第79第5期地质学报 ACTA GEOLOGICA SNICA vol 79 No6 四川盆地普光大型气藏基本特征及成藏富集规律 马永生,蔡勋育,李国雄 中国石油化工股份有限公司南方勘探开发分公司,昆明,650200 内容提要:普光气田是在四川盆地近期发现的规模最大、埋藏最深、资源丰度最高的气田,2005年初向国家储 委上交飞仙关组探明储量1144×10°m3,普光气田已初步落实的三级储量超过3500×10°m3。普光气田下三叠统飞 仙关组储层岩性以单一的白云岩为主发育鮞粒白云岩、残余鲕粒白云岩等储层储层物性以中孔中渗、高孔高渗 储层为主,为优质储层。深埋藏条件下的孔隙形成可能与深部热水溶蚀作用有关。临近主力生烃凹陷、优质储层发 育、适时的古隆起可能是普光大型气田形成的有利条件 关键词:四川盆地;普光气藏。飞仙关组;气藏特征,白云岩 概况 带因靠近大巴山前,以NEE向为主,构造圈闭呈紧 闭状排列,向南往盆地方向逐渐宽缓在黄金口、罗 普光气田位于四川盆地东北部宣汉一达县地区家寨一带以发育NE正向断层和紧闭褶皱为特征。 黄金口构造双石庙-普光构造带,为一构造-岩性复从地震预测的鲕滩分布看,鲕滩储层分布面积往往 合型大型气藏(图1a、b)气藏圈闭面积50km2主要超过构造圈闭范围,两者构成构造岩性复合型圈 含气层段为下三叠统飞仙关组及上二叠统长兴组,闭。如七里北为一向NE方向倾伏的鼻状构造,根据 均为白云岩储层。气藏埋藏深度大,飞仙关组气藏中地震储层预测,飞仙关组鲕滩储层向西南逐渐消失 部埋深大于4980m。气藏北邻铁山坡气田,东南与储层尖灭区即位于七里北鼻状构造西南上倾端,形 渡口河、罗家寨等气田相邻区内具有巨厚的烃源岩成构造·岩性复合型圈闭(图2)。渡口河飞仙关鲕滩 系和巨大的资源量、良好的区域盖层、多套储集层,气藏,其构造最低圈闭线海拔为-3950m,而已钴 资源丰度高,具有形成大中型气田的基本地质条件。的渡2井渡3井的含气有效储层的最低界面海拔分 目前该气田已完钻4口井,正钻3口井,初步控制了别为-3966m、-3978m,低于最低构造圈闭线(表 气田的范围。2005年初向国家储委上交飞仙关组探1)。 明储量1144×10°m3,普光气田已初步落实的三级储 东岳寨-普光背斜带表现为与逆冲断层有关的 量超过3500×10m3,该气田是四川盆地已发现气藏西南高北东低西陡东缓NNE走向的大型断背斜 中规模最大的(马永生等,1992005)康竹林等,型构造,普光气藏处于东岳寨普光背斜带的北段 2000)。 从地震预测及钻探情况分析,与七里北、渡口河等具 有相似的圈闭性质。普光构造与东岳寨构造之间有 2气藏基本特征 构造鞍部。钻探在构造南高点的川岳83井和川岳 21典型的构造岩性复合型圈闭 84井,飞仙关组、长兴组未发现储层及油气显示,在 川东北构造形变主要受东部的川东褶皱冲断带构造北翼低部位的普光1并普光2井和普光4井发 及北部的大巴山褶皱冲断带的影响,发育两种走向现了巨厚白云岩储层和高产天然气流。这种分异主 的构造圈闭。一类是川东高陡构造带NE向构造圈要靠台地边缘台地相沉积与陆棚相沉积的分隔,台 闭另一类是wW向构造圈闭主要分布在华蓥山以地边像一台地相沉积在地震剖面上反射清楚。相变 西广大地区及大巴山山前地带。由于所处构造位置带两侧的沉积储层发育完全不同,其西侧受NE向 不同,构造圈闭形态有所差异。在马头寨一老鹰岩 逆冲断层控制,北侧与东侧受构造线控制,南部受 收稿日期2005-05-26改回日期:2005-09-05,责任编辑周健。 作者简介:马永生,男,1961年生,教授级高级工程师。1990年于中国地质科学院研究生部获理学博士学位。现任中石化南方分公司总地质 师。 Email: yongshou@ sohu com 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.aLlrightsreservedhttp://www.cnki.net
收稿日期: 2005205226; 改回日期: 2005209205; 责任编辑: 周健。 作者简介: 马永生, 男, 1961 年生, 教授级高级工程师。1990 年于中国地质科学院研究生部获理学博士学位。现任中石化南方分公司总地质 师。Em ail: yongshm a@ sohu. com。 四川盆地普光大型气藏基本特征及成藏富集规律 马永生, 蔡勋育, 李国雄 中国石油化工股份有限公司南方勘探开发分公司, 昆明, 650200 内容提要: 普光气田是在四川盆地近期发现的规模最大、埋藏最深、资源丰度最高的气田, 2005 年初向国家储 委上交飞仙关组探明储量1144×108m 3 , 普光气田已初步落实的三级储量超过3500×108m 3。普光气田下三叠统飞 仙关组储层岩性以单一的白云岩为主, 发育鲕粒白云岩、残余鲕粒白云岩等储层; 储层物性以中孔中渗、高孔高渗 储层为主, 为优质储层。深埋藏条件下的孔隙形成可能与深部热水溶蚀作用有关。临近主力生烃凹陷、优质储层发 育、适时的古隆起可能是普光大型气田形成的有利条件。 关键词: 四川盆地; 普光气藏; 飞仙关组; 气藏特征; 白云岩 1 概况 普光气田位于四川盆地东北部宣汉—达县地区 黄金口构造双石庙2普光构造带, 为一构造2岩性复 合型大型气藏(图1a、b)。气藏圈闭面积50 km 2 , 主要 含气层段为下三叠统飞仙关组及上二叠统长兴组, 均为白云岩储层。气藏埋藏深度大, 飞仙关组气藏中 部埋深大于4980 m。气藏北邻铁山坡气田, 东南与 渡口河、罗家寨等气田相邻, 区内具有巨厚的烃源岩 系和巨大的资源量、良好的区域盖层、多套储集层, 资源丰度高, 具有形成大中型气田的基本地质条件。 目前该气田已完钻4 口井, 正钻3 口井, 初步控制了 气田的范围。2005 年初向国家储委上交飞仙关组探 明储量1144×108m 3 , 普光气田已初步落实的三级储 量超过3500×108m 3 , 该气田是四川盆地已发现气藏 中规模最大的 (马永生等, 1999, 2005; 康竹林等, 2000)。 2 气藏基本特征 2. 1 典型的构造2岩性复合型圈闭 川东北构造形变主要受东部的川东褶皱冲断带 及北部的大巴山褶皱冲断带的影响, 发育两种走向 的构造圈闭。一类是川东高陡构造带N E 向构造圈 闭; 另一类是NW 向构造圈闭, 主要分布在华蓥山以 西广大地区及大巴山山前地带。由于所处构造位置 不同, 构造圈闭形态有所差异。在马头寨—老鹰岩一 带因靠近大巴山前, 以N EE 向为主, 构造圈闭呈紧 闭状排列, 向南往盆地方向逐渐宽缓; 在黄金口、罗 家寨一带以发育N E 正向断层和紧闭褶皱为特征。 从地震预测的鲕滩分布看, 鲕滩储层分布面积往往 超过构造圈闭范围, 两者构成构造2岩性复合型圈 闭。如七里北为一向N E 方向倾伏的鼻状构造, 根据 地震储层预测, 飞仙关组鲕滩储层向西南逐渐消失, 储层尖灭区即位于七里北鼻状构造西南上倾端, 形 成构造2岩性复合型圈闭(图2)。渡口河飞仙关鲕滩 气藏, 其构造最低圈闭线海拔为- 3950 m , 而已钻 的渡2 井、渡3 井的含气有效储层的最低界面海拔分 别为- 3966 m、- 3978 m , 低于最低构造圈闭线(表 1)。 东岳寨2普光背斜带表现为与逆冲断层有关的 西南高北东低、西陡东缓、NN E 走向的大型断背斜 型构造, 普光气藏处于东岳寨2普光背斜带的北段。 从地震预测及钻探情况分析, 与七里北、渡口河等具 有相似的圈闭性质。普光构造与东岳寨构造之间有 一构造鞍部。钻探在构造南高点的川岳83 井和川岳 84 井, 飞仙关组、长兴组未发现储层及油气显示, 在 构造北翼低部位的普光1 井、普光2 井和普光4 井发 现了巨厚白云岩储层和高产天然气流。这种分异主 要靠台地边缘2台地相沉积与陆棚相沉积的分隔, 台 地边缘—台地相沉积在地震剖面上反射清楚。相变 带两侧的沉积、储层发育完全不同, 其西侧受N E 向 逆冲断层控制, 北侧与东侧受构造线控制, 南部受 第7 9卷 第6 期 2 0 0 5 年 1 2 月 地 质 学 报 A CTA GEOLO G ICA S IN ICA V o l. 79 N o. 6 D ec. 2 0 0 5
