鄂西渝东区下古生界油气成藏条件分析.pdf

第2 O 卷第2期 2 0 1 0年 6月 江汉石油科技 J I ANG HA N P E I ROU￡ UM S C 砸 NC E AND r E C HN OL OG Y V0 】 ． 2 O No ． 2 J u n． 2 0 1 0 鄂西渝东区下古生界油气成藏条件分析 文可东 江汉油田分公司勘探开发研究院 摘要鄂西渝东区处于四川盆地川 东褶皱构造带与湘鄂西褶皱带的接合部位 ， 属川 东褶 皱 带东延组成部分， 具有与川东相似的沉积发育史与生储盖组合类似的油气成藏条件。该区除在上 古生界和 中生界发现工业气藏外 ， 建深 l井在下古生界发现 了志留系气藏。本文 以该 区已钻遇 下 古生界地层 的建深 1井、 利 1井、 鱼 1井为例 ， 从地层沉积、 生储盖配置条件 ， 结合钻探成果 ， 对 区内 下古生界 含上震旦统 油气成藏条件进行深入分析研 究， 认为本 区下古生界 志留系具备 自生 自储 自成体 系的成藏系统 ； 中寒武统覃 家庙组膏岩层发育， 为下伏石龙洞组和灯影组两个主探 目的层提 供了优质盖层； 区内下古生界油气成藏条件优越， 具有良 好的油气勘探前景。 关键词鄂西渝东区 下古生界 自生 自储优质盖层油气成藏条件 1 区域地质概况 鄂西渝东区东起重庆彭水一湖北建始 ， 西至长 江一乌江 ， 包括利川复 向斜、 齐岳山复背斜 、 石柱复 向斜、 方斗山复背斜 四个二级构造单元。该 区地层 隶属扬子区之川东分区 ， 受 区域构造控制 ， 区内地层 主体走 向呈北北东一北东 向， 出露最老地层为上震 旦统 ， 最新地层为上侏罗统 ， 前者见于齐岳山背斜核 部 ， 后者位于石柱复 向斜核部 图 1 。本区除缺失 上志留统外 ， 下古生界地层发育齐全 ， 地层发育及其 接触关系如表 1所示。 上震旦统陡山沱组上部为浅灰色 白云岩 ， 其底 夹菱锰矿 ； 中下部为碳质页岩、 页岩夹硅质岩及白云 岩。灯影组上部薄层硅质岩夹 白云岩 ； 中部为浅灰 色厚层 白云岩 ， 局部具玛瑙纹状构造 ； 下部为薄层灰 岩 ， 具马尾丝状碎裂构造。 寒武系在本 区仅出露于彭水廖家槽一带 ， 呈北 东向展布 ， 岩性主要 以灰 白色 白云岩、 泥质 白云岩 、 膏质 白云岩为主， 夹灰色砂岩及页岩 。 奥陶系出露范 围与寒 武系一致 ， 呈零 星分 布。 但地层发育完整 ， 岩性岩相稳 定 ， 化石丰富 ， 组段界 限清楚 。奥陶系下统主要为 白云岩、 白云质灰岩与 黄绿色页岩呈不等厚互层 ； 中统下部主要为深灰色 厚层条带状灰岩 、 瘤状灰岩 ， 中部为黑色页岩夹薄层 灰岩 ， 上部为灰色厚层龟裂纹泥质灰岩夹瘤状灰岩 。 上统主要为灰色 中厚层瘤状灰岩及黄绿、 深灰色页 岩， 顶部为黑色薄层硅质岩与硅质页岩互层 ， 夹黑色 碳质页岩。 本区志留系仅 出露于齐岳山复背斜和方斗山复 背斜 ， 一般深埋地腹 ， 厚度在 1 0 0 0～1 5 0 0 m问 ， 一般 厚度为 1 1 0 0～1 3 0 0 m， 可分为龙 马溪组、 小河坝组 、 溶溪组和秀山组。 2 下古生界油气成藏条件分析 2 ． 1 烃源岩发育特征 本区晚震旦世至志留纪沉积过程中存在三次大 规模的海进_ 海退沉积旋 回。即晚震旦世 陡山沱期 海进 ， 灯影期海退 ； 早寒 武世 海进 ， 中、 晚寒武世海 退 ； 奥陶纪海进 ， 中晚志留世海退 ； 其 中海进时期， 地 壳以稳定沉降为主、 海水普遍加深 ， 特别是海进早 期 ， 生物极为发育 ， 由于沉积物快速堆积， 海平面上 升 ， 形成低能缺氧的还原环境 ， 使大量有机质被保存 下来 ， 成为较好 的烃源岩 。