四川盆地奥陶系油气勘探前景.pdf
第 3 2卷第 3期 天 乞地 0 I L& G A S G E 0 L 0 G Y 2 0 1 1年 6月 文章编号 0 2 5 3 9 9 8 5 2 0 1 1 0 3 0 4 6 11 3 四川盆地奥 陶 系油气 勘探 前景 黄文明, 刘树 根, 马文 辛, 王国 芝, 张 长俊, 曾 祥亮 成都理工大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室, 四川 成都 6 1 0 0 5 9 摘要 在详细对比古隆起、 斜坡地区奥陶系储层岩石学、 水一岩流体活动特征基础之上, 应用岩相学和地球化学方法, 刻画 奥陶系储层特征及其主控因素, 并从油气成藏角度探讨 了四川盆地奥陶系油气勘探前景。研究表明, 奥陶系储层基质相 对较致密, 川中地区储集空间类型主要为粒内溶孔一粒间溶孔一晶间孔组合, 川 I 东南地 区则是晶间孔和微裂缝组合, 储层 发育明显受到原始沉积环境、 古岩溶作用、 原油充注和裂解及破裂作用控制。生油窗期、 生气窗期保存条件相对较好, 形 成了古油藏和古气藏; 燕山一喜马拉雅期以来的隆升, 使保存条件变差, 古气藏完全遭受破坏。在川 I 南和川东地 区, 红花 园组和南津关组存在浅滩相颗粒 白云岩或灰岩, 具备发育潜在优质储层的条件; 此外, 震旦系和寒武系古油藏原油裂解气 是天然气成藏的重要气源, 为上覆的奥陶系油气成藏提供 了气源保障。因此, 川南和川东地 区应是四川盆地奥陶系有利 的勘 探地 区。 关键词 储层特征; 古油藏; 古气藏; 天然气; 奥陶系; 四川盆地 中图分 类号 T E l 2 2 . 1 文献标识码 A Pe t r o l e um e x pl o r a t i o n p o t e nt i a l o f t h e Or do v i c i a n i n t he Si c h ua n Ba s i n H u a n g We n m i n g , L i u S h u g e n , M a We n x i n , Wa n g G u o z h i , Z h a n g C h a n g j u n a n d Z e n g X i a n g l i a n g S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f O i l a n d G a s R e s e r v o i r G e o l o g y a n d E x p l o i t a t i o n , C h e n g d u U n i v e r s i t y of T e c h n o l o g y , C h e n g d u , S i c h u a n 6 1 0 0 5 9, C h i n a Abs t r a c t Ba s e d o n a d e t a i l e d c o mp a r a t i v e s t u d y o n r e s e r v o i r p e t r o l o g y a n d f l ui d flo w c h a r a c t e r i s t i c s o f wa t e r r o c k b e t we e n p a l e o hi g h a n d s l o p e i n t he S i c h u a n Ba s i n, t he a u t h o r c h a r a c t e r i z e d t h e f e a t u r e s o f t h e Or d o v i c i a n r e s e r v o i r a n d i t s m a j o r c o n t r o l l i n g f a c t o r s b y u s i n g p e t r o g r a p h i c a n d g e o c h e mi c a l me t h o d s , a n d d i s c u s s e d t h e e x p l o r a t i o n p o t e n t i a l o f t h e Or d o v i c i a n i n t he s t u d y a r e a f r o m t h e p e r s p e c t i v e o f h y d r o c a r bo n a c c u mu l a t i o n . Th e ma t r i x 0 f t h e Or d o v i c i a n r e s e rvo i r i S r e l a t i v e l y t i g h t . T h e r e s e rvo i r s p a c e s i n c e n t r a l S i c h u a n Ba s i n a r e d o mi n a t e d b