四川盆地上三疊統有利儲層展布與勘探方向

魏國齊 楊威 金惠 謝增業 施振生 謝武仁朱秋影 劉滿倉 李德江 沈玨紅

中國石油勘探開發研究院廊坊分院

四川盆地上三疊統有利儲層展布與勘探方向

魏國齊 楊威 金惠 謝增業 施振生 謝武仁朱秋影 劉滿倉 李德江 沈玨紅

中國石油勘探開發研究院廊坊分院

四川盆地上三疊統須家河組是中國石油西南油氣田公司的重點勘探接替層系,隨著勘探形勢的變化,需要以全盆地為單元,弄清各儲集砂體的平面展布規律及其勘探潛力。綜合分析地震、測井、錄井和野外露頭資料,將須家河組劃分為4個三級層序、12個體系域;以體系域為單元編制了全盆地須家河組沉積微相展布圖,指出須家河組形成了6大三角洲砂體,有利儲集砂體主要分布于低位體系域,主要為三角洲前緣水下分支河道砂體;而水進和高位體系域湖泊相沉積發育,砂體規模較小。綜合考慮各砂體的分布面積、生烴強度、資源潛力、儲層類別、勘探現狀及頂面埋深等條件,對須家河組進行了勘探潛力綜合評價,指出了下一步的勘探方向:①須二段應集中在廣安—營山和蓬萊—金華2個砂體上;②須四段應集中在蓬萊—金華、安岳—合川2個砂體上;③須六段則應集中在勘探程度相對較低的蓬萊—金華、宜賓—觀音場和古藺—瀘州砂體上。

四川盆地 晚三疊世 砂體展布 層序 儲集層特征 成藏條件 生儲蓋組合 勘探潛力

目前,四川盆地上三疊統須家河組已成為中國石油西南油氣田公司重點勘探接替層系。須家河組主要發育巖性油氣藏,油氣的分布受層序地層格架和砂體分布的控制[1-10]。隨著資料積累及勘探形勢的變化,需要以全盆地為單元,弄清各儲集砂體的平面展布規律及其勘探潛力。

1 層序地層格架及界面特征

綜合地震、測井、鉆井和野外露頭資料,將須家河組劃分為4個三級層序,每個層序可進一步識別出低位、水進和高位3個體系域。層序Ⅰ對應于須家河組一段(須一段),層序Ⅱ對應于須二段和須三段,層序Ⅲ對應于須四段和須五段,層序Ⅳ對應于須六段(圖1)。

層序Ⅰ底界為區域性的平行不整合面,界面之下為海相碳酸鹽巖沉積,而界面之上為海陸過渡相的碎屑巖沉積。該界面上下巖性、巖相發生突變,在地震上表現為一組強相位、高連續性的反射,底部可見削蝕不整合接觸關系。

層序Ⅱ底界為一整合面,地震反射特征不明顯,但界面上下地層巖性、顏色和疊置樣式發生突變。

由于受安縣運動的影響,層序Ⅲ底界面在四川盆地西北部為區域性的角度不整合,而在盆地其他地區則表現為整合接觸關系,主要通過巖性、巖相和疊置樣式的變化來識別。

層序Ⅳ底界在盆內也為整合面,界面上下巖性、巖相和地層疊置樣式發生突變。界面之下為湖泊相沉積,之上為河流—三角洲相沉積。該界面地震反射呈強振幅、高連續性特征。層序Ⅳ頂界面為須家河組與上覆侏羅系的分界面,在全區為一平行不整合面,界面上下地層巖性、巖相、古氣候都發生突變。界面之下為潮濕氣候條件下的灰黑色砂、泥巖,富含植物化石Neocalam ites carrerei,N.carcinoides,Clathropteris meniscioides,Pterophy llum Equisetites sarrani等;而界面之上則為紫紅色砂泥巖,富含植物、孢粉及淡水雙殼類等[9]。

圖1 四川盆地須家河組層序地層劃分方案圖

2 勘探潛力評價

2.1 有利儲集砂體展布

須家河組有利儲集砂體主要分布于各層序的低位體系域,而水進和高位體系域則以湖泊相為主,泥質和粉砂質沉積發育。

層序Ⅱ低位體系域分布于嘉陽—重慶—梁平一線以西,盆地發育6大砂體(圖2),分別位于江油—綿竹、蓬萊—金華、廣安—營山、安岳—合川、威遠—資陽、霧中山—邛崍等地區。砂體以三角洲前緣水下分支河道沉積微相為主,河道前方席狀砂大面積分布。該時期湖泊相分布范圍較小,沉積中心位于蓬基井附近。

