四川盆地開江地區石炭系黃龍組復合圈閉識別與評價

劉勇 張帆 王興志 別沁 陳波

1.中國石油西南油氣田公司勘探開發研究院 2.西南石油大學資源與環境學院 3.中國石油西南油氣田公司輸氣管理處4.中國石油西南油氣田公司重慶氣礦

四川盆地開江地區石炭系黃龍組復合圈閉識別與評價

劉勇1張帆2王興志2別沁3陳波4

1.中國石油西南油氣田公司勘探開發研究院 2.西南石油大學資源與環境學院 3.中國石油西南油氣田公司輸氣管理處4.中國石油西南油氣田公司重慶氣礦

四川盆地開江地區石炭系黃龍組(C2hl)發育類型多樣的復合圈閉,蘊含豐富的天然氣資源,識別其圈閉類型,對復合圈閉進行評價,對下一步勘探具有重要意義。分析發現,該區發育的復合圈閉主要為地層—構造復合圈閉,圈閉類型多樣,是黃龍組進一步勘探的主要對象。復合圈閉在地層上多分布于沿開江—梁平C2hl殘余厚度介于10～50 m的地區;在沉積相上集中分布在潮間帶顆粒灘相、成巖期交代成因的埋藏白云巖發育區;在構造上多分布于構造高部位隆起缺失帶附近等。在古隆起構造高部位C2hl強剝蝕區及靠近剝蝕邊界的地層厚度薄帶中識別出一批潛在地層—構造復合圈閉。根據圈閉面積、閉合度、厚度、埋藏深度、圈閉可靠程度等指標,利用綜合評價方法,將該區復合圈閉分為3類,Ⅰ類圈閉依次為:TLP復合圈閉、WSK復合圈閉、BYSB復合圈閉和BYS復合圈閉;Ⅱ類圈閉依次為:Y’A復合圈閉、SZS復合圈閉和BYSN復合圈閉;Ⅲ類圈閉為NMC復合圈閉。

四川盆地 開江 石炭紀 氣藏 復合圈閉 識別 評價 勘探區

復合圈閉是在具備一定的幾何形態和儲層的前提下,由兩種或多種因素聯合封閉而形成的油氣聚集場所。一方面,它具有褶皺的形態,在地震剖面及構造圖上均易于識別和發現,同時又受地層、巖性的尖滅線或地層上傾方向斷層線的控制,是介于顯形的構造圈閉和隱蔽的非構造圈閉之間的半顯形圈閉,在現有的勘探程度和資料條件下,較易識別和描述[1-3]。

復合圈閉一般具有以下兩個最基本的特點:①在不同方向的剖面上所反映的圈閉類型不一樣,有時甚至在同一方向的不同剖面上所反映的圈閉類型也不一樣[4-8];②復合圈閉的封閉系統由兩種或多種因素聯合封閉而成,主要包括復合蓋層封閉、蓋層及地層上傾方向巖性尖滅封閉、蓋層及上傾方向斷層封閉等多種類型。

目前在四川盆地開江地區C2h l(石炭系黃龍組)發育的復合圈閉主要為地層—構造復合圈閉,是指儲集層上方和下傾方向由構造和地層因素聯合封閉所形成的圈閉和氣藏,主要包括地層—半背斜復合圈閉和封閉式地層—斷層復合圈閉等[9]。

1 地層分布及構造特征

1.1 地層頂底界識別特征明顯

1.1.1 地層底界巖電特征

志留系與石炭系在巖性及電測曲線上均易于劃分。其上下地層的巖性和電性差異較為明顯。從巖性上看,C2hl底部以石膏夾薄層泥質云巖互層,韓家店組深灰—灰黑色泥巖為主。從電性上看,C2h l對應的測井曲線反映為較低GR值、較高RLLD和RLLS值,與下伏志留系地層區別明顯(圖1)。

1.1.2 地層頂界巖電特征

二疊系與石炭系在巖性及電測曲線上均易于劃分。其上下地層的巖性和電性差異較為明顯。從巖性上看,梁山組底部以黑色頁巖夾薄煤層,局部頁巖含硅質,與下伏C2hl灰褐色泥粉晶灰巖呈角度不整合接觸。從電性上看,梁山組對應的測井曲線反映為 GR值較高,RLLD和 RLLS值較低(圖2)。

