四川盆地侏罗系油气成藏条件及勘探潜力.pdf
天然气工 .业 2 0 1 0年 3 月 四川盆地侏罗 系油气成藏条件及勘探潜 力 蒋裕 强 漆 麟 邓 海波。 王毓俊。 蒋 婵 罗明生 1 . 西南石油大学2 . 中国石油西南油气 田公司川中油气矿3 . 中国海油勘探开发研究院 蒋裕强等. 四川 I 盆地侏 罗系油气成藏条件及勘探潜力. 天然气工业, 2 0 1 0 , 3 0 3 2 2 2 6 . 摘 要 四川盆地侏罗系 已发现 以盆地 中部 简称川中 为主体 的多个石油富集构造 。对 四川 I 盆地侏 罗系油气成藏 条件进行 了分析 , 认 为 ①烃源岩条件好, 资源 量丰富; ② 储层物性差 , 但大面 积分布 , 储 盖组合 优越; ③ 圈闭类型多样。 通过开展成藏模式研究, 指出 了有利勘探 区域 ①川 中平缓构造 区油藏分布不受构造控制, 高能介屑滩、 砂体叠加 区及裂 缝发育带是石油 富集的主控 因素, 具备大面积低渗透油藏叠加连 片分布 的特征 ; ②川东褶皱带向斜区侏罗系地层保存完 整, 成藏条件与川 中基本相似, 具有 良好 的勘探潜力; ③龙门 山、 大 巴山冲断带前缘可能发现 多种 类型的油藏或 油气藏。 建议开展老油 田的挖潜工作 , 同时加大对川 中北部及川东 向斜区的勘探 , 寻找原油持续稳产的接替 区域。 关键词 四川盆地 侏 罗纪 油气藏形成 条件 烃源岩 生储盖组合 圈闭 勘探潜力 . D0I 1 0 . 3 7 8 7 / j . i s s n . 1 0 0 0 0 9 7 6 . 2 O 1 0 . 0 3 . 0 0 5 四川 I 盆地虽 以产 气 为主 , 但 至今 仍 在盆 地 内发 现 了柘坝场 、 金华镇 、 秋 林 、 中台 山、 石 龙场 、 八 角场 、 公 山 庙 、 充西一莲池 、 桂花、 一立场、 税家槽 、 鲜渡河等油 田 图 1 。在 四川盆 地 中部 J l I 中 侏 罗系 中 自下而 上发 现 了珍珠 冲段 、 东岳庙段 、 大安寨 段 、 凉 高山组 、 沙溪庙 组 5 个 含油层段 , 其 中大 安寨段 、 凉高 山组 和沙溪 庙组 为主力产 油层 。川 I 西南部 和 中部在 侏罗 系地层 中发现 了新场 、 洛带 、 平落 坝 、 大兴 西等气 田, 川西北 部侏 罗系 露 头发现 了 油砂 岩[ 1 ] 。1 9 5 0 ~ l 9 6 0年 间在 江 油 海 棠 铺 构造所钻 井至今井 口仍有 少量原 油产 出。川 I 东地 区 在侏 罗系钻井 中也频 见油气 显示 , 新 5井 日产 原油 3 6 t l_ 2 j 。川东北 渡 口河 、 五宝场地 区 于侏罗 系上 沙溪 庙组 亦发现气 藏并投 入 开发 。为 此 , 研究 了四川 盆 地侏 罗 系的油气 成藏条件 。 l 成藏条件分析及成藏模式探讨 1 . 1 成藏条件 分析 1 . 1 . 1 烃 源岩 条件好 , 资 源量丰富 晚印支运动后 , 四川盆 地 由晚 三叠 世前 陆盆 地 向 陆 内坳 陷盆地转 化 , 侏 罗系 主 要为 冲积扇一 湖泊 相 沉 积体系 。烃 源岩 主要分布 在下侏 罗统大安寨 段及 凉高 山组 川西北 部地 区称 为千 佛崖 组 , 部分 位 于东 岳庙 段和珍 珠 冲段 主要 分布在川 中北部 地 区 。中侏罗统 下沙溪 庙组上 部 的“ 叶肢介 页岩” 以及 川西地 区上侏罗 统蓬莱镇 组发 育的“ 景福 院页岩 ” 、 “ 仓 山页 岩” 可 能也 具 有一定 的生烃 能力 。 