佟愷林 ,李 瑞,趙 爽
(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室 成都理工大學(xué),成都 610059;2.中國石化西南分公司 勘探開發(fā)研究院,德陽 618000)
早期勘探多以構(gòu)造圈閉,正向構(gòu)造高部位巖性勘探為主,對于負向構(gòu)造帶上坳陷內(nèi)部隱蔽相巖性油氣藏研究較少[1]。近年來,隨著負向構(gòu)造帶內(nèi)巖性油氣勘探取得巨大突破,坳陷內(nèi)部隱蔽相油氣藏勘探逐漸被重視,其具有的巨大油氣資源,已成為常規(guī)油氣勘探的重要補充和未來油氣勘探的接替[2]。坳陷內(nèi)德陽向斜是川西中淺層油氣勘探大會戰(zhàn)的主戰(zhàn)場,前期鉆井證實,其隱蔽性巖性氣藏規(guī)模大,成藏豐度高,油氣資源量可觀。但由于其缺乏構(gòu)造,向斜內(nèi)部源巖斷層欠缺,油氣成藏運移距離遠,通道復(fù)雜多樣,使得成藏規(guī)律研究以及富集區(qū)帶預(yù)測難度較大[4]。作者通過對川西坳陷德陽向斜蓬萊鎮(zhèn)組成藏規(guī)律研究,建立起負向構(gòu)造帶成藏富集規(guī)律,并利用該成果在坳陷內(nèi)的廣漢、金堂等勘探新區(qū)部署了廣金6、廣金5 等一系列探井,該系列探井在蓬萊鎮(zhèn)組都獲得了較好的工業(yè)油氣流,為油公司增儲上產(chǎn)提供了重要支撐。
德陽地區(qū)構(gòu)造位置處于川西坳陷東斜坡帶構(gòu)造弱變形區(qū),構(gòu)造圈閉及斷層欠發(fā)育。西部為北東向展布的鴨子河構(gòu)造帶,北部為北東東向展布的孝泉~新場~豐谷構(gòu)造帶,東部為南北向展布的知新場~石泉場構(gòu)造帶,南部為新都~洛帶構(gòu)造帶。斜坡內(nèi)部發(fā)育有馬井背斜構(gòu)造、什邡鼻狀斜坡、金堂鼻狀斜坡等局部構(gòu)造[6](見下頁圖1)。
研究區(qū)內(nèi)大斷層不發(fā)育,主要表現(xiàn)為“深淺不連通”的特征,即深層斷層通常終止于須家河組內(nèi)部,淺層斷層多終止于白田壩組底部(見下頁圖2)。而向斜周邊斷層較發(fā)育,主要有馬井地區(qū)的F1斷層、新都地區(qū)的新都斷層、新場地區(qū)的青岡嘴斷裂帶以及龍泉山西斷裂。前期研究及鉆井證實,馬井以及新場地區(qū)源巖斷層,對德陽向斜侏羅系次生氣藏成藏貢獻大[8]。
侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組(J3p):①上部、中部沉積巖性主要為棕褐、暗灰綠色泥巖與灰綠色(泥質(zhì))粉砂巖、細粒巖屑砂巖不等厚互層;②下部沉積巖性為棕褐、灰綠色泥巖與灰綠色含鈣中粒(富)巖屑砂巖、(含鈣)細粒(富)巖屑砂巖、粉砂巖略等厚互層;③底部沉積巖性為綠灰色細粒巖屑砂巖,與下伏遂寧組呈整合接觸。
坳陷內(nèi)部蓬萊鎮(zhèn)組主要是一套河湖三角洲沉積,有利沉積微相主要以分流河道為主,局部有河口壩發(fā)育(見圖3)。巖性主要為中、細粒富巖屑砂巖,次為砂礫巖,分選性中等,次棱角狀,單砂體厚在1.0m~15.0m 之間,最厚達35.0m;孔隙度為8%~15%,滲透率為0.5×10-3μm2~3×10-3μm2,屬于典型的孔隙性儲層。
經(jīng)前期研究證實,川西坳陷淺中層天然氣藏是典型的次生氣藏,氣源來自深層須家烴源巖,油氣運移通道垂向上以斷層為主,側(cè)向上以砂體為主。淺中層天然氣成藏模式為深層須家河組油氣靠浮力或壓差,順斷層幕式垂向運移至淺中層的構(gòu)造圈閉、巖性圈閉或構(gòu)造巖性復(fù)合圈閉內(nèi)成藏[10]。
德陽向斜內(nèi)蓬萊鎮(zhèn)組鉆井揭示,其油氣富集不僅受控于河道砂體,還與其所處古今構(gòu)造位置,圈閉條件以及砂體與斷層接觸關(guān)系等成藏地質(zhì)條件及相互有機匹配關(guān)系密切[3]。
作者在本文通過德陽向斜內(nèi)蓬萊鎮(zhèn)組成功與失利井對比分析,從成藏地質(zhì)條件入手,歸納總結(jié)出該區(qū)蓬萊鎮(zhèn)組遠源次生氣藏存在如下幾種富集規(guī)律:
(1)孔隙性砂體成藏期古構(gòu)造位置較高,下傾方向與斷層直接相接,同時砂體現(xiàn)今構(gòu)造高部位尖滅,形成巖性圈閉(見下頁圖4)。
