四川涼山古隆起區(qū)帶寒武系洗象池群成藏條件與勘探前景分析

四川涼山古隆起區(qū)帶寒武系洗象池群成藏條件與勘探前景分析

0古隆巖儲(chǔ)層精細(xì)研究眾所周知，樂山-龍女寺的高丸高度是由川中和龍門山低生長法引起的具有一定繼承性的高度。至少在桐灣運(yùn)動(dòng)已具雛形,后經(jīng)興凱運(yùn)動(dòng)、加里東期的演化,直到海西運(yùn)動(dòng)早期(二疊紀(jì)前),才最終定形。它具有以同沉積隆起為主,同時(shí)也兼具有剝蝕隆起的性質(zhì)。因此,它形成時(shí)間早,延續(xù)時(shí)間長,隆起幅度大,分布面積廣,是下古生界儲(chǔ)層聚集油氣藏的最有利場所。在過去和最近勘探的過程中,威遠(yuǎn)構(gòu)造的中上寒武統(tǒng)洗象池群已發(fā)現(xiàn)有十幾口井達(dá)工業(yè)油氣流的氣井,磨溪見氣顯示,女基井—安平1井區(qū)見到了已瀝青化的古油藏,在合12井鉆到了較好的孔洞型白云巖段。由此看來,隨著中油西南油氣田公司勘探形勢和勘探技術(shù)的日益發(fā)展,在古隆起區(qū)尋找到寒武系的天然氣藏是大有前景和希望的(圖1)。在中晚寒武世期,四川盆地以碳酸鹽沉積為主體,通過對沉積相和沉積微相的研究,發(fā)現(xiàn)在洗象池群沉積時(shí),臺緣灘相分布于川東和鄂西一帶,而一系列臺內(nèi)淺灘則分布于古隆起至華鎣山一帶,自貢—威遠(yuǎn)—合川—華鎣山—達(dá)縣地區(qū)。潮坪相主要發(fā)育于古隆起及其以西地區(qū)。研究認(rèn)為,顆粒巖在潮坪相區(qū)和臺內(nèi)淺灘相區(qū)相對發(fā)育。灘相型粒屑云巖單層厚度大(大于10m),分布于威遠(yuǎn)一帶及華鎣山區(qū);潮坪相型粒屑云巖單層從十幾厘米至數(shù)米,呈透鏡狀,主要分布于古隆起及其以西地區(qū)?！こ逼合?主要分部于樂山—成都—綿陽地區(qū),其次為華鎣山。巖性以泥晶云巖與砂、礫屑云巖呈互層產(chǎn)出為主,其間夾有砂、粉砂巖層。·局限瀉湖相:主要分部于樂山—南充地區(qū)。以泥、粉晶云巖發(fā)育為主體,局部發(fā)育硬石膏巖?！c(diǎn)灘、淺灘相:主要分部于自貢—威遠(yuǎn)—合川—華鎣山—達(dá)縣地區(qū)。以鮞粒云巖、砂礫屑云巖和細(xì)—粗晶云巖發(fā)育為主體,典型的向上變淺序列,是最有利于儲(chǔ)層發(fā)育的儲(chǔ)集相帶?！ら_闊瀉湖相:主要分部于重慶—萬縣地區(qū)。以泥晶云巖發(fā)育為主體,夾有灰?guī)r、頁巖及粒屑云巖(或灰?guī)r)(圖2)。2洗象池群儲(chǔ)層在古隆起核部地區(qū),寒武系存在古剝蝕區(qū),也正是因?yàn)閺?qiáng)烈的剝蝕作用,才能有古風(fēng)化殼巖溶的地區(qū)存在。資陽以東地區(qū),洗象池群儲(chǔ)層基本保存。而資陽以西地區(qū),則因強(qiáng)烈的古剝蝕作用導(dǎo)致缺失了洗象池群儲(chǔ)層段。而在古隆起帶上的南斜坡上、東斜坡上和北斜坡上,均存在洗象池群的淺灘發(fā)育區(qū)帶。2.1巖心物性特征寒武系洗象池群儲(chǔ)集巖以晶粒結(jié)構(gòu)的云巖為主,占60%以上,主要為粉晶結(jié)構(gòu)和泥粉晶結(jié),其次為粒屑云巖(砂屑,礫屑結(jié)構(gòu))。通過對威遠(yuǎn)構(gòu)造威寒1井、103井、104井、105井、安平1井、合12井的巖心物性統(tǒng)計(jì)表明(樣平數(shù)1054),小于2%的樣品基質(zhì)孔隙度占92.51%,大于2%的樣品基質(zhì)孔隙度占7.49%,孔隙度最大值為5.64%,最小值0.16%,平均孔隙度值為1.15%;小于0.01mD的滲透率樣品數(shù)為74.04%,滲透率最大值為38.9mD,最大值為0.0000283mD,平均滲透率值為1.34mD(圖3)。