四川盆地上三疊統(tǒng)有利儲(chǔ)層展布與勘探方向

摘 要

摘要：四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組是中國石油西南油氣田公司的重點(diǎn)勘探接替層系，隨著勘探形勢(shì)的變化，需要以全盆地為單元，弄清各儲(chǔ)集砂體的平面展布規(guī)律及其勘探潛力。綜合分析地震
摘要：四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組是中國石油西南油氣田公司的重點(diǎn)勘探接替層系，隨著勘探形勢(shì)的變化，需要以全盆地為單元，弄清各儲(chǔ)集砂體的平面展布規(guī)律及其勘探潛力。綜合分析地震、測(cè)井、錄井和野外露頭資料，將須家河組劃分為4個(gè)三級(jí)層序、12個(gè)體系域；以體系域?yàn)閱卧幹屏巳璧仨毤液咏M沉積微相展布圖，指出須家河組形成了6大三角洲砂體，有利儲(chǔ)集砂體主要分布于低位體系域，主要為三角洲前緣水下分支河道砂體；而水進(jìn)和高位體系域湖泊相沉積發(fā)育，砂體規(guī)模較小。綜合考慮各砂體的分布面積、生烴強(qiáng)度、資源潛力、儲(chǔ)層類別、勘探現(xiàn)狀及頂面埋深等條件，對(duì)須家河組進(jìn)行了勘探潛力綜合評(píng)價(jià)，指出了下一步的勘探方向：①須二段應(yīng)集中在廣安-營山和蓬萊-金華2個(gè)砂體上；②須四段應(yīng)集中在蓬萊-金華、安岳-合川2個(gè)砂體上；③須六段則應(yīng)集中在勘探程度相對(duì)較低的蓬萊-金華、宜賓-觀音場(chǎng)和古藺 瀘州砂體上。
關(guān)鍵詞：四川盆地；晚三疊世；砂體展布；層序；儲(chǔ)集層特征；成藏條件；生儲(chǔ)蓋組合；勘探潛力
    目前，四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組已成為中國石油西南油氣田公司重點(diǎn)勘探接替層系。須家河組主要發(fā)育巖性油氣藏，油氣的分布受層序地層格架和砂體分布的控制[1～10]。隨著資料積累及勘探形勢(shì)的變化，需要以全盆地為單元，弄清各儲(chǔ)集砂體的平面展布規(guī)律及其勘探潛力。
1 層序地層格架及界面特征
    綜合地震、測(cè)井、鉆井和野外露頭資料，將須家河組劃分為4個(gè)三級(jí)層序，每個(gè)層序可進(jìn)一步識(shí)別出低位、水進(jìn)和高位3個(gè)體系域。層序Ⅰ對(duì)應(yīng)于須家河組一段(須一段)，層序Ⅱ?qū)?yīng)于須二段和須三段，層序Ⅲ對(duì)應(yīng)于須四段和須五段，層序Ⅳ對(duì)應(yīng)于須六段(圖1)。
    層序Ⅰ底界為區(qū)域性的平行不整合面，界面之下為海相碳酸鹽巖沉積，而界面之上為海陸過渡相的碎屑巖沉積。該界面上下巖性、巖相發(fā)生突變，在地震上表現(xiàn)為一組強(qiáng)相位。高連續(xù)性的反射，底部可見削蝕不整合接觸關(guān)系。
    層序Ⅱ底界為一整合面，地震反射特征不明顯，但界面上下地層巖性、顏色和疊置樣式發(fā)生突變。
    由于受安縣運(yùn)動(dòng)的影響，層序Ⅲ底界面在四川盆地西北部為區(qū)域性的角度不整合，而在盆地其他地區(qū)則表現(xiàn)為整合接觸關(guān)系，主要通過巖性、巖相和疊置樣式的變化來識(shí)別。