第6期 马永生等:四川盆地普光大型气藏基本特征及成藏富集规律 859 (b) 光1井 光2井 川岳83 岳84井 普 普 气田及含气构遗 风了 每值m 图1普光气田地理位置(a)及井位分布图(b) i' ig 1 Geograp h ic beaton m ap of the Puguang gas field(a)and distr bution of the well sites 川岳83并 普光2并 裂型气成 图2普光气田气藏剖面图 Fig 2 Gas pool sectin of the Puguang gas field 相变带控制,是一受鼻状构造与相变线共同控制的性。储层岩石类型复杂,主要包括含砂屑泥晶白云 构造-岩性复合型圈闭,是两个独立的成藏系统 岩,鲕粒白云岩,残余鲕粒白云岩,糖粒状残余鲕粒 22下三叠统飞仙关组优质白云岩储层 白云岩,含砾屑鲕粒白云岩,中细晶白云岩和含生 221储层岩性单 屑白云岩等,其中鲕粒和残余鲕粒白云岩是最重要 普光气田下三叠统飞仙关组储层岩性以单一的的两种储层岩石类型(图3、4)。 白云岩为主,但储集岩的结构特征具有一定的复杂 鲕粒白云岩以中细晶至粗晶为主,部分为泥晶 201994-2007chinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
图 1 普光气田地理位置(a) 及井位分布图(b) F ig. 1 Geograph ic location m ap of the Puguang gas field (a) and distribution of the w ell sites 图 2 普光气田气藏剖面图 F ig. 2 Gas poo l section of the Puguang gas field 相变带控制, 是一受鼻状构造与相变线共同控制的 构造2岩性复合型圈闭, 是两个独立的成藏系统。 2. 2 下三叠统飞仙关组优质白云岩储层 2. 2. 1 储层岩性单一 普光气田下三叠统飞仙关组储层岩性以单一的 白云岩为主, 但储集岩的结构特征具有一定的复杂 性。储层岩石类型复杂, 主要包括含砂屑泥晶白云 岩, 鲕粒白云岩, 残余鲕粒白云岩, 糖粒状残余鲕粒 白云岩, 含砾屑鲕粒白云岩, 中、细晶白云岩和含生 屑白云岩等, 其中鲕粒和残余鲕粒白云岩是最重要 的两种储层岩石类型(图3、4)。 鲕粒白云岩以中细晶至粗晶为主, 部分为泥晶 第 6 期 马永生等: 四川盆地普光大型气藏基本特征及成藏富集规律 958
地质学报 2005年 表1普光气田(1-24井区)基本参数表 以中孔中渗、高孔高渗储层为主,储集性较好。储层 Table I Fundam en tal parame ters of the F嘿 guang gas field段孔隙度介于2%~2886%之间,平均值为811% 闭类型 构造-岩性复合型圈闭 主要分布于6%~12%。渗透率变化大,最小值为 圈闭形成时间喜马拉雅期 气闭合面积382如m2 00112m2,最大值可达3354_m2,以大于10m 合高 500m 占优势,占样品总数的41%,具有较好的渗透性 气藏深度 223储集空间类型多 有效厚度 2296m 从岩心观察及分析结果显示,储层储集空间主 含气面积272km2 特 气源 上三叠统龙潭组,志留系龙马溪组 要为孔隙与裂缝及其组合。 天然气类型高含HS和CO2的干气 储层孔隙较为发育,主要有与溶蚀作用有关的 征天然气成分cH:7617%,Hs1582%,CO296% 孔隙(溶孔、溶洞、溶缝)和晶间孔及极少量的原生粒 压力系数 0912 飞仙关组四段、嘉陵江组、须家河组、沙溪庙组 间孔。以溶蚀孔(洞)占绝对优势,占总孔隙的80%以 位 下三叠统飞仙关组一段至三段 上,晶间孔占10%~15% 积环境局限海台缘鲕粒滩 裂缝对储层起到一定的改善作用,主要包括两 总厚度 层 100~400m 主要岩性溶孔白云岩、粉晶白云岩鲕粒白云岩 种类型,即压性微裂隙和张性裂隙。压性裂隙由构造 特 孔隙类型溶蚀孔、洞、粒间孔 挤压作用而形成发育有两期,缝宽小于Q5mm。外 63%~280%,平均811% 观呈线状,充填少量碳质沥青和白云石晶体张性裂 隙由拉张作用而形成,缝宽2~10mm,岩心观察显 示,大致发育有三期张性裂缝,早两期充填方解石 白云岩。鲕粒含量不等最高可达80%,多为高能鲕晚期未被充填。 分选好,多呈圆形。鲕粒部分由晶粒白云石和微泥晶 224优质储层发育 白云石组成,局部重结晶,晶粒由细变粗。填隙物由 统计表明,飞仙关组储层以Ⅱ类储层为主,占总 于强烈溶蚀作用和重结晶,多数世代关系不明显,部储层段厚度的41%,Ⅲ、I类储层分别为29% 分可见23个世代垂直粒边生长纤状、马牙状白23%,Ⅳ类储层仅占7%(表2 云石一细粒状白云石一粗粒状白云石。鲕粒白云岩 的最大特点是选择性溶蚀作用极为强烈,形成大量 表2普光2井飞仙关组孔渗统计表 Table 2 Statistics of porosity and perm eabil ity of 粒内溶孔及部分鲕模孔,有的粒内溶孔具明显的示 the Fe x anguan Forma tion in well puguang. 2 顶底构造。鲕粒白云岩平均孔隙度973%,储集性能 较好 Loucks et al,2003)。 岩石类型 厚度孔隙度(%) m)均值(样品数)均值(样品数) 残余鲕粒白云岩由于构造和溶蚀作用,多破碎 鲕粒白云岩1902301406821 溶蚀,鲕粒已重结晶或基本重结晶,但仍可见鲕粒轮 残余鲕粒白云岩 9s,l9gl168160716 廓或层圈阴影,形成了残余鲕粒结构。有的白云岩部 874(161)_1435190(152) 分或全部重结晶,形成残余鲕粒中粗晶白云岩。由于 31728860037933546965 糖粒状残余鲕粒白云岩34461271(122)47939016 白云岩普遍重结晶,形成大量晶间孔,部分晶间孔溶 含砾屑鲕粒白云岩|23 0918860035519429 蚀扩大形成残余晶间溶孔。残余鲕粒白云岩平均孔 隙度874%,为好的储集岩。 含砂屑泥品白云岩124310(102)32436(9 糖粒状残余鲕粒中粗晶白云岩,以中至粗晶白 结晶白云岩8910217,5a02048462 云岩为主,少量中细晶,似“糖粒状”。鲕粒含量较高 投达60%~80%。由于重结晶影响,原始结构基本 破坏,仅见残余结构。岩石中孔隙极为发育,以晶间 孔和晶间溶蚀扩大孔占绝对优势,局部呈“筛状结 Ⅰ类储层为孔隙度大于12%、喉道半径中值 构”。糖粒状残余鲕粒中粗晶白云岩平均孔隙度(Ro)大于Lm。岩性主要为残余鲕粒白云岩、糖 1271%,为最好的储集岩 粒状残余鲕粒白云岩、鲕粒白云岩、含砾屑鲕粒白云 222储层物性好 岩的储层。孔隙结构为大孔粗喉、大孔中喉型。毛细 据钻井密闭取芯资料分析,飞仙关组储层物性管压力曲线表现出粗歪度,分选较好,储集性能好。 o1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicpUblishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
表 1 普光气田(1-2-4 井区) 基本参数表 Table 1 Fundam en tal param eters of the Puguang gas f ield 气 藏 特 征 圈闭类型 构造2岩性复合型圈闭 圈闭形成时间 喜马拉雅期 闭合面积 38. 2 km 2 闭合高度 500 m 气藏深度 5259 m 有效厚度 229. 6 m 含气面积 27. 2 km 2 气源 上三叠统龙潭组, 志留系龙马溪组 天然气类型 高含H 2S 和CO 2 的干气 天然气成分 CH 4 76. 17% , H 2S 15. 82% , CO 2 7. 96% 压力系数 1. 09～ 1. 2 盖层 飞仙关组四段、嘉陵江组、须家河组、沙溪庙组 储 层 特 征 层位 下三叠统飞仙关组一段至三段 沉积环境 局限海台缘鲕粒滩 总厚度 100～ 400 m 主要岩性 溶孔白云岩、粉晶白云岩、鲕粒白云岩 孔隙类型 溶蚀孔、洞、粒间孔 孔隙度 6. 3%～ 28. 0% , 平均8. 11% 含气饱和度 90% 白云岩。鲕粒含量不等, 最高可达80% , 多为高能鲕。 分选好, 多呈圆形。鲕粒部分由晶粒白云石和微泥晶 白云石组成, 局部重结晶, 晶粒由细变粗。填隙物由 于强烈溶蚀作用和重结晶, 多数世代关系不明显, 部 分可见 2～ 3 个世代, 垂直粒边生长纤状、马牙状白 云石—细粒状白云石—粗粒状白云石。鲕粒白云岩 的最大特点是选择性溶蚀作用极为强烈, 形成大量 粒内溶孔及部分鲕模孔, 有的粒内溶孔具明显的示 顶底构造。鲕粒白云岩平均孔隙度9. 73% , 储集性能 较好(L ouck s et al. , 2003)。 残余鲕粒白云岩由于构造和溶蚀作用, 多破碎 溶蚀, 鲕粒已重结晶或基本重结晶, 但仍可见鲕粒轮 廓或层圈阴影, 形成了残余鲕粒结构。有的白云岩部 分或全部重结晶, 形成残余鲕粒中粗晶白云岩。由于 白云岩普遍重结晶, 形成大量晶间孔, 部分晶间孔溶 蚀扩大形成残余晶间溶孔。残余鲕粒白云岩平均孔 隙度8. 74% , 为好的储集岩。 糖粒状残余鲕粒中粗晶白云岩, 以中至粗晶白 云岩为主, 少量中细晶, 似“糖粒状”。鲕粒含量较高, 一般达60%～ 80%。由于重结晶影响, 原始结构基本 破坏, 仅见残余结构。