與層序Ⅱ低位體系域相比,層序Ⅲ低位體系域分布范圍擴大。該時期也發育6大砂體,分布位置和伸展方向在縱向上具有延續性,盆地西北部砂體規模縮小,而南部砂體規模增大,并控制著大川中地區油氣資源的分布。湖相沉積向南遷移,沉積中心位于油1井附近。

圖2 四川盆地須家河組層序Ⅱ低位體系域沉積相圖

層序Ⅳ低位體系域發育時期,由于周緣板塊構造擠壓,川西北部隆升遭受剝蝕。該時期也發育6大砂體,其分布在縱向上與有延續性。但與層序Ⅲ低位體系域相比,砂體由西北向東南推進。與砂體分布一致,湖相分布位置進一步向南遷移。

2.2 儲層特征與展布

根據對30 285個物性數據點的統計,上三疊統須家河組儲層平均孔隙度為5.5%,最小0.001%,最大21.9%;儲層平均滲透率為4.5×10-3μm2,最小0.1 ×10-6μm2,最高可達15.135μm2(有裂縫發育時)。孔隙度主要分布在4%～8%,滲透率分布在(0.01～1)×10-3μm2,總體上儲層物性較差,屬低孔、低滲和特低孔、特低滲儲層,局部發育有少量中孔、低滲儲層。對須家河組各個層段的儲層物性進行了分布對比,發現整體上孔隙度以須二段為最好,須四段次之,須六段最差;滲透率須四段最好,須二段次之,須六段最差。

對影響儲層發育的3個主要因素(沉積相、巖石相和成巖相)進行研究和評價,分別編制了3個儲層段的沉積相平面圖、巖石相平面圖和成巖相平面圖,并評價有利相區的展布。在此基礎上,根據低孔低滲儲層分類評價標準,將須家河組儲層綜合分為4類,分3個儲層段進行綜合評價,認為Ⅱ—Ⅲ類儲層大面積在川中地區分布。

須二段主要分布Ⅱ、Ⅲ類儲層。整個四川盆地為低孔、低滲儲層類型,因此Ⅰ類儲層分布面積小,主要分布在有利成巖相、裂縫發育帶及優勢沉積微相疊合處,如川中的廣安、潼南、八角場及荷包場地區;Ⅱ類儲層分布面積大,主要分布在充深、磨西、威東、通賢、中壩、川西南等地區;Ⅲ類儲層分布主要在川西南與川中過渡帶之間。

須四段主要以Ⅱ、Ⅲ類儲層為主,Ⅰ類儲層分布較少。Ⅰ類儲層儲層范圍比須二段廣,主要分布在荷包場、潼南、廣安、八角場及蓬基等地區,這些地區巖石成熟度較高,雜基和軟性巖屑含量較少,成巖相主要為綠泥石膠結相和溶蝕相,都位于三角洲水下分流河道微相帶,原生粒間孔隙保存較好,同時長石含量高,又位于(或鄰近)生烴中心,溶蝕作用強烈。Ⅱ類儲層的分布主要位于充深、蓮池、威東、營山和川西南地區(圖3)。

須六段沉積時期物源較近,分選較差,有利儲層發育面積比須二段和須四段小,主要以Ⅱ、Ⅲ類儲層為主,Ⅰ類儲層分布較少,主要在廣安、荷包場分布,同時優質儲層從須二—須六段逐漸向南遷移。Ⅱ類儲層主要分布在邛西、隆豐1井、充深、威東地區。

2.3 生儲蓋組合

四川盆地上三疊統須家河組是在中三疊世雷口坡期侵蝕面基礎上沉積的典型陸相煤系碎屑巖沉積,縱向上一般可細分為6個巖性段(圖1),其中,須一、須三、須五段以泥巖、頁巖為主夾薄層粉砂巖、碳質頁巖和煤線,為湖泊沼澤環境沉積的產物,形成的煤系烴源巖大面積分布;須二、須四、須六段以大型三角洲沉積的灰色、細—中砂巖為主,形成的水下分流河道砂體大面積分布。生、儲層的交互發育構成了須家河組“三明治”結構的良好空間配置關系(圖4),有利于大面積成藏,提高了聚集效率。

圖3 四川盆地須四段儲層綜合評價圖

圖4 四川盆地須家河組生儲蓋層綜合柱狀圖

2.4 勘探潛力評價

針對須家河組3個主要儲集層段砂體的分布狀況,分層系根據砂體面積、生烴強度、資源潛力、儲層類別、勘探現狀等參數對其進行勘探潛力綜合評價,并特別參考了砂體頂面埋深。研究表明,須家河組儲層在2 000～3 500 m埋深范圍內存在溶蝕作用發育的次生孔隙發育帶,當埋深超過3 500 m以后,進入晚成巖期,孔隙度值基本接近原生孔隙遞減曲線,儲集條件變差。因此這里把3 500 m的埋深線作為砂體評價的一項參數。