1.2 地層分布

開江地區C2h l發育顆粒白云巖、角礫白云巖、石灰巖及角礫灰巖,下部夾有石膏巖,巖性復雜,橫向變化快。沉積后曾遭嚴重剝蝕,各地殘存層位和厚度很不一致,局部可缺失。該區C2hl地層分布也十分不穩定,在開江—梁平古隆起上,C2h l基本已被剝蝕,形成了一個近南北向的剝蝕窗[10-11]。在剝蝕帶西側包括SGP、BYS等構造,C2hl殘余厚度較厚,介于50～90 m,特別是SGP構造,厚度介于60～90 m,其中最厚的G10井鉆厚達96 m。而剝蝕帶以東的 WBT氣田C2hl殘余厚度僅為30 m左右。

圖1 石炭系底界(TD16井)巖性電性剖面圖

圖2 石炭系頂界(W K1井)巖性電性剖面圖

1.3 構造特征

開江地區地質構造復雜,構造的展布受川東地區邊界的控制,區域構造位于大巴山前弧形褶皺帶與川東平行褶皺帶構造聯合而成的川東北收斂雙弧褶皺系中部及其東南側。因受喜山期多期次、多方向擠壓應力場作用,形成構造組系眾多、構造疊加、干擾等關系復雜的構造格局,主要呈高陡狹長形背斜條帶,北東向成排成帶地展布于寬緩向斜之中[12-13]。主體構造兩翼地腹T1j(下三疊統嘉陵江組)及其以下常出現與構造帶走向一致的串珠狀潛伏背斜帶。高陡背斜帶的軸線總體上自南而東呈北東—北北東—南東向。背斜南陡北緩,向斜寬緩,呈隔擋式排列,背斜陡翼地腹多分布與主體背斜平行的低潛背斜。

目前在該地區鉆獲的C2hl氣藏,主要沿開江—梁平構造古隆起周緣發育,以分布于各構造帶東翼斷下盤的居多,是C2hl氣藏分布的主要場所,也是目前各構造帶勘探效果最好的地帶。如WBT氣藏C2hl頂部構造形態為短軸狀背斜,軸向為北東向,構造東北端舒展、西南端收斂、西北翼下傾。該構造有5個高點,順構造走向排列成兩排,以鞍部或斷層接觸,含氣面積較大。而主體構造及構造帶西翼局部圈閉的氣藏相對次之,如BYS氣藏。

2 復合圈閉的識別

2.1 典型復合圈閉識別特征

開江地區經過多年的勘探證實C2hl具有豐富的天然氣資源。由于C2hl在沉積演化過程中受到構造升降、風化剝蝕等作用影響,形成強烈的地層剝蝕減薄區,同時在古巖溶的作用影響下,形成了古巖溶次生溶孔發育的儲集帶[14-16],儲層經歷了多期次成巖作用改善[17],成為有利的油氣儲集區域。開江地區地層—構造復合圈閉的分布遵循一定規律,即:在地層上,沿開江—梁平C2hl剝蝕區周緣,氣藏多分布于C2h l殘厚介于10～50 m的分布區;在沉積相上,氣藏集中分布在潮間帶顆粒灘相、成巖期交代成因的埋藏白云巖發育區;在構造上,氣藏多分布于構造高部位隆起缺失帶附近等。

如 TLP地層—構造復合圈閉區域上屬于NMC構造,其圈閉最高等值線為-3 850 m,最低等值線為-4 600 m,閉合度為750 m,其石炭系厚度介于10～50 m,圈閉面積為44.22 km2,構造受南西—北東向N②號斷層的側向遮擋,南西方向為C2hl地層剝蝕尖滅線,南東方向受最低構造等值線-4 600 m控制(圖3),復合圈閉識別特征明顯。

2.2 復合圈閉分布

開江地區C2hl的地層—構造復合圈閉主要分布在開江—梁平古隆起周緣和地層殘存邊緣的地帶上。目前工區內已探明WBT、SGP和BYS地層—構造復合圈閉,在地層平面分布圖疊合C2hl頂構造等值線圖的基礎上,結合該區域復合圈閉識別特征與模式,沿古隆起地層剝蝕殘存周緣進一步識別到 TLP、WSK、BYSB、BYS、Y’A、SZS、BYSN、NMC等地層—構造復合圈閉(圖4)。