岩石中孔隙极为发育, 以晶间 孔和晶间溶蚀扩大孔占绝对优势, 局部呈“筛状结 构”。糖粒状残余鲕粒中粗晶白云岩平均孔隙度 12. 71% , 为最好的储集岩。 2. 2. 2 储层物性好 据钻井密闭取芯资料分析, 飞仙关组储层物性 以中孔中渗、高孔高渗储层为主, 储集性较好。储层 段孔隙度介于2%～ 28. 86% 之间, 平均值为8. 11% , 主要分布于 6%～ 12%。渗透率变化大, 最小值为 0. 0112 Λm 2 , 最大值可达3354 Λm 2 , 以大于 1. 0 Λm 2 占优势, 占样品总数的41% , 具有较好的渗透性。 2. 2. 3 储集空间类型多 从岩心观察及分析结果显示, 储层储集空间主 要为孔隙与裂缝及其组合。 储层孔隙较为发育, 主要有与溶蚀作用有关的 孔隙(溶孔、溶洞、溶缝) 和晶间孔及极少量的原生粒 间孔。以溶蚀孔(洞) 占绝对优势, 占总孔隙的80% 以 上, 晶间孔占10%～ 15%。 裂缝对储层起到一定的改善作用, 主要包括两 种类型, 即压性微裂隙和张性裂隙。压性裂隙由构造 挤压作用而形成, 发育有两期, 缝宽小于0. 5 mm。外 观呈线状, 充填少量碳质沥青和白云石晶体; 张性裂 隙由拉张作用而形成, 缝宽 2～ 10 mm , 岩心观察显 示, 大致发育有三期张性裂缝, 早两期充填方解石, 晚期未被充填。 2. 2. 4 优质储层发育 统计表明, 飞仙关组储层以Ê 类储层为主, 占总 储层段厚度的 41% , Ë、É 类储层分别为 29%、 23% , Ì 类储层仅占7% (表2)。 表 2 普光2 井飞仙关组孔渗统计表 Table 2 Statistics of porosity and perm eability of the Fe ix ianguan Formation in well Puguang-2 岩石类型 厚度 (m ) 孔隙度(% ) 均值(样品数) 渗透率(×10- 2Λm 2 ) 均值(样品数) 鲕粒白云岩 41. 90 2. 30～ 21. 14 9. 73 (169) 0. 0163～ 2823. 2115 31. 0815 (124) 残余鲕粒白云岩 97. 60 1. 95～ 21. 98 8. 74 (161) 0. 0126～ 1816. 0716 143. 5190 (152) 糖粒状残余鲕粒白云岩 34. 46 3. 17～ 28. 86 12. 71 (122) 0. 0379～ 3354. 6965 479. 3390 (116) 含砾屑鲕粒白云岩 23. 92 0. 94～ 18. 86 9. 89 (123) 0. 031～ 551. 9429 6. 0283 (106) 含砂屑泥晶白云岩 17. 74 1. 02～ 17. 24 3. 10 (102) 0. 0112～ 240. 6132 3. 2436 (96) 结晶白云岩 38. 90 1. 02～ 17. 56 3. 97 (101) 0. 0123～ 954. 8462 17. 8417 (89) É 类储层为孔隙度大于 12%、喉道半径中值 (R50) 大于1. 0Λm。岩性主要为残余鲕粒白云岩、糖 粒状残余鲕粒白云岩、鲕粒白云岩、含砾屑鲕粒白云 岩的储层。孔隙结构为大孔粗喉、大孔中喉型。毛细 管压力曲线表现出粗歪度, 分选较好, 储集性能好。 068 地 质 学 报 2005 年
第6期 马永生等:四川盆地普光大型气藏基本特征及成藏富集规律 主要分布于飞二段至飞一段 上部。 Ⅱ类储层为孔隙度介于6%~12%,渗透率介于 Ⅲ类储层孔隙度介于2%~6%,渗透率介于 025×1010×102m2或大于10×102m2,002×10025×102m2。岩性主要为鲕粒中细 喉道中值介于α2~10m之间。岩性主要为鲕粒晶白云岩、残余鲕粒细晶白云岩。喉道中值介于 白云岩残余鲕粒白云岩。孔隙结构为大孔中喉、中0024~02pm之间。孔隙结构为中孔细喉和小孔 孔中喉型。毛细管压力曲线显示出中一细歪度,分选细喉型。毛细管压力曲线显示出中一细歪度,分选中 中等,储集性能中等。主要分布于飞二段至飞一段中等至差,储集性中等至较差。主要分布于飞三段、飞 二段至飞一段中上部 统|组代号岩性剂面 岩性描述沉积相23低温常压高含硫化氢气藏 棕色泥岩、粉砂质泥岩与 根据普光1井、2井实测飞仙关组气藏 /色会全嘉地层温度,计算气藏地温梯度为218℃/ 灰色细、中粒砂岩不等厚 层,含钙质团 10m,与川东地区平均地温梯度2℃/100m 都计敢介页岩 基本一致,普光气藏为一低温异常系统。 部厚尽块状着 从川东北地区目前所发现的飞仙关组 与浅灰一灰绿色砂 鲕滩气藏分析,各气田或含气构造的压力系 与砂不数相差较大不存在统一的压力系统。表现 幅庆色介属灰 为一个气藏一个压力系统气藏压力系数的 变化一般反映在含气柱高度的变化,如渡口 岩与细粒岩砂岩不等「潮 须家河组 河、罗家寨气田都为单一的压力系统铁山 ,页 白色块状细粗粒岩 坡气田由于坡1井、坡2井之间断层及隔层的 屑砂岩与下伏地层量假发育则存在多个压力系统。普光1井普光2 整合接触 时灰探灰色灰岩,灰白潮岸井长兴组一飞仙关组各储层段经测试均获 灰色硬石膏岩、灰岩 深灰色白云岩、砂屑白 得了高产工业气流。测试结果表明,普光气 段T2 潮田飞仙关组气藏横向上从普光1井到普光2 井同属一个压力系统纵向上从长兴组储层 四段 上邮石与址不到飞三段储层同样属同一个压力系统压力 中部硬石膏岩、粒屑白地系数在10-112 云岩,下部为深灰,灰 普光气藏天然气组分中CH4含量为 段TLy 色灰岩与泥质灰岩不等7446%~7291%(表3),平均为759%,硫 厚互层 是化氢含量为1231%~1689%,平均为 152%,CO2含量789%~91%,平均为8 页部灰、灰绿硬石膏岩 仙上一段r: 灰岩、白云岩,三段到 3%。普光2井天然气非烃组分含量较高,长 一段为粒溶孔白云岩 兴组天然气H2S含量高达1566%,CO2含量 灰岩、白云岩 达857%;飞仙关组一段天然气中H2S含量 长兴组 溶孔白云岩或生物灰皆 高达1582%,CO2含量达796%。气藏天然 统龙组B 含石灰岩底为页岩 气常规组成呈CH4含量高,C2H8CH2含量 口案立 6灰岩,下部夹泥质灰岩 低特点,与川东北地区其他构造如毛坝、罗 家寨等气藏基本一致,天然气干度C/2为 9470~3537,干燥系数C/Cr~C5)介于 S-as,al 黑色页岩、粉砂质泥09896-0996在储层中常见碳质沥青。 高含硫化氢是川东北地区飞仙关组 长兴组气藏共同的特点。罗家寨气藏硫化氢 图3普光气田地层综合柱状图 含量为105%,铁山坡为145%,渡口河为 Fig 3 Strata co lum n m ap of the Puguang gas field 171%,金珠坪为673%。值得注意的是在 o1994-2007ChinaAcademicjOurnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
图 3 普光气田地层综合柱状图 F ig. 3 Strata co lum n m ap of the Puguang gas field 主要分布于飞二段至飞一段。 Ê 类储层为孔隙度介于6%～ 12% , 渗透率介于 0. 25×10- 2～ 1. 0×10- 2 Λm 2或大于1. 0×10- 2 Λm 2 , 喉道中值介于0. 2～ 1. 0 Λm 之间。岩性主要为鲕粒 白云岩、残余鲕粒白云岩。孔隙结构为大孔中喉、中 孔中喉型。毛细管压力曲线显示出中—细歪度, 分选 中等, 储集性能中等。主要分布于飞二段至飞一段中 上部。 Ë 类储层孔隙度介于 2%～ 6% , 渗透率介于 0. 02×10- 2～ 0. 25×10- 2Λm 2。岩性主要为鲕粒中细 晶白云岩、残余鲕粒细晶白云岩。喉道中值介于 0. 024～ 0. 2 Λm 之间。孔隙结构为中孔细喉和小孔 细喉型。毛细管压力曲线显示出中—细歪度, 分选中 等至差, 储集性中等至较差。主要分布于飞三段、飞 二段至飞一段中上部。 2. 3 低温、常压、高含硫化氢气藏 根据普光 1 井、2 井实测飞仙关组气藏 地 层温度, 计算气藏地温梯度为 2. 18℃ö 100m , 与川东地区平均地温梯度 2℃ö100m 基本一致, 普光气藏为一低温异常系统。 从川东北地区目前所发现的飞仙关组 鲕滩气藏分析, 各气田或含气构造的压力系 数相差较大, 不存在统一的压力系统。表现 为一个气藏一个压力系统, 气藏压力系数的 变化一般反映在含气柱高度的变化, 如渡口 河、罗家寨气田都为单一的压力系统, 铁山 坡气田由于坡1 井、坡2 井之间断层及隔层的 发育则存在多个压力系统。普光1 井、普光2 井长兴组—飞仙关组各储层段经测试均获 得了高产工业气流。