大安寨 段存川 中地 区为介壳灰 岩与黑 色泥页岩 不 等厚互 层沉 积 , 湖盆 沉 降 中心 分 布 于平 昌一仪 陇一 达 县一带 , 烃源 岩厚 度 为 3 0 ~ 6 5 m; 凉 高 山组 烃 源 岩 主 要分布 于凉高 山组 上段 以下 简称 凉上 段 , 凉下段 则 为紫红 色泥岩 夹粉砂 岩 或石 英 细砂 岩 沉 积 , 其 生烃 主 中心则 向东迁 移 至达 州~ 万县 一 带[ 3 ] , 次 中心位 于 仪 陇~ 巴中~平 昌一带 ] 。据 资 料统 计 , 凉 上 段黑 色 页 岩厚 度为 3 0 ~8 5 m。两 套 泥 质烃 源岩 有 机碳 丰 度 一 般都 大于 1 . 0 , 最 高可 达 2 . 0 ; 碳 酸 盐岩 烃源 岩有 机碳平 均丰度 为 0 . 3 4 。 经成 熟度分 析 , 除靠 近 大 巴 山前缘 附 近侏 罗 系烃 源岩镜质 体反射 率 R 。 为 1 . 5 ~2 . 0 外 , 川 中大部 分 地 区 R 。为 0 . 7 ~ 1 . 1 2 , 目前 处 于成 油高 峰 期 。 干 酪根碳 同位 素分 析 结 果 表 明 , C为 一2 3 . 6 1 ‰ ~ 一 3 2 . 8 1 ‰ , 一般为 一2 6 % 0 o 左 右 , 泥 岩 干酪 根腐 泥 组 分 含量分 布为 4 7 ~7 9 , 烃源 岩类 型主 要为 偏腐 泥混 合型[ 5 J 。说 明有 机质类 型好 、 丰度高 , 具 有成油 的 良好 物质基 础 。 作者简介 蒋裕强 , 1 9 6 3 年生 , 副教授 ; 主要从事储层地质学 、 油气藏描述 、 岩性油气藏成藏机理研究工作 。地址 6 1 0 5 0 0 四J 省成都市新都区西南石油大学。电话 1 3 9 8 1 8 2 8 8 1 5 。E ma i l x n s y q 3 0 5 5 1 2 6 . C O IT I 第 3 0 卷第 3 期 地 质 勘探 图 1 四川 盆 地 侏 罗 系 主 要 油 田分 布 示 意 图 据 全 国第二 次油 气 资 源 评 价结 果 , 大安 寨 段 及 凉 高 山组石 油 资源 量 达 1 1 . 3 6 1 0 t , 而 目前 石 油 探 明 储量 仅 8 0 0 01 0 t , 且 集 中在 川 I中西 部 大安 寨 段 , 未 发现 的资 源量 巨大 。 1 . 1 . 2储 层物性 差 , 但 大面积 分布 , 储盖 组合 优越 川 中地 区侏 罗 系储 层 多层段 分 布 , 珍珠 冲段砂 岩 、 东岳庙 段石 灰岩 、 大安 寨段 石灰 岩 、 凉高 山组砂 岩及 沙 溪庙组 砂 岩构成 了重 要 的产 油 层 。沙 溪 庙 组 、 蓬 莱 镇 组是川 I 西南 部侏 罗 系主 要 气 层 ; 川 东 北地 区 目前 主 要 在上沙 溪庙 组获 得气藏 。 大量 资料分 析结 果 表 明 , 川 中地 区无 论 是 碎 屑 岩 或碳 酸盐岩 均表 现 为低 孔 低 渗 、 特 低 渗甚 至致 密 的特 点 。川 中大安 寨段 石 灰 岩 基质 孔 隙度 一般 小 于 2 , 平 均 为 0 . 0 8 ; 凉 高 山 组 砂 岩 孔 隙 度 一 般 为 2 ~ 3 %; 沙 溪 庙 组 孔 隙 度 为 1 . O 1 ~ 5 . 6 , 平 均 为 3 . 6 3 9 / 6 。 川 西 地 区 侏 罗 系 物 性 变 化 大 , 平 均 孔 隙 度 为 0 . 8 7 ~ 1 2 . 