層序Ⅳ底界在盆內(nèi)也為整合面，界面上下巖性、巖相和地層疊置樣式發(fā)生突變。界面之下為湖泊相沉積，之上為河流-三角洲相沉積。該界面地震反射呈強(qiáng)振幅、高連續(xù)性特征。層序Ⅳ頂界面為須家河組與上覆侏羅系的分界面，在全區(qū)為一平行不整合面，界面上下地層巖性、巖相、古氣候都發(fā)生突變。界面之下為潮濕氣候條件下的灰黑色砂、泥巖，富含植物化石Neocalamites carrerei，N.carcinoides，Clathropteris meniscioides，Pterophyllum Equisetites sarrani等；而界面之上則為紫紅色砂泥巖，富含植物、孢粉及淡水雙殼類等[9]。
 
2 勘探潛力評(píng)價(jià)
2.1 有利儲(chǔ)集砂體展布
    須家河組有利儲(chǔ)集砂體主要分布于各層序的低位體系域，而水進(jìn)和高位體系域則以湖泊相為主，泥質(zhì)和粉砂質(zhì)沉積發(fā)育。
    層序Ⅱ低位體系域分布于嘉陽-重慶-梁平一線以西，盆地發(fā)育6大砂體(圖2)，分別位于江油-綿竹、蓬萊-金華、廣安-營山、安岳-合川、威遠(yuǎn)-資陽、霧中山-邛崍等地區(qū)。砂體以三角洲前緣水下分支河道沉積微相為主，河道前方席狀砂大面積分布。該時(shí)期湖泊相分布范圍較小，沉積中心位于蓬基井附近。
    與層序Ⅱ低位體系域相比，層序Ⅲ低位體系域分布范圍擴(kuò)大。該時(shí)期也發(fā)育6大砂體，分布位置和伸展方向在縱向上具有延續(xù)性，盆地西北部砂體規(guī)模縮小，而南部砂體規(guī)模增大，并控制著大川中地區(qū)油氣資源的分布。湖相沉積向南遷移，沉積中心位于油1井附近。
 
    層序Ⅳ低位體系域發(fā)育時(shí)期，由于周緣板塊構(gòu)造擠壓，川西北部隆升遭受剝蝕。該時(shí)期也發(fā)育6大砂體，其分布在縱向上與有延續(xù)性。但與層序Ⅲ低位體系域相比，砂體由西北向東南推進(jìn)。與砂體分布一致，湖相分布位置進(jìn)一步向南遷移。
2.2 儲(chǔ)層特征與展布
    根據(jù)對(duì)30285個(gè)物性數(shù)據(jù)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)，上三疊統(tǒng)須家河組儲(chǔ)層平均孔隙度為5.5%，最小0.001%，最大21.9%；儲(chǔ)層平均滲透率為4.5×10-3μm2，最小0.1×10-6μm2，最高可達(dá)15.135μm2(有裂縫發(fā)育時(shí))?？紫抖戎饕植荚?%～8%，滲透率分布在(0.01～1)×10-3μm2，總體上儲(chǔ)層物性較差，屬低孔、低滲和特低孔、特低滲儲(chǔ)層，局部發(fā)育有少量中孔、低滲儲(chǔ)層。對(duì)須家河組各個(gè)層段的儲(chǔ)層物性進(jìn)行了分布對(duì)比，發(fā)現(xiàn)整體上孔隙度以須二段為最好，須四段次之，須六段最差；滲透率須四段最好，須二段次之，須六段最差。
    對(duì)影響儲(chǔ)層發(fā)育的3個(gè)主要因素(沉積相、巖石相和成巖相)進(jìn)行研究和評(píng)價(jià)，分別編制了3個(gè)儲(chǔ)層段的沉積相平面圖、巖石相平面圖和成巖相平面圖，并評(píng)價(jià)有利相區(qū)的展布。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)低孔低滲儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將須家河組儲(chǔ)層綜合分為4類，分3個(gè)儲(chǔ)層段進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，認(rèn)為Ⅱ—Ⅲ類儲(chǔ)層大面積在川中地區(qū)分布。
