5 2卷 第5 期 2 0 0 6 年 9 月 地 质 论 评 GEOLO G ICAL R EV IEW V ol. 52 N o. 5 Sep t. 2 0 0 6
赵文智等四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理 709 3 km gas field water well 含气构造 gas-bearing 日五宝场 区[黄龙场 图1四川盆地东北地区飞仙关组天然气勘探成果略图 Fig 1 The outline of natural gas exp bratin p rogress in Feix nanguan Fom aton (Tif )in northeastern of the Sichuan basin 表1川东北地区飞仙关组气藏基本数据 Table I The da tum of TIf gas pools i northea stern of the Sichuan ha si 埋藏深度地质储量 储量丰度 气田名称 压力梯度1合量日气产量提交储量备注 渡口河|4300~4350 359 罗家寨321-~3956 097128 1273 2002年 七里北 普光4800~560014363 1178 2004年气藏为 铁山坡3400-41007397 004年 预测储 滚子坪3030-3600 二里北5770~5826 2005年 按测试稳定产量折算千米井深日产气量 73×l0′m3/妵,③储层类型多样,但以鲕粒白云岩型储集层。鲕粒白云岩优质储层既使在埋藏很深条 储层物性最妤④埋深大,气藏埋深在5845~3048件下,仍能保持良好物性,如普光气田、铁山坡气田 m;⑤常压为主,压力梯度在0.951.30MPa/n等。近年完钻的七里北1井,在5700-5900m井段仍 之间,铁山坡断层下盘局部有异常高压;⑥高含具有高达15%~20%的孔隙度,渗透率平均值可达 23.71×103m2,且孔隙度与渗透率之间具良好 储层物性是气藏高产和稳产的重要因素。飞仙的相关性,可拟合关系式K=0.0027×中3(02= 关组鲕滩气藏储集岩类型多样,储层物性与岩性密0.78)。此外,裂缝发育也是飞仙关组储层特征之 切相关。鲕粒灰岩储层致密低孔,以裂缝型为主鲕因此,该区优质储层类型有孔隙型以及裂缝一孔隙 粒白云岩储层物性总体较好,但变化较大,其中以残型两类 余鲕粒白云岩、晶粒白云岩物性条件最好,属于孔隙 川东北飞仙关组鲕滩气藏属于高含硫气藏。气 o1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
图 1 四川盆地东北地区飞仙关组天然气勘探成果略图 F ig. 1 T he outline of natural gas exp loration p rogress in Feixianguan Form ation (T1f ) in northeastern of the Sichuan basin 表 1 川东北地区飞仙关组气藏基本数据 Table 1 The da tum of T1f ga s pools in northea stern of the Sichuan ba sin 气田名称 埋藏深度 (m ) 地质储量 (×108 m 3 ) 储量丰度 (×108 m 3ökm 2 ) 压力梯度 (M Paökm ) H2S 含量 (体积, % ) 日气产量① (×104 m 3ökmõd) 提交储量 时间 备注 渡口河 4300～ 4350 359 10162 1. 07 14. 8 12. 37 1997年 罗家寨 3211～ 3956 81. 08 7. 56 0. 97～ 1. 28 9. 7 12. 73 2002年 普光 4800～ 5600 1143. 63 42. 04 1. 12 12. 5 11. 78 2004年 铁山坡 3400～ 4100 73. 97 15. 02 1. 29 14. 3 24. 9 2004年 滚子坪 3030～ 3600 138. 97 7. 28 0. 92 5. 8 23. 3 2004年 七里北 5770～ 5826 423 5. 5 0. 98 6. 8 13. 9 2005年 七里北 气藏为 预测储 量 ①—按测试稳定产量折算千米井深日产气量。 ～ 73×104 m 3öd; ③ 储层类型多样, 但以鲕粒白云岩 储层物性最好; ④ 埋深大, 气藏埋深在5845～ 3048 m; ⑤ 常压为主, 压力梯度在0195～ 1130 M Paökm 之间, 铁山坡断层下盘局部有异常高压; ⑥ 高含 H 2S。 储层物性是气藏高产和稳产的重要因素。飞仙 关组鲕滩气藏储集岩类型多样, 储层物性与岩性密 切相关。鲕粒灰岩储层致密低孔, 以裂缝型为主; 鲕 粒白云岩储层物性总体较好, 但变化较大, 其中以残 余鲕粒白云岩、晶粒白云岩物性条件最好, 属于孔隙 型储集层。鲕粒白云岩优质储层既使在埋藏很深条 件下, 仍能保持良好物性, 如普光气田、铁山坡气田 等。近年完钻的七里北1井, 在5700～ 5900 m 井段仍 具有高达15%～ 20% 的孔隙度, 渗透率平均值可达 23171 ×10- 3 Λm 2 ; 且孔隙度与渗透率之间具良好 的相关性, 可拟合关系式: K = 010027×5 313887 (r 2 = 0178)。此外, 裂缝发育也是飞仙关组储层特征之一。 因此, 该区优质储层类型有孔隙型以及裂缝—孔隙 型两类。 川东北飞仙关组鲕滩气藏属于高含硫气藏。气 第 5 期 赵文智等: 四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理 907
710 地质论评 2006年 体组分中以CH4为主,占54.21%~99.37%,平均 新近研究表明,川东北地区飞仙关组鲕滩气藏 90.6%现场分析HS含量0.05~523.63gh3,平天然气来自于液态烃裂解,这类的液态烃不仅包括 均125.82g/h3,CO2含量0.78-205.73g/3,平均古油藏,还包括烃源岩层和储集层内的呈分散状分 56.5gh3在已发现的渡口河、铁山坡、罗家寨和普布的液态烃(赵文智等,2005)。有如下4个方面的证 光等气藏中,H2S含量占气藏组分的3.0%~据 17.4%,渡5井高达36.6%,平均达到11.2%。硫化氢 (1)鲕滩气藏的储层中不同程度地含有固体沥 含量与甲烷含量具良好的负相关性,甲烷含量越高,青,薄片观察揭示沥青分布产状与孔隙结构有关。它 硫化氢含量越低(图2)。 们或沿鲕粒圈层溶蚀孔分布而形成被沥青污染的黑 色环圈,或沿白云石晶间孔分布,或沿裂缝分布,或 呈裂缝一鲕环边复合体等形式。沥青含量与孔隙度 渡口河 有较好的正相关关系(图3),表明曾被液态烃充填的 °罗家赛 孔隙与现今孔隙之间有着良好的正相关,也说明液 ▲铁山坡 态烃充填有利于良好储层的形成 Tieshanpo 金珠坪 10 y-0.7691x+76.326 =0.9184 0 面孔率(%) 图3飞仙关组沥青与面孔率关系(七里北1井 图2飞仙关组气藏甲烷与硫化氢含量相关关系 F ig 3 The relat insh p betw een bitum en content and Fig 2 Natural gas com ponent cross p bts bet een CH porosity of th in sectons in TIf oo id reservoir nd HiS from TIf reservoirs rock (well QLB 1, 5789.45843. 7m) 2液态烃裂解成气与高效气源灶 (2)沥青抽提物的正构烷烃、甾萜类生物标志 物特征与上二叠统长兴组泥岩抽提物可对比(图4) 21鲕滩气藏气源为液态烃裂解成气 且未检测到曾遭受降解破坏的化合物。谢增业等 飞仙关组本身烃源岩条件较差天然气主要来(2004b)应用全岩热模拟实验新技术对经分离提纯 源于上二叠统烃源岩(杨家静等,200),包括生物灰的典型沥青进行了产气模拟实验,结果表明储层沥 岩、暗色泥岩及煤系,累计厚度达120-44m.目前青仍具生气潜力,并且气产率与热演化程度有关沥 这套烃源岩镜质组反射率在川东北地区普遍达到青成熟程度越高,其残余产气潜力越低相反,成熟 22%~3.2%,表明已进入高一过成熟阶段盆地模度低,其产气量则较大 拟表明,上二叠统烃源岩在晚三叠世前处于未熟期 (3)沥青模拟产物(气态烃)的℃2值分布在 (R。<0.60%);晚三叠世晚期一早侏罗世早期,有机 6.8%-29.5‰之间,反映了腐泥型有机质的同 质开始生油,并在中侏罗世进入生烃高峰,大量液态 位素组成特点(谢增业等,2004b),该区二叠系海相 烃生成晚侏罗世后进入湿气阶段(R。=1.35% 烃源岩有机质类型相同(杨家静等,2002)。 1.6%),液态烃转化为气态烃。白垩纪,有机质热演 (4)天然气组分中C12与C2C3的关系。目前 化进入高成熟晚期到过成熟早期,R。值介于1.6%尚未有一种很成功的方法来区分原油裂解和干酪根 2.30%之间,处于干气阶段。但是,从天然气成因裂解两种成因的天然气(陈世加等,2002)。一些学者 考虑,飞仙关组鲕滩气藏天然气是原油裂解气?还是 倾向于用(8C2-83C3)与h(C2/3)图版 干酪根裂解气? o1994-2007ChinaAcademicjOurnalElectronicpUblishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