测试结果表明, 普光气 田飞仙关组气藏横向上从普光 1 井到普光 2 井同属一个压力系统, 纵向上从长兴组储层 到飞三段储层同样属同一个压力系统, 压力 系数在1. 0～ 1. 12。 普 光气藏天然气组分中 CH 4 含量为 74. 46%～ 77. 91% (表3) , 平均为 75. 9% , 硫 化 氢 含 量 为 12. 31%～ 16. 89% , 平 均 为 15. 2% , CO 2含量7. 89%～ 9. 1% , 平均为 8. 3%。普光2 井天然气非烃组分含量较高, 长 兴组天然气H 2S 含量高达15. 66% , CO 2含量 达8. 57% ; 飞仙关组一段天然气中H 2S 含量 高达15. 82% , CO 2含量达7. 96%。气藏天然 气常规组成呈CH 4含量高, C2H 8、C3H 12含量 低特点, 与川东北地区其他构造如毛坝、罗 家寨等气藏基本一致, 天然气干度C1öC2 + 为 94. 70～ 3537, 干燥系数 C1ö(C1～ C5 ) 介于 0. 9896～ 0. 9996。在储层中常见碳质沥青。 高含硫化氢是川东北地区飞仙关组— 长兴组气藏共同的特点。罗家寨气藏硫化氢 含量为 10. 5% , 铁山坡为 14. 5% , 渡口河为 17. 1% , 金珠坪为6. 73%。值得注意的是在 第 6 期 马永生等: 四川盆地普光大型气藏基本特征及成藏富集规律 168
地质学报 2005年 表3普光气田飞仙关组气藏天然气组分分析表 Table 3 Com ponen t ana lysis of gas i the Fe ix inguan Formation of the Puguang gas field 分析项目及含量(%) 临界 井号层位 甲上网异订正丁划异回网cma|B 普光1井-25601s5667s9a02ooa020o90723la64 a olla o2anl9223s3ss T47768-482606690190000 728948q040001002107232265215469 普光2井T-2|493384985 0 51002|a0107370230325560 00 965 820 440 o1a o3 Q 7302 228 37 516 其下伏的石炭系气藏和上覆的嘉陵江气藏及须家河 通过对四川盆地4个主要含气区近100个气藏 气藏硫化氢含量低,甚至不含硫化氢。初步测算普光的统计,普光气藏现今埋藏深度最大,为5259m,气 气藏硫化氢储量为145×10°m3 臧中部深度为5125m;高峰场石炭系气藏现今埋藏 深度为49235284m,气藏中部深度 组段藻岩性剂面 主要岩性描述 沉积相 相亚相相 4700m;罗家寨飞仙关气藏现今埋藏 盟地知1深度为3060m七里北气藏飞 红色白云质泥夹灰色灰暑 仙关气藏顶部深度为49m。 灰色灰岩,成分以方解石为主少量白云岩, 对23个已发现储量规模超百亿的 含少量泥质。致密,较硬 气藏统计,储量范围从1017×10% 1144X10°m3。超过500×10m3的气藏 中,普光气藏已提交探明储量1144× 浅灰一灰色粉晶白云岩,灰质白云岩夹少量泥 晶灰岩。发育正粒序展理,粒序层理由合砂 局10/m3,罗家寨气藏探明储量581×103 屑白云岩、砂屑白云岩与泥晶白云岩组成底部 m3,五百梯气藏探明储量539×10°m3 具冲刷面。见潮沙层理及少量藻纹层 资源丰度普光气藏3853×103m3/ km,川西中坝1863×10m2/m2,渡 地口河气藏12×10°m3/m2,卧龙河气藏 1297×10°m3/m2,罗家寨气藏756 浅灰色溶孔亮晶粒细晶白云岩夹溶孔细晶白 量仅为3口井控制范围的储量,预计气 藏最终探明储量将超过2000×10m3。 浅灰,灰色溶孔亮晶粒细中晶白云岩、溶孔亮 B圆残中晶白云料,溶孔细中晶白云岩与糖控状 3成藏富集基本规律 溶孔中粗晶白云岩互层,矿物成分以白云石占 绝对优势,极少量方解石。颗粒以粒,残 居多,粒间为校支第亮晶白云石酸结静/数/专 31处于早期生烃中心,生气强度大 为主,少量豆粒、砾屑及砂屑,颗粒含量78% 生烃中心系指生气强度最大区 孔及裂隙丰富。溶孔有颗粒溶孔、粒间溶孔,白 粒间溶蚀扩大孔、晶间孔、晶间溶孔及溶蚀扩 日滩它是烃源岩厚度有机质丰度有机质 大孔等。裂隙以压性微裂隙为主,少量张性裂云 类型及成熟度等的综合体现。生气中 心及其周缘不仅可以源源不断获得高 丰度的气源,而且运移距离短,避免了 天然气在长途运移中的大量散失,故 亮晶 利于气的富集而形成大气田。川东北 地区发育泥质岩、碳酸盐岩和煤系地 白云质灰岩与泥晶灰岩互层 题层等三大类烃源岩层系上主要有5套 烃源岩:中、下寒武统黑色页岩、灰色 图4普光2井飞仙关组储层综合图 碳酸盐岩,下志留统深灰色页岩,下二 Fig 4 Reservo ir of the Feixianguan Fom atin n well Puguang-2 叠统深色碳酸盐岩、黑色泥质岩,上二 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
表 3 普光气田飞仙关组气藏天然气组分分析表 Table 3 Com ponen t analysis of gas in the Fe ix ianguan Formation of the Puguang gas f ield 井号 层位 井深 (m ) 分 析 项 目 及 含 量 (% ) 甲烷 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戊烷 正戊烷 CO 2 H 2S N 2 H e H 2 相对 密度 (göcm 3 ) 临界 温度 (K) 临界 压力 (M Pa) 普光1 井 T1f 1～ 2 5601. 5～ 5667. 5 77. 91 0. 02 0 0 0. 02 0 0 9. 07 12. 31 0. 64 0. 01 0. 02 0. 7199 223 5. 388 普光2 井 T1f 3 4776. 8～ 4826. 0 76. 69 0. 19 0 0 0 0 0 7. 89 14. 80 0. 40 0. 01 0. 02 0. 7233 226. 52 5. 469 T1f 1～ 2 4933. 8～ 4985. 4 74. 46 0. 22 0 0 0 0 0 7. 89 16. 89 0. 51 0. 02 0. 01 0. 7370 230. 32 5. 560 T1f 1 5007. 5～ 5102. 0 75. 63 0. 11 0 0 0 0 0 7. 96 15. 82 0. 44 0. 01 0. 03 0. 7302 228. 37 5. 516 图 4 普光2 井飞仙关组储层综合图 F ig. 4 R eservo ir of the Feixianguan Fo rm ation in w ell Puguang22 其下伏的石炭系气藏和上覆的嘉陵江气藏及须家河 气藏硫化氢含量低, 甚至不含硫化氢。初步测算普光 气藏硫化氢储量为145×108m 3。 通过对四川盆地4 个主要含气区近100 个气藏 的统计, 普光气藏现今埋藏深度最大, 为5259 m , 气 藏中部深度为5125 m; 高峰场石炭系气藏现今埋藏 深度为 4923～ 5284 m , 气藏中部深度 4700 m; 罗家寨飞仙关气藏现今埋藏 深度为 3200～ 4600 m; 七里北气藏飞 仙关气藏顶部深度为4900 m。 对23 个已发现储量规模超百亿的 气藏统计, 储量范围从 101. 7×108～ 1144×108m 3。超过500×108m 3的气藏 中, 普光气藏已提交探明储量 1144× 108m 3 ; 罗家寨气藏探明储量581×108 m 3 ; 五百梯气藏探明储量539×108m 3。 资源丰度普光气藏 38. 53×108 m 3ö km 2 , 川西中坝 18. 63×108m 3ökm 2 , 渡 口河气藏12×108m 3ökm 2 , 卧龙河气藏 12. 97×108m 3ökm 2 , 罗家寨气藏 7. 56 ×108 m 3ökm 2 (戴金星 1997; 王庭斌, 2003)。值得一提的是, 普光气藏的储 量仅为3 口井控制范围的储量, 预计气 藏最终探明储量将超过2000×108m 3。 3 成藏富集基本规律 3. 1 处于早期生烃中心, 生气强度大 生烃中心系指生气强度最大区, 它是烃源岩厚度、有机质丰度、有机质 类型及成熟度等的综合体现。生气中 心及其周缘不仅可以源源不断获得高 丰度的气源, 而且运移距离短, 避免了 天然气在长途运移中的大量散失, 故 利于气的富集而形成大气田。川东北 地区发育泥质岩、碳酸盐岩和煤系地 层等三大类烃源岩。层系上主要有5 套 烃源岩: 中、下寒武统黑色页岩、灰色 碳酸盐岩, 下志留统深灰色页岩, 下二 叠统深色碳酸盐岩、黑色泥质岩, 上二 268 地 质 学 报 2005 年