y i n t r a g r a nu l a r d i s s o l u t i o n p o r e s , i n t e r g r a n u l a r d i s s o l u t i o n po r e s a n d i n t e r c r y s t a l l i ne po r e s, wh i l e t h a t i n s o u t h we s t e r n S i c h u a n Ba s i n a r e d o mi n a t e d b y i n t e r c r y s t a l l i ne po r e s a n d mi r c o f r a c t u r e s . Re s e rvo i r d e v e l o p me n t i s s i g n i fi- c a n t l y c o n t r o l l e d b y t h e i n i t i a l s e d i me n t a r y e n v i r o n me n t , p a l e o k a r s t i fic a t i o n, o i l c h a r g i ng a n d c r a c k i n g, a n d fra c - t u r i n g. T he s e a l i ng c o n di t i o n s we r e r e l a t i v e l y g o o d d urin g 0 i l a n d g a s g e n e r a t i o n。 l e a d i n g t o t h e f o r ma t i o n o f p a l e o o i l /g a s p o o l s wh i c h we r e c o mp l e t e l y d e s t r u c t e d l a t e r d u e t o t h e up l i f t i n g s i n c e t h e Ya ns ha n i a n Hi ma l a y a n p e ri o d . S h a l l o w s h o a l l i m y o r d o l o mi t i c g r a i n s t o n e o c c u r i n t h e Ho n g h u a y u a n a n d N a n j i n g u a n F o r ma t i o n s i n s o u t h e r n a n d e a s t e r n S i c h u a n B a s i n, a n d a r e p o t e n t i a l h i g h q u a l i t y r e s e rvo i r s . I n a d d i t i o n, t h e g a s f r o m c r a c k i n g 0 f o i l i n t h e p a l e o o i l p o o l s i n t h e S i n i a n a n d Ca mb r i a n i s a n i mp o r t a n t g a s s o u r c e s f o r t he g a s a c c u mu l a t i o n i n O - v e r l y i n g Or d o v i c i a n. Th e r e f o r e, t he s o u t h e r n a n d e a s t e r n S i c h ua n Ba s i n ma y b e t he mo s t f a v o r a b l e a r e a s for o i l a n d g a s e x p l o r a t i o n i n t h e Or d o v i e i a n. Ke y wo r d s r e s e rvo i r c ha r a c t e r i s t i c s , p a l e o g a s po o l , p a l e o o i l p o o l , na t u r a l g a s, Or d o v i c i a n, Si c h u a n Ba s i n 收稿 日期 2 0 1 1 0 1 0 6 。 第一作者简介 黄文明 1 9 8 3 一 , 男, 博士研究生, 石油地质。 基金项目 国家重点基础研究发展计划 “ 9 7 3 ” 计划 项目 2 0 0 5 C B 4 2 2 1 0 6 ; 中国石化海相前瞻性项 目 P H 0 8 0 0 1 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 6 2 石 油 与 天 然 气 地 质 第3 2卷 历经 4 0余年勘探, 四川盆地奥陶系仍未获 得重大突破 J , 其 中乐 山一龙女寺 古隆起 区奥 陶系 曾被誉 为是 四J I I 盆地下古 生界天然 气勘探 的重要接 替层 位之一 。