川东北地区天然气化探方法试验研究.pdf

第 3 2卷第 2期 2 0 1 0年 4月 石 油 雾 籍 沾 届 PETRoLEUM GE0L0GY EXPERI M ENT Vo1 ． 32， No ．2 Apr ．． 2 01 0 文章编号 1 0 0 l 一6 1 1 2 2 O 1 0 】 0 2 ～0 1 8 6 0 6 川东北地 区天然气化探方法试验研 究 孙长青 ， 陈银节 ， 荣发准。 ， 任 春 1 ． 中国地质大学， 武汉4 3 0 0 7 4 ； 2 ． 中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院 无锡 石油地质研究所 ， 江苏 无锡2 1 4 1 5 1 摘要 油气化探以检测烃类气体为主的方法具有快速、 有效和低成本的优势 ， 在天然气勘探 中能发挥积极作用。为了筛选适合川 东北地区地表及地质 条件的有效天然气化探方法， 以川东北普光气田和元坝区块为试验 区， 通过样品采集方法试验、 化探指标有 效性和异常重现性研究 ， 认为采集地表较常见的由侏罗系红色泥岩风化形成的残积物 ， 进行顶空气、 酸解 烃、 热释烃等烃类测试， 采用烃类浓度， 值及烃类累乘确定异常边界、 烃类 于度 c ／ C2 确定异 常主体 ， 能快 速识别天然气有利 区， 并 在元坝地 区取得 较好预测效 关键 词 烃 类 ； 地 球 化 学 勘 探 ； 异常 ； 天 然 气 ； 川东 北 地 区 中 图分 类 号 T E l 3 2 ． 4 文 献 标识 码 A R E S E AR CH oN GE OC HE MI C AL E XP L oR A T I oN T E C HNI QUE FoR NATURAL GAS I N THE NoRTHEAS TERN S I CHUAN AREA S u n Ch a n g q i n g 一，C h e n Yi n j i e ，Ro n g F a z h u n 。 ，Re n C h u n 1 ． Ch i n a Un i v e r s i t y o f Ge o s c i e n c e s ． 2 ． Wu x i Re s e a r c h I n s t i t u t e o f Pe t r o l e u m Ge o l o g y， W u h art，H u b e i 4 30 07 4，Chi n a； SI NOPEC，Wu xi ，J i a n g s u 2 1 4 1 5 1，C h i n a Ab s t r a c t Th e hy d r oc a r b on g a s e s o r i e n t e d g e o c he mi c a l e x pl o r a t i o n t e c hn i qu e h a s t he a dv an t a ge of qu i c k n e s s，e f f e c t i v e ne s s a n d l ow c o s t ，a n d ma y pl a y a c t i v e r o l e s i n na t ur a l ga s e x p l or a t i o n．S ome e x p e r i me n t s a n d r e s e a r c he s ， i n c l u d i ng e x pe r i m e nt s f o r s a m p l e c o l l e c t i n g me t ho ds ， r e s e a r c he s on t h e e f f e c t i v e ne s s a n d t h e r e pe a t a bi l i t y of t he ge o c h e mi c a l i nd i c a t o r s，ha v e be e n ma d e i n t he Pu gu a n g Ga s f i e l d a n d Yua nb a Bl oc k i n t h e No r t he a s t e r n S i c hu