地质论评 006年 在120-~220℃之间。虽然人们对TSR发生的最低温高含硫化氢天然气干燥系数都在0.99以上,是世界 度存在争议,但多数学者认为TSR发生在120℃以上少有的有机成因干气,因此乙烷以上重烃类的减 上,而且温度越高越有利于TSR进行 M achel少与TSR对重烃类的优先消耗密不可分。另外,高 1998)。可见该区具备TSR发生的物质基础和热动含硫化氢天然气也富含二氧化碳,这同样与TSR过 力条件。由于重烃类比甲烷易于同硫酸盐发生程有关,二氧化碳是TSR的产物之一烃类+ TSR,因此TSR过程导致天然气干燥系数增大(朱CaSO4→CaCO3+H2S+CO2+HO±S。因此普光气 光有等,2005a,2005b,2005c)。从表1可以看出,这些田硫化氢来自TSR反应 表1川东北飞仙关组高含硫化氢气藏气体组分百分含量数据表(%) Table 1 The da t sheet of na tural gas com ponent(%)of h igh con ten ts of H2S reservoir i northeast Sihuan ba si 井号井深(m)密度(g/mcH:cH6c出 I CaNIo H2s cO2HeH2A 普光普光1井|5610007227250002000000126891001004062 普光2井5027 渡1井430006998006008003000012836540 043 渡口河渡2井 0694 78 74004|a01000001624329 006160 06817294000000000001586419025441235 家7井3906 8137a07000000001041674 罗家禁|罗家9井3158000697798900500000001425542002 4普光气田深部优质储层的形成机理云石化作用而在海平面上升时期辆滩之上可继续 普光气田飞仙关组储层不仅厚度大、孔渗性好,此海平面频繁升降过程,一方面为混合水白云石化 而且埋藏深度也大。可以说在5000m以下的深层碳作用提供了动力,同时也为巨厚的鲕粒岩沉积提供 酸盐岩领域发现如此优质的天然气储层是罕见的。了条件。 根据埋藏史分析得知,目前的5000m深度在白垩纪 然后,白云岩在深埋成岩的过程中,受机械压实 中后期的埋深应在7000800n左右。如此深的碳和埋藏溶蚀等成岩作用的影响,发育了具有一定储 酸盐岩储层是多数学者公认的孔隙发育“死亡线”集性能的次生孔隙,为油气进入储层提供了储集空 (马永生等,2005a),然而次生孔隙倒是空前的发育。间。而油气进入储层后,液态烃类及其伴生的有机酸 最近笔者研究发现,这套主要以鲕粒白云岩为主的对储层的溶蚀作用,是飞仙关组储层经历的一次重 储层除了形成在有利的沉积相带、白云化作用强烈、要岩溶事件,也是多数含油气盆地普遍要经历的 油气进入储层后有机酸对碳酸盐岩进行埋藏溶蚀作次成岩事件。烃类注入到油藏中以后,不仅改变了原 用外,与其经历的特殊成岩演化过程(TSR的发生流体的性质;而且烃类本身是弱还原剂,直接或间接 和硫化氢)有密切的关系。 地参与到矿物的成岩作用之中,流体与岩石之间发 首先,普光飞仙关组是发育在开江一梁平陆棚生相互作用,从而导致储层孔隙度、渗透率等发生变 (马永生等,2006)东北侧高能沉积环境下的台缘鲕化 Nedk v itne et al,1993, Saigal et al,1992),抑制 粒坝(滩)沉积,伴随着开江一梁平的充填演化过程,了成岩作用,有利于原生孔隙的保存,并可以促进次 碳酸盐的快速沉积使得台地不断向开江一梁平地区生孔隙的发育,因此埋藏有机酸性流体的溶蚀作用 加积增生,以及海平面的升降变换,从而在斜坡部位对油气储层的建设起着十分重要的作用(陈学时, 发育了巨厚的鲕粒岩滩体。 2004)。但是由于深循环的流体动力学和溶蚀地球化 其次,为鲕粒岩的白云石化作用(王一刚等,学动力学决定了深部储层中地下水具有稳定、缓慢 2002,杨雨等,2002,苏立萍等,2004; Zhao et al,的径流特点(黄尚瑜等,1997,兰光志等,1996),小流 2005,魏国齐等,2005)。由于普光构造位于沉积转折量且缓慢运动的径流使溶蚀过程相对较弱,溶蚀强 带部位因此台地边缘鲕粒滩受海平面变化影响较度较小,很少有大洞穴或溶洞产生。在这次溶蚀中, 大,在海平面下降时期,鲕粒滩可能暴露出海平面,形成了大量的粒间溶孔、粒内溶孔、白云石晶间溶孔 在大气淡水作用下,鲕粒滩的顶部可发生混合水白等。 )1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net在120～ 220℃之间。虽然人们对 T SR 发生的最低温 度存在争议, 但多数学者认为 T SR 发生在120℃以 上, 而且温度越高越有利于 T SR 进行 (M achel, 1998)。可见该区具备 T SR 发生的物质基础和热动 力条件。由于重烃类比甲烷易于同硫酸盐发生 T SR, 因此 T SR 过程导致天然气干燥系数增大(朱 光有等, 2005a, 2005b, 2005c)。从表1可以看出, 这些 高含硫化氢天然气干燥系数都在0199以上, 是世界 上少有的有机成因干气, 因此乙烷以上重烃类的减 少与 T SR 对重烃类的优先消耗密不可分。