第6期 马永生等:四川盆地普光大型气藏基本特征及成藏富集规律 863 叠统黑色泥质岩、深灰色灰岩以及上三叠统黑色泥缘暴露浅滩相、开阔台地相及台地蒸发岩相等,以台 质岩煤系地层。以二叠系和志留系有机碳丰度最地边缘暴露浅滩相为主,有利于储层的形成与发育。 高,为区域性主力烃源岩。下二叠统烃源岩有机质在对储层亚相、微相与孔隙度关系进行了统计分析,发 印支期晩期开始成熟,燕山期早期进入成熟早期,至现沉积相与储层关系极为明显,最好的储集层段位 燕山期中期进入高成熟期,为油气大量生成期在燕于鲕粒浅滩亚相中,为台地边缘高能鲕粒滩相沉积 山晚期进入过成熟期,现今R。为25%~33%,已产物。主要有鲕粒白云岩、残余鲕粒白云岩糖粒状 进入过成熟中、晚期,早期生成的液态烃已全部热裂残余鲕粒白云岩。 解为天然气。志留系烃源岩在中三叠世达到生烃门322成岩及成岩后生作用控制了储层的演化 限,晚侏罗世前进入生油高峰期,新近纪前进入过成 飞仙关组、长兴组储层主要发生了泥晶化作用 熟期。区域研究表明,四川盆地志留系、二叠系龙潭胶结作用、压实压溶作用、白云化作用、重结晶作 组主力生烃凹陷位于川东北地区,生气中心位于通用、破裂作用及溶蚀作用。影响孔隙发育的主要为白 南巴一罗家寨一带,最大生气强度为125×105m3/云化与溶蚀作用。 km2。大中型气田均位于生气强度50×10%125× 大量岩心薄片分析结果显示,飞仙关组、长兴组 103m3/m或更大处。综合对比研究结果表明,普光储层白云化作用可分为2种成因类型。一为准同生 气藏天然气主要来源于上二叠统黑色泥质岩、深灰白云化作用,其白云化作用的产物主要为含有硬石 色灰岩。 膏组分的泥晶一微晶白云岩、藻凝块白云岩和藻球 32沉积相带控制了优质储层的发育 粒白云岩。由准同生作用形成的白云石主要呈泥晶 321有利的相带发育了优质储层 微晶级的半自形晶一自形晶结构,晶间孔很小,相 区域沉积分析表明,川东北飞仙关期基本继承互间连通性很差。岩性极为致密,孔渗性差,对白云 了长兴期的岩相古地理格局,岩相带呈北西南东向岩储层的发育无直接的意义其二是成岩白云化作 展布。主要发育有盆地、缓坡、开阔台地、局限台地及用,白云化的产物为粉晶一细晶藻团块白云岩、鲕粒 台地边缘礁滩等沉积单元。研究表明,储层的发育严白云岩和晶粒白云岩。由成岩白云化作用形成的白 格受到沉积相带的控制。 云石晶粒较粗,晶形极好,晶体之间呈点、线接触。规 盆地相分布于碳酸盐台地东西两侧,主要沉积则的多面体状晶间孔非常发育,岩性相对较纯,对储 深水相硅质岩、页岩等,储层不发育。 层发育有直接贡献,为形成储层的重要成岩作用方 缓坡带位于邻近盆地的碳酸盐台地两侧,为台式之一。 地与盆地之间的过渡地带,坡度小,以沉积深灰色薄 飞仙关组、长兴组白云岩储层溶蚀作用主要发 中层泥晶灰岩、生物扰动灰岩夹瘤状灰岩为主。储层生在晶粒白云岩和鲕粒白云岩中。分析表明储层发 不发育。 生了二期溶蚀作用,即准同生一早期成岩溶蚀作用 开阔台地主要由滩间亚相与浅滩亚相组成沉和深埋期溶蚀作用。准同生一早期成岩溶蚀作用即 积灰色泥晶灰岩、泥晶砂屑灰岩、泥晶生屑灰岩等。大气淡水溶蚀作用,以形成鲕模孔为主,鲕模孔发育 储层储集性能差。 示顶底构造。深埋藏期溶蚀形成的溶蚀孔隙以晶间 局限台地分布在中部碳酸盐台地上。呈北西南溶孔、粒内溶孔为主,溶孔中除充填有少量自生石 东走向东西两侧为台地边缘礁滩相,由于礁滩障壁英、伊利石、硬石膏和溶蚀成因的白云石晶屑外,主 作用,礁滩后为低能泻湖环境,早期海侵时为淡化泻要被碳化沥青充填,说明溶蚀作用发生在地层深处, 湖,沉积泥晶灰岩,晚期海退时成为咸化泻湖-潮坪很可能与深部热液溶蚀作用相关。此类溶孔的形成 环境,发育白云岩。局部高地貌区因海平面下降而暴时间与油气运移聚集有很好的配置关系,为普光大 露,成为古喀斯特环境,发育白云岩与角砾岩。储层型气藏的形成创造了良好的条件。 发育 白云岩储层的溶蚀作用有很强的岩性选择性, 台地边缘浅滩、生物礁分布在中部碳酸盐台地其基本特点为基质孔隙度较高的岩性,如粉一细晶 东西两侧,西邻广旺海域及梁坪-开江缓坡,东邻鄂白云岩和鲕粒白云岩中的各类溶孔非常发育。微 海域,为生物礁与浅滩混生的礁滩组合相带。为储粉晶白云岩和隐藻白云岩中虽含有较多易溶的硬石 层发育的有利相带。 膏矿物,但很少受溶蚀作用改造,表明发育于细晶和 普光气藏位于碳酸盐台地边缘,发育有台地边鲕粒白云岩中的各类溶孔,以及溶蚀碎屑状结构的 e1994-2007ChinaAcademicjoUrnalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
叠统黑色泥质岩、深灰色灰岩以及上三叠统黑色泥 质岩、煤系地层。以二叠系和志留系有机碳丰度最 高, 为区域性主力烃源岩。下二叠统烃源岩有机质在 印支期晚期开始成熟, 燕山期早期进入成熟早期, 至 燕山期中期进入高成熟期, 为油气大量生成期; 在燕 山晚期进入过成熟期, 现今R o 为 2. 5%～ 3. 3% , 已 进入过成熟中、晚期, 早期生成的液态烃已全部热裂 解为天然气。志留系烃源岩在中三叠世达到生烃门 限, 晚侏罗世前进入生油高峰期, 新近纪前进入过成 熟期。区域研究表明, 四川盆地志留系、二叠系龙潭 组主力生烃凹陷位于川东北地区, 生气中心位于通 南巴—罗家寨一带, 最大生气强度为 125×108m 3ö km 2。大中型气田均位于生气强度50×108～ 125× 108m 3ökm 或更大处。综合对比研究结果表明, 普光 气藏天然气主要来源于上二叠统黑色泥质岩、深灰 色灰岩。 3. 2 沉积相带控制了优质储层的发育 3. 2. 1 有利的相带发育了优质储层 区域沉积分析表明, 川东北飞仙关期基本继承 了长兴期的岩相古地理格局, 岩相带呈北西南东向 展布。主要发育有盆地、缓坡、开阔台地、局限台地及 台地边缘礁滩等沉积单元。研究表明, 储层的发育严 格受到沉积相带的控制。 盆地相分布于碳酸盐台地东西两侧, 主要沉积 深水相硅质岩、页岩等, 储层不发育。 缓坡带位于邻近盆地的碳酸盐台地两侧, 为台 地与盆地之间的过渡地带, 坡度小, 以沉积深灰色薄 中层泥晶灰岩、生物扰动灰岩夹瘤状灰岩为主。储层 不发育。 开阔台地主要由滩间亚相与浅滩亚相组成, 沉 积灰色泥晶灰岩、泥晶砂屑灰岩、泥晶生屑灰岩等。 储层储集性能差。 局限台地分布在中部碳酸盐台地上。呈北西南 东走向, 东西两侧为台地边缘礁滩相, 由于礁滩障壁 作用, 礁滩后为低能泻湖环境, 早期海侵时为淡化泻 湖, 沉积泥晶灰岩, 晚期海退时成为咸化泻湖2潮坪 环境, 发育白云岩。局部高地貌区因海平面下降而暴 露, 成为古喀斯特环境, 发育白云岩与角砾岩。储层 发育。 台地边缘浅滩、生物礁分布在中部碳酸盐台地 东西两侧, 西邻广旺海域及梁坪2开江缓坡, 东邻鄂 西海域, 为生物礁与浅滩混生的礁滩组合相带。为储 层发育的有利相带。 普光气藏位于碳酸盐台地边缘, 发育有台地边 缘暴露浅滩相、开阔台地相及台地蒸发岩相等, 以台 地边缘暴露浅滩相为主, 有利于储层的形成与发育。 对储层亚相、微相与孔隙度关系进行了统计分析, 发 现沉积相与储层关系极为明显, 最好的储集层段位 于鲕粒浅滩亚相中, 为台地边缘高能鲕粒滩相沉积 产物。主要有鲕粒白云岩、残余鲕粒白云岩、糖粒状 残余鲕粒白云岩。 3. 2. 2 成岩及成岩后生作用控制了储层的演化 飞仙关组、长兴组储层主要发生了泥晶化作用、 胶结作用、压实2压溶作用、白云化作用、重结晶作 用、破裂作用及溶蚀作用。影响孔隙发育的主要为白 云化与溶蚀作用。 大量岩心薄片分析结果显示, 飞仙关组、长兴组 储层白云化作用可分为2 种成因类型。一为准同生 白云化作用, 其白云化作用的产物主要为含有硬石 膏组分的泥晶—微晶白云岩、藻凝块白云岩和藻球 粒白云岩。由准同生作用形成的白云石主要呈泥晶 —微晶级的半自形晶—自形晶结构, 晶间孔很小, 相 互间连通性很差。岩性极为致密, 孔渗性差, 对白云 岩储层的发育无直接的意义; 其二是成岩白云化作 用, 白云化的产物为粉晶—细晶藻团块白云岩、鲕粒 白云岩和晶粒白云岩。由成岩白云化作用形成的白 云石晶粒较粗, 晶形极好, 晶体之间呈点、线接触。规 则的多面体状晶间孔非常发育, 岩性相对较纯, 对储 层发育有直接贡献, 为形成储层的重要成岩作用方 式之一。 飞仙关组、长兴组白云岩储层溶蚀作用主要发 生在晶粒白云岩和鲕粒白云岩中。分析表明储层发 生了二期溶蚀作用, 即准同生—早期成岩溶蚀作用 和深埋期溶蚀作用。准同生—早期成岩溶蚀作用即 大气淡水溶蚀作用, 以形成鲕模孔为主, 鲕模孔发育 示顶底构造。深埋藏期溶蚀形成的溶蚀孔隙以晶间 溶孔、粒内溶孔为主, 溶孔中除充填有少量自生石 英、伊利石、硬石膏和溶蚀成因的白云石晶屑外, 主 要被碳化沥青充填, 说明溶蚀作用发生在地层深处, 很可能与深部热液溶蚀作用相关。此类溶孔的形成 时间与油气运移聚集有很好的配置关系, 为普光大 型气藏的形成创造了良好的条件。 白云岩储层的溶蚀作用有很强的岩性选择性, 其基本特点为基质孔隙度较高的岩性, 如粉—细晶 白云岩和鲕粒白云岩中的各类溶孔非常发育。微— 粉晶白云岩和隐藻白云岩中虽含有较多易溶的硬石 膏矿物, 但很少受溶蚀作用改造, 表明发育于细晶和 鲕粒白云岩中的各类溶孔, 以及溶蚀碎屑状结构的 第 6 期 马永生等: 四川盆地普光大型气藏基本特征及成藏富集规律 368