体组分中以 CH 4为主, 占54121%～ 99137% , 平均 9016%。现场分析 H 2S 含量0105～ 523163göm 3 , 平 均125182 göm 3 ; CO 2含量0178～ 205173 göm 3 , 平均 5615 göm 3。在已发现的渡口河、铁山坡、罗家寨和普 光 等 气 藏 中, H 2S 含 量 占 气 藏 组 分 的 310%～ 1714% , 渡5井高达3616% , 平均达到1112%。硫化氢 含量与甲烷含量具良好的负相关性, 甲烷含量越高, 硫化氢含量越低(图2)。 图 2 飞仙关组气藏甲烷与硫化氢含量相关关系 F ig. 2 N atural gas component cross p lots betw een CH4 and H2S from T1f reservoirs 2 液态烃裂解成气与高效气源灶 2. 1 鲕滩气藏气源为液态烃裂解成气 飞仙关组本身烃源岩条件较差, 天然气主要来 源于上二叠统烃源岩(杨家静等, 2002) , 包括生物灰 岩、暗色泥岩及煤系, 累计厚度达120～ 440 m。目前 这套烃源岩镜质组反射率在川东北地区普遍达到 212%～ 312% , 表明已进入高—过成熟阶段。盆地模 拟表明, 上二叠统烃源岩在晚三叠世前处于未熟期 (R o< 0160% ); 晚三叠世晚期—早侏罗世早期, 有机 质开始生油, 并在中侏罗世进入生烃高峰, 大量液态 烃生成; 晚侏罗世后进入湿气阶段 (R o = 1135%～ 116% ) , 液态烃转化为气态烃。白垩纪, 有机质热演 化进入高成熟晚期到过成熟早期, R o 值介于116% ～ 2130% 之间, 处于干气阶段。但是, 从天然气成因 考虑, 飞仙关组鲕滩气藏天然气是原油裂解气?还是 干酪根裂解气? 新近研究表明, 川东北地区飞仙关组鲕滩气藏 天然气来自于液态烃裂解, 这类的液态烃不仅包括 古油藏, 还包括烃源岩层和储集层内的呈分散状分 布的液态烃(赵文智等, 2005)。有如下4个方面的证 据: (1) 鲕滩气藏的储层中不同程度地含有固体沥 青, 薄片观察揭示沥青分布产状与孔隙结构有关。它 们或沿鲕粒圈层溶蚀孔分布而形成被沥青污染的黑 色环圈, 或沿白云石晶间孔分布, 或沿裂缝分布, 或 呈裂缝—鲕环边复合体等形式。沥青含量与孔隙度 有较好的正相关关系(图3) , 表明曾被液态烃充填的 孔隙与现今孔隙之间有着良好的正相关, 也说明液 态烃充填有利于良好储层的形成。 图 3 飞仙关组沥青与面孔率关系(七里北1井, 5789. 4～ 5843. 7 m ) F ig. 3 T he relationsh ip betw een bitum en content and porosity of th in sections in T1f ooid reservoir rock (w ellQLB 1, 578914～ 584317 m ) (2) 沥青抽提物的正构烷烃、甾萜类生物标志 物特征与上二叠统长兴组泥岩抽提物可对比(图4) , 且未检测到曾遭受降解破坏的化合物。谢增业等 (2004b) 应用全岩热模拟实验新技术对经分离提纯 的典型沥青进行了产气模拟实验, 结果表明储层沥 青仍具生气潜力, 并且气产率与热演化程度有关, 沥 青成熟程度越高, 其残余产气潜力越低; 相反, 成熟 度低, 其产气量则较大。 (3) 沥青模拟产物(气态烃) 的 ∆ 13C2值分布在- 3618‰～ - 2915‰之间, 反映了腐泥型有机质的同 位素组成特点(谢增业等, 2004b) , 该区二叠系海相 烃源岩有机质类型相同(杨家静等, 2002)。 (4) 天然气组分中 C1öC2与 C2öC3的关系。目前 尚未有一种很成功的方法来区分原油裂解和干酪根 裂解两种成因的天然气(陈世加等, 2002)。一些学者 倾 向 于 用 ( ∆ 13 C2 - ∆ 13 C3 ) 与 ln (C2öC3 ) 图 版 017 地 质 论 评 2006 年
第5期 赵文智等四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理 71 有原油二次裂解成气的特征。这可能与原油裂解产 /Z 坡1井上二叠统3915.29m 生天然气过程中,由于C3裂解速率较大,致使C3相 对含量的变化范围较大有关 Burnham et al tAlI 1997)。 22古油藏规模分析 黄龙3井上二叠统3718.31 如果说鲕滩气藏天然气源自古油藏的二次裂解 成气,那么研究古油藏规模就有重要意义,可以此来 Ln ulla~推算天然气资源潜力基于此我们开展了沥青含量 与分布、古构造恢复、古油水界面的判识等方面的研 究。限于篇幅,相关资料在后续文章中展示,这里不 坡2井飞仙关组4073.2m 再赘述。 沥青作为古油藏二次裂解成气的产物,在该地 A人ML 区有着广泛的分布,且含量呈现规律性变化,紧邻 NE向断层部位,沥青含量增高,表明断层在石油运 坡1井飞仙关组33308m 移中起输导作用。从恢复的J末期飞仙关组顶面的 古埋深等值线图看(图6),表现为东高西低的“复式 褶皱”,罗家寨一渡口河以及铁山坡分别处于复式褶 皱的两个高带,其间被双石1井到朱家1井鞍部所隔。 图4上二叠统源岩与Ty储层沥青抽提物 将沥青含量等值线图和古埋深图叠合,不难发现古 的生物标志物对比 高点的沥青含量大,表明古油藏受构造控制。另一方 Fig 4 The m/ 191 correlatin betw een P2 source roc 面,如前所述沥青含量与储层岩性有关,孔隙发育的 extracts and Tif reservoir bitum en extracts 鲕粒白云岩沥青含量高。因此,推测古油藏为受构造 和岩性双重因素控制的复合型油藏。 ( Prinzhofer et al,1995),或者用h(Cu/C2)与h 估算古油藏储量必须知道含油面积、厚度、孔隙 (C2C3)交汇图(赵孟军,20),来区分原油裂解气度等关键参数。本文依据沥青分布、恢复的古构造面 和干酪根裂解气 貌、飞仙关期沉积相带以及白云岩厚度与分布,圈定 通过对川东地区飞仙关组气藏25口40个天然气古油藏面积700km2(图6)。古油藏孔隙度按如下公 样品进行组分分析,编制h(C1/C2)与h(2/3)交式计算,即:古孔隙度=现今孔隙度+沥青充填孔隙 汇图(图5)。图中可见,h(C1/2)值变化不大,一般度·深部溶蚀新增孔隙度。其中,沥青充填孔隙度和 为4.77.8,而h(C2/3)变化很大,从0.3~5.4,具深部溶蚀新增孔隙度由薄片鉴定估算。完成对罗家1 井、坡2井近300个数据点的古孔隙度计算取孔隙度 平均值15%。储层厚度在10~230m变化,取加权平 均值60m。含油饱和度取80%、原油密度取0.8575 g/ωm3(塔河油田奥陶系正常原油密度平均值)。按储 量计算公式,估算原油储量45~50亿t 23燕山中晚期的快速埋藏利于形成高效气源灶 原油二次裂解成气已被许多学者从理论和实验 得到证明( Hosfield et al,1992,徐永昌,1994),并 作为天然气资源的重要成因类型已越来越被重视。 与干酪根热裂解生成油气的过程相似,油藏中原油 In(C/C 的热蚀变作用(裂解)本质上是原油在一定的温度下 图5川东北地区飞仙关组天然气交汇图 发生裂解反应,生成气态烃和残渣(固体沥青)的过 g 5 The pbts between hn(C1/C2) and hn(C2/c3) 程。其反应过程可用化学动力学方程对其进行描述 n TIf reservoirs (W ap les,2000赵孟军,2002)。温度是原油发生裂解 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
图 4 上二叠统源岩与 T1f 储层沥青抽提物 的生物标志物对比 F ig. 4 T he m öz 191 correlation betw een P2 source rock extracts and T1f reservoir bitum en extracts 图 5 川东北地区飞仙关组天然气交汇图 F ig. 5 T he p lots betw een ln (C1öC2) and ln (C2öC3) in T1f reservoirs (P rinzhofer et al. , 1995) , 或者用 ln (C1öC2 ) 与 ln (C2öC3 ) 交汇图(赵孟军, 2002) , 来区分原油裂解气 和干酪根裂解气。 通过对川东地区飞仙关组气藏25口40个天然气 样品进行组分分析, 编制 ln (C1öC2 ) 与 ln (C2öC3 ) 交 汇图 (图5)。图中可见, ln (C1öC2 ) 值变化不大, 一般 为417～ 718, 而 ln (C2öC3) 变化很大, 从013～ 514, 具 有原油二次裂解成气的特征。这可能与原油裂解产 生天然气过程中, 由于 C3裂解速率较大, 致使 C3相 对含 量 的 变 化 范 围 较 大 有 关 (Burnham et al1, 1997)。 2. 2 古油藏规模分析 如果说鲕滩气藏天然气源自古油藏的二次裂解 成气, 那么研究古油藏规模就有重要意义, 可以此来 推算天然气资源潜力。基于此, 我们开展了沥青含量 与分布、古构造恢复、古油水界面的判识等方面的研 究。