川东北元坝区块中下侏罗统页岩油气地质分析.pdf

第 3 5卷第 6期 2 0 1 3年 1 1 月 石 油 褒 劈沾届 P ETRoLEUM GEoLoGY EXP EI MIENT Vo 1 ． 3 5， No ． 6 NO V ． ． 2 01 3 文章编号 1 0 0 1 6 1 1 2 2 0 1 3 0 6 - 0 5 9 6 - 0 5 d o i 1 0 ． 1 1 7 8 1 ／ s y s y d z 2 0 1 3 0 6 5 9 6 川东北元坝 区块 中下侏 罗统页岩油气地质分析 周德华 ， 焦方正 ， 郭旭升 ， 郭彤楼 ， 魏志红 1 ． 中国石化 油田勘探开发事业部， 北京1 0 0 7 2 8 ； 2 ． 中国石化 勘探南方分公司， 成都6 1 0 0 4 1 摘要 结合钻井 、 岩心 、 野外露头 、 测 井等成果 ， 从富含有机质 页岩空间展布 、 地化特征 、 岩石矿物学 、 储集空 间特征 、 孑 L 渗性特征 和 地质力学性质等方 面， 对川东北元坝区块 中下侏罗统页岩油气地 质特征进行 了综合研究 。显 著地质 特征是 富有机质 泥页岩 主 要发育于 自流井组大安寨段和千佛崖组千一一二段 ， 为浅湖一半深湖沉积 ， 黑色泥页岩夹灰岩或砂岩。有 机质较为发育 ． 有机碳 含量平均为 1 ． 1 4 ％， 有机质类型以 Ⅱ2 型为主 ， 镜质体反射率 尺 。 介于 1 ．4 ％～ 1 ． 6 ％之间 ， 均处 于凝析油一湿气的成熟一高成熟 阶 段 。总体上 ， 中下侏罗统页岩气构造 简单 、 稳定 ， 断裂不发育 ， 保存条件 良好 ， 有利 于烃类形成。大安寨段 湖相页岩油气总体与北 美 E a g l e F o r d页岩气特征相似 。大安寨段 暗色泥页岩厚 4 O ～l 1 5 m， 孔 隙类型丰富 ． 发育 水平缝 和微 裂缝 。 脆性矿物 含量平均 为 5 2 ． 7 ％， 杨 氏模量平均为 3 7 G P a ， 泊松比平均为 0 ． 3 0 ， 有利于压裂形成 网络裂缝。 关键词 有机质 ； 页岩油气 ； 储集层 ； 中下侏罗统 ； 元坝地区 ； J I I 东北 中图分类号 T E l 2 2 ． 1 文献标识码 A Ge o l o g i c a n a l y s i s o f M i d d l e Lo we r J u r a s s i c s h a l e r e s e r v o i r s i n Yu a n b a a r e a，n o r t h e a s t e r n S i c h u a n Basi n Z h o u De h u a ，J i a o F a n g z h e n g ，G u o Xu s h e n g ，Gu o T o n g l o u ，We i Z h i h o n g 1 ． O i lfie l d E P D e p a r t m e n t ， S I N O P E C ， B e ij i n g 1 0 0 7 2 8 ， C h i n a ； 2 ． S I NO P E C E x p l o r a t i o n S o u t h e r n C o m p a n y ，C h e n g d u ， S i c h u a n 6 1 0 0 4 1 ，Chi na Ab s t r a c t I n t e g r a t i n g wi t h d ril l i n g s，c o r e s ，o u t c r o p s a n d l o g g i n g d a t a，we ma d e a c o mp r e h e n s i v e g e o l o g i c a n a l y - s i s o f t h e Mi d d l e - L o w e r J u r a s s i c s h a l e r e s e r v o i r s i n t h e Y u a n b a a r e a o f t h e n o r t h e a s t e r n S i c h u a n B a s i n 。