地质学报 2005年 白云岩中的各类溶孔和溶洞,都与深部热 液流体的选择性溶蚀作用有关。由溶蚀作 表4普光气藏天然气碳同位素组成特征表 用产生的各种溶蚀孔、洞缝,大大提高和 Table 4 Charac ter istics of carbon iso top ic com position 改善飞仙关组白云岩储层孔渗性,是最重 Puguang gas pool 要的成岩作用。在有利的滩相鲕粒白云岩井号井深层位 沉积发育的基础上,成岩变化中的多期溶普光1井井口窜层气 2796 蚀作用是控制储层储集性能的关键因素。普光2#1531253180P2x-3625 33古构造背景控制油气的聚集成藏 普光2井52370-52816Pe3005-276 238 普光2井50275-51020Tu4-3096-2881 古构造或习惯称之为古隆起的存在,普光2井49338-49423049-290 142 对油气聚集成藏的建设性作用主要表现在 两个方面:其一是控制了早期的沉积相带分布,即储 4早期深埋、多源供烃、晚期调整成藏 层的发育,有利的碳酸盐岩储层发育在台地边缘相 普光气藏十个天然气样品的同位素组成,甲烷 带,其二是控制了油气的运移,古隆起往往是油气运碳同位素值分布较为集中(表4),C为-2932‰ 3106‰,反映出高演化过成熟天然气特征,但 移的主要指向区。早于主成气期的古构造或与生气 期同期形成的构造,接受供气聚集时间长,与主要生乙烷碳同位素值却分布较宽,δC2为-2504‰ 3202‰,其中川岳83井、84井乙烷碳同位素值为 烃期的时间匹配上,或与保存早期形成的气藏的功 2921%~-3202‰,呈现腐泥型天然气特征,普 能及为二次成藏提供优秀条件上,利于大气田的形光气藏天然气乙烷碳同位素值主要分布于。27%0 成 29‰之间。普光2井飞仙关组储层沥青以贫锥满 四川盆地在地史演化过程中存在多期多个古烷富C、Cw断藿烷富C2孕甾烷,规则甾烷呈C2> 隆起,如加里东期古隆起(乐山龙女寺古隆起龙C3C2), 门山古隆起)、印支期古隆起(泸州古隆起、开江古五环萜>∑三环萜,TsTm丰度均等,富含伽玛蜡 隆起石柱古隆起)、燕山期古隆起(大兴古隆起新烷等为特点。与下寒武统、下志留统以及上、下二叠 场古隆起江油古隆起)。不同时期形成的古隆起具统等诸层烃源岩均具有较好的可比性,尤其是下志 有继承性发育的特点。例如乐山龙女寺加里东期古留统龙马溪组深灰色泥岩,m/z123、217、191三个 隆起自形成后持续演化到印支期、燕山期、喜马拉雅系列特征化合物几乎完全吻合,而下寒武统以及二 期泸州印支期古隆起开江印支期古隆起持续演化叠系源岩则在倍半萜特征分布上以富锥满烷而与沥 到燕山期。开江型大气田是由古构造控制的古气藏,青有一些差异。通过油源气源沥青/源对比以及 经后期构造运动改造调整后,在原地或附近或其上沥青热模拟实验综合分析,普光古油藏的油源主要 二次成藏。 来自二叠系有效烃源岩,现今气藏气源主要来自古 开江古隆起印支期基本定型,燕山期继续发展,油藏原油的二次裂解以及二叠系、下志留统源岩干 至喜马拉雅期四川盆地全面褶皱前,该古隆起石炭酪根的热裂解,现存沥青作为次要烃源对普光气藏 系顶面古构造闭合度为450m,闭合面积为2812也有一定的贡献,尤其是该气藏非烃类气体的重要 km2。古隆起的存在,为石炭系上倾边界形成大型地气源。 层-古构造复合型圈闭提供了构造条件,控制了川东 对烃类流体包裹体及与其共生的盐水包裹体进 上古生界一三叠系储层中油气的运移和早期聚集,行了详细的冷热台分析。有机包裹体均一化温度 这也是宣汉一达县区块长兴组一飞仙关组鲕粒灰岩般代表包裹体被捕获时的最低温度,即烃类运移进 发育、白云化作用、溶蚀改造储层、油热裂解转化为入储层时的温度,其温度的高峰值代表油气二次运 气,最终定位形成现今富集天然气藏的基础条件。喜移的高峰期。普光2井与烃类流体包裹体共生的盐 马拉雅期四川盆地全面褶皱,第一次成藏的开江大水包裹体均一化温度分布范围11~215℃,统计结 面积的古气藏被解体,在古气藏原地或附近异地喜果表明均一温度存在两个主峰,第一主峰温度在140 马拉雅形成的圈闭中二次成藏,形成了五百梯、卧龙160℃之间,平均150℃,第二主峰温度在170 河(原地)、沙坪场(异地)、罗家寨(原地)、铁山坡(异190℃之间,平均180℃,结合显微镜下包裹体相态特 地)、普光(原地)等大气田(胡朝元等,1995)。 征,推测至少应存在三期烃类流体注入,由此推算出 o1994-2007ChinaAcademicjoUrnalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
表 4 普光气藏天然气碳同位素组成特征表 Table 4 Character istics of carbon isotop ic com position in the Puguang gas pool 井号 井深 层位 ∆ 13C (‰) C1 C2 C3 C4 C5 C2～ 1 普光1 井 井口窜层气? - 31. 06 - 25. 04 - 27. 96 - - 6. 02 普光2 井 5311. 2～ 5318. 0 P2c - 30. 61 - 25. 19 - - - 5. 42 普光2 井 5237. 0～ 5281. 6 P2c - 30. 05 - 27. 67 - - - 2. 38 普光2 井 5027. 5～ 5102. 0 T1f 1 - 30. 96 - 28. 81 - - - 2. 15 普光2 井 4933. 8～ 4985. 4 T1f 2 - 30. 49 - 29. 07 - - - 1. 42 白云岩中的各类溶孔和溶洞, 都与深部热 液流体的选择性溶蚀作用有关。由溶蚀作 用产生的各种溶蚀孔、洞、缝, 大大提高和 改善飞仙关组白云岩储层孔渗性, 是最重 要的成岩作用。在有利的滩相鲕粒白云岩 沉积发育的基础上, 成岩变化中的多期溶 蚀作用是控制储层储集性能的关键因素。 3. 3 古构造背景控制油气的聚集成藏 古构造或习惯称之为古隆起的存在, 对油气聚集成藏的建设性作用主要表现在 两个方面: 其一是控制了早期的沉积相带分布, 即储 层的发育, 有利的碳酸盐岩储层发育在台地边缘相 带; 其二是控制了油气的运移, 古隆起往往是油气运 移的主要指向区。早于主成气期的古构造或与生气 期同期形成的构造, 接受供气聚集时间长, 与主要生 烃期的时间匹配上, 或与保存早期形成的气藏的功 能及为二次成藏提供优秀条件上, 利于大气田的形 成。 四川盆地在地史演化过程中存在多期、多个古 隆起, 如加里东期古隆起 (乐山2龙女寺古隆起、龙 门山古隆起)、印支期古隆起 (泸州古隆起、开江古 隆起、石柱古隆起)、燕山期古隆起 (大兴古隆起、新 场古隆起、江油古隆起)。不同时期形成的古隆起具 有继承性发育的特点。例如乐山2龙女寺加里东期古 隆起自形成后持续演化到印支期、燕山期、喜马拉雅 期; 泸州印支期古隆起、开江印支期古隆起持续演化 到燕山期。开江型大气田是由古构造控制的古气藏, 经后期构造运动改造调整后, 在原地或附近或其上 二次成藏。 开江古隆起印支期基本定型, 燕山期继续发展, 至喜马拉雅期四川盆地全面褶皱前, 该古隆起石炭 系顶面古构造闭合度为 450 m , 闭合面积为 2812 km 2。古隆起的存在, 为石炭系上倾边界形成大型地 层2古构造复合型圈闭提供了构造条件, 控制了川东 上古生界—三叠系储层中油气的运移和早期聚集, 这也是宣汉—达县区块长兴组—飞仙关组鲕粒灰岩 发育、白云化作用、溶蚀改造储层、油热裂解转化为 气, 最终定位形成现今富集天然气藏的基础条件。喜 马拉雅期四川盆地全面褶皱, 第一次成藏的开江大 面积的古气藏被解体, 在古气藏原地或附近异地喜 马拉雅形成的圈闭中二次成藏, 形成了五百梯、卧龙 河(原地)、沙坪场(异地)、罗家寨(原地)、铁山坡(异 地)、普光(原地) 等大气田(胡朝元等, 1995)。 3. 4 早期深埋、多源供烃、晚期调整成藏 普光气藏十个天然气样品的同位素组成, 甲烷 碳同位素值分布较为集中(表4) , ∆ 13C1为- 29. 