限于篇幅, 相关资料在后续文章中展示, 这里不 再赘述。 沥青作为古油藏二次裂解成气的产物, 在该地 区有着广泛的分布, 且含量呈现规律性变化, 紧邻 N E 向断层部位, 沥青含量增高, 表明断层在石油运 移中起输导作用。从恢复的 J 1末期飞仙关组顶面的 古埋深等值线图看(图6) , 表现为东高西低的“复式 褶皱”, 罗家寨—渡口河以及铁山坡分别处于复式褶 皱的两个高带, 其间被双石1井到朱家1井鞍部所隔。 将沥青含量等值线图和古埋深图叠合, 不难发现古 高点的沥青含量大, 表明古油藏受构造控制。另一方 面, 如前所述沥青含量与储层岩性有关, 孔隙发育的 鲕粒白云岩沥青含量高。因此, 推测古油藏为受构造 和岩性双重因素控制的复合型油藏。 估算古油藏储量必须知道含油面积、厚度、孔隙 度等关键参数。本文依据沥青分布、恢复的古构造面 貌、飞仙关期沉积相带以及白云岩厚度与分布, 圈定 古油藏面积700 km 2 (图6)。古油藏孔隙度按如下公 式计算, 即: 古孔隙度= 现今孔隙度+ 沥青充填孔隙 度- 深部溶蚀新增孔隙度。其中, 沥青充填孔隙度和 深部溶蚀新增孔隙度由薄片鉴定估算。完成对罗家1 井、坡2井近300个数据点的古孔隙度计算, 取孔隙度 平均值15%。储层厚度在10～ 230 m 变化, 取加权平 均值60 m。含油饱和度取80%、原油密度取018575 göcm 3 (塔河油田奥陶系正常原油密度平均值)。按储 量计算公式, 估算原油储量45～ 50亿 t。 2. 3 燕山中晚期的快速埋藏利于形成高效气源灶 原油二次裂解成气已被许多学者从理论和实验 得到证明 (Hosfield et al. , 1992; 徐永昌, 1994) , 并 作为天然气资源的重要成因类型已越来越被重视。 与干酪根热裂解生成油气的过程相似, 油藏中原油 的热蚀变作用(裂解) 本质上是原油在一定的温度下 发生裂解反应, 生成气态烃和残渣(固体沥青) 的过 程。其反应过程可用化学动力学方程对其进行描述 (W ap les, 2000; 赵孟军, 2002)。温度是原油发生裂解 第 5 期 赵文智等: 四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理 117
712 蒸发盐台地 罗家20 开江天519X 图6川东北地区飞仙关组古油藏分布示意图 Fig 6 The schem atic outline of Tyf palaeo"oil reservo ir in northeastern of the Sichuan basin l一J末期飞仙关组顶界埋深线(m);2—晚印支一早燕山运动形成的NE向断层,3—推测古油藏分布范围 4一储层沥青含量等值线(%);5一相带分区线 I-Contours of TIf top in end of Ji(m); 2. NE faults fomed during the L ate Indosin an to the Early Yanshan, 3-pobable area of 成气的主要因素。当地层温度升高,超过原油保存温 度(160℃左右)时,原油发生裂解成气(赵文智等, 0 川东北地区在中侏罗世进入大巴山前陆盆地演 0.04 化阶段(汪泽成等,2004),堆积了厚度超过4000m 的中一上侏罗统,沉积速率达到200mMa晚侏罗 0.02 世沉积末期,二叠系顶面埋深达到6500~8000m 模拟表明,尽管地温梯度低,为2.4-2.8℃/100m, 但是快速深埋使得深部层系快速升温,于150~-120 20015010050 Ma达到160℃以上,有机质熟化速率超过0.05 地质年代(Ma △RMa,表现出高效气源灶特征(图7)。 酗癫怪 温度场模拟结果和气藏包裹体均一温度具有较 好的吻合性。从表2可以看出,包裹体均一温度大体 可分为三期,所对应的均一温度分别为80-120℃、 140-160℃、170-190℃ 3优质白云岩储层形成的主控因素 图7地质时期有机质成熟度与熟化速率 四川盆地飞仙关组气藏储集岩可分为鲕粒灰岩 Fig 7 Evoluton of organ ic maturit ies and m aturing 和白云岩两大类。其中白云岩类又可分为残余鲕粒 201904-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
图 6 川东北地区飞仙关组古油藏分布示意图 F ig. 6 T he schem atic outline of T1f palaeo2oil reservoir in northeastern of the Sichuan basin 1—J 1末期飞仙关组顶界埋深线(m ); 2—晚印支—早燕山运动形成的N E 向断层; 3—推测古油藏分布范围; 4—储层沥青含量等值线(% ); 5—相带分区线 1—Contours of T1f top in end of J 1 (m ); 2- N E faults form ed during the L ate Indosinian to the Early Yanshan; 3—p robable area of palaeo2oil pool; 4—reservoir bitum en contents (% ); 5—boundary of facies 图 7 地质时期有机质成熟度与熟化速率 F ig. 7 Evolution of organic m aturities and m aturing rate 成气的主要因素。当地层温度升高, 超过原油保存温 度 (160℃左右) 时, 原油发生裂解成气 (赵文智等, 2005)。 川东北地区在中侏罗世进入大巴山前陆盆地演 化阶段 (汪泽成等, 2004) , 堆积了厚度超过4000 m 的中—上侏罗统, 沉积速率达到200 m öM a。晚侏罗 世沉积末期, 二叠系顶面埋深达到6500～ 8000 m。 模拟表明, 尽管地温梯度低, 为214～ 218℃ö100 m , 但是快速深埋使得深部层系快速升温, 于150～ 120 M a 达到 160℃以上, 有机 质 熟 化 速 率 超 过 0105 △R oöM a, 表现出高效气源灶特征(图7)。 温度场模拟结果和气藏包裹体均一温度具有较 好的吻合性。从表2可以看出, 包裹体均一温度大体 可分为三期, 所对应的均一温度分别为80～ 120℃、 140～ 160℃、170～ 190℃。 3 优质白云岩储层形成的主控因素 四川盆地飞仙关组气藏储集岩可分为鲕粒灰岩 和白云岩两大类。其中白云岩类又可分为残余鲕粒 217 地 质 论 评 2006 年
5期 赵文智等:四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理 713 表2川东北飞仙关组包裹体均一温度统计表 Table 2 The da tum of fluid inclusion s hom ogen ia tion tem pera ture n Tif reservo ir 宿主矿物 包裹体类型 均一温度(℃)峰值(℃)埋深(m) 成油期 亮晶方解石 液态、固态 生油高峰 印支晚期一燕山早期 方解石脉溶洞石英主要为气液两相次为液态140-160150 4545 凝析油湿气高峰 燕山中晚期 方解石脉溶洞石英L主要为气液两相,气相 5594 生气高峰 燕山晚期一喜马拉雅期 白云岩(指鲕粒灰岩白云石化后尚保留了残余鲕粒31沉积相带控制作用 结构或具鲕粒幻影的岩类)和晶粒白云岩(指颗粒灰 受构造活动控制的古地貌景观对沉积相分布有 岩白云石化后鲕粒结构已消失殆尽,多成为粉一细明显的控制作用。飞仙关期构造格局总体上受控于 晶白云岩,或称砂糖状白云岩的岩类)。以鲕粒灰岩晚二叠世古构造格局,早期(相当于飞仙关组飞一段 为储集岩的气藏主要分布在川东中南部以及川西北沉积期)继承性发育广元一梁平裂陷槽,中晚期裂陷 部,储层致密低孔,以裂缝型为主。目前所发现的气槽演化进入坳陷期,以填平补齐作用为主 臧多为裂缝型或孔隙-裂缝型储层,气藏储量规模较 这种古地貌背景下,飞仙关期沉积相分异明显 小,天然气含硫低。白云岩储层的物性条件明显优于从飞一段沉积相图看,该时期可分为深水海槽、碳酸 鲕粒灰岩,发育裂缝-孔隙型和孔隙型两种主要类盐蒸发台地和碳酸盐开阔台地三个沉积单元(图8)。 型,是川东北地区鲕滩高效气藏主导储集岩类,其中 川东北碳酸盐蒸发台地呈孤立台地状,其东西 以残余鲕粒白云岩、晶粒白云岩物性条件最好,孔隙两侧分别被城口一鄂西海槽、开江一梁平海槽所围 组合类型以溶孔型、溶孔-裂缝型为主 限。层状鲕粒岩主要发育在海槽边缘高能鲕粒滩相 上述鲕粒白云岩优质储层的形成,是多因素综(王一刚等,2002a);海槽两侧的台地边缘鲕坝(滩) 合作用的结果 是最有利的沉积相带(冉隆辉等,202,陈更生等 2005, Zhao et al,2005b)。蒸发台地内层状鲕粒岩 与膏盐岩互层,鲕粒岩单层厚度和累计厚度 km 均小于台地边缘厚度。台地边缘处于高能环 N蒸发台地 境,鲕粒岩不仅垂向加积厚度大,而且随着 海平面频繁升降,使得早期沉积物多期暴露 城口一鄂西海槽于海平面之上,大气淡水对岩石发生选择性 溶蚀作用,形成各种鲕模孔、生屑模孔、鲕粒 川岳84 内溶孔和生物体腔溶孔。从处于台缘鲕粒岩 罗家 滩部位的普光2、七里北1、坡2等井中,均可 开江一梁平海槽 天AA 在厚层鲕粒白云岩中见到丰富的示底构造 显示出明显的渗流带特征。这种示底构造及 L万县一长寿开阔台 以鲕内溶孔(呈负鲕)为主的选择性溶蚀作 用是早期溶蚀的表征,是渗流带大气淡水对 鲕粒(或其他颗粒)内原始不稳定组成选择 云安2 性溶蚀的结果 川东万县一长寿碳酸盐开阔台地主要 :2自34 为鲕粒滩相、台地泻湖相、滩间泻湖相、台地 图8川东北地区飞仙关组飞一段沉积相图 斜坡相及部分潮坪相。开阔台地相区发现的 Fig 8 The lithofacies ap of TIf sectin in northeastern 气藏以小型一微型气藏为主,储层以鲕粒灰 of the sichuan basin 岩为主白云石化强度较弱。层状鲕粒岩中 1—盆地相2—开阔台地相3—蒸发台地相4一鲕粒岩滩相5—相区分界线难见有石膏、硬石膏蒸发矿物存在过的证 1- Deep basn faces,2- pen platfo m faces3- -evaporite p ltfo m facies据。在埋藏阶段形成的次生孔隙远低于川东 北碳酸盐蒸发台地上的层状鲕粒岩。海槽相 201994-2007ChinaAcademicjOunalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