4 3 % , 渗 透 率 为 1 x 1 O ~ 1 1 0 肚I I 1 [ 7 ] 。从 层 系上 来看 , 除上侏 罗 统 蓬莱 镇 组 孔 隙度 、 渗 透率 较 高 孔 隙度 平 均 大 于 1 0 % , 基 质 渗 透 率 可 达 1 0 1 0 。 “ m 为 近似 常规储 层外 , 沙 溪庙组 几 乎都 是 低 孔 隙度特 低渗 透率致 密储 层 。川 I 西 北部 厚坝 沙溪 庙 组 油 砂 岩 孑 L隙 度 为 9 . 5 6 ~2 2 . 7 2 , 平 均 值 为 1 7 . 8 9 %, 具 有 比其他 地 区高 的孔 隙度 _ 8 ] 。 尽 管储 层物 性差 、 变化 大 , 但 石灰 岩岩 体及砂 体 累 计 厚度 大 、 分 布广 。川 中 大安 寨 段介 壳灰 岩 平 均 厚度 为 0 . 5 ~5 m, 累计 厚 度 1 0 ~3 0 m, 向滨 湖 区厚 度 有增 加 趋势 如 中 台山 地 区介 壳 灰 岩 累 计 厚 度 可 达 到 4 O m, 单层 最大 厚度 达 2 0 m , 介 壳灰 岩 随 岸线 方 向 呈环 带 连 片分布 ; 凉 高 山沉 积 期 注 有部 分 学 者 将 之 与川 I 北 地 区千佛 崖 组 对 应 在 湖 盆 西 部 、 东 北 部 发 育 河 流一 三角洲 沉积 , 在川 中地 区为 滨浅 湖环境 , 发育 滨浅 湖 砂滩 、 砂坝 。砂 体广 泛分 布 , 据 统计砂 体单 层厚 度为 1 ~5 m, 累计厚 度也 可 达 3 0 m; 沙溪 庙 组 沉 积期 自川 西 、 川 北 向川 I 中地 区为河流三 角洲 滨 浅湖沉 积 , 砂 体 类 型多样 。在 川西地 区河 道砂 体纵 向叠 加厚度 介 于 1 0 0 3 0 0 mI 】 , 到川 中地 区不 同时期 三 角洲 前缘 一滨 浅 湖砂 坝亦 可叠加 连 片分 布 , 据公 山庙 区块 的统计 , 沙 一 段砂 体 累计 厚度 为 7 O ~1 4 0 m[ 1 。川 西孝 泉 地 区 蓬 莱镇 组 中上部 含气 组 合 为 三 角洲 相 沉 积 , 在 一个 含 气 组合 中 , 叠 置 的砂体 厚度 超过 3 0 m_ 】 。 侏 罗系具 备 良好 的 储 盖组 合 , 川 中地 区 大安 寨 段 黑 色 页岩既是 生 油层 又 是 盖层 和 隔 层 , 介 壳 灰岩 既是 生 油层 又是储 油层 , 二 者在 纵 向上问互 存在 , 构成 连续 型生储 盖组合 图 2 , 凉 高山组 亦具 备该 特点 。 而 对 于 沙溪 庙 组及 其 以上 地层 来 说 , 地 层本 身 不 2 4 天然气工业 2 0 1 0年 3 月 地层系统 削 面 卷 界 系 统 组 沙 中 溪 ‘ 。 。 。 . . 庙 兰。‘ 。 l 。 {f 。 统 i Ⅱ ●●●● ⋯ ⋯ ●●●● 凉 ⋯ ⋯ 凉 ●● ●● I I I l I I 侏 尚 ●●●● 段 J l l l _ l 中 l I I 下 组 凉 下 ● ● ● ● 罗 段 牛 过渡层 一 ~ 一 大 安 自 ● ● ● ● 寨 流 界 段 系 l』 } 马 统 鞍 组 J 段 东 庙 段 U 【 J U 珍 珠 i _ 冲 .. 段 三 卜 须 蓬 ‘ ⋯. 叠 家 系 统 河 - - ● 。 ‘ ⋯‘ 组 ”。 一 a. _ ’ j [卫储层匝ⅡⅡ 口盖层 1油层 气层 图 2 川 中地 区 侏 罗 系油 气 藏 储 盖 组 合 示意 图 具备 生烃条件 , 其烃源来 自下伏 侏罗 系或须家河 组 , 构 成非连 续型生储 盖组 合 , 其 直接 盖层 为 与砂 岩 间互 分 布 的紫 红 色 泥 岩 。