層序Ⅱ低位體系域(須二段):砂體總面積為51 440 km2,其中以廣安—營山、安岳—合川和蓬萊—金華砂體面積為最大。6個砂體中,除江油—綿竹、霧中山—邛崍和蓬萊—金華部分砂體的埋深小于3 500 m,其余的砂體都超過3 500 m,儲層類別為Ⅰ—Ⅱ類和Ⅱ—Ⅲ類,儲集條件良好。江油—綿竹和霧中山—邛崍2個砂體處于須家河組生烴中心,生烴強度最大,分別為(60～160)×108m3/km2,(20～70)×108m3/ km2。根據分析,按照資源豐度為(1～2)×108m3/ km2、含氣面積百分比在10%～25%之間取值,計算出各砂體的資源潛力。目前須二段已獲得的近5 000× 108m3的三級儲量,除廣安—營山砂體無發現外,其他砂體上均有分布,但已獲儲量主要集中在霧中山—邛崍和安岳—合川2個砂體上,而剩余資源量主要集中在廣安—營山和蓬萊—金華2個砂體上。綜合考慮認為,須二段砂體的下一步勘探重點應集中于廣安—營山和蓬萊—金華兩個砂體上。

層序Ⅲ低位體系域(須四段):砂體總面積為69 522 km2,目前除廣安—營山、蓬萊—金華和安岳—合川發現氣藏外,其余砂體還沒有突破,已獲天然氣三級儲量也遠遠小于須二段。除霧中山—邛崍部分砂體的頂面埋深超過3 500 m,其余砂體的埋深均小于3 500 m,儲層類別以廣安—營山、蓬萊—金華和安岳—合川為最好,為Ⅰ—Ⅱ類,其余的為Ⅱ—Ⅲ類。從資源潛力來看,目前蓬萊—金華砂體僅在砂體的東部發現了八角場氣藏,而其西部的主體砂體緊鄰川西生烴中心,氣源充足,可以作為須四段砂體下一步勘探的重點。此外,安岳—合川砂體的南部砂體厚度大,儲集條件好,具有較大的勘探潛力。

層序Ⅳ低位體系域(須六段):砂體總面積為44 300 km2,雖然埋深均超過3 500 m,但儲集條件沒有須二和須四段好,Ⅰ類儲層主要分布在蓬萊—磨溪、安岳—合川和宜賓—觀音場3個砂體上。由于須六段地層向南進一步超覆,且后期在盆地西北部遭受剝蝕,須六段砂體的分布比須二和須四段砂體向南延展,與須家河組生烴中心也相對較遠,除蓬萊—金華砂體的生烴強度超過20×108m3/km2,各砂體所處地區的生烴強度一般在(10～30)×108m3/km2。目前,須六段已獲儲量集中分布于廣安—營山砂體上,南部宜賓—觀音場砂體上已發現的觀音場氣田規模小但產量穩定,此外盆地南部構造圈閉發育,后期的構造裂縫對儲層有較好的改造作用。因此,須六段砂體近幾年的勘探可以集中在勘探程度相對較低的蓬萊—金華砂體和南部宜賓—觀音場、古藺—瀘州砂體上。

3 結論

1)須家河組可劃分為4個三級層序12個體系域,儲集砂體主要分布于各層序低位體系域。儲集砂體主要為三角洲前緣水下分支河道沉積,而水進和高位體系域則以湖泊相沉積為主,砂體規模較小。

2)須家河組發育6大砂體,各砂體以三角洲前緣水下分支河道沉積微相為主。早期北部砂體規模較大,后期由于周緣板塊構造活動,砂體由西北向東南遷移,南部砂體規模逐漸增大,盆地沉積中心也由西北向東南逐漸遷移。

3)綜合6大砂體的分布面積、生烴強度、資源潛力、儲層類別、勘探現狀及砂體頂面埋深等參數認為,下一步勘探重點須二段應集中于廣安—營山和蓬萊—金華2個砂體上,須四段應集中在蓬萊—金華砂體和安岳—合川砂體上,須六段可以集中在勘探程度相對較低的蓬萊—金華、宜賓—觀音場和古藺—瀘州砂體上。

[1]張健,李國輝,謝繼容,等.四川盆地上三疊統劃分對比研究[J].天然氣工業,2006,26(1):12-16.