表 2 川东北飞仙关组包裹体均一温度统计表 Table 2 The da tum of f luid inclusion s hom ogen iza tion tem pera ture in T1f reservo ir 宿主矿物 包裹体类型 均一温度(℃) 峰值(℃) 埋深(m ) 成油期 成藏时间 亮晶方解石 液态、固态 80～ 120 100 2900 生油高峰 印支晚期—燕山早期 方解石脉溶洞石英 主要为气液两相, 次为液态 140～ 160 150 4545 凝析油湿气高峰 燕山中晚期 方解石脉溶洞石英 主要为气液两相, 气相 170～ 190 180 5594 生气高峰 燕山晚期—喜马拉雅期 图 8 川东北地区飞仙关组飞一段沉积相图 F ig. 8 T he lithofaciesm ap of T1f 1 section in northeastern of the Sichuan basin 1—盆地相; 2—开阔台地相; 3—蒸发台地相; 4—鲕粒岩滩相; 5—相区分界线 1—Deep basin facies; 2—open p latform facies; 3—evaporite p latform facies; 4—oolitic bar facies; 5—boundary of facies 白云岩(指鲕粒灰岩白云石化后尚保留了残余鲕粒 结构或具鲕粒幻影的岩类) 和晶粒白云岩(指颗粒灰 岩白云石化后鲕粒结构已消失殆尽, 多成为粉—细 晶白云岩, 或称砂糖状白云岩的岩类)。以鲕粒灰岩 为储集岩的气藏主要分布在川东中南部以及川西北 部, 储层致密低孔, 以裂缝型为主。目前所发现的气 藏多为裂缝型或孔隙2裂缝型储层, 气藏储量规模较 小, 天然气含硫低。白云岩储层的物性条件明显优于 鲕粒灰岩, 发育裂缝2孔隙型和孔隙型两种主要类 型, 是川东北地区鲕滩高效气藏主导储集岩类, 其中 以残余鲕粒白云岩、晶粒白云岩物性条件最好, 孔隙 组合类型以溶孔型、溶孔2裂缝型为主。 上述鲕粒白云岩优质储层的形成, 是多因素综 合作用的结果。 3. 1 沉积相带控制作用 受构造活动控制的古地貌景观对沉积相分布有 明显的控制作用。飞仙关期构造格局总体上受控于 晚二叠世古构造格局, 早期(相当于飞仙关组飞一段 沉积期) 继承性发育广元—梁平裂陷槽, 中晚期裂陷 槽演化进入坳陷期, 以填平补齐作用为主。 这种古地貌背景下, 飞仙关期沉积相分异明显。 从飞一段沉积相图看, 该时期可分为深水海槽、碳酸 盐蒸发台地和碳酸盐开阔台地三个沉积单元(图8)。 川东北碳酸盐蒸发台地呈孤立台地状, 其东西 两侧分别被城口—鄂西海槽、开江—梁平海槽所围 限。层状鲕粒岩主要发育在海槽边缘高能鲕粒滩相 (王一刚等, 2002a); 海槽两侧的台地边缘鲕坝(滩) 是最有利的沉积相带 (冉隆辉等, 2002; 陈更生等, 2005; Zhao et al. , 2005b)。蒸发台地内层状鲕粒岩 与膏盐岩互层, 鲕粒岩单层厚度和累计厚度 均小于台地边缘厚度。台地边缘处于高能环 境, 鲕粒岩不仅垂向加积厚度大, 而且随着 海平面频繁升降, 使得早期沉积物多期暴露 于海平面之上, 大气淡水对岩石发生选择性 溶蚀作用, 形成各种鲕模孔、生屑模孔、鲕粒 内溶孔和生物体腔溶孔。从处于台缘鲕粒岩 滩部位的普光2、七里北1、坡2等井中, 均可 在厚层鲕粒白云岩中见到丰富的示底构造, 显示出明显的渗流带特征。这种示底构造及 以鲕内溶孔 (呈负鲕) 为主的选择性溶蚀作 用是早期溶蚀的表征, 是渗流带大气淡水对 鲕粒 (或其他颗粒) 内原始不稳定组成选择 性溶蚀的结果。 川东万县—长寿碳酸盐开阔台地主要 为鲕粒滩相、台地泻湖相、滩间泻湖相、台地 斜坡相及部分潮坪相。开阔台地相区发现的 气藏以小型—微型气藏为主, 储层以鲕粒灰 岩为主、白云石化强度较弱。层状鲕粒岩中 难见有石膏、硬石膏蒸发矿物存在过的证 据。在埋藏阶段形成的次生孔隙远低于川东 北碳酸盐蒸发台地上的层状鲕粒岩。海槽相 第 5 期 赵文智等: 四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理 317
714 区沉积以深水盆地充填作用为主。早期发育重力流,原有的孔隙不断扩大。这种深埋环境下发生的溶蚀 晩期海槽被填平。鲕粒岩不发育,因而缺乏孔隙性储孔隙,在薄片中主要表现为沥青四周都发育孔隙,而 层。目前该区发现的气藏都是小型气藏,皆为裂缝性且孔隙形态多呈港湾状,或者与裂缝相连。薄片统计 储层的构造圈闭气藏。 表明,在局部层段,深部溶蚀孔的面孔率可达到3% 32液态烃充注有效阻止了胶结作用 ~6%。 鲕粒白云岩储层中可见大量溶孔被沥青充填、 综上所述,川东北地区飞仙关组鲕粒白云岩优 半充填或洞壁有沥青膜,充分表明这些储层中曾经质储层的形成,经历了如下6个阶段(图9:①同沉 被液态烃所充注。液态烃充注孔隙的过程,实际上是积阶段,蒸发台地边缘鲕粒岩滩,垂向加积厚度大, 油驱水的过程,使得孔隙内可动水含量大大减少,水鲕粒分选较好,颗粒之间原生粒间孔隙发育;②早 岩反应几率降低,孔隙内的胶结作用减少,早期形期成岩阶段,裂陷槽台缘滩长期暴露,发生大气淡水 成的孔隙得以保存。可以从大量铸体薄片以及成岩溶蚀作用和混合白云石化作用,形成了以鲕模孔和 研究中得到证实。未被沥青充填的灰岩或白云岩中,溶孔为主的大量溶孔③有机质低熟阶段,有机质 形成于成烃期前、浅埋藏阶段的胶结物,成分为白云热解产生有机酸,通过断层和裂缝进入储集层,使得 石,以细一中晶为主,从颗粒边缘至粒间孔中心,由孔隙内胶结物发生溶蚀,产生溶蚀孔,为液态烃充注 栉壳状白云石→细晶白云石→中晶白云石的变化特提供有利空间④成油窗阶段,液态烃充注孔隙,有 征明显,充填粒间余孔,使原生粒间孔几乎全部消效阻止孔隙内胶结作用发生⑤成气窗阶段,TSR 失。而有沥青充填的白云岩中,多数情况下溶蚀孔发反应,产生了大量的H2S和CO2,沿裂隙、大的溶孔 育,且被沥青环绕 充注在岩石中并发生溶蚀⑥燕山晚期一喜马拉雅 33TSR反应产生酸性气体的溶蚀作用 期抬升阶段,随着大巴山向盆地的冲断与褶皱作用, Wordon等(1995)用如下反应式来表示热化学飞仙关组被冲断与抬升,一方面地层温度和压力降 硫酸盐还原作用(简称TSR反应),即 低,使得TSR反应趋于停滞,减少了对烃类的消耗 烃类+SO2—蚀变烃类+固态沥青+H2S 另一方面,断层发育,改善储层 HO+ HCO3(CO2)+* CaSO+ CH4 CacO 3+H2S+Hto 4成藏过程分析 在TSR反应过程中,主要控制因素包括硫酸盐浓41源一储剩余压力差与断层优势输导作用 度、H2S分压以及温度 Ohm oto et al,1982)。其中 油气二次运移的动力主要有浮力水动力、异常 温度是最重要的影响因素。尽管目前认识到的TSR压力和构造应力等(李明诚,2004)。新近研究表明, 反应最低温度尚不统一,可以在100~140℃之间生油层和储集层流体剩余压力差(称之为源一储剩 (Kosu,1980, k ryosu et al,1993, Go ldhaber et余压力差)的大小不仅直接指示了运移的方向,同时 al,195s, Gertrud et al,1997),但TSR反应速率也是油气运聚成藏的根本动力(柳广弟等,2005 与H2S含量有关,且随着H2S分压增大而升高( Ezat Zhao et al,2005a)。源一储剩余压力差大小是衡量 Heydari,1997),在无H2S时反应速率特别低。 油气运聚效率的重要指标,针对中国大中型气田的 东北地区飞仙关组鲕滩高效气藏普遍高含统计资料表明(表3),源一储剩余压力差越大,天然 H2S和CO酸性气体。对H2S气体成因,有学者倾向气运聚效率越高( Zhao et al,2005a)。利于高效气藏 于用TSR反应进行解释(王一刚等,2002b,朱光有形成的源一储剩余压力差超过25MPa(柳广弟等, 等,2005)。 2005) 川东北地区构造演化及成藏史分析,表明晚 四川盆地二叠系烃源岩、飞仙关组储集层、嘉陵 叠世晩期一早侏罗世是飞仙关组古油藏形成的关键江组膏盐岩盖层构成良好的生储盖组合。从现今地 时期。中侏罗世,古油藏被深埋至5000~7000m,地层的流体压力看,二叠系烃源岩具有异常高地层压 层温度达到120~160℃。同时发生断裂作用,使得富力,压力系数在13~18之间,而飞仙关组鲕滩储层 含SO的地层水不断沿原有溶孔、溶缝以及断裂进表现为常压。通过拟合不同层系的流体压力与深度 入古油藏。烃类与SO发生TSR反应,一方面消耗关系(图10),反演成油高峰期和成气高峰期的二 烃类,另一方面产生大量酸性气体H2S和CO2这些叠系烃源岩和飞仙关鲕滩储层的剩余压力差,结果 酸性气体对早期方解石胶结物产生溶蚀作用,使得 o1994-2007chinaAcademicJournalelEctronicPublishinghOuse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