f r o m t h e a s p e c t s s u c h a s o r g a n i c ric h s h a l e d i s t r i b u t i o n，g e o c h e mi c a l c h a r a c t e riz a t i o n，mi n e r a l c o mp o s i t i o n，h y d r o c a r b o n s t o r e s p a c e p r o p e r t y， s h a l e p o r o s i t y a n d p e r me a b i l i t y c o n d i t i o n． a n d g e o me e h a n i c a l n a t ur e ．T he o r g a ni c ric h s h a l e s ma i n l y g e n e r a t e d f r o m t h e D a a n z h a i me mb e r o f t h e Z i l i u j i n g F o rm a t i o n t o t h e l s t a n d 2 n d me mb e r s o f t h e Q i a n foy a F o rma t i o n ． T h e y a r e s h a l l o w t o s e mi ． d e e p l a c u s t fi n e f a c i e s ． a n d m a i n l y c o n s i s t o f d a r k s h a l e s w i t h l i m e s a n d s a n d s t o n e s ．O r g a n i c ma t t e r s a r e ri c h ．a n d o f t y p e I 1 ． ． T h e a v e r a g e T OC c o n t e n t i s 1 ． 1 4 ％．Th e v i t r i n i t e r e f l e c t a n c e R 。 r a n g e s f r o m 1 ． 4 ％ t o 1 ． 6 ％ ， i n d i c a t i n g f o r t h e m a t u r e a n d h i g h m a t u r e s t a g e s o f c o n d e n s a t e o i l a n d w e t g a s ．G e n e r a l l y ，t h e Mi d d l e L o w e r J u r a s s i c s h a l e s h a v e s i mp l e a n d s t a b l e s t r u c t u r e w i t h f e w f r a c t u r e s d e v e l o p e d．h e n c e a r e f a v o r a b l e for h y d r o c a r bo n g e n e r a t i o n a n d p r e s e rva t i o n．Th e l a c u s t rin e f a c i e s s h a l e s i n t h e Da a n z h a i me mbe r a r e s i mi l a r t o t h e Ea g l e Fo r d s h a l e s i n t he No rth Ame ric a i n g e n e r a 1 ．T h e d a r k s h a l e s i n t h e Da a n z h a i me mb e r a r e 4 0 1 1 5 m t h i c k wi t h v a ri o u s p o r e t y p e s ． Ho ri z o n t a l a n d mi c r o f r a c t u r e s a r e w e l l d e v e l o p e d ． Th e a v e r a g e br i t t l e mi n e r a l c o n t e n t ，Yo un g’ S mo d u l u s a n d Po i s s o n r a t i o are 5 2． 7％ ，3 7 GPa a n d 0． 3 0 ，r e s p e c t i v e l y．