虽然 盆 内钻 达奥 陶 系的探井数量达数百 口, 但 以奥陶系为完钻层位 的井仅有 8口, 5口沿古隆起区分布 , 却仅在威远 地区有所发现。截止 2 0 0 8年 1 2底 , 威远气 田奥 陶系共有 2口井投入采气 威 9 7井和威 7 2井, 累计采气 0 . 1 4 x 1 0 m 。 勘探揭示 , 在古隆起周缘地区 。 如在安平店一 高石梯构造 , 南津关组 、 宝塔组均见有沥青分布 , 表 明上述地 区存在奥 陶系古油藏 , 即古 隆起 区曾经具备 良好的油气成藏条件 , 并且古 油藏原 油裂 解 气 是 叠 合 盆 地 天 然 气 成 藏 的 重 要 来 源 H J 。因此 , 奥 陶系具有 形成 中大型 油气藏 的“ 生 、 储 、 盖” 油气地质条件 , 原油裂解气成藏率 是 制 约 天 然 气 能 否 成 藏 和 成 藏 规 模 的 关 键 _ 】 J 。 同时 , 不 同学 者 针 对 古 隆 起 带 奥 陶 系储 层 展 开 了较 多研 究 ’ ” 一 。然 而 , 对 盆 地 其他地区奥 陶系的研究却 涉及甚 少 , 而事实 上 , 盆 内不 同地 区奥 陶系 储 层 具 有 截 然不 同 的岩 性组合及水一岩作用 , “ 生一储一盖 ” 特 征更是差 异迥然 , 故岩溶斜坡 一盆地地 区奥陶系油气成藏 特征与古 隆起 应具 有显 著 差 异 , 但未 见相 关 的 探讨 。 因此 , 本文在详细对 比古隆起 、 斜坡地区奥 陶 系储层岩石学 、 主要的水一岩流体活动特征基础之 上 , 刻画奥陶系储层特征及其主控因素。同时, 从 四川盆地海相油气成藏机理 的共性人手 , 初 步探 讨奥陶系油气勘探前景。 1 地质概况 四川盆地是一个 海相扬子 克拉 通盆地 z T 和前陆盆地、 坳陷盆地或构造盆地 T 。 一N 相 复合的叠合盆地 J 。乐山 一龙女寺古隆起为沉积 剥蚀型古隆起, 其在震旦纪末期便具雏形, 总体向 南西抬高、 向北东方向倾没; 加里东和海西旋回加 剧了 古 隆 起 的 进 一 步 隆 起 和 剥 蚀 , 并 最 终 定 型 。 下奥陶统 主要 由在寒武纪末期宽广的碳酸盐 岩潮坪基础上发育的混积潮坪和开 阔台地相 的含 云泥岩 , 泥质 白云岩 以及 含砂 白云岩、 砂 岩等 组 成 ; 中统为陆棚相的深灰色致密灰岩、 瘤状灰岩及 龟裂纹泥质灰岩 ; 上统为斜坡一盆地相 的黄灰色瘤 状灰岩夹黑色炭质 、 含灰质及黑色含放射虫泥岩 、 泥灰岩 图 1 。 四川 I 盆地奥陶系总厚 0~6 0 0 m, 露头仅在华 蓥山有出露 , 一般埋深 2 3 0 0 m~ 4 5 0 0 m, 在深坳 陷区奥陶系埋深可达 8 5 0 0 m。在古隆起 , 其厚度 减薄 , 乃至缺失 , 与下伏 的寒武 系呈整合接触 , 与 上覆下二叠统梁山组或 中二叠统栖霞组呈假整合 或低角度不整合接触。 2 储层特征 2 . 1 古隆起一斜坡区 2 . 1 . 1 岩石学特征 在古隆起核部 , 奥陶系遭受剥蚀作用较强 , 向 斜坡地 区, 剥蚀作用逐渐减弱 图 1 。南津关组 、 分乡组、 红 花园组及 宝塔组 是奥 陶系主要储 层。 南津关组和分乡组储层的主要岩石类 型为 晶粒 白 云岩、 残余粒屑白云岩、 生屑灰岩等, 储集空间类 型以粒内溶孔一粒间溶孔一晶问孑 L 组合为主 , 孔隙 中多充填有沥青 。红花 园组 储层 主要 由鲕粒 灰 岩 , 砂屑灰岩和残余粒屑灰岩; 宝塔组储层 的主要 岩石类型为 含 介形虫微晶灰岩、 砂屑灰岩 、 细晶 白云岩等 , 其 中白云岩主要见 于威远地 区, 川 中地 区仅见有灰岩类 。 2 . 1 . 2 物 性特征 川 I 中地 区奥陶系 的基质物性总体较差 , 属特 低孔低渗型储层 。孔隙度平均值 仅为 0 . 9 6 %; 孑 L 隙度值小于 1 %的样 品频率 占主体 , 达 7 4 %。渗 透率 介 于 3 x 1 0。 x 1 0~ ~1 . 9 6 x 1 0~ m , 各层系渗透率分布呈倒卧 “ L ” 型分 布 , 渗透率 大 于0 . 1 x 1 0。 。 m 的 样 品 率 仅 为 0 ~6 . 7 % 图 2 。 孔隙度、 渗透率值分布明显具有 3个 区域 , 分别为孔隙较为发育的储层 I 、 与裂缝相关的 储层Ⅱ 和特低孔低渗型储层 Ⅲ 图 2 。总 体上 , 鲕粒 白云岩 、 砂屑 白云 岩 , 和粉 晶一细 晶 白 云岩具有相对较高 的孔渗值 , 局部层段孑 L 洞或微 裂隙发育 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 7 2 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 2卷 [ 2 ] [ 3 ] [ 4] [ 5 ] [ 6 ] l 7 ] [ 8 ] [ 9] 『 1 0] Gu Z h e n g w u, De n g Ka n g l i n g, Ha n Yo n g h u i , e t a 1 . S i c h u a n b a s i n t b mm t i o n a n d d e v e l o p m e n t [ M] . B e i j i n g G e o l o g i c a l P u b l i s h i n g Ho u s e , l 9 9 6 1 6 3 1 7 5. 