因此 ， 区内烃源岩的发育 与海进时期有着密切的关系， 其中以下寒武统烃源 岩最好 ， 其次为上奥 陶统五峰组下 志留统龙马溪 组 ， 上震旦统烃源层相对较差。 根据烃源岩厚度 、 有机质丰度 、 有机质类型及有 机质成熟度综合研究对主要烃源层分布特征分述如 表 2所示 。 作者简介文可东， 男 ， 工程师 ， 1 9 8 1年毕业于重庆石 油学校石油地质专业 ， 长期 从事 石油勘探研究 工作 。 2 江汉石油科技 固 1 哪西渝东地区区域构造示意图 表 1 鄂西渝 东地 区下古 生界地层 发育特 征表 系 统 厚度 n 年龄 M a 接触关系 中统 0～1 4 0 志 留系 4 3 9 下 统 l l 2 3～l 3 8 0 _ I一 统 2 0 ～5 9 不整合 奥 陶系 中统 l 7 0～3 0 0 5 l 0 下统 l 8 4～2 6 0 上 统 2 0 0～3 0 0 寒武系 中统 7 0 0～1 1 2 0 5 7 0 下 统 1 9 0～2 6 0 不整合 』 统 2 4 0～8 9 0 震 旦系 8 0 0 下统 l l 0 ～ 4 J 0 表 2 鄂西渝东 区上震旦统 一志留系烃源岩基 础数 据表 2 0卷 第2期 文可东 鄂西渝东区下古生界油气成藏条件分析 3 2 ． 1 ． 1上震旦 统 上震旦统包括灯影组及陡山沱组。灯影组主要 为一套云岩、 藻云岩及含硅质云岩沉积 ， 陡山沱组为 一 套页岩、 泥质岩、 含云质灰岩沉积 。碳酸盐烃源岩 一 般厚 1 1 ． 0～ 1 5 5 ． 3 m， 平均厚 1 0 4 ． 8 7 m； 奉节 ～利 川一线 以西地 区厚度均小于 5 0 m， 以石柱双流坝最 厚为 1 5 5 ． 3 m； 泥质烃源岩一般厚 2 ． 0 5 1 ． 7 m， 平均 厚 2 7 ． O m； 利川一彭水以西地 区厚度均小于 l O re， 秀 山溶溪厚度相对较大达 5 1 ． 7 m。 碳酸盐烃源岩有 机碳含量一般为 0 ． 1 2 ％ 一1 ． 6 7 ％， 平均值 0 ． 3 8 ％； 利川一彭水一线以西地区均 小于0 ． 2 ％， 以东地区普遍大于 0 ． 4 ％， 高值区分布 在李 2井区达 1 ． 6 7 ％ ； 泥质烃源岩一般 为 0 ． 3 2 ％ ～ 1 ． 5 4 ％ ， 平均值为 0 ． 9 3 ％ ， 高值区在秀山溶溪达 1 ． 5 4％ 。 镜质体反射率区间值为 2 ． 0 ％ ～ 4 ． 3 7 ％， 平均 值为 3 ． 2 3 ％ ， 主要处 于过成熟 晚期 干气 阶段 ， 利川 ～ 石柱地区镜质体反射率普遍大于 3 ． 5 ％。 2 ． 1 ． 2 下寒武统 下寒武统包括石龙洞组、 天河板组、 石牌组、 水 井沱组 4个组。石龙洞一天河板组 主要 为一套灰 岩、 云质灰岩、 云岩、 泥质条带灰岩夹鲕粒灰岩沉积 ， 石牌组为一套页岩 ， 粉砂质页岩沉积 ， 水井沱组为一 套页岩、 含碳质页岩与泥灰岩 沉积 。碳 酸盐烃源岩 主要发育于下寒武统中上部 ， 一般厚 4 ． 5～1 9 9 ． 5 m； 奉节 ～利川 以东、 秭归 ～张家界 以西大片地 区厚度 均大于 1 5 0 m， 以恩施地区最厚 ， 为 3 3 0 ． 2 m。泥质烃 源岩主要发 育于下寒 武统 中下部 ， 一般厚 1 0 ． 9～ 2 2 2 ． 9 r n ， 以咸丰一永顺地区最厚达 6 0 0 m， 向西北石 柱方向逐渐减薄。 碳酸盐烃源岩有机碳含量一 般为 0 ． 1 8 ％ 一0 ． 4 4 ％ ， 平 均值为 0 ． 4 0 ％ ； 高值 区主要分布在利川 以 东恩施 一咸丰地区， 利川一彭水以西地 区有机碳含 量普遍低于 0 ． 2 ％。泥质烃源岩有机碳含量相对较 高一般为 0 ． 