区沉积以深水盆地充填作用为主。早期发育重力流, 晚期海槽被填平。鲕粒岩不发育, 因而缺乏孔隙性储 层。目前该区发现的气藏都是小型气藏, 皆为裂缝性 储层的构造圈闭气藏。 3. 2 液态烃充注有效阻止了胶结作用 鲕粒白云岩储层中可见大量溶孔被沥青充填、 半充填或洞壁有沥青膜, 充分表明这些储层中曾经 被液态烃所充注。液态烃充注孔隙的过程, 实际上是 油驱水的过程, 使得孔隙内可动水含量大大减少, 水 —岩反应几率降低, 孔隙内的胶结作用减少, 早期形 成的孔隙得以保存。可以从大量铸体薄片以及成岩 研究中得到证实。未被沥青充填的灰岩或白云岩中, 形成于成烃期前、浅埋藏阶段的胶结物, 成分为白云 石, 以细—中晶为主, 从颗粒边缘至粒间孔中心, 由 栉壳状白云石→细晶白云石→中晶白云石的变化特 征明显, 充填粒间余孔, 使原生粒间孔几乎全部消 失。而有沥青充填的白云岩中, 多数情况下溶蚀孔发 育, 且被沥青环绕。 3. 3 TSR 反应产生酸性气体的溶蚀作用 W ordon 等(1995) 用如下反应式来表示热化学 硫酸盐还原作用(简称 T SR 反应) , 即: 烃类+ SO 2- 4 蚀变烃类+ 固态沥青+ H 2S+ H 2O + HCO - 3 (CO 2) + 热 CaSO 4+ CH 4 CaCO 3+ H 2S+ H 2O 在 T SR 反应过程中, 主要控制因素包括硫酸盐浓 度、H 2S 分压以及温度(O hmoto et al. , 1982)。其中, 温度是最重要的影响因素。尽管目前认识到的 T SR 反应最低温度尚不统一, 可以在100～ 140℃之间 (K iyosu, 1980; K iyosu et al. , 1993; Goldhaber et al. , 1995; Gertrud et al. , 1997) , 但 T SR 反应速率 与H 2S 含量有关, 且随着H 2S 分压增大而升高(Ezat H eydari, 1997) , 在无H 2S 时反应速率特别低。 川东北地区飞仙关组鲕滩高效气藏普遍高含 H 2S 和CO 2酸性气体。对H 2S 气体成因, 有学者倾向 于用 T SR 反应进行解释(王一刚等, 2002b; 朱光有 等, 2005)。 川东北地区构造演化及成藏史分析, 表明晚三 叠世晚期—早侏罗世是飞仙关组古油藏形成的关键 时期。中侏罗世, 古油藏被深埋至5000～ 7000 m , 地 层温度达到120～ 160°C。同时发生断裂作用, 使得富 含 SO 2- 4 的地层水不断沿原有溶孔、溶缝以及断裂进 入古油藏。烃类与 SO 2- 4 发生 T SR 反应, 一方面消耗 烃类, 另一方面产生大量酸性气体H 2S 和CO 2。这些 酸性气体对早期方解石胶结物产生溶蚀作用, 使得 原有的孔隙不断扩大。这种深埋环境下发生的溶蚀 孔隙, 在薄片中主要表现为沥青四周都发育孔隙, 而 且孔隙形态多呈港湾状, 或者与裂缝相连。薄片统计 表明, 在局部层段, 深部溶蚀孔的面孔率可达到3% ～ 6%。 综上所述, 川东北地区飞仙关组鲕粒白云岩优 质储层的形成, 经历了如下6个阶段 (图9): ① 同沉 积阶段, 蒸发台地边缘鲕粒岩滩, 垂向加积厚度大, 鲕粒分选较好, 颗粒之间原生粒间孔隙发育; ② 早 期成岩阶段, 裂陷槽台缘滩长期暴露, 发生大气淡水 溶蚀作用和混合白云石化作用, 形成了以鲕模孔和 溶孔为主的大量溶孔; ③ 有机质低熟阶段, 有机质 热解产生有机酸, 通过断层和裂缝进入储集层, 使得 孔隙内胶结物发生溶蚀, 产生溶蚀孔, 为液态烃充注 提供有利空间; ④ 成油窗阶段, 液态烃充注孔隙, 有 效阻止孔隙内胶结作用发生; ⑤ 成气窗阶段, T SR 反应, 产生了大量的 H 2S 和 CO 2, 沿裂隙、大的溶孔 充注在岩石中并发生溶蚀; ⑥ 燕山晚期—喜马拉雅 期抬升阶段, 随着大巴山向盆地的冲断与褶皱作用, 飞仙关组被冲断与抬升, 一方面地层温度和压力降 低, 使得 T SR 反应趋于停滞, 减少了对烃类的消耗; 另一方面, 断层发育, 改善储层。 4 成藏过程分析 4. 1 源—储剩余压力差与断层优势输导作用 油气二次运移的动力主要有浮力、水动力、异常 压力和构造应力等 (李明诚, 2004)。新近研究表明, 生油层和储集层流体剩余压力差(称之为源—储剩 余压力差) 的大小不仅直接指示了运移的方向, 同时 也是油气运聚成藏的根本动力 (柳广弟等, 2005; Zhao et al. , 2005a)。源—储剩余压力差大小是衡量 油气运聚效率的重要指标, 针对中国大中型气田的 统计资料表明(表3) , 源—储剩余压力差越大, 天然 气运聚效率越高(Zhao et al. , 2005a)。利于高效气藏 形成的源—储剩余压力差超过25 M Pa (柳广弟等, 2005)。 四川盆地二叠系烃源岩、飞仙关组储集层、嘉陵 江组膏盐岩盖层构成良好的生储盖组合。从现今地 层的流体压力看, 二叠系烃源岩具有异常高地层压 力, 压力系数在1. 3～ 1. 8之间, 而飞仙关组鲕滩储层 表现为常压。通过拟合不同层系的流体压力与深度 关系 (图10) , 反演成油高峰期和成气高峰期的二 叠系烃源岩和飞仙关鲕滩储层的剩余压力差, 结果 417 地 质 论 评 2006 年
5期 赵文智等:四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理 715 储层成岩作用序列深度 EN(℃ 圈温度成烃阶段 I期:栉壳状胶结 期颗粒选择性溶蚀1 未成熟 混合白云石化 Ⅱ期:粒间-粒内胶结 构造裂缝与溶蚀 烃类侵入 窗 深埋期压溶与重结晶 H2S+酸性流体 成油窗 非选择性溶蚀 构造抬升、脱气、 地层温度(℃) 原油 晚期裂缝 第三次充填胶结 裂解气 孔隙演化 油气运移期 Gas 晚期裂缝 主要孔隙类型 8 原生粒间孔鲕模孔埋藏期溶孔深埋期溶孔 粒内溶孔 图9飞仙关组气藏储层与成烃演化示意图 Fig 9 The schem atic outline show ng Tu reservo ir rock evo luton and hydrocarbon generating 表明成油期剩余压力差在20~25MPa,成气期剩余为油气沿断裂发生高效输导提供了强大的动力 压力差在25~40MPa。如此高的源-储剩余压力差 断层不仅可做为油气运移通道,还可以阻挡油 表3我国主要气藏源一储剩余压差与储量丰度统计表 地层压力(MP able 3 Reserve a bun danee and residual pressure d ifference between souree and reservo irs 石炭系:p=0.013-3.4353(2=0.88 in China'smajor gas reservoirs 2500 叠系:p=0.017h-6.988(0=0.86 飞仙关组:p=0.00sh+2.292(20.7) 气田 储量丰度源一储剩余 (×103m3/m2)压差Pa) 克拉2 59 飞关组趋势线 4000 二叠系趋势线 库车前陆羊塔克 358 盆地吐孜洛克 40 二叠系 英买7号 7.32 石炭系 塔里木盆地和田河 四笑益 rous 453 盆地 准噶尔盆 呼图壁 30 533 Feixianguan Fm. 四川盆地罗家寨 苏里格 图10川东北地区地层压力与深度关系 鄂尔多斯盆地长庆 092 265 低效 气藏 Fig 10 The relat insh p between dep th and fom ati pressure in northeastern of the Sichuan basi 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