金之钧 , 蔡立国. 中圈海相 油气勘探前景 、 主要问题与 对策 [ J ] . 石油 与天然气地质 , 2 0 0 6, 2 7 6 7 2 27 3 0 . J i n Z h i j u n , C a i L i g u o . E x p l o r a t i o n p r o p e c t s , p r o b l e m s a n d s t r a t e g i e s o f ma r i n e o i l a n d g a s i n C h i n a l J ] . O i l & G a s g e o l o g y , 2 0 0 6, 2 7 6 7 2 2 7 3 0 . 马立桥 , 董 庸 , 屠小 龙 , 等. 中 国南方 海 相 油气 勘 探前 景 [ J ] . 石油学报 , 2 0 0 7 , 2 8 3 1 7 Ma L i q i a o, Do n g Yo n g , T u Xi a o l o n g, e t a 1 . Pe t r o l e u m p r o s p e c t o f m a ri n e s e q u e n c e s i n S o u t h C h i n a [ J ] . Ac t a P e t r o l e i S i n i c a , 2 0 0 7 , 2 8 3 1 7 赵文智 , 汪泽成 , 张水 昌, 等. 中 困叠 合盆地 深层海 相油 气 成藏条件 与富集 区带 [ J ] . 科学 通 报 , 2 0 0 7, 5 2 增刊 l I 9 1 8. Z h a o W e n z h i , W a n g Z e c h e n g, Z h a n g S h u ic h a n g, e t a 1 .An a l y s i s o n t b ml i n g c o n d i t i o n s o f d e e p ma r i n e r e s e r v o i r s a n d t h e i r c o n c e n t r a t i o n b e l t s i n s u p e r i mp o s e d b a s i n s in C h i n a [ J ] . C h i n e s e S c ie n c e B u l l e t i n , 2 0 0 7, 5 2 S u p p l e m e n t I I 91 8 . 刘树根 , 汪华 , 孙 玮 , 等. 四川盆 地海相 领域油 气地质 条什 专属性 问题 分 析 [ J ] . 石 油 与天 然气 地 质 , 2 0 0 8 , 2 9 6 7 8 17 9 2 【 i u S h u g e n, Wa n g Hu a, S u n W e i , e t a t . An a l y s i s o n s p e c i a l t e a t u r e s o f p e t r o l e u m g e o l o g i c a l c o n d i t io n s o f ma r i n e f a c i e s i n S i c h u a n B a s i n [ J ] . O i l &G a s G e o l o g y , 2 0 0 8 , 2 9 6 7 8 1 7 9 2 . 徐世琦 , 洪海 涛 , 师晓蓉. 乐 山一龙女寺古 隆起 与下古生 界 含油气性 的 关 系探 讨 [ J ] . 天 然气 勘 探 与开 发 , 2 0 0 2, 2 5 3 1 01 5 . Xn S h i q i , Ho n g Ha i t a o, S h i Xi a o r o n g .Di s c us s i o n o n t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e L e s h a n --Lo n g n v s i P a l e o - u p l i ft a n d t h e p e t - r o l i f c r o u s o l L o w e r P a l e o z o i c『 J ] .N a t r u a l G a s E x p l o r a t i o n D e v e l o p m e n t , 2 0 0 2 , 2 5 3 1 01 5 . 徐世琦 , 代宗 仰 , 蒋小 光 , 等. 