2 5 ％ 一 3 ． 8 5 ％ ， 平均值为 2 ． 7 4 ％ 。利川 以东、 秭归一张家界以西大片地区相对较高， 一般为 0 ． 4 ％ 一3 ． 6 ％， 利川一彭水以西地区普遍较低 ， 均小 于 0 ． 2 ％ ； 高值区集中分布在利川 以东恩施地 区， 泥 质烃源岩有机碳含量均大于 3 ． 2 ％。 镜质体反射率一般为 2 ． 1 3 ％ ～ 3 ． 4 3 ％ ， 平均值 为 2 ． 7 3 ％， 主要处于过成熟晚期干气阶段 。建始 ～ 利川以东地区镜质体反射率普遍大于 3 ． 5 ％ 。 2 ． 1 ． 3 志留系烃源岩 区内志 留系为一套 泥质 烃 源岩 ， 厚度 一般 在 1 0 0～ 3 0 0 m之间， 平均厚度 1 6 8 ． O m。其 中石柱复向 斜 中部烃源岩发育 ， 志留系上、 下泥岩段均具备生烃 能力。建深 1 井志留系韩家店组烃源岩厚 5 8 ． O m ， 有机碳含量在 0 ． 5 2 ％ ～ 4 ． 5 5 ％之间 ， 平均 值达 1 ． 6 2 ％， 氯仿“ 平均值为0 ． 049 6 ％； 小河坝组烃源岩 厚 1 0 3 ． O m， 有机碳含量在 0 ． 5 4 ％ ～ 2 ． 2 6 ％之间， 平 均值达 0 ． 8 2 ％， 氯仿“ A” 平均值为 0 ． 0 3 9 4 ％； 石柱 复 向斜南部冷水溪志留系烃源岩主要分布在龙马溪 组下部， 为一套灰至深灰色泥岩、 黑色粉砂质泥岩及 黑色碳质泥岩 ； 烃源岩厚 1 3 7 ． 6 m， 有机碳含量在 0 ． 8 6 ％ 一 7 ． 8 1 ％之间， 有机碳含量平均值达 2 ． 2 3 ％， 氯仿“ A” 为 0 ． 0 1 8 ％ ， 均属好 ～ 优质烃源岩。 镜质体反射率一般为 1 ． 1 0 ％ ～ 3 ． 4 ％， 平均值 为 2 ． 5 0 ％ ， 主要处于过成熟晚期干气 阶段。利川一 石柱地区镜质体反射率普遍大于2 ． 5 ％。 2 ． 2 储层综合分析 区内震旦一 志留系储集岩发育， 且层段多、 类型 好， 既有碳酸盐岩储集岩， 也有碎屑岩储集岩。 上震旦统灯影组、 下寒武统石龙洞组是区内下 组合主探 目的层 ， 主要为一套碳酸盐岩储层 ； 志留系 为一套碎屑岩储层。建深 1井因钻至中寒武统覃家 庙组膏盐层增厚 ， 井下情况复杂而致使本井提前完 钻， 未获得详实资料。现依据建深 1 井、 利 1 井为 例， 结合邻区井及地面资料， 对上震旦统灯影组、 下 寒武统石龙洞组及志留系储层进行综合分析。 2． 2 ． 1 愫 珐％ 征 上震旦统灯影组和下寒武统石龙洞组为碳酸盐岩储 层， 按岩石类型可分为灰岩型和云岩型， 前者可进一 步分为颗粒灰岩型和泥晶灰岩型 裂缝型 ， 后者可 进一步分为晶粒 白云岩、 颗粒白云岩和角砾 白云岩 ， 是区内石龙洞组和灯影组的主要储集岩类。 志留系为碎屑岩储层 ， 以极细粒岩屑石英砂岩 、 长石石英砂岩、 粉砂岩、 泥质粉砂岩为主。 2 ． 2 ． 2 储集空间类型及特征 建南及周缘地区上震旦统灯影组和下寒武统石 龙洞组储集空间类型主要有 晶间孔 、 晶间溶孔、 溶 洞、 角砾间洞、 葡萄花边洞及裂缝等 表 3 。 晶间孔 主要存在于重结晶较强的、 具颗粒结构 的粉一 细晶白云岩中， 位于半 自形 一自形 的白云石 晶 体之间 ， 在部分溶蚀孔、 洞 中充填的亮 晶白云石间也 可见到。晶间孔在宏观上难 于识别 ， 薄片 中孔 隙边 缘光滑平直， 常成多面体， 分布较均匀， 但连通性较 江汉石油科技 2 0卷 差， 局部被片状晶间隙所连接。这种孔隙是灯影组、 石龙洞组中常见 的孔隙类型之一， 但面孔率一般 1 ％。