另外, 高 含硫化氢天然气也富含二氧化碳, 这同样与 T SR 过 程有关, 二氧化碳是 T SR 的产物之一: 烃类 + CaSO 4→CaCO 3+ H 2S+ CO 2+ H 2O ±S。因此普光气 田硫化氢来自 T SR 反应。 表 1 川东北飞仙关组高含硫化氢气藏气体组分百分含量数据表(% ) Table 1 The da ta sheet of na tura l ga s com ponen t (% ) of h igh con ten ts of H2S reservo ir in northea st Sichuan ba sin 气田 井号 井深(m ) 密度(göcm 3 ) CH4 C2H6 C3H8 C4H10 H2S CO 2 He H2 A r 普光 普光1井 5610. 00 0. 722 77. 50 0. 02 0. 000 0. 000 12. 68 9. 10 0. 01 0. 04 0. 62 普光2井 5027. 00 0. 663 74. 46 0. 02 0. 000 0. 000 16. 89 7. 89 0. 01 0. 03 0. 46 渡口河 渡1井 4300. 00 0. 699 80. 06 0. 08 0. 030 0. 000 12. 83 6. 54 0. 02 0. 02 0. 43 渡2井 4374. 00 0. 694 78. 74 0. 04 0. 010 0. 000 16. 24 3. 29 0. 02 0. 06 1. 60 渡5井 4790. 00 0. 681 72. 94 0. 00 0. 000 0. 000 15. 86 4. 19 0. 25 4. 41 2. 35 罗家寨 罗家7井 3906. 00 0. 690 81. 37 0. 07 0. 000 0. 000 10. 41 6. 74 0. 02 0. 06 1. 34 罗家9井 3158. 00 0. 697 79. 89 0. 05 0. 000 0. 000 14. 25 5. 42 0. 02 0. 04 0. 33 4 普光气田深部优质储层的形成机理 普光气田飞仙关组储层不仅厚度大、孔渗性好, 而且埋藏深度也大。可以说在5000m 以下的深层碳 酸盐岩领域发现如此优质的天然气储层是罕见的。 根据埋藏史分析得知, 目前的5000m 深度在白垩纪 中后期的埋深应在7000～ 8000m 左右。如此深的碳 酸盐岩储层是多数学者公认的孔隙发育“死亡线” (马永生等, 2005a) , 然而次生孔隙倒是空前的发育。 最近笔者研究发现, 这套主要以鲕粒白云岩为主的 储层除了形成在有利的沉积相带、白云化作用强烈、 油气进入储层后有机酸对碳酸盐岩进行埋藏溶蚀作 用外, 与其经历的特殊成岩演化过程 (T SR 的发生 和硫化氢) 有密切的关系。 首先, 普光飞仙关组是发育在开江一梁平陆棚 (马永生等, 2006) 东北侧高能沉积环境下的台缘鲕 粒坝(滩) 沉积, 伴随着开江—梁平的充填演化过程, 碳酸盐的快速沉积使得台地不断向开江一梁平地区 加积增生, 以及海平面的升降变换, 从而在斜坡部位 发育了巨厚的鲕粒岩滩体。 其次, 为鲕粒岩的白云石化作用 (王一刚等, 2002; 杨雨等, 2002; 苏立萍等, 2004; Zhao et al. , 2005; 魏国齐等, 2005)。由于普光构造位于沉积转折 带部位, 因此台地边缘鲕粒滩受海平面变化影响较 大, 在海平面下降时期, 鲕粒滩可能暴露出海平面, 在大气淡水作用下, 鲕粒滩的顶部可发生混合水白 云石化作用; 而在海平面上升时期, 鲕滩之上可继续 发生鲕粒的再沉积, 叠加作用使鲕滩的厚度加大。因 此海平面频繁升降过程, 一方面为混合水白云石化 作用提供了动力, 同时也为巨厚的鲕粒岩沉积提供 了条件。 然后, 白云岩在深埋成岩的过程中, 受机械压实 和埋藏溶蚀等成岩作用的影响, 发育了具有一定储 集性能的次生孔隙, 为油气进入储层提供了储集空 间。而油气进入储层后, 液态烃类及其伴生的有机酸 对储层的溶蚀作用, 是飞仙关组储层经历的一次重 要岩溶事件, 也是多数含油气盆地普遍要经历的一 次成岩事件。烃类注入到油藏中以后, 不仅改变了原 流体的性质; 而且烃类本身是弱还原剂, 直接或间接 地参与到矿物的成岩作用之中, 流体与岩石之间发 生相互作用, 从而导致储层孔隙度、渗透率等发生变 化(N edkvitne et al. , 1993; Saigal et al. , 1992) , 抑制 了成岩作用, 有利于原生孔隙的保存, 并可以促进次 生孔隙的发育, 因此埋藏有机酸性流体的溶蚀作用 对油气储层的建设起着十分重要的作用 (陈学时, 2004)。但是由于深循环的流体动力学和溶蚀地球化 学动力学决定了深部储层中地下水具有稳定、缓慢 的径流特点(黄尚瑜等, 1997; 兰光志等, 1996) , 小流 量且缓慢运动的径流使溶蚀过程相对较弱, 溶蚀强 度较小, 很少有大洞穴或溶洞产生。在这次溶蚀中, 形成了大量的粒间溶孔、粒内溶孔、白云石晶间溶孔 等。 232 地 质 论 评 2006 年