古 隆起 区带寒武 系洗象 池群 成藏条件 勘 探前景 分析 [ J ] . 天然气勘 探与 开发 , 2 0 0 6, 2 9 4 48 . Xu S hiq i , Da i Z o n g y a n g, J i a n g Xi a o g u a n g, e t a 1 .Oil a n d e x p l o r a t i o n p r o s p e c t s o f Ca mb r ia n Xi x i a n g c h i me mb e r i n P a l a e o - u p - z o n e [ J ] . N a t r u a l G a s E x p l o r a t i o n& D e v e l o p me n t , 2 0 0 6, 2 9 4 48 . 汪泽成 , 赵文智 , 张林 , 等四川 盆地构造 层序 与天然气 勘 探 [ M] . 北京 地质出版社 , 2 0 0 2 1 8 42 2 0 . W a n g Z e c h e n g, Z h a o W e n z h i , Z h a n g L i n, e t a 1 .Te c t o n i c s e q u e n c e a n d g a s e x p l o r a t i o n i n S i c h u a n B a s i n [ M] . B e ij i n g G e o h g i c a l Pu b l i s h i n g Ho u s e. 2 0 0 2 1 8 4 2 2 0. L i u S h u g e n , Wa n g H u a , S u n We i , e t a 1 . E n e r g y fi e l d a d j u s t m e n t a n d h y d r o c a r b o n p h a s e e v o l u t i o n i n S i n i a n -Lo we r P a l e o z o i c S i -- c h u a n B a s i n _ J ] . J o u r n a l o f C h i n a U n i v e r s i t y o f G e o s c i c n c e s , 2 0 0 8 , 1 9 6 7 0 0 7 0 6 . 徐罔盛 , 袁海锋 , 马永生 , 等 川 巾一川东南地 区震 旦系一下 生界沥青来源及成烃 演化 [ J ] . 地质学 报 , 2 0 0 7, 8 1 8 1 l 4 3一】 l 5 2. Xu Gu o s h e n g, Yu a n Ha i f e n g, Ma Yo n g s h e n g , e t a 1 . F h e s o u r c e o f S i n i a n a n d L o we r Pa l a e o z o i c h it u me n a n 1 h y d r o c a t b n n e v o l u t i o n i n t h e Mi d d l e a n d S o u t h e a s t o f t h e S ic h u a n B a s i f l f . . t a G e o l o g i c a S i n i c a , 2 0 0 7, 8 l 8 1 1 4 31 1 5 2 . [ 1 1 ] 刘树根 , 马永生 , 蔡 勋育 , 等. 四川 I 盆地震旦 系 r 生 界天 然气成 藏过 程和特 征 [ J ] . 成 都邪 T 大学 学报 f f 然科 学 版, 2 0 0 9 , 3 6 4 3 4 5 3 5 4 . T i u S h u g e n,Ma Yo n g s h e n g, Ca i Xu n y u, e t a 1 .C h a r a c t e r i s t i l ’ a n d a c c u mu l a t i o n p r o c e s s o f t h e n a t ur a l g a s ff o n l S i n i a n t o L o w e r P a l e o z o i c i n S i c h u a n B a s i n , C h i n a [ J ] . J o u r n a l o f C h e n g d u Un i v e r s it y o f T e c h n o l o g y S c i e n c e& F e e h n o l o g y E d i t i o n , 2 0 0 9, 3 6 4 3 4 53 5 4 . [ 1 2] 王国芝 , 刘树根 . 海相碳 酸盐 岩I 油 气保仔 条件 的古流体 地球化学评价 以 四川盆地 中部下组 合 为例 l J ] 成 郇 理工大学学报 然科 版 , 2 0 0 9, 3 6 6 6 3 1 6 4 4 . Wa n g Gu o z h i . 