在 川 西 北 部 地 区遂 宁组 厚 2 0 0 ~ 3 0 0 m 的泥岩可作 为 下伏 储 油气 层 的区域 盖 层 , 川 西 南部灌 口组沉积 的一套厚 1 0 0 ~3 ∞ IT I 的膏盐 岩层 对 下伏 侏罗 系储 层 的气 藏可形 成 良好 的封盖 。 1 . 1 . 3 圈闭类型 多样 川 西 坳 陷地 区侏 罗 系气 藏 受燕 山 中晚 期 构造 制 约 , 加 之又叠加 喜 山运动 的强烈 改 造 以及 地层 、 岩性 、 成岩作用 等一 系列 因素 的影 响 , 气 藏类 型 多样 。按 圈 闭成 因 , 包 括构造 圈闭 含 裂缝 型圈闭 、 构造一岩性 圈 闭l_ 1 。近期在 洛带 、 马中等地 也发 现不 受构 造 控制 的 岩性 气藏 。大量研究 表 明, 有利 的沉 积成 岩 相带 及储 渗体 构成 了油气 富集 的基本单 元 。 川西南部地 区断 裂发育 , 除部分断 裂断至 地表 , 造 成侏 罗系保存条件 被 破坏 外 , 大 部分 地 区断 层 对油 气 藏都起 到 了建设性作 用 , 成为气源 断层 , 与 断裂有关 的 裂缝 又改善 了储层 的渗 透性 。平 落 坝 、 白马 庙地 区的 高产井 均分 布在断 层 、 裂缝 带 内。川西 北 部地 区侏 罗 系可 能存在 自生 自储 油藏 及 次生 油 气藏 。据 研究 , 江 油市厚坝镇沙溪庙组残余油藏稠油与 自流井组大安寨 段介壳灰岩生成的烃类化合物具较好的亲缘关系 蔡 开 平 , 1 9 9 9 , 在老关 庙 关 8井 沙 溪庙 组 河道 砂 岩 中获 得 的油气推 测为 大安寨段 自生油气 沿断 裂运移至 沙溪 庙组 形成 的次生油 气藏 张闻林 , 2 0 0 7 。因此 , 在川 西 北部侏 罗系地 层 中可能存在 岩性 圈闭 。 川 中低缓 构造 带侏 罗 系油 藏 受构 造 、 岩性 复 合控 制 , 形成大安寨段与凉高山组 自生 自储的原生油藏, 沙 溪 庙组底 下生上 储 的原 生油 藏 , 沙溪 庙组一段 中 、 上部 的次生油 藏 , 油层 分 布 不受 构 造控 制 。滨 浅湖 高能 生 屑 滩 、 三角 洲前缘 砂体 、 滨浅湖砂 坝叠加 区 , 构造 轴部 、 扭 曲和变异 部位裂 缝 发育 带 是 油气 相对 富 集 的 区块 。 在构 造翼部 , 甚至 向斜 区均 有高产 油井分 布 , 除川 中西 部个别井 产少 量水外 , 其余 的几乎都 未见油 水边界 。 川 东及川 南地 区侏 罗 系除在背 斜区遭受 严重剥蚀 外 , 在广 大 向斜 区和低缓 潜伏 背斜仍有 分布 , 沉积相与 川 中地 区基本相 似 , 为 三角洲一 滨浅 湖沉积 , 有利 储集 体 与裂缝 搭配也 可构成 有效 的圈闭 。 总之 , 除在龙 门 山冲断带 、 大 巴 山冲断带及华 蓥山 冲断带上 升盘 中生代和古 生代地 层遭到强 烈剥蚀 不具 备封盖和保存条件 , 逆冲大断裂下降盘侏罗系地层上 倾方 向与具压 性 特点 的断裂 相 接 , 可构 成 构造一 岩性 圈闭 以外 , 盆 内大 部 分 地 区都 主要 以岩 性 圈闭 、 构 造 裂缝 一 岩性 圈闭为 主 图 3 。油气 横 向运移 受 到制 约 , 断裂及 其伴生 裂缝成 为油气 就近运移 、 就近捕 获的 重要 通道 或载体 , 裂缝有 利于油 气 的富集 。 1 . 