a n Exp e r i me n t a l Ar e a i n o r de r t o s e l e c t t h e e f f e c t i v e g e o c h e m i c ali nd i c a t o r s s ui t a b l e f o r t h e s u r f a c e a nd g e o l o g i c a l c o nd i t i o ns of t he s t u d y a r e a ． As t he r e s ul t ，t he g e o c he mi c a l i n d i c a t o r s o f he a d s p a c e h yd r o c a r b o n，a c i d e xt r a c t i o n h yd r o c a r b on a n d he a t r e l e a s e d hy d r o c a r b on o f t he c o mmo n s u r f a c e r e s i d u a l s o i l s c a u s e d b y t h e we a t h e r i n g o f t h e r e d J u r a s s i c mu d s t o n e s h a v e b e e n s e l e c t e d ． The r e s u l t s s h ow t ha t whe n t h e h i gh c o nc e nt r a t i o n v a l ue s．t he a c c u m u l a t i on f a c t or ．a n d t h e d r y ne s s d e g r e e C1 ／ C C C 。 C c 的变化 规 律 ， 而 污染 或生 油岩 出露 地表 等 情 况下 烃组 分之 间 不 存在上述 特征 。分析测试结果 表明测 区 内烃类具有 这种明显的变化规律 。中科 院兰州 地质研 究所 的试 验研究成果指出 C ／ C 2 在 0 ～5 0之 间为深部 成因气 ， 该 比值大于 1 0 0 0则完 全反 映地表生 物成 因 特征。试验区内该 比值 为 2 7 ． 5 5， 表 明近地表检测 的 游离烃与热演化成 因的油气有 关。据上述 特征 ， 结合 地表景观和地质因素综合分析 ， 可以认为测区地表烃 类异常应属深部气藏中的干气经微渗逸至地表的结 果 ， 其具有 重要 的找气指 示意 义 。 另外 ， 据许 卫平 等 副的研 究 ， 在 垂 向运 移 过程 中， 地层对参与运 移 的烃类组 分 中的重 质组 分有 明 显 的选择性 吸附作 用 。由此 提 出 以 甲烷／ 丙 烷作 为 地球化学动力学指标， 来定性地判断油气藏的保存 条件 和埋藏深度 。当在近地表采集 的烃类 样 品中的 地球化学动力学指 标呈 低值 态势 时 ， 说 明油气 藏 的 保存条件差 或埋藏 深度 较浅 ； 反 之则 说 明油气 藏 的 保存条件 良好并且埋藏深 度较 深。区 内近 地表酸解 烃的地球化学 动力 学指 标 高达 5 6 ． 2 5 ～1 3 1 ． 5 0， 一 般值在 8 0 ． 1 1 左右 。顶空气 的地 球化学动力学 指标 高达 4 5 ． 0 9 ～1 2 8 ． 7 5 ， 一般值在 7 0 ． 4 3左右 。说 明区 内气藏保存 良好 ， 同时也说 明油气藏埋藏深度较 深 ， 这与 区内长兴组 P c h 和飞仙关 组 T f 台地 边缘 礁滩相储 层深达 5 0 0 0多米相 吻合 。 在 近地表 地球化 学调查 时 ， 气 藏识别 标志 可以 初步概括 为 以近地表 泥岩风 化形成 的土壤 残积 物 为取样对象， 检测顶空气 、 酸解烃和热释烃等指标 ， 采 用烃类浓 度及烃 类 累乘 高值 确定异 常边界 、 烃类 干度 C ／ C 高值 区确 定 异 常 主 体 部 位 ， 可 以快 速识别 有利 区 。究其 原 因 ， 由于气 藏上 方普遍存 在 的微渗漏作用 ， 甲烷更易于运移至近地表 ， 使气区 上方土壤 中烃类 组分 变得更 干 ， 烃类 干度 系数在气 区上方呈 现高值 。