[2]魏國齊,劉德來,張林,等.四川盆地天然氣分布規律與有利勘探領域[J].天然氣地球科學,2005,16(4):437-442.

[3]楊威,魏國齊,李躍綱,等.川西地區須家河組二段儲層發育的主控因素和致密化時間探討[J].天然氣地球科學, 2008,19(6):796-800.

[4]楊威,魏國齊,李躍綱,等.川西地區須家河組二段成巖作用及其對儲層發育的影響[J].天然氣地球科學,2008,19 (2):188-192.

[5]金惠,楊威,楊躍明,等.川西地區須二段高分辨率層序地層研究[J].天然氣工業,2007,27(6):48-52.

[6]施振生,金惠,郭長敏,等.四川盆地上三疊統須二段測井沉積相研究[J].天然氣地球科學,2008,19(3):339-346.

[7]郭正吾,鄧康齡,韓永輝.四川盆地形成與演化[M].北京:地質出版社,1996:70-116.

[8]施振生,楊威,金惠,等.川中—川南地區上三疊統沉積相研究[J].沉積學報,2008,26(2):211-220.

[9]侯方浩,蔣裕強,方少仙,等.四川盆地上三疊統香溪組二段和四段砂巖沉積模式[J].石油學報,2005,26(2):30-37.

[10]王宓君.中國石油地質志:卷十[M].北京:石油工業出版社,1987:67-69.

Distribution of favorable reservoirsand exploration targets in the Upper Triassic of the Sichuan Basin

Wei Guoqi,Yang Wei,Jin Hui,Xie Zengye,Shi Zhensheng,Xie W uoen,Zhu Qiuying,Liu M ancang,Li Dejiang,Shen Juehong
(L angfang B ranch,PetroChina Petroleum Ex p loration and Development Research Institute,Langfang,Hebei 065007,China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 30,ISSUE 1,pp.11-14,1/25/2010.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

The Upper Triassic Xujiahe Formation in the Sichuan Basin is critical to reserve replacement of PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company.A long w ith the developing trend of hydrocarbon exp lo ration,the areal distribution and exp lo ration potential of each sandbody should be app raised with the w hole basin as a unit.Based on an integrated analysisof seismic,log and outcrop data,the Xujiahe Fo rmation is divided into 4 third-o rder sequences and 12 system tracts.The sedimentary microfacies of the Xujiahe Fo rmation aremapped in the w hole basin w ith the system tracts as units.Six majo r delta sandbodies are identified in the Xujiahe Fo rmation.The favo rable reservoir sandbodies are mainly developed in the low stand system tract and are mostly delta-f ront underwater distributary channel sands.In contrast,the small sandbodiesof lake facies arewell developed in the transgressive and highstand system tracts.The exp loration potential of the Xujiahe Formation is comp rehensively app raised w ith multiple parameters including areal distribution,hydrocarbon generation intensity,resource potential,reservoir types,exp loration maturity and top burial dep th of reservoirs.Several exp lo ration targets are recognized,such as the Guangan - Yingshan and Penglai- Jinhua sandbodies in the second member of the Xujiahe Fo rmation,the Penglai-Jinhua and Anyue- Hechuan sandbodies in the fourthmember of the Xujiahe Fo rmation,as well as the Penglai- Jinhua,Yibin - Guanyinchang and Gulan -Luzhou sandbodies in the sixth member of the Xujiahe Fo rmation.

Sichuan Basin,Late Triassic,sandbody distribution,sequence,reservoir characteristics,hydrocarbon pooling conditions,source rock-reservoir-cap rock combination,exp lo ration potential,Xujiahe Fo rmation,exp lo ration target,burial dep th,lowstand system tract

魏國齊,1964年生,教授級高級工程師,博士;1986年畢業于原江漢石油學院,獲學士學位;現任中國石油勘探開發研究院廊坊分院副院長,長期從事天然氣地質研究工作。地址:(065007)河北省廊坊市萬莊44號信箱中國石油勘探開發研究院廊坊分院。電話:(010)69213410。E-mail:weigq@petrochina.com.cn

魏國齊等.四川盆地上三疊統有利儲層展布與勘探方向.天然氣工業,2010,30(1):11-14.

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.01.004

2009-11-19 編輯 羅冬梅)

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.001.004

Wei Guoqi,p rofessor,was bo rn in 1964.He has long been engaged in research of natural gas geology.

Add:Mail Box 44,Wanzhuang,Langfang,Hebei Province 065007,P.R.China

Tel:+86-10-6921 3410E-mail:weigq@petrochina.com.cn