2成藏模 式探讨 对 川西地 区侏 罗 系气 藏成 藏 模 式 , 前 人研 究 较 多 张 闻林 、 蔡开 平 、 杨克 明等 , 笔者不再 赘述 , 而对川 西 北 部侏 罗系油 藏的认识 仍有待 进一 步做工作 。 川 中地 区侏 罗系 油 藏形 成 主要 受 油 源区 、 断裂 或 裂缝 及储集 体三 要素 控 制 。储集 体 是 基础 , 断 裂或 裂 缝是 桥梁 。大安寨 段及 凉高 山组生油层 生成 的油就近 运移 形成 自生 自储 型油藏 。介壳滩 或砂体 发育 的三角 洲前缘 、 滨浅 湖亚相 分 布带 与 构造 裂 缝发 育 带叠 加 区 是油气 富集 区 。凉高 山组 页岩生成 的油可直接 向覆 于 其上 的沙溪 庙 底 部砂 岩 排 烃 而 形 成 “ 下 生 上 储 ” 式 油 藏 。凉 高山组或 大安寨 段生成 的原油 沿断裂及伴 生 的 裂缝 带继 续上移 至沙溪 庙组底 以上 的河道砂体 或滨浅 湖滩 坝而形 成次 生油藏 。成藏模 式如 图 4所示 。 第 3 O卷第 3 期 地质勘探 2 5 勘探【x 地质结构与油气成藏示意图 L J r P _ D o S川 荦 曜 龙门I J I 一 I I e I D 山 I I I 华 蔡 I 【 J , 』 T 卫 冲 断带 一 芦 一 - 6 P 2 之 c I - sI一 一 、 、 一N 万 南 人 巴 山l 广 \IE E L Ih 厂\ ~ K // \ 、 ■ _\、 ≯ ≥气藏 人 巴 【 f J / /// \ 断带 ~ 一 J \ ,. 、\ 、 \ \ ~__--__-_一 1._ . / ‘E \、、 \ ⋯、、\\ \\\\\、 \ \\ 、 \ 黄瓜I I I 构造剖曲 大兴西气藏剖面 NE 5 l 。 5 0 0 - K, , 两 . ~ J I l l订 褶铍区 0 一 5 0 0’ 一 1 00 0. 川 _ Ⅲ 陷 区 艟 一l 5 0 o. -2 00 0 一 2 5 0 0- 图 3 四川盆地侏 罗系油气藏 圈闭类型示意 图 图 4川 中 地 区 侏 罗 系 成 藏 模 式 图 2侏 罗 系有 利 勘 探 区 四川 I 盆地 侏罗 系原 油勘 探 目前主 要集 中在 川 中西 部 及西北 部 , 层位 集 中在 大安 寨段 、 凉 高 山组 及 沙溪庙 组 一段 。但邻 区的油 砂 、 钻 井 等 信息 则 充 分 反 映 了侏 罗 系原油 勘探 大有 可为 。 侏 罗系大 安寨 期 、 凉 高 山期 湖 盆 中 心位 于 川 北仪 陇 达州 一带 。河 流 三 角洲 砂 体 、 滨 浅 湖滩 坝 以及 生 屑滩 围 绕 浅 湖一 半 深 湖 相分 布 。尽 管 储 层 具 低 孔 隙 度、 低渗透率一特低渗透率特征, 但可叠加大面积连片 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 2 6 天然气工业 2 0 1 0年 3 月 分布 , 是油气勘 探重 点 单元 。 目前 主要 勘 探开 发集 中 在生 烃凹陷西缘 的川 中西部 地 区 的背 斜构 造 上 , 对 该 地 区向斜 区及 背斜翼部 钻探投入 较少 。而对位 于生烃 中 t , I t 缘 及东缘 的川 中东北部及 川东 向斜地 区侏 罗系 勘探认识更是不足。川东地 区沉积条件与川 中基本相 似 , 油气显 示非 常活跃 。例 如 , 拔 向 1 井 于井深 2 3 5 0 ~ 2 3 6 5 13 3 的大 安寨 段 测 试 日产 气 2 . 7 7 l O m。 