2.2高孔滲儲(chǔ)集體的發(fā)育和分滲作用控制了高孔滲儲(chǔ)集體的發(fā)育和分受抬升暴露,淡水淋濾和溶蝕作用的影響,形成古巖溶和裂縫及基質(zhì)孔隙的部分溶蝕擴(kuò)大,形成高孔滲儲(chǔ)集體,故高孔滲儲(chǔ)集體的發(fā)育和分部,主要受到淡水淋濾和溶蝕作用的控制。從巖心描述與觀察,寒武,奧陶儲(chǔ)層都存在一定厚度的高孔儲(chǔ)滲體段。2.2.1井段構(gòu)造縫和溶蝕孔隙發(fā)育情況川中安平1井,寒武系洗象池群上部取心74.49m,從井段4485.54m～4530m,構(gòu)造縫和溶蝕孔洞較發(fā)育,溶蝕孔洞單層較薄,小于1m,共有6段孔洞發(fā)育層,累厚為10.66m。2.2.2溶蝕孔隙及溶斑發(fā)育(1)威寒103井,寒武系洗象池群取心井段2195.5m～2197.27m和2221.02m～2222.68m,溶蝕孔洞及溶斑發(fā)育,溶蝕孔洞單層較薄,小于2m,累厚有3.43m。(2)威寒1井,寒武系洗象池群取心井段2112.29m～2219.14m,有6段溶蝕孔洞發(fā)育層段,溶蝕孔洞單層較薄,厚度在0.11m～3.46m之間,累厚有7.48m。2.3沉積前地層的古地貌本次運(yùn)用“印模法”對二疊系沉積前寒武系碳酸鹽巖風(fēng)化殼的古地貌進(jìn)行恢復(fù)。按照標(biāo)志層選取的三個(gè)原則,候選的標(biāo)志層有梁山組頂面、棲霞組頂面及茅口組頂面,并最終在評估了東吳運(yùn)動(dòng)對本區(qū)的影響后認(rèn)為:東吳運(yùn)動(dòng)在本區(qū)主要表現(xiàn)為整體抬升,剝蝕并沒有形成明顯的地貌高差,選用陽新統(tǒng)頂面作為二疊系沉積前寒武系風(fēng)化殼古地貌恢復(fù)的標(biāo)志層是可行的。根據(jù)陽新統(tǒng)底面埋深圖和陽新統(tǒng)頂面埋深圖相減得出下二疊統(tǒng)殘余厚度圖,并最終轉(zhuǎn)換成古地貌高程圖。在巖溶古地貌的三個(gè)一級單元中,儲(chǔ)層最發(fā)育的是巖溶斜坡,巖溶高地與巖溶谷地(盆地)中相對較差,巖溶斜坡與巖溶高地以及巖溶谷地的過渡地帶巖溶型儲(chǔ)層也較發(fā)育。而巖溶斜坡中以緩丘或臺坪中巖溶儲(chǔ)層最發(fā)育,而巖溶高地的平臺區(qū)和巖溶谷地中的殘丘也有好的巖溶儲(chǔ)層的存在。古地貌分區(qū)對于古碳酸鹽巖風(fēng)化殼上的巖溶型儲(chǔ)層發(fā)育情況起決定作用,按照相對高程差,把川中地區(qū)二疊系沉積前的古地貌劃分為巖溶高地、巖溶斜坡和巖溶谷地三個(gè)一級地貌單元。一級地貌單元中還包括巖溶殘丘、巖溶洼地和巖溶洼坑等二級的地貌單元。2.3.1巖溶高度分布它位于地勢較高的部位。巖溶高地的地貌形態(tài)表現(xiàn)為高平臺、溶峰及高地上的巖溶淺洼。巖溶高地主要分布于西南部的安岳構(gòu)造一帶,包括安8井及其以西以南的廣大地區(qū),潼6井區(qū)周圍等高平臺,在這些平臺之間分布著一些溶峰、溶蝕淺洼和淺槽。此外,在高科1井北、磨深1井北以及威東2井北還分布著幾個(gè)較小的巖溶高地或平臺。2.3.2高山地處置區(qū)巖溶斜坡處于巖溶高地邊緣外的傾斜部位與巖溶谷地之間的過渡地帶,它主要呈帶狀環(huán)繞巖溶高地展布。本區(qū)在巖溶高地的兩側(cè),巖溶斜坡區(qū)圍繞高地邊緣呈弧形帶狀展布,或者是沿著兩個(gè)地貌高帶分布。