1 J u S h u g e n .P a le o f l u i d g e o c h e mic a l e v a l u a t i l 1 1 o f h y d r o e a r h o n p r e s mw a t i o n i n ma r i n e c a r b o n a t e r o c k a r e a s t a k i n g L o w e r a s s o c i a t i o n c e n t r a l S i c h u a n B a s i n a s e x a m p l e J ] J o u r n a l o f C h e n g d u Un i v e r s i t y o f T e e h n o l o g y S c i e n c e I 1e c h n o l o g y E d i t i o n , 2 0 0 9, 3 9 6 6 3 1 6 4 4 . 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N e w i n s i g h t s i n l o t h e v o l u me a n d p r e s s u r e c h a n g e s d u r i n g t h e t h e r ma l c r a c k i n g o f 0 il t o g a s i n r e s mw o i r s I mp l i c a t i o n s r t h e i n s i t u a C C UMU l a t i o i i o f g a s r a c k e d f r o m o i l s [ J ] . A A P G B u I l e t i a , 2 0 0 8 , 9 2 2 1 8 12 0 0. [ 1 6 ] 刘树根 , 马永 生 , 孙 玮 , 等. 四川盆地 威远气 田和 资【j 【] 含 气 区震旦 系油 气成 藏 差 异性 研 究 [ J ] . 地质 学 报 , 2 0 0 8, 8 2 3 3 2 83 3 7 . L i u S h u g e n, Ma Yo n g s h e n g ,S u n W e i , e t a 1 .S t u d y i n g O I l I h e d i f f e r e n c e s o t S i n i a n n a t u r a l g a s p o o l s b e t w e e n W e i y u a n g a s fi e l d a n d Z i y a n g g a s b e a r i n g a r e a , S i c h u a n B a s i n[ J ] .A c t a G e o l o g i c a S i n i c a , 2 0 0 8 , 3 2 3 3 2 8 3 3 7 [ 1 7 ] 洪余刚. 乐L U 一 龙女寺古隆起奥陶系风化壳柑溶储层特 与地震预测研究 [ D] . 成都 两 南石油大学 , 2 0 0 6 . Ho n g Yu g a n g . T h e k a r s l r e s e lwo i r c h a r a c t e r i s t i c a n J s e i s mic p r e d i c t i o n t o t h e Or d o v M a n s t r a t u m o n t h e[ ,e s h a n L o n g n v s i P a l e 一 u p l i f t [ D ] . C h e n g d u S o u t h w e s t P e t r o l e l l m U n i v e s i t y , 2 0 0 6 . [ 1 8 ] 代宗仰, 徐世琦, 尹宏, 等. 乐L I 卜 坨女寺寒武和奥陶系储层 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3期 黄文 明, 等. 四川盆 地奥陶系油气勘探前景 4 7 3 类型研究 [ J ] . 西南石油大学学报 , 2 0 0 7 , 2 9 4 1 62 O . Da i Z o ng y a n g, Xu S h i q i , Yi n Ho n g, e t a 1 .Re s e r v o i r t y p e s o f Ca mb r i a n a n d Or d o v i e i a n i n L e s h a n -- L o n g n v s i P ale o --u p l i ft Ar e a [ J ] . J o u rna l o f S o u t h w e s t P e t r o l e u m Un i v e r s i t y , 2 0 0 7, 2 9 4 1 6 2 O. [