a l l c o n t r i b u t i n g t o t h e f o rm a t i o n o f f r a c t u r e n e t wo r k． Ke y wo r d s o r g a n i c ma t t e r ； s h a l e o i l g a s ； r e s e rvo i r ； Mi d d l e - L o w e r J u r a s s i c ；Y u a n b a a r e a ； n o o rt h e a s t e rn S i c h u a n 美国是实现页岩油气商业化开发和利用最早和 最成功的国家[ 1 - 3 ] ， 欧洲很多国家已经发放了勘探 许可证以减少天然气进 口， 澳大利亚页岩气越来越 得到重视_ 4 J 。近几年来 ， 中国页岩油气 的资源评价 和勘探开发不断加速 5 。 中国四川盆地页岩不仅 是盆地常规油气藏的烃源岩， 而且本身具有与北美 类似的页岩气成藏的地 质条件[ 1 2 - 1 7 ] ， 从构造 演化 和地层发育特点来看 ， 具有工业性页岩气成藏 的最 好条件 。实际上， 通过近两年来 页岩气 的勘探 ． 相继获得了一些新 的突破。元坝地区 Y B 2 1井 大 安寨段测试 获 日产气 5 0 ． 7 0 1 0 m ． 相继有 5 E l 井在大安寨段测试获得 日产 1 4 ～5 0 1 0 m 高 收稿 日期 2 0 1 3 0 7 0 5 ； 修订 日期 2 0 1 3 - 0 9 1 0 。 作者简介 周德华 1 9 6 8 一 ， 男 ， 博士 ， 高级工程师 ， 从事非常规油气勘探开发工作 。E - m a il z h o u d h s i n o p e c ． t o m。 基金项 目 中国石化科技部项 目 P 1 2 0 0 1 资助。 第 6期 周德华 ， 等． 川东北元坝区块中下侏罗统页岩油气地质分析 5 9 7 产工业气流 ， 展现了页岩气勘探前景。参考页岩气 “ 甜点 ” 的评价思路 和方法 『 1 ， 利用 Y L 4井 等资 料 ， 结合钻井 、 岩心 、 野外露头 、 测井等成果 ， 从空间 展布 、 地化特征 、 岩石矿物学分析 、 储集空间特征、 孔渗性特征和地质力学性质等方面， 对川东北元坝 区块中下侏罗统页岩油气地质特征进行 了综 合研 究 ， 旨在为页岩油气评价提供地质依据。 1 区域地质背景 在地史 中 ， 四川盆地经历 了早古 生代克拉通 坳陷 、 晚古生 代克拉 通裂 陷 、 中新生 代 前陆坳 陷 几个演化 阶段 ， 对盆地 构造 、 沉 积地 层演 化有 明 显影 响的有 4期 加里东期 、 东吴期 、 印支期 和喜 马拉雅期。印支运动使地壳从张裂活动转变为压 扭活动， 结束了海相地台沉积 。 形成 了菱形陆相沉 积盆地的雏形。喜马拉雅运动是四川盆地构造格 局主要形成期[ 2 0 。四川盆地是一个多层系 的含 油气盆地 ， 地层层序发育较全． 其 中震旦 系一 中三 叠统主要是海相碳酸盐岩 ， 上三叠统一第三系主要 是陆相碎屑岩， 主要含油气层系包括震旦 系、 石炭 系、 二叠系 、 三叠系和侏罗系。上三叠统侏 罗系 含油气系统就是在 中新生代前陆盆地形成 演化 时 期形成的_ 2 。该油气系统主要发育 3套烃源岩 ． 即上三叠统须家河组 、 下侏罗统 自流井组大安寨段 和中侏罗统千佛崖组 ， 侏罗系烃源岩主要为湖湘沉 积的泥页岩_ 2 ， 四川盆地 已陆续实现 了页岩气商 业发 现 2 3 - 2 7 ] 2 页岩储层特征 2 ． 1沉积 特征 元坝地区早 、 中侏罗世总体上 以湖泊沉积环境 为主， 沉积厚度介于 4 5 0 6 0 0 i n ， 期间发生了多次湖 盆扩张、 萎缩沉积旋 回， 其中在大安寨段沉积期和千 佛崖组沉积早 、 中期存在几个较大的湖泛面。研究 区内发育了多套以滨湖 、 浅湖 、 半深湖相为主的砂泥 岩沉积组合 ， 部分滨湖相带发育有小型河流入湖形 成的河流三角洲沉积体 系， 水下分流河道 、 河 口坝、 前缘席状砂及水下分流间湾等微相局部发育。 大安寨段沉积期总体上为湖盆扩张期的高水位 体系域 ， 存在一个短期最大湖泛面． 由北 向南水体逐 渐变深 ， 沉积相划分为 3个带 ， 分别为滨浅湖相、 浅 湖～滨湖相、 半深湖相。