    須二段主要分布Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層。整個(gè)四川盆地為低孔、低滲儲(chǔ)層類型，因此Ⅰ類儲(chǔ)層分布面積小，主要分布在有利成巖相、裂縫發(fā)育帶及優(yōu)勢(shì)沉積微相疊合處，如川中的廣安、潼南、八角場(chǎng)及荷包場(chǎng)地區(qū)；Ⅱ類儲(chǔ)層分布面積大，主要分布在充深、磨西、威東、通賢、中壩、川西南等地區(qū)；Ⅲ類儲(chǔ)層分布主要在川西南與川中過渡帶之間。
須四段主要以Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層為主，Ⅰ類儲(chǔ)層分布較少。Ⅰ類儲(chǔ)層儲(chǔ)層范圍比須二段廣，主要分布在荷包場(chǎng)、潼南、廣安、八角場(chǎng)及蓬基等地區(qū)，這些地區(qū)巖石成熟度較高，雜基和軟性巖屑含量較少，成巖相主要為綠泥石膠結(jié)相和溶蝕相，都位于三角洲水下分流河道微相帶，原生粒間孔隙保存較好，同時(shí)長石含量高，又位于(或鄰近)生烴中心，溶蝕作用強(qiáng)烈。Ⅱ類儲(chǔ)層的分布主要位于充深、蓮池、威東、營山和川西南地區(qū)(圖3)。
 
    須六段沉積時(shí)期物源較近，分選較差，有利儲(chǔ)層發(fā)育面積比須二段和須四段小，主要以Ⅱ、Ⅲ類儲(chǔ)層為主，Ⅰ類儲(chǔ)層分布較少，主要在廣安、荷包場(chǎng)分布，同時(shí)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層從須二-須六段逐漸向南遷移。Ⅱ類儲(chǔ)層主要分布在邛西、隆豐1井、充深、威東地區(qū)。
2.3 生儲(chǔ)蓋組合
    四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組是在中三疊世雷口坡期侵蝕面基礎(chǔ)上沉積的典型陸相煤系碎屑巖沉積，縱向上一般可細(xì)分為6個(gè)巖性段(圖1)，其中，須一、須三、須五段以泥巖、頁巖為主夾薄層粉砂巖、碳質(zhì)頁巖和煤線，為湖泊沼澤環(huán)境沉積的產(chǎn)物，形成的煤系烴源巖大面積分布；須二、須四、須六段以大型三角洲沉積的灰色、細(xì)-中砂巖為主，形成的水下分流河道砂體大面積分布。生、儲(chǔ)層的交互發(fā)育構(gòu)成了須家河組“三明治”結(jié)構(gòu)的良好空間配置關(guān)系(圖4)，有利于大面積成藏，提高了聚集效率。
 
2.4 勘探潛力評(píng)價(jià)
    針對(duì)須家河組3個(gè)主要儲(chǔ)集層段砂體的分布狀況，分層系根據(jù)砂體面積、生烴強(qiáng)度、資源潛力、儲(chǔ)層類別、勘探現(xiàn)狀等參數(shù)對(duì)其進(jìn)行勘探潛力綜合評(píng)價(jià)，并特別參考了砂體頂面埋深。研究表明，須家河組儲(chǔ)層在2000～3500m埋深范圍內(nèi)存在溶蝕作用發(fā)育的次生孔隙發(fā)育帶，當(dāng)埋深超過3500m以后，進(jìn)入晚成巖期，孔隙度值基本接近原生孔隙遞減曲線，儲(chǔ)集條件變差。因此這里把3500m的埋深線作為砂體評(píng)價(jià)的一項(xiàng)參數(shù)。
    層序Ⅱ低位體系域(須二段)：砂體總面積為51440km2，其中以廣安-營山、安岳-合川和蓬萊-金華砂體面積為最大。6個(gè)砂體中，除江油-綿竹、霧中山-邛崍和蓬萊-金華部分砂體的埋深小于3500m，其余的砂體都超過3500m，儲(chǔ)層類別為Ⅰ—Ⅱ類和Ⅱ—Ⅲ類，儲(chǔ)集條件良好。江油-綿竹和霧中山-邛崍2個(gè)砂體處于須家河組生烴中心，生烴強(qiáng)度最大，分別為(60～160)×108m3/km2，(20～70)×108m3/km2。根據(jù)分析，按照資源豐度為(1～2)×108m3/km2、含氣面積百分比在10%～25%之間取值，計(jì)算出各砂體的資源潛力。目前須二段已獲得的近5000×108m3的三級(jí)儲(chǔ)量，除廣安-營山砂體無發(fā)現(xiàn)外，其他砂體上均有分布，但已獲儲(chǔ)量主要集中在霧中山-邛崍和安岳-合川2個(gè)砂體上，而剩余資源量主要集中在廣安-營山和蓬萊-金華2個(gè)砂體上。綜合考慮認(rèn)為，須二段砂體的下一步勘探重點(diǎn)應(yīng)集中于廣安-營山和蓬萊-金華兩個(gè)砂體上。