图 9 飞仙关组气藏储层与成烃演化示意图 F ig. 9 T he schem atic outline show ing T1f reservoir rock evolution and hydrocarbon generating 表明成油期剩余压力差在20～ 25 M Pa; 成气期剩余 压力差在25～ 40M Pa。如此高的源- 储剩余压力差 表 3 我国主要气藏源—储剩余压差与储量丰度统计表 Table 3 Reserve abundance and residua l pressures difference between source and reservo irs in Ch ina’s ma jor ga s reservo irs 盆地 气田 储量丰度 (×108 m 3ökm 2 ) 源—储剩余 压差(M Pa) 备注 库车前陆 盆地 塔里木盆地 准噶尔盆地 四川盆地 鄂尔多斯盆地 克拉2 59. 05 51. 2 迪那2 15. 38 48. 8 羊塔克 14. 40 35. 8 吐孜洛克 7. 68 40. 5 牙哈 6. 51 35. 5 英买7号 7. 32 41. 1 和田河 4. 30 45. 3 呼图壁 8. 30 53. 3 罗家寨 7. 56 39. 7 苏里格 1. 27 25. 1 长庆 0. 92 26. 5 长东 0. 75 20. 1 高效 气藏 低效 气藏 为油气沿断裂发生高效输导提供了强大的动力。 图 10 川东北地区地层压力与深度关系 F ig. 10 T he relationsh ip betw een dep th and form ation p ressure in northeastern of the Sichuan basin 断层不仅可做为油气运移通道, 还可以阻挡油 第 5 期 赵文智等: 四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理 517
716 气运移使得油气聚集成藏。烃源岩大量生排烃期发的120℃左右;地层压力由180MPa降低到目前的40 生的断层活动有利于油气运移,成为优势通道(李明 50MPa地层超压由100MPa降低到目前的0 诚,2004)。川东北地区自海西期以来,经历了印支运1.0MPa(图11)。在相对较短时间内快速降温与降 动燕山运动以及喜马拉雅运动多期构造活动。印支压,使得受古构造控制的早期气藏发生调整与破坏, 晚期一燕山早期,该区做为川东构造的一部分,主要形成现今气水复杂的气藏分布状态。这一认识可从 受来自SE方向的挤压,形成NE向断裂和褶皱隆渡口河构造气水分布得到证实。该构造在T3-J处 起燕山晚期一喜马拉雅期,主要受控于大巴山弧形于开江古隆起的高部位,普遍发育含量较高的储层 构造带的向南挤压,形成Nw向逆冲构造(汪泽成沥青揭示该构造早期石油充注程度高(图6)。燕山晚 等,2004) 期一喜马拉雅期形成的渡口河断层使得该构造最终 由断层活动产生的构造裂缝在飞仙关组地层中广泛定型,早期统一的油气藏被调整,在构造低部位出现 发育。镜下观察,至少存在三期裂缝。第一期裂缝,多水层。如渡5井钻遇构造低部位,飞仙关组产水,但储 呈张性,被方解石充填,且被后期裂缝错开。方解石层沥青却非常发育。 脉包裹体以盐水包裹体为主,均一温度在80-95℃ 地质年代温 之间,推测形成于印支早期,并在成油期前形成。第 二期裂缝切割第一期裂缝,缝内充填大量沥青,部分 度演化曲线 薄片可见沥青充填鲕粒被错开。裂缝内方解石脉包 裹体均一温度在120~140℃,推测形成于燕山早期 与大量生油期相吻合。第三期裂缝,切割早期裂缝, 鸣 1压力顶化曲线 05 c卡 多未被充填,裂缝内少量方解石脉的包裹体均一温 测化线 度在150-170℃,推测形成于燕山晚期至喜马拉雅 飞仙关顶界埋深 期,与成藏期相吻合。岩心观察发现沥青沿微裂缝呈 叶脉状或毛细血管状分布,清晰地再现了油气运移 痕迹。镜下观察发现,裂缝发育程度与溶蚀孔发育程 度有很好的对应关系,网状分布的裂缝发育区,溶蚀 孔往往连成一片,孤立的裂缝发育区,溶蚀孔多呈链 条状分布 图11坡东1井飞仙关组地层温度与压力的演化史曲线 42晚期构造运动对气藏形成的影响 Fig 11 Evolutin of Tif fom atin tem perature 川东北地区飞仙关组鲕滩高效气藏受控于构造 and pressure (well PD 1) 岩性复合圈闭尽管研究区范围鲕粒白云岩储层分 布广泛,但也非有好储层就有天然气聚集。在同一构 造岩性圈闭的低部位仍然有产水现象。因而,飞仙5结论 关组鲕滩气藏气水分布状态复杂。目前已获气藏中 (1)川东北地区飞仙关组鲕滩储层沥青的地球 滚子坪和金珠坪气藏气水界面最浅,均为-2700化学研究证实气源主要来自原油裂解气。印支晚期 m;七里峡北最深,为-4900m,二者高差达2200m。一燕山中期继承性发育NE向古隆起,对古油藏的 七里北1井鲕滩储层的埋深已接近6000m,测试日聚集有一定的控制作用,推测古油藏分布面积达700 产气量超过83×10m3,充分显示了深层鲕滩气藏km2,原油储量达40~50亿t燕山中晚期的快速深 的勘探前景。 埋,使得早期液态烃成为高效气源灶 造成鲕滩气藏气水分布复杂的因素,与晚期强 (2)储层是高效气藏形成的关键因素之一。发 烈构造运动所引起的气藏调整与改造有关。白垩纪育在蒸发台地环境中的鲕粒白云岩,经历了成岩初 以来,从大巴山向盆地的推覆与冲断褶皱作用,使得期的白云岩化作用、成油期的烃类充注、深埋阶段酸 三叠系及其上覆地层卷入变形,且遭受剥蚀。估算剥性气体(H2S和CO2)溶蚀作用以及多期裂缝改造 蚀最大厚度超过5000m。另一方面,遭受抬升的地使得这部分优质储层不受埋深限制,有利于深部天 层和气藏发生降温与降压作用。从场模拟结果看,飞然气勘探。 仙关组地层温度由晚白垩世的大于260℃,降到目前 (3)二叠系烃源岩与飞仙关组储集层之间存在 o1994-2007ChinaAcademicjOurnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
气运移使得油气聚集成藏。烃源岩大量生排烃期发 生的断层活动有利于油气运移, 成为优势通道(李明 诚, 2004)。川东北地区自海西期以来, 经历了印支运 动、燕山运动以及喜马拉雅运动多期构造活动。印支 晚期—燕山早期, 该区做为川东构造的一部分, 主要 受来自 SE 方向的挤压, 形成N E 向断裂和褶皱隆 起; 燕山晚期—喜马拉雅期, 主要受控于大巴山弧形 构造带的向南挤压, 形成NW 向逆冲构造 (汪泽成 等, 2004)。 由断层活动产生的构造裂缝在飞仙关组地层中广泛 发育。镜下观察, 至少存在三期裂缝。第一期裂缝, 多 呈张性, 被方解石充填, 且被后期裂缝错开。方解石 脉包裹体以盐水包裹体为主, 均一温度在80～ 95℃ 之间, 推测形成于印支早期, 并在成油期前形成。第 二期裂缝切割第一期裂缝, 缝内充填大量沥青; 部分 薄片可见沥青充填鲕粒被错开。裂缝内方解石脉包 裹体均一温度在120～ 140℃, 推测形成于燕山早期, 与大量生油期相吻合。第三期裂缝, 切割早期裂缝, 多未被充填; 裂缝内少量方解石脉的包裹体均一温 度在150～ 170℃, 推测形成于燕山晚期至喜马拉雅 期, 与成藏期相吻合。岩心观察发现沥青沿微裂缝呈 叶脉状或毛细血管状分布, 清晰地再现了油气运移 痕迹。镜下观察发现, 裂缝发育程度与溶蚀孔发育程 度有很好的对应关系, 网状分布的裂缝发育区, 溶蚀 孔往往连成一片; 孤立的裂缝发育区, 溶蚀孔多呈链 条状分布。 4. 2 晚期构造运动对气藏形成的影响 川东北地区飞仙关组鲕滩高效气藏受控于构造 2岩性复合圈闭, 尽管研究区范围鲕粒白云岩储层分 布广泛, 但也非有好储层就有天然气聚集。在同一构 造2岩性圈闭的低部位仍然有产水现象。因而, 飞仙 关组鲕滩气藏气水分布状态复杂。目前已获气藏中 滚子坪和金珠坪气藏气水界面最浅, 均为- 2700 m; 七里峡北最深, 为- 4900 m , 二者高差达2200 m。 七里北1井鲕滩储层的埋深已接近6000 m , 测试日 产气量超过83×104 m 3 , 充分显示了深层鲕滩气藏 的勘探前景。 造成鲕滩气藏气水分布复杂的因素, 与晚期强 烈构造运动所引起的气藏调整与改造有关。白垩纪 以来, 从大巴山向盆地的推覆与冲断褶皱作用, 使得 三叠系及其上覆地层卷入变形, 且遭受剥蚀。估算剥 蚀最大厚度超过5000 m。另一方面, 遭受抬升的地 层和气藏发生降温与降压作用。从场模拟结果看, 飞 仙关组地层温度由晚白垩世的大于260℃, 降到目前 的120℃左右; 地层压力由180 M Pa 降低到目前的40 ～ 50 M Pa; 地层超压由100 M Pa 降低到目前的0～ 110 M Pa (图11)。在相对较短时间内快速降温与降 压, 使得受古构造控制的早期气藏发生调整与破坏, 形成现今气水复杂的气藏分布状态。这一认识可从 渡口河构造气水分布得到证实。该构造在 T3 - J 1处 于开江古隆起的高部位, 普遍发育含量较高的储层 沥青揭示该构造早期石油充注程度高(图6)。燕山晚 期—喜马拉雅期形成的渡口河断层使得该构造最终 定型, 早期统一的油气藏被调整, 在构造低部位出现 水层。如渡5井钻遇构造低部位, 飞仙关组产水, 但储 层沥青却非常发育。 图 11 坡东1井飞仙关组地层温度与压力的演化史曲线 F ig. 11 Evolution of T1f form ation temperature and p ressure (w ell PD 1) 5 结论 (1) 川东北地区飞仙关组鲕滩储层沥青的地球 化学研究证实气源主要来自原油裂解气。印支晚期 —燕山中期继承性发育N E 向古隆起, 对古油藏的 聚集有一定的控制作用, 推测古油藏分布面积达700 km 2 , 原油储量达40～ 50亿 t。燕山中晚期的快速深 埋, 使得早期液态烃成为高效气源灶。 (2) 储层是高效气藏形成的关键因素之一。发 育在蒸发台地环境中的鲕粒白云岩, 经历了成岩初 期的白云岩化作用、成油期的烃类充注、深埋阶段酸 性气体(H 2S 和 CO 2 ) 溶蚀作用以及多期裂缝改造, 使得这部分优质储层不受埋深限制, 有利于深部天 然气勘探。 (3) 二叠系烃源岩与飞仙关组储集层之间存在 617 地 质 论 评 2006 年