成藏期古構(gòu)造控制油氣運移方向,砂體與斷層直接相接控制油氣運移通道,砂體相互連通性,控制油氣運移距離,巖性圈閉控制油氣成藏區(qū)域與規(guī)模[11]。該類成藏模式受控于烴源巖斷層、主河道砂體、古構(gòu)造以及巖性圈閉。油氣富集條件為:①低波阻抗有利儲層發(fā)育;②斷層斷至須五(烴源層);③成藏期砂體下傾方向與斷層相接;④砂體上傾方向尖滅。該類成藏模式是馬井地區(qū)蓬萊鎮(zhèn)組典型的成藏模式之一,主要分布在德陽向斜以及馬井什邡地區(qū)。從現(xiàn)今的斷層、構(gòu)造、砂體組合模式來看,砂體上傾方向與斷層相接[9]。周邊氣田(中江沙溪廟組)證實這種“倒灌”成藏模式由于油氣充注阻力較大,可能足以使得斷層面開啟,而使得油氣散失而難以成藏。但馬井地區(qū)典型鉆井馬蓬55D、馬蓬12等都證實了產(chǎn)能可觀,看似與鄰區(qū)揭示的情況不同,但結(jié)合構(gòu)造演化分析發(fā)現(xiàn)(見下頁圖5),馬井地區(qū)蓬萊鎮(zhèn)組成藏期是西高東低的一個單斜構(gòu)造,現(xiàn)今表現(xiàn)出中部高的馬井構(gòu)造是后期構(gòu)造運動調(diào)整形成的,故油氣成藏期時,仍然是砂體下傾斜方向與烴源巖斷層相接,屬于正常充注。在后期構(gòu)造調(diào)整后,由于該套砂體(組)在今構(gòu)造高部位不發(fā)育,故油氣難以向今構(gòu)造高部位運移調(diào)整,形成巖性圈閉,這就是當前該砂體(組)在斜坡位置獲得較高產(chǎn)能,而高部位無產(chǎn)的主要原因[5]。對比馬井氣田,什邡~德陽向斜現(xiàn)今表現(xiàn)也為一構(gòu)造位置較低斜坡,可能發(fā)育與馬井相似的成藏模式,前期完鉆的什邡2、什邡5、什邡6、什邡7井獲產(chǎn)就屬于此模式。
(2)成藏期構(gòu)造位置較高,源巖斷層未與砂體直接相接,但與孔隙性儲層臨近或位于儲層下方,砂體上傾方向尖滅或位于構(gòu)造高部位,形成巖性圈閉,構(gòu)造巖性復(fù)合圈閉(見下頁圖6)。
該類成藏模式受控于烴源巖斷層、主河道砂體、構(gòu)造以及圈閉。油氣富集條件為:①低波阻抗有利儲層發(fā)育;②斷層下斷至須五(烴源層);③上斷至儲層下方;④砂體位于構(gòu)造高部位或上傾方向尖滅。該類成藏模式是德陽向斜內(nèi)什邡地區(qū)蓬萊鎮(zhèn)組典型的主要成藏模式之一[12]。該類成藏模式,砂體與斷層不直接相接,斷層僅僅斷至儲層附近,油氣長距離垂向運移主要靠斷層,但當油氣運移至儲層(下方)附近,較段距離內(nèi),油氣可以依靠浮力或擴散,運移至上覆出儲層內(nèi)。但鉆井同時證實該內(nèi)氣藏,充滿度不及斷層與砂體直接相接的模式,單井日產(chǎn)能可能受到一定限制,如什邡3、什邡5等日產(chǎn)僅一萬多方。
從德陽向斜侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組,遠源次生氣藏成藏模式分析可知,淺中層油氣富集有如下特點:
(1)今構(gòu)造位置不是高產(chǎn)富集的唯一因素,成藏期古構(gòu)造、圈閉、儲集物性優(yōu)良的砂體、氣源斷層,以及它們之間的匹配關(guān)系,都是高產(chǎn)富集的重要因素。但如果儲層(砂體)延伸至今構(gòu)造高部位,則油氣富集與構(gòu)造位置高、低關(guān)系密切,否則僅受巖性控制[13]。
(2)成藏期砂體下傾方向與斷層相接,是成藏的關(guān)鍵因素之一?!暗构唷背刹匦枰膲毫ψ阋允箶嗝骈_啟,而不利油氣充注(后期成藏),但如果斷層在儲層下方,靠短距離擴散或浮力運移成藏,則可以不受此限制。
(3)毯式砂體(水下(扇)三角洲、或扇體)側(cè)向運移能力較單一河道強,故遂寧組、部份蓬萊鎮(zhèn)組氣藏可能距離氣源斷層較遠。
(4)周邊是否存在大斷層是淺中層氣藏能否成藏的關(guān)鍵因素之一,因為深層須家河組氣源要運移至淺中層成藏,主要的垂向運移通道需要斷層提供,但短距離非斷層控制的垂向側(cè)向擴散是存在的[14]。
富集模式歸納如下頁圖7所示,從模式圖7中可以看出,淺中層成藏受構(gòu)造、砂體、氣源斷層,以及成藏期砂體與斷層接觸關(guān)系等因素共同控制(見圖7)。
(1)川西坳陷德陽向斜內(nèi)基本地質(zhì)條件十分優(yōu)越,具有良好的氣源,砂體發(fā)育,有利的生儲蓋組合與多種圈閉模式配置關(guān)系良好,為油氣富集提供了良好的儲集條件。
(2)德陽向斜內(nèi)蓬萊鎮(zhèn)組隱蔽氣藏富集,受控于與源巖斷層,以及與其直接相接或鄰近的孔隙性砂體、有效的巖性圈閉及成藏期巖性圈閉所處的古構(gòu)造位置。只有這幾者有機匹配,才能形成具有工業(yè)價值的氣藏。
(3)作者在本文中對于川西坳陷負向構(gòu)造帶內(nèi)隱蔽氣藏富集規(guī)律的探討,以及建立的川遠源次生氣藏富集模式,對選擇有利的勘探區(qū)域與識別潛在勘探目標,具有重要的指導(dǎo)意義。
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