3 復合圈閉的評價

圈閉評價是優選出有利含油氣區帶為研究對象,進行圈閉的識別與準備,它是地質工作者對區帶范圍內多個潛在含油氣圈閉各方面屬性的認識評價,以實現優選鉆探目標,部署預探井[18-22]。圈閉評價可為勘探決策提供直觀的、科學的參考,從而達到提高圈閉鉆探成功率和勘探經濟效益的目的。油氣圈閉勘探的高風險以及圈閉評價在圈閉勘探中的導向作用,決定了圈閉評價研究工作一直是油氣勘探的難點和重點問題之一。

圖3 TLP復合圈閉識別模式圖

圖4 開江地區復合圈閉平面分布圖

目前流行的圈閉評價技術方法是以現代油氣成藏理論為指導,充分利用各種非地震物化探資料、地質分析資料和綜合研究成果,對識別出和儲備的多個圈閉進行含油氣性及可能的含油氣規模和勘探經濟效益等進行綜合的、定量化的評價,從中優選出有利的圈閉作為優先開展的鉆探目標[23-25]。

3.1 圈閉評價標準

3.1.1 圈閉面積

C2hl及其上、下巖層的組合是四川盆地多套生、儲蓋組合中較好的一套組合,經過多年的勘探也證實C2hl具有豐富的天然氣資源。結合已發現C2hl氣藏特征對已識別C2h l復合圈閉面積進行劃分,圈閉面積小于10 km2的權值取0.2,圈閉面積大于50 km2的取權值1.0,圈閉面積介于10～50 km2的取權值0.5,圈閉面積評價系數權重為0.15(表1)。

3.1.2 閉合度

結合已勘探C2hl復合圈閉特征,取閉合度評價系數權重為0.15,其閉合度小于100 m取權值0.2,閉合度大于500 m取權值1.0,閉合度介于100～500 m取權值0.8。

3.1.3 C2hl厚度

C2hl儲層主要發育在溶孔白云巖段,其有效厚度與C2hl儲量豐度有較好的正相關關系(相關系數為0.933),因此,將儲層有效厚度小于10 m的儲層取權值0.2;儲層有效厚度介于10～20 m取權值0.5;儲層有效厚度大于20 m取權值1.0。C2h l厚度評價系數權重為0.15。

3.1.4 高點海拔

按當前的經濟核算,圈閉埋藏愈深,投資風險愈大。如果埋藏較淺,其上覆蓋層較薄,油氣的散失因素還需加以考慮。結合 C2hl實際情況取埋深適中(-2 000～ -4 000 m)為最好,權值取 1.0;小于-2 000 m由于受到保存條件的影響,權值取0.2;大于-4 000 m權值取0.3。

3.1.5 圈閉可靠程度

按地震圈閉形態的可靠性分為可靠、較可靠、不可靠3類。這是一項客觀加主觀的雙重風險因子。一般而言,可靠和較可靠作為鉆探的儲備圈閉來考慮,較差者,須作進一步工作方能布井。其權重為0.4,可靠權值為0.9,較可靠權值為0.6,不可靠權值為0.2。

表1 開江地區復合圈閉評價標準表

3.2 評價結果

圈閉綜合評價主要以圈閉的要素賦以不同的權重,分別進行打分后再進行排隊的一種評價方法[26],是目前生產實踐應用較廣泛,效果較好的一種評價方法。開江地區C2hl復合圈閉評價中分類評價項及其權重分別為圈閉面積(0.15)、閉合高度(0.15)、圈閉埋深(0.15)、C2hl沉積厚度(0.15)、可靠性(0.4)等5項進行評價。評價結果見表2。

根據開江地區石炭系復合圈閉評價要素表,將開江地區C2hl復合圈閉分為3類:Ⅰ類圈閉的綜合評分的總分值大于0.8;Ⅱ類圈閉的綜合評分的總分值介于0.6～0.8;Ⅲ類圈閉的綜合評分的總分值小于0.6。

表2 開江地區C2 hl復合圈閉評價結果表

根據這個分類,得出Ⅰ類圈閉依次為:TLP復合圈閉、WSK復合圈閉、BYSB復合圈閉和BYS復合圈閉;Ⅱ類圈閉依次為:Y’A復合圈閉、SZS復合圈閉和BYSN復合圈閉;Ⅲ類圈閉為NMC復合圈閉。

