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