沉积厚度 9 0 IT I 左右 ， 岩性 为深灰 、 灰黑色泥岩 、 页岩与灰色泥灰岩、 介壳灰岩 、 粉砂岩不等厚互层， 水平层理发育 图 1 。研究 区 内泥岩 、 页岩较连续分布 ， 介壳灰岩 、 粉砂岩多成透 一 a ． 大安寨段灰黑色含生屑页岩，生屑 b ． 千佛崖组黑色页岩，水平层理发育 呈条带状、纹层状分布 图 1 川东北元坝区块 ⅥJ 4 井大安寨一千佛崖灰黑色碳质页岩 F i g ． 1 B l a c k c a r b o n a c e o u s s h a l e s f r o m D a a n z h a i t o Q i a n f o y a F o r ma t i o n， we l l YI A ， Yu a n b a a r e a ，n o r t h e a s t e rn S i c h u a n B a s i n 镜状或条带状 、 纹层状分布。 2 ． 2岩性组合与空间展布特征 2 ． 2 ． 1 千佛崖组一段 元坝地区千佛崖组一段总体 为灰色泥岩与细 砂岩互层 ， 常见灰褐色 、 紫红色泥岩夹层和灰黑色 泥岩； 泥页岩厚度从几米至 6 5 I n以上。平面展布 上 ， 从西往 东、 从北 向南 逐渐增厚 ， 东南部 Y L 4井 区达到最厚 ， 其厚度超过 6 5 m。 2 ． 2 ． 2千佛崖组二段 元坝地区千佛崖组二段为灰色、 深灰色 、 灰黑 色泥页岩与灰色砂岩互层 ． 纵 向上灰黑色泥页岩主 要分布于千二段 中部 。 顶部和底部 以灰色为 主， 泥 页岩厚度在 2 5 ～ 5 0 m之间； 沉积环境 以还原环境 为主， 沉积物中泥页岩含量更高， 颜色更深。 2 ． 2 ． 3 大安寨段 大安寨段为灰色 、 灰黑色页岩与灰色泥灰岩、 介壳 屑 灰 岩 、 粉一细砂岩 薄互层 ， 局 部为 中层 状 ； 顶部为灰色泥灰 岩、 介壳 屑 灰岩 ， 偶见一层 细砂岩 ， 中上部发育一层薄一 中层状介壳灰岩 ， 底 部为灰色细砂岩或介壳灰岩。Y B 2 1井大二亚段页 岩气与 E a g l e F o r d页岩气层相似 ， 深灰色泥灰岩和 粉砂钙质页岩与浅灰 泥质灰岩 、 高钙质泥灰岩互 层。钻井数据约束波阻抗反演预测 。 大安寨段暗色 泥页岩厚 4 0 1 1 5 m． 大部分 区域厚度在 4 5 6 0 m 之间， 最厚处页岩累计厚度大于 1 1 5 m。大安寨段 泥页岩平面分布较均匀 、 稳定 。 2 ． 3 有机质丰度 2 ． 3 ． 1 岩 心分析 岩心分析表 明． 元坝地区千佛崖组一段有机碳 含量平均为 1 ． 1 5 ％。 大于 1 ％的占 6 7 ％。自流井组 东岳庙段一大安寨段泥页岩 的有机碳含量平均为 0 ． 8 5 ％； 大安寨段的有机碳含量平均为 1 ． 1 4 ％。纵 向上 ， 千佛崖组一段 的有机碳含量最高 ， 其次为大 安寨段和东岳庙段 。平 面上 ， 由于沉积微相 的差 异 ， 元坝南部泥页岩有机碳 含量 明显较北部高， 元 坝东部泥页岩有机碳含量相对较西部高。 6 5 6 石 油 窈 器 沾 届 第 3 5 卷 3 2 ， 4 0 ， 4 8 H z时 ， 表现为上强下弱， 由此可以推断 礁滩储层含气的有利区域。 这些特征与实际钻井资料相吻合， 经实钻 y b 2 0 5 井 ， 在长兴组二段上部获得工业气流 ， 表明该技术 方法具有应用价值。 7 结论 本文通过井震结合 ， 连同分频解释， 对川东北 元坝地区长兴组生物礁体进行了精细刻画 ， 主要取 得了如下结论 1 通过交 会图 目标体提 取方法， 识别 出了生 物礁滩体随不 同频率 的横向、 纵向分布特征。 2 根据分 频解 释结果 ． 研究并预测 了台缘生 物礁滩体储层的横 向变化特征 、 沉积环境 、 沉 积旋 回， 并预测了含气有利区。 预测结果与实钻数据相 吻合。表明该方法对于台缘礁滩体储层刻画与预 测具有重要的指导意义 参考文献 [ 2 ] [ 3 ] 郭彤楼川 东北地区台地边缘礁一滩气藏沉积与储层特征『 J ] ． 地 学前缘 ， 2 0 1 1 ， 1 8 4 2 0 1 2 1 1 ． 贺振华 ， 蒲 勇， 熊晓军 ， 等． 川 I 东北长兴一飞仙关 组礁滩 储层 的三维地震识别 [ J ] ． 物探化探计算技术 ， 2 0 0 9 ， 3 1 1 1 - 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