5期 赵文智等:四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理 717 强大的剩余压力差,为天然气沿断层(裂缝)发生垂朱光有张水昌梁英波,等2005川东北地区飞仙关组高含H2S天 向运移提供强大动力,使得天然气运聚效率高。 然气TSR成因的同位素证据中国科学①D辑),35(11):1037 4)燕山晚期一喜马拉雅期的强烈构造活动, Bumham A K, Gregg HR, Ward R L, et al 1997. Decompositon kr 剥蚀作用和断层冲断活动强烈,飞仙关组地层温度 netics and m echan im of n-hexadecane-1, 2-13Ca and dodec-l-ene- 和压力快速降低,一方面使得因TSR反应发生的烃 1, 2-13C2 doped in petroleum and n-hexadecane Geoch m a et osmoch m ica A cta, 61: 3725. 类消耗趋于停滞,另一方面导致气藏发生调整与改 Ezat Heydari199 The role of burial d agenesis in hydrocarbon de- 造 structon and HaS accum ultEn, U pper Jurassi Sm ackover For- matin, B lck Creek Fil, M ississppi AA PG Bulletn, 81(1) 参考文献/ References Gertrud Baric, M laden Jungw irth 1997 Gas souring by themo 陈世加付晓文,马力宁,等2002干酪根裂解气和原油裂解气的 chem ical sulfate reduction at 140C. D iscusson L. AAPG Bul 成因判识方法石油实验地质,24(4):364366 ktmn,81(5):814815 陈更生,曾伟,杨雨,等2005川东北地区飞仙关组白云石化成因探 Go ldhaberM B,orwL.1995 K inetic contro ls on thermochem ical 讨天然气工业,25(4):40~43 sulfate reductin as a source of sedm entary H2S In: vanrava- 李明诚2004石油与天然气运移(第三版).北京石油工业出版社 murth A, Eglinton T 1 Schoonen M A, eds Geochem ical 柳广弟,李剑,李景明,等2005天然气成藏过程有效性的主控因素 transfo matons of sed mentary sulfur: Amerian Chem cal Society 与评价方法天然气地球科学,16(1):P6 mposium Series 612, 412-625 马永生郭旭升郭形楼,等2005四川盆地普光大型气田的发现与 Hosfield B, Schenk h j, Mills n,etal1992 An invest isatin of the 勘探启示地质论评,51(4):477~480 n-reservo ir converson of oil to gas composit onal and kinetic 马永生,蔡勋育,李国雄2005b四川盆地普光大型气臧基本特征及 findings from cb stem programmed-temperature py ro lysis 成藏富集规律地质学报,79(6):858~865 Organic Geochem istry, 19: 19h 204. 冉隆辉陈更生张健等2002四川盆地东北部飞仙关鲕滩储层分 K NoSu Y.198 Chem ical reductin and sulfur- iso tope effects of suh 布研究与勘探潜力分析中国石油勘探,7(1):4655 fate by organ ie matter under hydro themal conditons Chen ial 汪泽成,赵文智,张林等2002四川盆地构造层序与天然气勘探 Geo bgy, 30: 47- 56 北京:地质出版社 K iosu Y, Krouse H R. 1993 Themochem ical reducton and sulfur 汪泽成,邹才能,陶士振,等2004大巴山前陆盆地形成及演化与油 behavor of sulfate by aceti acid in the presence of native sulfur 气勘探潜力分析石油学报,25(6):23-28 Geochem ical JournaL 27: 49-57 王一刚,刘划一,文应初,等2002a川东飞仙关组鲕滩储层分布规 Ohmoto h, L asaga A C1982 Kineties of reactons betw een aqueous 律勘探方法与远景预测天然气工业,22(增刊):14-19 sulfates and su lf ides n hydrothemal systems Geochm ia et Cos- 王一刚,窦立荣,文应初,等2002h四川盆地东北部三叠系飞仙关 ochm ica A cta, 46: 1727 1745 组高含硫气藏H2S成因研究,地球化学,31(6):517524 Prinzhofer A, Huc A Y. 1995 Geneti and post-genetic molecular 魏国齐,陈更生,杨威等2004川北下三叠统飞仙关组“槽台“沉积 and iso top c fractmnaton in natural gases Chen. Geol, 126(3 体系及演化沉积学报,22(2):254260 魏国齐,杨威,张林等2005川东北飞仙关组鲕滩储层白云石化成 Waples D w. 2000 The k inetics of n-reservo ir oil destructon and gas 因模式天然气地球科学,16(2):162166 徐永昌1994天然气成因理论及应用北京:科学出版社 fomation: Constraints from expermental and emp irial data, and rom themodynan cs Organ c Geochem istry, 31: 553-575 谢增业魏国齐,李剑,等2004a川东北飞仙关组鲕滩储层沥青与天 Wordon R H, Smalley PC, Oxtoby N H199 i Gas souring by ther- 然气成藏过程天然气工业,24(12):1719 mochem ial su lfate reduction at 140C. AAPG Bulletin. 79: 845 谢增业,田世澄,李剑,等2004h川东北飞仙关组鲕滩天然气地球化 学特征与成因地球化学,33(6):567~573 Zhao w enzhi, W ang Zecheng, L iX oq ing 2005a L itho ical arch 杨家静,王一刚,王兰生,等2002四川盆地东部长兴组一飞仙关组 tecture,geobg ical process and energy-fel encironment are mapr 气藏地球化学特征及气源讨论沉积学报,20(2):349353 factors for the fomation of hydrocarbon reservoirs Progress im 杨雨,文应初2002川东北开江一梁平海橹发育对Ty鲕粒岩分布 Natural Scence, 15(10): 877-886 的预测天然气工业,22(增刊):30~-32 Zhao w z, Luo P, Chen GS, et al 2005b orign and reservo ir rock 赵文智,王兆云,张水昌,等2005有机质”接力成气模式的提出及 character istics of do stones in the early triassic Feixianguan for- 其在勘探中的意义石油勘探与开发,32(2):卜7 matin. NE Sichuan Basin. China: Sien fiance for future 赵孟军2002塔里木盆地和田河气田天然气的特殊来源及非烃组 bratin J of Petro leum Geobgy, 228(1): 83 100 分的成因地质论评,48(5):480-486 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