、 产 少量原油 ; 洋 渡 1井 于 沙 溪 庙 组 测 试 日产 气 1 . 8 3 1 0 m。 , 13 产油 1 . 1 6 I T I 。 ; 2 0世 纪 7 0年代前 , 在 鄂西 建 南背斜钻的井于凉高山组口口见油, 建 6 、 1 1 、 8井分别 捞 获原油 5 L、 2 4 L及 1 1 7 . 5 I 。川 中北部 近年在 L G、 元 坝地区侏 罗系珍珠 冲段 、 大安寨 段 、 凉高山组及 沙溪 庙组 已获得 工业 油气 流 。 因此 , 川 中北部一 川 东地 区 有望成 为侏罗 系石 油勘探 的接替 区域 。 据不 完全统计 , 川 西坳 陷 北部 龙 门 山推 覆构 造 带 在侏罗系地 层露头 中有 多 处 油苗 , 厚 坝侏 罗 系 中还 发 现有油砂 岩 , 加上 2 0世纪 5 0 ~6 O年代 , 在 江油海棠 铺 所 钻 的井有 原油产 出等信 息 。这些 都反映 出川北地 区 侏 罗系油藏 勘探不可 忽视 。尽 管有学 者认 为侏 罗系 油 砂 的油来 自寒武 系n 引, 但也 有 学者 推测 在 老关庙 一魏 城一带 因毗邻生 烃 中心可 能 形成 自生 自储 油气 藏 。 柘坝场侏 罗系油 气藏 的发 现也证 实川西北 部具有 勘探 价值 。 大 巴山前缘构 造带 的向斜 区仍保 留了部分上 沙溪 庙组 及其 以下地层 , 上 沙溪 庙组 主 要 为 曲流 河及 曲 流 河 三角洲沉 积 。已发现 的 渡 口河 、 五 宝场 地 区沙 溪庙 组气 田主要产层 位 于上沙溪庙 组下部 三角洲前 缘分流 河道及 河 口坝叠 加砂体 中口 引。储 层 物性 差 , 孔 隙 度平 均小于 4 , 渗透率小 于 0 . 0 1 1 0 f t m , 属 于特低 渗一致 密储层 。研究表 明气源来 自下伏 须家河组 及下 侏 罗统 陆相生烃岩 系E l f 3 , 气 藏 圈闭类 型 为构造 一岩性 圈闭 。因此 , 在大 巴山前 缘 高 陡背 斜 带 间的 向斜 地 区 及 潜伏构造 区若裂缝 与储集体 有效搭 配可 能获得 自生 自储 油藏及 沙溪庙组 次生气藏 。 川南 的向斜 区含 油 明 显 , 官 渡 构造 在侏 罗 系 单井 最高 日产原油 达 3 0 t , 充分说 明这一 区域 的勘 探潜力 。 3 结 论 1 四川 盆地侏 罗系烃 源岩丰 富 , 有机质类 型好 , 川 中地区 目前正 处于 生油 的高峰 期 , 侏 罗系 油气 藏 勘探 具备 物质基础 。 2 川 中北 部资源 丰富 , 储集 相带有 利 , 是川 中石油 勘探的接替区域 ; 川东地区及川南的向斜单元侏罗系 保存完整, 油气显示活跃 , 有较好的勘探潜力 , 是石油 勘探 的准备 区块 。龙 门山北段 、 大 巴山 、 华蓥 山逆 冲断 裂带下降盘侏罗系地层保存完好, 也发现了侏罗系次生 或原生油藏 、 气藏 , 是 四川盆地油气勘探 的突破领域 。 3 建议 开展川 中老油 区 的精 细刻 画, 对 向斜 、 斜坡 区增 加勘探力 度 ; 加 大川 北~川 东 地 区 向斜 区侏 罗 系 油气藏勘探投人 , 深化对油气藏富集规律的认识 。 参 考 文 献 [ 1 ]胡晓强, 陈洪德 , 纪相 田, 等. 川 I 西前 陆盆 地侏罗 系层序地 层E J 3 . 西南石油学院学报 , 2 0 0 6 , 2 8 2 1 6 ~ 1 9 . 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