斜坡區(qū)的巖溶地表形態(tài)主要表現(xiàn)為斜坡及斜坡上的巖溶殘丘、巖溶洼地和洼溝等次一級的地貌單元。2.3.3南南方風(fēng)化殼巖儲(chǔ)層的形成控制因素巖溶谷地是指地形切割較深的大型負(fù)向地貌單元。在北部地貌凹槽區(qū)的威東2井東、高科1井東、磨深1井東、女基井東南區(qū)域有較大的巖溶谷地分布。南部凹槽區(qū)沿北東—南西走向也有幾個(gè)相對較小的巖溶谷地分布。在巖溶谷地中,常發(fā)育一些小型的巖溶洼地、巖溶洼坑和巖溶殘丘等次一級的地貌單元。巖溶地貌單元的分布和配置,展現(xiàn)了研究區(qū)二疊系沉積前巖溶地貌的山川走勢及地表徑流的古水文體系。沿南西—北東向延伸的兩個(gè)地貌高帶是兩個(gè)分水嶺,所有水流最后都匯入兩個(gè)地貌凹槽中,其中北部凹槽帶匯集水流最多,從南、北兩個(gè)方向的流水最終聚集于威東2井—高科1井東一線,以及磨深1井東—女深5井一線的匯水盆地中,兩者之間存在一個(gè)潼6井—磨深1井地貌低梁,使之不能相通;南部凹槽匯水盆地的規(guī)模較小,呈東西向展布。在研究區(qū)東部,南、北兩個(gè)凹槽之間的分水嶺較低,局部可能相通。由于總體上的古地形呈西高東低之勢,研究區(qū)東部應(yīng)是主要匯水區(qū),匯集了大部分水系,而沿地層走向分布的兩個(gè)地貌高帶又是這種格局受到南北向水系的影響和制約,使本區(qū)古水文體系復(fù)雜化。古地形超過100m的高差起伏,則說明了巖溶地下水的古水流梯度的存在。通過對寒武系風(fēng)化殼巖溶型儲(chǔ)層的控制因素研究,綜合考慮巖性、先存孔隙、地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、古地貌分區(qū)等在巖溶型儲(chǔ)層形成中的作用大小,主要以巖性分區(qū)、地層結(jié)構(gòu)和古地貌特征對川中地區(qū)寒武系—奧陶系碳酸鹽巖風(fēng)化殼儲(chǔ)層作出了(圖4)所示的預(yù)測。I類風(fēng)化殼巖溶儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)主要是位于巖溶斜坡區(qū)的古殘丘、古平臺,沿兩個(gè)碳酸鹽巖分布區(qū)分布,其中北部帶單個(gè)面積較大。III類中等發(fā)育區(qū)為大灣組夾層型巖系分布區(qū),IV類不發(fā)育區(qū)為上奧陶統(tǒng)尖滅線以南的覆蓋區(qū),其余為II類較有利區(qū)。3深灰色泥巖和頁巖下寒武統(tǒng)筇竹寺組是目前公認(rèn)的下古生界最主要的一套優(yōu)質(zhì)烴源巖。巖性為黑色、深灰色泥巖和頁巖,厚度較大,分布較為穩(wěn)定,最厚達(dá)400m。在威遠(yuǎn)地區(qū)厚度約300m左右;川中地區(qū)的因安平1井和女基井位于樂山—龍女寺古隆起東段核部,沉積厚度較威遠(yuǎn)地區(qū)薄,僅有100m左右。向東南方向地層厚度變化不明顯。3.1青“a”平均含量及有機(jī)碳豐度分布有機(jī)碳含量為0.20%～0.98%,平均0.97%,氯仿瀝青“A”平均含量為0.043%。有機(jī)碳豐度的展布呈現(xiàn)出斜跨古隆起的綿陽—成都—內(nèi)江—瀘州一帶,為高值區(qū)帶。有機(jī)碳含量在1.5～3.0之間,有機(jī)碳強(qiáng)度可達(dá)0.28×108t/km2。3.2干u、碳同位素這套烴源有機(jī)質(zhì)成分仍以腐泥組為主(占95%以上),掃描電鏡下呈現(xiàn)為松軟的絮狀體,干酪根碳同位素偏負(fù),瀝青“A”中飽和烴含量高(40～60)、芳烴含量低(11～15)、瀝青質(zhì)含量低(3～15)、飽芳比高(3～5)。