另外 ， 气 藏边缘 是烃 类微 渗漏 的 优势 通道 ， 导 致烃 类 浓度 、 烃 类 累积 高值 点 主要 分 布在异 常边缘 。 4 元 坝勘探 区的应用 元 坝地 区位 于通南 巴背斜 西南翼 ， 是川东北 天 然气勘 探开发 后 备 基地 之 一 。二 维地 震 初 步落 实 了 区域 构造 格架 并 发 现大 型 飞仙 关一 长兴组 礁 滩 地 震异 常体 ， 地 质综 合研究 也认 为梁平一 开江陆 棚 东 、 西两 侧 长 兴 组 一飞 仙 关 组 具 有 相 似 的沉 积 背 景 ， 预测该 区有 较 丰 富 的天 然气 资 源量 ， 并 部署 元 坝 l 、 元 坝 2 井 的天 然气钻 探工作 。 为验证 普光地 区天 然气化 探方法 的效果 ， 在元 坝 区布置 2条化探 剖面 ， 分别通 过 当时正在钻探 的 元 坝 1井和元 坝 2井 。元 坝 地 区地 表 主 要为 白垩 系所 覆盖 ， 主要 是 白垩 系下 统 的苍 溪 组 K c 、 白 龙组 K 6 、 七曲寺组等 K． q ， 第四系覆盖的范围 较小 ， 仅 沿河 流 呈零 星 分 布 。按 5 0 0 ～ 1 0 0 0 m 不 等点 距采集 白垩 系风化 形成 的土壤残 积物 1 l 0个 ， 分析 顶空气 、 酸解烃 、 热 释烃指标 ， 按上 述气藏 近地 表识别 标志进 行化探 预测 。 过元坝 1 井的 NE向剖面 图 4 ， 化探预测 的有 利 区位于 剖 面 中段 ， 元 坝 1井位 于 该 异 常 区段 内。 同时可以注意到 ， 元坝 1井西 南侧 烃类 浓度 和干 度 指标配合更好 ， 可 能更 为有 利 。过 元 坝 2井 的 S N 向剖 面 图5 ， 化 探 预测 的有利 区位 于 剖 面 中段 的 5 1 0 I 5 加 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 o 6 5 距离／k m 元坝1 井 一EN 图 4 元坝地区过元坝 1井剖 面烃类异常 Fi g． 4 Hy dr oc ar b on a no m a l y p r of i l e c r os s W e l l Yua n ba 1 of Yu a nba Ar e a 第 2期 孙 长青 ， 等 ．J I I 东北地 区天然气化 探方法试验研究 1 6 0 2 0 U g 8 0 甾 4 0 0 2 O 。 呈 1 2 瞽8 4 l O 9 、 基 堪 6 5 图 5 元 坝地 区过元坝 2井剖面烃类异常 Fi g． 5 Hyd r oc a r b o n a no mal y p r o f i l e c r os s W e I I Yua nb a 2 of Yu a nba Ar e a 元 坝 2井 及 其 以北 。其 中最 有 利 区 可 分 为 2段 ， 即 元 坝 2井 附近 、 剖 面北段 。 近期 钻 探证 实 ， 元 坝 1井 未 获 商业 气 流 ， 但 定 向井 元坝 1 一侧 1 井 在 飞仙关 组 T 获 高产 商业 气流 ， 元 坝 2井在 长 兴 组 P c h 也 获 商业 气 流 ， 与 预测结 果 基本 吻合 。 5 结论 从 普 光气 田和 元坝 地 区的试 验结 果看 ， 川 I 东北 地 区天 然气 化探 以地 表 较 常 见 的 由红色 泥 岩 风 化 形 成 的残 积物 为取样 介 质 ， 进 行顶 空气 、 酸 解烃 、 热 释烃 等烃类 测试 ， 采 用烃 类浓 度 高值 及烃类 累 乘确 定 异常 边界 、 烃类 干 度 C ／ C 确定 异 常 主 体 ， 能 快速识 别 天然 气 富 集 区 。虽 然 试 验 采 用 剖 面 调 查 方式其 结果 可 能存 在一定 的局 限性 ， 但气 区 内外烃 类 浓度 及结 构存 在 明显 差异 ， 化探 异 常界定 的范 围 与 已知气 区相对 应 ， 近地 表 烃类异 常 与天 然气 富集 区存在 成 因联 系 。