强大的剩余压力差, 为天然气沿断层(裂缝) 发生垂 向运移提供强大动力, 使得天然气运聚效率高。 (4) 燕山晚期—喜马拉雅期的强烈构造活动, 剥蚀作用和断层冲断活动强烈, 飞仙关组地层温度 和压力快速降低, 一方面使得因 T SR 反应发生的烃 类消耗趋于停滞, 另一方面导致气藏发生调整与改 造。 参 考 文 献öReferences 陈世加, 付晓文, 马力宁, 等. 2002. 干酪根裂解气和原油裂解气的 成因判识方法. 石油实验地质, 24 (4): 364～ 366. 陈更生, 曾伟, 杨雨, 等. 2005. 川东北地区飞仙关组白云石化成因探 讨. 天然气工业, 25 (4): 40～ 43. 李明诚. 2004. 石油与天然气运移(第三版). 北京: 石油工业出版社. 柳广弟, 李剑, 李景明, 等. 2005. 天然气成藏过程有效性的主控因素 与评价方法. 天然气地球科学, 16 (1): 1～ 6. 马永生, 郭旭升, 郭彤楼, 等. 2005a. 四川盆地普光大型气田的发现与 勘探启示. 地质论评, 51 (4): 477～ 480. 马永生, 蔡勋育, 李国雄. 2005b. 四川盆地普光大型气藏基本特征及 成藏富集规律. 地质学报, 79 (6): 858～ 865. 冉隆辉, 陈更生, 张健, 等. 2002. 四川盆地东北部飞仙关鲕滩储层分 布研究与勘探潜力分析. 中国石油勘探, 7 (1): 46～ 55. 汪泽成, 赵文智, 张林, 等. 2002. 四川盆地构造层序与天然气勘探. 北京: 地质出版社. 汪泽成, 邹才能, 陶士振, 等. 2004. 大巴山前陆盆地形成及演化与油 气勘探潜力分析. 石油学报, 25 (6): 23～ 28. 王一刚, 刘划一, 文应初, 等. 2002a. 川东飞仙关组鲕滩储层分布规 律勘探方法与远景预测. 天然气工业, 22 (增刊): 14～ 19. 王一刚, 窦立荣, 文应初, 等. 2002b. 四川盆地东北部三叠系飞仙关 组高含硫气藏H2S 成因研究, 地球化学, 31 (6): 517～ 524. 魏国齐, 陈更生, 杨威, 等. 2004. 川北下三叠统飞仙关组“槽台”沉积 体系及演化. 沉积学报, 22 (2): 254～ 260. 魏国齐, 杨威, 张林, 等. 2005. 川东北飞仙关组鲕滩储层白云石化成 因模式. 天然气地球科学, 16 (2): 162～ 166. 徐永昌. 1994. 天然气成因理论及应用. 北京: 科学出版社. 谢增业, 魏国齐, 李剑, 等. 2004a. 川东北飞仙关组鲕滩储层沥青与天 然气成藏过程. 天然气工业, 24 (12): 17～ 19. 谢增业, 田世澄, 李剑, 等. 2004b. 川东北飞仙关组鲕滩天然气地球化 学特征与成因. 地球化学, 33 (6): 567～ 573. 杨家静, 王一刚, 王兰生, 等. 2002. 四川盆地东部长兴组—飞仙关组 气藏地球化学特征及气源讨论. 沉积学报, 20 (2): 349～ 353. 杨雨, 文应初. 2002. 川东北开江—梁平海槽发育对 T1f 鲕粒岩分布 的预测. 天然气工业, 22 (增刊): 30～ 32. 赵文智, 王兆云, 张水昌, 等. 2005. 有机质"接力成气"模式的提出及 其在勘探中的意义. 石油勘探与开发, 32 (2): 1～ 7. 赵孟军. 2002. 塔里木盆地和田河气田天然气的特殊来源及非烃组 分的成因. 地质论评, 48 (5): 480～ 486. 朱光有, 张水昌, 梁英波, 等. 2005. 川东北地区飞仙关组高含 H2S 天 然气 TSR 成因的同位素证据. 中国科学(D 辑) , 35 (11): 1037 ～ 1046. Burnham A K, Gregg H R, W ard R L , et al. 1997. Decomposition ki2 netics and m echanism of n2hexadecane21, 2213C2 and dodec212ene2 1, 2213C2 doped in petroleum and n2hexadecane. Geochim ica et Cosmochim ica A cta, 61: 3725～ 3737. Ezat Heydari. 1997. The role of burial diagenesis in hydrocarbon de2 struction and H2S accum ulation, U pper Jurassic Sm ackover For2 m ation, B lack Creek F ield, M ississipp i. AA PG Bulletin, 81 (1): 26～ 45. Gertrud Bari′c, M laden Jungw irth. 1997. Gas souring by thermo2 chem ical sulfate reduction at 140℃: D iscussion 1. AA PG Bul2 letin, 81 (5): 814～ 815. Goldhaber M B, O rr W L. 1995. Kinetic controls on thermochem ical sulfate reduction as a source of sedim entary H2S. In: V ainrava2 m urth A , Eglinton T I, Schoonen M A A , eds. Geochem ical transform ations of sedim entary sulfur: Am erican Chem ical Society Symposium Series 612, 412～ 625. Hosfield B, Schenk H J, M ills N , et al. 1992. A n investigation of the in2reservoir conversion of oil to gas: compositional and kinetic findings from closed2system p rogramm ed2temperature pyrolysis. O rganic Geochem istry, 19: 191～ 204. Kiyosu Y. 1980. Chem ical reduction and sulfur2isotope effects of sul2 fate by organic m atter under hydrotherm al conditions. Chem ical Geology, 30: 47～ 56. Kiyosu Y, Krouse H R. 1993. Thermochem ical reduction and sulfur behavior of sulfate by acetic acid in the p resence of native sulfur. Geochem icalJournal, 27: 49～ 57. O hmoto H, L asaga A C. 1982. Kinetics of reactions betw een aqueous sulfates and sulfides in hydrotherm al system s. Geochim ica et Cos2 mochim ica A cta, 46: 1727～ 1745. P rinzhofer A A , Huc A Y. 1995. Genetic and post2genetic molecular and isotop ic fractionation in natural gases. Chem. Geol. , 126 (3 ～ 4): 281～ 290. W ap les D W. 2000. The kinetics of in2reservoir oil destruction and gas form ation: Constraints from experim ental and emp irical data, and from thermodynam ics. O rganic Geochem istry, 31: 553～ 575. W ordon R H, Sm alley P C, O xtoby N H. 1995. Gas souring by ther2 mochem ical sulfate reduction at 140℃. AA PG Bulletin, 79: 845 ～ 863. Zhao W enzhi, W ang Zecheng, L i Xiaoqing. 2005a. L ithological archi2 tecture, geological p rocess and energy2field encironm ent are m ajor factors for the form ation of hydrocarbon reservoirs. P rogress in N atural Science, 15 (10): 877～ 886 Zhao W Z, L uo P, Chen G S, et al. 2005b. O rigin and reservoir rock characteristics of dolostones in the Early T riassic Feixianguan For2 m ation, N E Sichuan Basin, China: Significance for future gas ex2 p loration. J. of Petroleum Geology, l28 (1): 83～ 100. 第 5 期 赵文智等: 四川盆地东北部飞仙关组高效气藏形成机理 717