4 結論

1)開江地區C2hl的復合圈閉氣藏勘探,已經取得突破性的進展和認識,油氣富集條件也較好。目前在該地區發育的復合圈閉主要為地層—構造復合圈閉,勘探潛力很大,是C2h l進一步勘探的主要對象之一。

2)該區C2hl主要發育顆粒白云巖、角礫云巖、石灰巖及角礫灰巖,沉積后曾遭嚴重剝蝕,局部可缺失。C2hl地層在開江—梁平古隆起構造高部位存在缺蝕窗,復合圈閉沿剝蝕區周緣多分布于C2hl殘厚介于10～50 m的分布區及古構造高部位隆起缺失帶附近等。

3)依據 C2hl復合圈閉評價要素,將開江地區C2hl復合圈閉分為3類:Ⅰ類圈閉綜合評分的總分值大于0.8;Ⅱ類圈閉綜合評分的總分值介于0.6～0.8;Ⅲ類圈閉綜合評分的總分值小于0.6。根據這個分類,得出Ⅰ類圈閉依次為:TLP復合圈閉、WSK復合圈閉、BYSB復合圈閉和BYS復合圈閉;Ⅱ類圈閉依次為:Y’A復合圈閉、SZS復合圈閉和BYSN復合圈閉;Ⅲ類圈閉為NMC復合圈閉。

[1]徐宏節,吳亞軍.雅克拉斷凸及周緣地區的復合圈閉特征[J].天然氣工業,2004,24(3):26-28.

[2]劉震,韓軍,關強,等.地層巖性圈閉識別和評價的關鍵問題[J].西安石油大學學報:自然科學版,2007,22(3):31-37.

[3]楊國臣,于炳松.隱蔽油氣圈閉勘探之發展現狀[J].巖性油氣藏,2008,20(3):6-11.

[4]段鐵軍.阿克墩地區蘇維依組的復合圈閉[J].石油與天然氣地質,2001,22(3):277-279.

[5]吳金才,蘭素清.松南地區十屋斷陷構造—巖性復合圈閉樣式[J].石油與天然氣地質,2003,24(1):62-64.

[6]覃建雄,陳洪德,田景春,等.不同類型盆地層序格架與油氣圈閉[J].中國海上油氣:地質,1999,13(1):16-21.

[7]李偉,張志杰,鄒才能,等.川東石炭系天然氣成藏地質條件再認識及其勘探潛力預測[J].天然氣工業,2010,30 (12):20-24.

[8]劉勇,邵勇,張帆,等川東石炭系復合圈閉儲層發育主控因素研究[J].西南石油大學學報:自然科學版,2010,32(1): 45-51.

[9]陳宗清.川東石炭系地層—構造復合圈閉氣藏的預測、分類和評價[J].石油學報,2000,21(3):25-30.

[10]凌躍蓉,陳啟蓮,余宗勝.川東地區碳酸鹽巖非背斜圈閉氣藏勘探成效分析及勘探經驗總結[J].天然氣勘探與開發,2000,23(2):7-16.

[11]方少仙,侯方浩,李凌,等.四川華鎣山以西石炭系黃龍組沉積環境的再認識[J].海相油氣地質,2000,5(增刊1): 158-166.

[12]徐國盛,趙異華.川東開江古隆起區石炭系氣藏成藏機理剖析[J].石油實驗地質,2003,25(2):158-163.

[13]黎穎英,林維澄.四川盆地東部石炭系含氣系統的形成與演化[J].西南石油學院學報,1999,21(1):35-38.

[14]鄭榮才,鄭超,胡忠貴,等.川東石炭系古巖溶儲層鍶同位素地球化學特征[J].天然氣工業,2009,29(7):4-8.

[15]張兵,鄭榮才,黨錄瑞,等.川東地區黃龍組碳酸鹽巖儲層測井響應特征及儲層發育主控因素[J].天然氣工業, 2010,30(10):13-17.

[16]黨錄瑞,鄭超,李瑜,等.川東鄰水—渝北地區石炭系有利儲集相帶預測[J].天然氣工業,2009,29(3):9-12.

[17]王芙蓉,陳振林,王雪蓮,等.川東北地區石炭系成巖作用及儲集性[J].海相油氣地質,2004,9(1):91-96.