因此 ， 在川 东北 及类 似 的复 杂地 表条件区部署化探工作 ， 作 为地震勘探 的有效补 充 ， 可 以 为 区块 优 选 和 勘 探 部 署 提 供 地 球 化 学 依 据 ， 降低 勘 探成本 和 风 险 。 参考文献 [ 1 ] 马永生 ， 郭旭升 ， 郭彤楼 ， 等．四川盆 地普光 大型气 田的发现 与勘探启示F J ] ．地质论评 ， 2 0 0 5 ， 5 1 4 4 7 7 4 8 0 ． E 2 ] 马永生．四川盆 地普光 大气 田的发 现与勘 探[ J ] ．海 相油气 地质 ， 2 0 0 6 ， l 1 2 3 5 4 0 ． [ 3 ] 马永生 ， 蔡勋育 ， 李国雄．四川盆地普光大型气藏基本特征及 成藏富集规律E 1 ] ．地质学报 ， 2 0 0 5 ， 7 9 6 8 5 8 8 6 5 ． [ 4 ] 朱 光 有 ， 张 水 昌 ， 梁英 波， 等．四川 盆 地 天 然 气 特 征 及气 源E 1 ] ．地学前缘 ， 2 0 0 6 ， 1 3 2 2 3 4 2 4 8 ． [ 5 3 张水昌 ， 朱 光有 ， 陈建平 ， 等．四J r I 盆地 川东北部 飞仙 关组高 含硫化 氢大型气 田群 气源 探讨 [ J ] ．科 学通 报． 2 0 0 7 ． 5 2 增 刊 I 8 6 9 4 ． E 6 3阮天键．石油天然 气地球化 学勘探 E M] ．武汉 中国地 质大 学 出版社 ， 1 9 9 2 ． E 7 ] 刘 崇禧 ， 赵克斌 ， 余刘应 ， 等．中国油气化 探 4 o年 [ M] ．北 京 地质 出版社 ， 2 0 0 1 2 1 3 3 ． E 8 3 赵克斌 ， 孙长青．油气化探在天然气勘探 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大 邑 地 区 ； 其东 北 部 的绵竹 、 绵 阳、 中江 及成 都一 带属 于较 为有 利 勘探 区带 ； 北川 、 江油 、 梓 潼 区为较 不利 勘探 区带 。 参考文献 [ 1 ] [ 2 3 [ 3 ] [ 4 ] 叶军 ， 王亮 国， 岳东明．从新场沥青地化特征看川西天然气资 源前景 l J ] ．天然气 工业 ， 1 9 9 9 ， 1 9 3 1 8 2 2 ． 叶军．再议 四川 盆地 西部 坳陷 深盆气 [ J ] ．石油 实验地 质 ， 2 00 8， 3 0 2 1 0 9 1 l 4． 王金琪．川 I 西坳陷须家河组 T。 z 气藏再认识[ J ] ．天然气工 、 吐， 2 00 2 ， 2 2 2 1 6 ． 秦建 中．中国烃源岩[ M] ．北京 科学出版社 ， 2 0 0 5 2 0 4 0 ． 挑雹G髓乜G如 5 上 接 第 1 9 1页 [ 2 6 ] [ 2 7 ] 王 国建 ， 程 同锦 ， 王多义．微量元 素在地 表油气化 探 中的试 验研究 以川 西 新场 气 田为 例 [ J ] ．石 油 实验 地 质 ， 2 0 0 5 ． 27 5 5 4 4 5 4 9 ． 汤玉平 ， 李鼎 民， 陈银节 ， 等．微量元素在油气化探中的 E s ] 腾格尔， 秦建中， 付小东 ， 等．川西北地区海相油气成藏物质基 础 优质烃源岩E J ] ．石油实验地质， 2 0 0 8 ， 3 0 5 4 7 8 4 8 3 ． [ 6 ] 罗啸泉 ， 陈兰．川 I 西坳陷形成演化 及其 与油气的关 系[ J ] ．油 气地质与采收率 ， 2 0 0 4 ， l 1 1 1 6 1 9 ． [ 7 ] 庞雄奇 ， 陈章明．含油气 盆地地 史、 热史 、 生 留排烃史数值 模 拟研究 与烃 源岩 定量 评 价 [ M] ．北 京 地 质 出版 社 ， 1 9 9 3 1 3 5 1 4 9 ． [ 8 ] 杨 克 明， 叶军 ， 吕正 祥．川 I西 坳 陷上 叠统 成 藏 年代 学 特 征E J ] ．石油与天然气地质 ， 2 0 0 5 ， 2 6 2 2 0 8 2 1 3 ． [ 9 ] 叶军．川西新场 8 5 I 井深部气藏形成机制研究 X 8 5 l 井 高产 工业气流的 发现 及其 意 义[ J ] ．天 然气 工业 ， 2 0 0 1 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