32‰ ～ - 31. 06‰, 反映出高演化过成熟天然气特征, 但 乙烷碳同位素值却分布较宽, ∆ 13C2为- 25. 04‰～ - 32. 02‰, 其中川岳83 井、84 井乙烷碳同位素值为 - 29. 21‰～ - 32. 02‰, 呈现腐泥型天然气特征, 普 光气藏天然气乙烷碳同位素值主要分布于- 27‰～ - 29‰之间。普光2 井飞仙关组储层沥青以贫锥满 烷, 富C29、C30断藿烷; 富C21孕甾烷, 规则甾烷呈C27> C28 C21 ) , 2 五环萜> 2 三环萜, TS、Tm 丰度均等, 富含伽玛蜡 烷等为特点。与下寒武统、下志留统以及上、下二叠 统等诸层烃源岩均具有较好的可比性, 尤其是下志 留统龙马溪组深灰色泥岩, m öz 123、217、191 三个 系列特征化合物几乎完全吻合, 而下寒武统以及二 叠系源岩则在倍半萜特征分布上以富锥满烷而与沥 青有一些差异。通过油ö源、气ö源、沥青ö源对比以及 沥青热模拟实验综合分析, 普光古油藏的油源主要 来自二叠系有效烃源岩, 现今气藏气源主要来自古 油藏原油的二次裂解以及二叠系、下志留统源岩干 酪根的热裂解, 现存沥青作为次要烃源对普光气藏 也有一定的贡献, 尤其是该气藏非烃类气体的重要 气源。 对烃类流体包裹体及与其共生的盐水包裹体进 行了详细的冷热台分析。有机包裹体均一化温度一 般代表包裹体被捕获时的最低温度, 即烃类运移进 入储层时的温度, 其温度的高峰值代表油气二次运 移的高峰期。普光2 井与烃类流体包裹体共生的盐 水包裹体均一化温度分布范围111～ 215℃, 统计结 果表明均一温度存在两个主峰, 第一主峰温度在140 ～ 160℃之间, 平均 150℃, 第二主峰温度在 170～ 190℃之间, 平均180℃; 结合显微镜下包裹体相态特 征, 推测至少应存在三期烃类流体注入, 由此推算出 468 地 质 学 报 2005 年
第6期 马永生等:四川盆地普光大型气藏基本特征及成藏富集规律 第一期运移的深度为2900m左右,第二期运移的深 大型气田的发现与勘探启示地质论评,51(4):477480 度为4500m左右,第三期运移的深度为5600m左 王庭斌2003中国气田的成藏特征分析石油与天然气地质,24(2) 103-110 右。结合宣汉区块烃源岩埋藏史,估算油气三次成藏 时间分别是印支晚期一燕山早期燕山中晚期以及 References 燕山晚期一喜马拉雅期。 Dai J inx ing 1997. Fom ing Cond ions and D istrbutin Regular of argem iddle Gas Field in Chna Beijng: Geo log ical 初步推测普光气藏成藏模式为:印支期晚期 Publish ing House(in Chinese) 燕山期早期液态烃运聚形成油藏,燕山期深埋,液态 Hu Chaoyuan, et al I99 The Research and Exp braton of L arg 烃裂解进入气态烃演化阶段,油→气转化,沥青残 Gas Field in the Central China Beijing: Petro leum Indus 留燕山期晚期一喜马拉雅期隆升脱气,再次调整成 Kang Zhulin, Fu Chengde,etal20 Conspectus of B igm ddle 臧,形成现今构造-岩性复合型气藏。 Gas Field in China Beijing: Petro leum Idustry Press (in Chinese 参考文献 M a Yongsheng, T ian Hanin 1999 Petro leum Exp lorton of the Carbonate Rock Shandong: Petroleum U niversity Press (in 戴金星1997中国大中型天然气田形成条件与分布规律北京:地质 出版社 M a Yongsheng, Guo Xusheng, Guo Tong bu, Huang Rui Cai 胡朝元,等1995中国中部大气田研究与勘探北京石油工业出版 Xunyu, L i Guoxing D iscovery of the large-scale Puguang gas field in the Sichuan Basin and its enlightenment for 康竹林,傅诚德等2000中国大中型气田概论北京:石油工业出版 Hydrocarbon prospecting Geolog ical Review, 51(4): 477- 480 (n Chinese w ith English abstract) Loucks R g,等2003碳酸盐岩层序地层学马永生,刘波等译北 Wang T ingbin2003 Reservoring Characteristics analysis of gas 京:海洋出版社 fields in China O il Gas Geology, 24(2 ): 103- 110(in 马永生,田海芹1999碳酸盐岩油气勘探山东:石油大学出版社 Chinese w ith English abstract) 马永生,郭旭升,郭彤楼,黄锐,蔡勋育,李国雄2005四川盆地普光 Basic charac ter ist ics and concen tra tion of the puguang gas field in the sichuan basin MA Yongsheng, CA IXunyu, L I Guox ng Southern Exp loration Developm ent D iv ision Campany of sNOPEC, Kunm ing, 650200 A bstract The Puguang F ield is the b iggest and deepest gas field recently found in the Sichuan Basin of China w ith a p roved gas reserve of 1144X m of the Feix nanguan Fom atin reported to the n at ional M in ing Reserves Comm ittee Reserves of the three degree p roved is 3500X 10m. The reservo ir rock of the Lower Triassic Feix nanguan Fom aton is pure do lom ite w ith oo lit ic do lom ite and rem nant oo litic do bom ite The reservo ir has a high quality w ith m edium to high po rosity and pem eability. The poro sity m ay be related to the disso luton of deep them al water C l seness to the m ain hydrocarbon"p roduc ing sag, high-quality reservo ir rock and tm ely up lift ing are the favo rab le geo log ical conditions to fo m th is gas fie ld Key words Sichuan Basin, Puguang gas field; Feix nanguan Fom aton, reservo ir, do lom ite 高温高压和不同氧逸度条件下斜方辉石电导率的实验研究 代立东2,李和平,刘丛强”,单双明",崔桐娣艹,苏根利 )中国科学院地球化学研究所地球深部物质与流体作用实验室,贵州,55002)中国科学院研究生院,北京,10009 3)中国科学院地球化学研究所,贵阳,550024)贵州大学,贵阳,550004 在10~40GPa和107y-1423K及不同的氧分压条件下,借助关系③在Fe+FeO4氧缓冲条件下,随着压力升高,电导率降低,活 YJ-3000紧装式六面顶高压设备和 Carlton-1260阻抗/增益-相位分化焓增大,并获得了斜方辉石中主要载流子的活化能和活化体积,分 析仪,测定了斜方辉石的电导率。氧逸度控制由N计NO、Fe+FefO4别为(1715±0035)eV和(003±a01)m3/not④在给定压力温 Fe+FoO和Mo+MoO24种固态氧缓冲剂完成的。实验结果表吚①度下,电导率随着氧逸度增加而增大,并在给定压力下,活化焓随着 在所选择的频率范围内(10七10°Hz),复阻抗对频率有很强的依赖氧逸度增加而降低⑤小极化子导电机制可为斜方在高温高压下的 性②随着温度升高,电导率(增大,lgσ与1/之间符合 A renhua导电行为提供合理的解释。 o1994-2007ChinaAcademicJournaleLectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