如利 1 井石龙洞组面孔率为 0 ． 5 ％； 彭水太 原、 廖家槽等剖面都可见到这类孔隙分布。 区内灯影组 白云岩储层 中以次生成 因的溶蚀 孔、 洞作为主要的储集空间， 裂缝连通溶蚀孔、 洞 ， 并 具一定的储集能力。根据储渗空间的组合关系， 可 将区内储层类型分为 3种 ， 即裂缝 一孔洞型、 孔 洞 型、 洞孔型； 其中以前一种最为常见， 后两种出现较 少。利 1 井石龙洞组储集空间类型按形态、 大小可 分为四大类 洞穴、 孔隙、 喉道及裂缝， 其中洞穴包括 由裂缝扩溶而形成的裂缝性洞穴和由孔隙扩溶而形 成的孔隙性洞穴； 孔 隙可分为溶孔 、 生物体腔孔、 铸 模孔和非组构溶孔。溶孔可再细分为砾 内溶孔、 粒 内溶孔、 粒间溶孔 、 晶间溶孔， 分别 由角砾、 颗粒 内 部、 粒间充填物和晶粒的溶蚀而形成。裂缝分为构 造缝 、 溶蚀缝和压溶缝 ， 其 中， 构造缝有充填缝和张 开缝两种类型。 区内志留系碎屑岩储层中以次生成 因的粒问溶 孔、 粒内溶孔及填隙物内溶孔为主要储集空间， 裂缝 较发育 ， 主要为构造缝 ， 其次为压溶缝 ， 具有一定 的 储集能力， 同时起到连通砂岩孔隙的作用 。 2 ． 2 ． 3 储 层物性特 征 灯影组 区内震旦系灯影组物性资料不多。现 有的岩心实测孔隙度、 渗透率、 测井解释孔隙度等资 料表明， 相对于其它层系而言灯影组物性相对较好。 区内利 1井 灯影组 常规物性分析相对较为系 统， 取心井段共有 2 1 0 块样品进行常规物性分析， 最 大孔隙度仅 1 ． 8 ％， 平均孔隙度为 0 ． 7 9 7 ％， 孔隙度 等于或大于 1 ． 5 ％的样品占总数的 1 2 ． 7 ％。实测最 大渗透率为 3 ． 1 1 1 0 一 ， 平均渗透率为 0 ． 0 7 1 X 1 0 ～ ， 渗透率优 势 区集 中分 布于 0 ． O 10 ． 1 X 1 0 一 ， 因而取心井段储层孔隙度、 渗透率等都很 低 ； 但钻井显示和测试资料表明部分非取心井段物 性好于取心井段， 声波时差线性回归分析结果其孔 隙度最高值达 3 1 ． 3 ％， 区间值为 1 ． 9 ％ 一 3 1 ． 3 ％， 平 均值为 1 0 ． 1 ％ ， 显示出灯影组物性较好。 石龙洞组 在早寒武世石龙洞期处于局限台地 潮间一 潮上 环境 ， 岩性主要为 白云岩。经利 1井各 类岩石物性统计分析， 岩溶 白云岩、 针孔 白云岩和结 晶白云岩的物性较好。特别是针孔白云岩， 孔隙度 值最大为 2 2 ． 9 ％， 最小值为4 ． 8 ％； 渗透率最大值为 4 4 5 X 1 0 ～ m ， 最小值为 0 ． 3 2 1 x l O fu n 。说明后期 的岩溶作用对储层的物性有很大的改善 表 4 。 利 1 井石龙洞组孔隙度主要集中在 4 ％ 一1 2 ％ 图2 ， 占总样品的 6 5 ％； 渗透率则集 中于 0 ． 0 1 1 x l O I x m ， 约占总样品数 的5 0 ％。根据孔金祥的碳 酸盐岩储集岩分类标准 ， 利 1 井 的石龙洞储层属于 较好的缝洞一孔隙型储层。另外 ， 通过利 1井石龙 洞组的孔渗关系图可知， 孔隙度和渗透率大致成正 表 3 灯影组、 石龙洞组储集空间及组合类型统计表 剖面名称 储集空间及组合类型 利 1 井 彭水太原、 廖家槽 张家界三岔 晶间孔、 溶蚀孔、 裂缝、 其它孔隙 晶问孔、 晶间溶孔 、 溶洞 、 葡萄花边洞 、 裂缝 晶间孔、 角砾间洞、 裂缝 表 4 利 1 井石龙洞组各类岩石物性统计表 2 期 文可垄； 鱼 查堕 查垒昼 盛 盘 坌 相关的关系 图 3 。 志留系 区内志留系储层物性总体较差 表 5 ， 孔隙度在 0 ． 4～9 ． 7 ％之间， 以2 -