按Tittot的分類屬于生烴能力極強(qiáng)的I型干酪根。3.3古起落架周邊概況下寒武統(tǒng)烴源巖生烴強(qiáng)度是四川盆地最大的,平均為76×108m3/km2,絕大部分地區(qū)大于25×108m3/km2,古隆起周邊均為高值區(qū)。(二次)資評計(jì)算出寒武系總排烴量為8010.108t,占總量的37.68%。4碳瀝青的含量在古隆起軸部和斜坡帶的鉆探表明,在10余口井的洗象池群白云巖儲(chǔ)層中,見到了充填在孔、洞、縫中的碳瀝青。安平1井洗象池群上部65m段中,儲(chǔ)層的有效儲(chǔ)集空間全部被碳瀝青充填滿了,瀝青含量最高達(dá)到20%。女深5井含瀝青層段的厚度也超過50m左右。磨深1井、女基井也同樣含大量的碳瀝青。而在斜坡部位的合12井,在2m厚的儲(chǔ)層中見有碳瀝青,但碳瀝青的產(chǎn)狀是在孔洞片中呈半充填狀,留下了剩余的儲(chǔ)集空間,測得該段儲(chǔ)層的平均孔隙度大于3%。同樣,處在斜坡部位的威遠(yuǎn)地區(qū)的有些鉆井,如威28井的儲(chǔ)層中瀝青含量也較高。但值得注意的是,在凹陷帶和下斜坡區(qū),該套儲(chǔ)層段中所含碳瀝青的數(shù)量就很低了。這種現(xiàn)象表明古隆起核部碳瀝青存在較高的含量,也表明古隆起核部曾經(jīng)是一個(gè)整裝的大油田。但在深埋藏過程中被熱裂解破壞了。裂解生成的氣烴存在兩個(gè)運(yùn)移的可能途徑:一是沿古風(fēng)化殼剝蝕面散失;二是沿古隆起軸部上傾方向運(yùn)移。而油裂解后最終形成碳瀝青將圈閉上傾方向的儲(chǔ)集空間全部充填封堵,形成一個(gè)封堵帶或封堵層。這樣的一種結(jié)果,將有利于古圈閉或處于構(gòu)造部位較低處的儲(chǔ)集體,能夠?qū)⒂行У膬?chǔ)集空間保存下來。因此,這種有效儲(chǔ)集空間很可能再次捕獲到來自下伏層段運(yùn)移上來的天然氣,從而形成油氣藏。5古隆起帶核部地區(qū)的古潛山從威遠(yuǎn)構(gòu)造發(fā)現(xiàn)寒武系氣藏,勘探實(shí)踐告訴了這樣一個(gè)重要的信息,那就是不要放棄了對古隆起核部及上斜坡區(qū)洗象池群白云巖的油氣勘探。尤其是處于古隆起核部地區(qū)古巖溶高地的古潛山,更是最有利的勘探目標(biāo)(圖4)。從古構(gòu)造演化史的研究表明,古隆起帶核部地區(qū)一直是古構(gòu)造高部位。古隆起核部及其靠近生油拗陷的上斜坡區(qū),是古巖溶發(fā)育和含烴的活性流體運(yùn)移的指向區(qū)。而處于這些部位富含高能顆粒白云巖和晶粒白云巖的區(qū)塊,將成為儲(chǔ)層發(fā)育的最有利地區(qū)。地區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層的有效孔隙度也許因不受前期油藏?zé)崃呀馄茐牡挠绊懚４嫦聛?且在其上傾方向形成的瀝青封堵帶可以成為遮擋。因此,古隆起上斜坡區(qū)中上寒武統(tǒng)具有較為廣闊的油氣勘探前景。6中晚寒武世沉積相特征四川盆地樂山—龍女寺加里東古隆起寒武系下統(tǒng)以陸源碎屑巖及泥質(zhì)巖為主,中上寒武統(tǒng)以白云巖為主的大套碳酸鹽巖,資陽以西地區(qū)缺失中上寒武統(tǒng),資陽以東地區(qū)保存完好,并逐漸增厚。寒武系鉆井?dāng)?shù)10口,主要分布在古隆起及其以南地區(qū)。中晚寒武世,以碳酸鹽巖沉積為主,沉積相主要有濱岸潮坪相,內(nèi)局限瀉湖相、臺內(nèi)淺灘相