四川盆地开江地区石炭系黄龙组复合圈闭识别与评价

刘勇 张帆 王兴志 别沁 陈波

1.中国石油西南油气田公司勘探开发研究院 2.西南石油大学资源与环境学院 3.中国石油西南油气田公司输气管理处4.中国石油西南油气田公司重庆气矿

四川盆地开江地区石炭系黄龙组复合圈闭识别与评价

刘勇1张帆2王兴志2别沁3陈波4

1.中国石油西南油气田公司勘探开发研究院 2.西南石油大学资源与环境学院 3.中国石油西南油气田公司输气管理处4.中国石油西南油气田公司重庆气矿

四川盆地开江地区石炭系黄龙组(C2hl)发育类型多样的复合圈闭,蕴含丰富的天然气资源,识别其圈闭类型,对复合圈闭进行评价,对下一步勘探具有重要意义。分析发现,该区发育的复合圈闭主要为地层—构造复合圈闭,圈闭类型多样,是黄龙组进一步勘探的主要对象。复合圈闭在地层上多分布于沿开江—梁平C2hl残余厚度介于10～50 m的地区;在沉积相上集中分布在潮间带颗粒滩相、成岩期交代成因的埋藏白云岩发育区;在构造上多分布于构造高部位隆起缺失带附近等。在古隆起构造高部位C2hl强剥蚀区及靠近剥蚀边界的地层厚度薄带中识别出一批潜在地层—构造复合圈闭。根据圈闭面积、闭合度、厚度、埋藏深度、圈闭可靠程度等指标,利用综合评价方法,将该区复合圈闭分为3类,Ⅰ类圈闭依次为:TLP复合圈闭、WSK复合圈闭、BYSB复合圈闭和BYS复合圈闭;Ⅱ类圈闭依次为:Y’A复合圈闭、SZS复合圈闭和BYSN复合圈闭;Ⅲ类圈闭为NMC复合圈闭。

四川盆地 开江 石炭纪 气藏 复合圈闭 识别 评价 勘探区

复合圈闭是在具备一定的几何形态和储层的前提下,由两种或多种因素联合封闭而形成的油气聚集场所。一方面,它具有褶皱的形态,在地震剖面及构造图上均易于识别和发现,同时又受地层、岩性的尖灭线或地层上倾方向断层线的控制,是介于显形的构造圈闭和隐蔽的非构造圈闭之间的半显形圈闭,在现有的勘探程度和资料条件下,较易识别和描述[1-3]。

复合圈闭一般具有以下两个最基本的特点:①在不同方向的剖面上所反映的圈闭类型不一样,有时甚至在同一方向的不同剖面上所反映的圈闭类型也不一样[4-8];②复合圈闭的封闭系统由两种或多种因素联合封闭而成,主要包括复合盖层封闭、盖层及地层上倾方向岩性尖灭封闭、盖层及上倾方向断层封闭等多种类型。

目前在四川盆地开江地区C2h l(石炭系黄龙组)发育的复合圈闭主要为地层—构造复合圈闭,是指储集层上方和下倾方向由构造和地层因素联合封闭所形成的圈闭和气藏,主要包括地层—半背斜复合圈闭和封闭式地层—断层复合圈闭等[9]。

1 地层分布及构造特征

1.1 地层顶底界识别特征明显

1.1.1 地层底界岩电特征

志留系与石炭系在岩性及电测曲线上均易于划分。其上下地层的岩性和电性差异较为明显。从岩性上看,C2hl底部以石膏夹薄层泥质云岩互层,韩家店组深灰—灰黑色泥岩为主。从电性上看,C2h l对应的测井曲线反映为较低GR值、较高RLLD和RLLS值,与下伏志留系地层区别明显(图1)。

1.1.2 地层顶界岩电特征

二叠系与石炭系在岩性及电测曲线上均易于划分。其上下地层的岩性和电性差异较为明显。从岩性上看,梁山组底部以黑色页岩夹薄煤层,局部页岩含硅质,与下伏C2hl灰褐色泥粉晶灰岩呈角度不整合接触。从电性上看,梁山组对应的测井曲线反映为 GR值较高,RLLD和 RLLS值较低(图2)。

1.2 地层分布

开江地区C2h l发育颗粒白云岩、角砾白云岩、石灰岩及角砾灰岩,下部夹有石膏岩,岩性复杂,横向变化快。沉积后曾遭严重剥蚀,各地残存层位和厚度很不一致,局部可缺失。该区C2hl地层分布也十分不稳定,在开江—梁平古隆起上,C2h l基本已被剥蚀,形成了一个近南北向的剥蚀窗[10-11]。在剥蚀带西侧包括SGP、BYS等构造,C2hl残余厚度较厚,介于50～90 m,特别是SGP构造,厚度介于60～90 m,其中最厚的G10井钻厚达96 m。而剥蚀带以东的 WBT气田C2hl残余厚度仅为30 m左右。