    層序Ⅲ低位體系域(須四段)：砂體總面積為69522km2，目前除廣安-營山、蓬萊-金華和安岳-合川發(fā)現(xiàn)氣藏外，其余砂體還沒有突破，已獲天然氣三級(jí)儲(chǔ)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于須二段。除霧中山-邛崍部分砂體的頂面埋深超過3500m，其余砂體的埋深均小于3500m，儲(chǔ)層類別以廣安-營山、蓬萊-金華和安岳-合川為最好，為Ⅰ—Ⅱ類，其余的為Ⅱ—Ⅲ類。從資源潛力來看，目前蓬萊-金華砂體僅在砂體的東部發(fā)現(xiàn)了八角場(chǎng)氣藏，而其西部的主體砂體緊鄰川西生烴中心，氣源充足，可以作為須四段砂體下一步勘探的重點(diǎn)。此外，安岳-合川砂體的南部砂體厚度大，儲(chǔ)集條件好，具有較大的勘探潛力。
    層序Ⅳ低位體系域(須六段)：砂體總面積為44300km2；雖然埋深均超過3500m，但儲(chǔ)集條件沒有須二和須四段好，Ⅰ類儲(chǔ)層主要分布在蓬萊-磨溪、安岳-合川和宜賓-觀音場(chǎng)3個(gè)砂體上。由于須六段地層向南進(jìn)一步超覆，且后期在盆地西北部遭受剝蝕，須六段砂體的分布比須二和須四段砂體向南延展，與須家河組生烴中心也相對(duì)較遠(yuǎn)，除蓬萊-金華砂體的生烴強(qiáng)度超過20×108m3/km2，各砂體所處地區(qū)的生烴強(qiáng)度一般在(10～30)×108m3/km2。目前，須六段已獲儲(chǔ)量集中分布于廣安-營山砂體上，南部宜賓-觀音場(chǎng)砂體上已發(fā)現(xiàn)的觀音場(chǎng)氣田規(guī)模小但產(chǎn)量穩(wěn)定，此外盆地南部構(gòu)造圈閉發(fā)育，后期的構(gòu)造裂縫對(duì)儲(chǔ)層有較好的改造作用。因此，須六段砂體近幾年的勘探可以集中在勘探程度相對(duì)較低的蓬萊-金華砂體和南部宜賓-觀音場(chǎng)、古藺-瀘州砂體上。
3 結(jié)論
    1) 須家河組可劃分為4個(gè)三級(jí)層序12個(gè)體系域，儲(chǔ)集砂體主要分布于各層序低位體系域。儲(chǔ)集砂體主要為三角洲前緣水下分支河道沉積，而水進(jìn)和高位體系域則以湖泊相沉積為主，砂體規(guī)模較小。
    2) 須家河組發(fā)育6大砂體，各砂體以三角洲前緣水下分支河道沉積微相為主。早期北部砂體規(guī)模較大，后期由于周緣板塊構(gòu)造活動(dòng)，砂體由西北向東南遷移，南部砂體規(guī)模逐漸增大，盆地沉積中心也由西北向東南逐漸遷移。
    3) 綜合6大砂體的分布面積、生烴強(qiáng)度、資源潛力、儲(chǔ)層類別、勘探現(xiàn)狀及砂體頂面埋深等參數(shù)認(rèn)為，下一步勘探重點(diǎn)須二段應(yīng)集中于廣安-營山和蓬萊-金華2個(gè)砂體上，須四段應(yīng)集中在蓬萊-金華砂體和安岳-合川砂體上，須六段可以集中在勘探程度相對(duì)較低的蓬萊-金華、宜賓-觀音場(chǎng)和古藺-瀘州砂體上。
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(本文作者：魏國齊 楊威 金惠 謝增業(yè) 施振生 謝武仁 朱秋影 劉滿倉 李德江 沈玨紅 中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院)