第一期运移的深度为2900 m 左右, 第二期运移的深 度为 4500 m 左右, 第三期运移的深度为 5600 m 左 右。结合宣汉区块烃源岩埋藏史, 估算油气三次成藏 时间分别是印支晚期—燕山早期、燕山中晚期以及 燕山晚期—喜马拉雅期。 初步推测普光气藏成藏模式为: 印支期晚期— 燕山期早期液态烃运聚形成油藏; 燕山期深埋, 液态 烃裂解进入气态烃演化阶段, 油→气转化, 沥青残 留; 燕山期晚期—喜马拉雅期隆升脱气, 再次调整成 藏, 形成现今构造2岩性复合型气藏。 参 考 文 献 戴金星. 1997. 中国大中型天然气田形成条件与分布规律. 北京: 地质 出版社. 胡朝元, 等. 1995. 中国中部大气田研究与勘探. 北京: 石油工业出版 社. 康竹林, 傅诚德, 等. 2000. 中国大中型气田概论. 北京: 石油工业出版 社. L ouck s R G, 等. 2003. 碳酸盐岩层序地层学. 马永生, 刘波等译. 北 京: 海洋出版社. 马永生, 田海芹. 1999. 碳酸盐岩油气勘探. 山东: 石油大学出版社. 马永生, 郭旭升, 郭彤楼, 黄锐, 蔡勋育, 李国雄. 2005. 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. 王庭斌. 2003. 中国气田的成藏特征分析. 石油与天然气地质, 24 (2): 103～ 110. References D ai J inxing. 1997. Fo rm ing Conditions and D istribution Regular of L arge2m iddle Gas F ield in Ch ina. Beijing: Geo logical Publish ing House (in Ch inese). H u Chaoyuan, et al. 1995. T he Research and Exp lo ration of L arge Gas F ield in the Central Ch ina. Beijing: Petro leum Industry P ress (in Ch inese). Kang Zhulin, Fu Chengde, et al. 2000. Conspectus of B ig2m iddle Gas F ield in Ch ina. Beijing: Petro leum Industry P ress ( in Ch inese). M a Yongsheng, T ian H aiqin. 1999. Petro leum Exp lo ration of the Carbonate Rock. Shandong: Petro leum U niversity P ress ( in Ch inese). M a Yongsheng, Guo Xusheng, Guo Tonglou, H uang Rui, Cai Xunyu, L i Guoxiong. D iscovery of the large2scale Puguang gas field in the Sichuan Basin and its enligh tenm ent fo r H ydrocarbon p ro specting. Geo logical Review , 51 ( 4): 477～ 480 (in Ch inese w ith English abstract). W ang T ingbin. 2003. Reservo ring Characteristics analysis of gas fields in Ch ina. O il & Gas Geo logy, 24 ( 2): 103～ 110 ( in Ch inese w ith English abstract). Ba sic Character istics and Concen tra tion of the Puguang Ga s F ield in the Sichuan Ba sin M A Yongsheng, CA I Xunyu, L I Guox iong S ou thern E xp loration & D evelopm ent D iv ision Com p any of S IN O P EC, K unm ing , 650200 Abstract T he Puguang F ield is the b iggest and deepest gas field recen tly found in the Sichuan Basin of sou thern Ch ina w ith a p roved gas reserve of 1144×108 m 3 of the Feix ianguan Fo rm ation repo rted to the N ational M in ing R eserves Comm ittee. R eserves of the th ree degree p roved is 3500×108m 3 . T he reservo ir rock of the L ow er T riassic Feix ianguan Fo rm ation is pu re do lom ite w ith oo litic do lom ite and rem nan t oo litic do lom ite. T he reservo ir has a h igh quality w ith m edium to h igh po ro sity and perm eab ility. T he po ro sity m ay be related to the disso lu tion of deep therm alw ater. C lo seness to the m ain hydrocarbon2p roducing sag, h igh2quality reservo ir rock and tim ely up lifting are the favo rab le geo logical condition s to fo rm th is gas field. Key words: Sichuan Basin; Puguang gas field; Feix ianguan Fo rm ation; reservo ir; do lom ite ～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～ 高温高压和不同氧逸度条件下斜方辉石电导率的实验研究 代立东1, 2) , 李和平1) , 刘丛强3) , 单双明1) , 崔桐娣4) , 苏根利1) 1) 中国科学院地球化学研究所地球深部物质与流体作用实验室, 贵州, 550002; 2) 中国科学院研究生院 , 北京, 100039 3) 中国科学院地球化学研究所, 贵阳, 550002; 4) 贵州大学, 贵阳, 550004 在1. 0～ 4. 0GPa 和1073～ 1423K 及不同的氧分压条件下, 借助 YJ23000t 紧装式六面顶高压设备和Sarltron21260 阻抗ö增益2相位分 析仪, 测定了斜方辉石的电导率。氧逸度控制由N i+ N iO、Fe+ Fe3O 4、 Fe+ FeO 和M o+ M oO 24 种固态氧缓冲剂完成的。实验结果表明: ① 在所选择的频率范围内(10- 1～ 106H z) , 复阻抗对频率有很强的依赖 性; ②随着温度升高, 电导率(Ρ) 增大, lgΡ与1öT 之间符合A rrenh ius 关系; ③在 Fe+ Fe3O 4 氧缓冲条件下, 随着压力升高, 电导率降低, 活 化焓增大, 并获得了斜方辉石中主要载流子的活化能和活化体积, 分 别为(1. 715±0. 035) eV 和(0. 03±0. 01) cm 3ömo l; ④在给定压力温 度下, 电导率随着氧逸度增加而增大, 并在给定压力下, 活化焓随着 氧逸度增加而降低; ⑤小极化子导电机制可为斜方在高温高压下的 导电行为提供合理的解释。 第 6 期 马永生等: 四川盆地普光大型气藏基本特征及成藏富集规律 568