[18]邱芳強,余騰孝,肖龍文.油氣圈閉定量化地質評價[J].新疆地質,2000,18(1):68-73.

[19]劉婕,劉全穩,徐劍良,等.圈閉的灰色關聯分析方法研究[J].西南石油大學學報,2007,29(2):72-74.

[20]蔡希源,侯啟軍.油氣圈閉地質評價方法及應用[J].大慶石油地質與開發,1994,13(2):1-5,75.

[21]穆曙光,鄒宇.天然氣圈閉評價技術新進展[J].西南石油學院學報,1996,18(4):112-117.

[22]吳國平,敖敏思,吳亦奇,等.基于云模型和灰關聯的油氣圈閉多域信息評價[J].西南石油學院學報:自然科學版, 2009,31(5):1-5.

[23]陳國民,劉全穩,陶正喜,等.油氣圈閉評價計算機模擬研究[J].西南石油大學學報:自然科學版,2008,30(5):41-45.

[24]匡建超.基于區帶—遠景圈閉組合的油氣勘探地質風險評價方法[J].天然氣工業,2007,27(11):121-124.

[25]梁坤,郭秋麟,李小地.改進的圈閉預探階段快速評價方法[J].石油勘探與開發,2008,35(6):746-749,754.

[26]申小平.隱蔽圈閉的解釋與評價[J].國土資源導刊,2006 (增刊1):21-41.

Identif ication and evaluation of combination traps in the Carboniferous Huanglong Formation,Kaijiang Area,Sichuan Basin

Liu Yong1,Zhang Fan2,Wang Xingzhi2,Bie Qin3,Chen Bo4
(1.Exp loration &Development Research Institute,Southw est Oil &Gasfield Com pany,PetroChina, Chengdu,Sichuan 610051,China;2.Resources and Environment Institute,Southw est Petroleum University, Chengdu,Sichuan 610500,China;3.Gas Transportation Department of Southw est Oil&Gasf ield Com pany,PetroChina,Chengdu,Sichuan 610215,China;4.Chongqing Gas Production Com pany,Southw estOil& Gasfield Com pany,PetroChina,Chongqing 400021,China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 31,ISSUE 7,pp.11-15,7/25/2011.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

Various combination trapsare developed in the Carboniferous Huanglong Formation(C2h l)w here abundant natural gas resources accumulate.Identification and evaluation of these combination traps are of great significance to future exploration.The combination traps in the study area are dominated by stratigraphic-structural combination trapsw hich are themajo r targetsof exp lo ration in the Huanglong Fo rmation.Stratigraphically,these combination trapsaremostly distributed in Kaijiang -Liangping area w here the remnant thicknessof C2hl is in the range of 10 - 50 m.As fo r sedimentary facies,these combination traps mainly occur in areas w here buried dolostones of inter-tidal beach facies are well developed.Structurally,these combination traps cluster in the uplifted and eroded po rtion of structural high.Some po tential stratigraphic-structural combination trap s have been recognized on the structural high of paleo-up lift w here C2hl is strongly eroded and in the periphery of the erosion area.These traps are classified into 3 types according to various parameters such as a trap’s area,closure,thickness,buried dep th,and degree of reliability.The Type-Ⅰincludes TLP,WSK,BYSB and BYS combination traps;the Type-Ⅱincludes Y’A,SZSand BYSN combination traps;and the Type-Ⅲincludes NMC combination traps.

Kaijiang area,Carboniferous,combination trap,identification,evaluation,stratigraphic-structural trap,structural feature,Huanglong Fo rmation

劉勇等.四川盆地開江地區石炭系黃龍組復合圈閉識別與評價.天然氣工業,2011,31(7):11-15.

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2011.07.003

劉勇,1981年生,博士;現主要從事碳酸鹽巖油氣田開發地質研究工作。地址:(610051)四川省成都市府青路一段1號。電話:(028)86015041。E-mail:castledream@petrochina.com.cn

(修改回稿日期 2011-07-01 編輯 羅冬梅)

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2011.07.003

L iu Yong,bo rn in 1981,ismainly engaged in research of development geology of carbonate reservoirs.

Add:No.1,Sec.1,Fuqing Rd.,Chengdu,Sichuan 610051,P.R.China

Tel:+86-28-8601 5041 E-mail:castledream@petrochina.com.cn