图1 石炭系底界(TD16井)岩性电性剖面图

图2 石炭系顶界(W K1井)岩性电性剖面图

1.3 构造特征

开江地区地质构造复杂,构造的展布受川东地区边界的控制,区域构造位于大巴山前弧形褶皱带与川东平行褶皱带构造联合而成的川东北收敛双弧褶皱系中部及其东南侧。因受喜山期多期次、多方向挤压应力场作用,形成构造组系众多、构造叠加、干扰等关系复杂的构造格局,主要呈高陡狭长形背斜条带,北东向成排成带地展布于宽缓向斜之中[12-13]。主体构造两翼地腹T1j(下三叠统嘉陵江组)及其以下常出现与构造带走向一致的串珠状潜伏背斜带。高陡背斜带的轴线总体上自南而东呈北东—北北东—南东向。背斜南陡北缓,向斜宽缓,呈隔挡式排列,背斜陡翼地腹多分布与主体背斜平行的低潜背斜。

目前在该地区钻获的C2hl气藏,主要沿开江—梁平构造古隆起周缘发育,以分布于各构造带东翼断下盘的居多,是C2hl气藏分布的主要场所,也是目前各构造带勘探效果最好的地带。如WBT气藏C2hl顶部构造形态为短轴状背斜,轴向为北东向,构造东北端舒展、西南端收敛、西北翼下倾。该构造有5个高点,顺构造走向排列成两排,以鞍部或断层接触,含气面积较大。而主体构造及构造带西翼局部圈闭的气藏相对次之,如BYS气藏。

2 复合圈闭的识别

2.1 典型复合圈闭识别特征

开江地区经过多年的勘探证实C2hl具有丰富的天然气资源。由于C2hl在沉积演化过程中受到构造升降、风化剥蚀等作用影响,形成强烈的地层剥蚀减薄区,同时在古岩溶的作用影响下,形成了古岩溶次生溶孔发育的储集带[14-16],储层经历了多期次成岩作用改善[17],成为有利的油气储集区域。开江地区地层—构造复合圈闭的分布遵循一定规律,即:在地层上,沿开江—梁平C2hl剥蚀区周缘,气藏多分布于C2h l残厚介于10～50 m的分布区;在沉积相上,气藏集中分布在潮间带颗粒滩相、成岩期交代成因的埋藏白云岩发育区;在构造上,气藏多分布于构造高部位隆起缺失带附近等。

如 TLP地层—构造复合圈闭区域上属于NMC构造,其圈闭最高等值线为-3 850 m,最低等值线为-4 600 m,闭合度为750 m,其石炭系厚度介于10～50 m,圈闭面积为44.22 km2,构造受南西—北东向N②号断层的侧向遮挡,南西方向为C2hl地层剥蚀尖灭线,南东方向受最低构造等值线-4 600 m控制(图3),复合圈闭识别特征明显。

2.2 复合圈闭分布

开江地区C2hl的地层—构造复合圈闭主要分布在开江—梁平古隆起周缘和地层残存边缘的地带上。目前工区内已探明WBT、SGP和BYS地层—构造复合圈闭,在地层平面分布图叠合C2hl顶构造等值线图的基础上,结合该区域复合圈闭识别特征与模式,沿古隆起地层剥蚀残存周缘进一步识别到 TLP、WSK、BYSB、BYS、Y’A、SZS、BYSN、NMC等地层—构造复合圈闭(图4)。

3 复合圈闭的评价

圈闭评价是优选出有利含油气区带为研究对象,进行圈闭的识别与准备,它是地质工作者对区带范围内多个潜在含油气圈闭各方面属性的认识评价,以实现优选钻探目标,部署预探井[18-22]。圈闭评价可为勘探决策提供直观的、科学的参考,从而达到提高圈闭钻探成功率和勘探经济效益的目的。油气圈闭勘探的高风险以及圈闭评价在圈闭勘探中的导向作用,决定了圈闭评价研究工作一直是油气勘探的难点和重点问题之一。

图3 TLP复合圈闭识别模式图

图4 开江地区复合圈闭平面分布图

目前流行的圈闭评价技术方法是以现代油气成藏理论为指导,充分利用各种非地震物化探资料、地质分析资料和综合研究成果,对识别出和储备的多个圈闭进行含油气性及可能的含油气规模和勘探经济效益等进行综合的、定量化的评价,从中优选出有利的圈闭作为优先开展的钻探目标[23-25]。

3.1 圈闭评价标准

3.1.1 圈闭面积

C2hl及其上、下岩层的组合是四川盆地多套生、储盖组合中较好的一套组合,经过多年的勘探也证实C2hl具有丰富的天然气资源。结合已发现C2hl气藏特征对已识别C2h l复合圈闭面积进行划分,圈闭面积小于10 km2的权值取0.2,圈闭面积大于50 km2的取权值1.0,圈闭面积介于10～50 km2的取权值0.5,圈闭面积评价系数权重为0.15(表1)。

3.1.2 闭合度

结合已勘探C2hl复合圈闭特征,取闭合度评价系数权重为0.15,其闭合度小于100 m取权值0.2,闭合度大于500 m取权值1.0,闭合度介于100～500 m取权值0.8。

3.1.3 C2hl厚度

C2hl储层主要发育在溶孔白云岩段,其有效厚度与C2hl储量丰度有较好的正相关关系(相关系数为0.933),因此,将储层有效厚度小于10 m的储层取权值0.2;储层有效厚度介于10～20 m取权值0.5;储层有效厚度大于20 m取权值1.0。C2h l厚度评价系数权重为0.15。

3.1.4 高点海拔

按当前的经济核算,圈闭埋藏愈深,投资风险愈大。如果埋藏较浅,其上覆盖层较薄,油气的散失因素还需加以考虑。结合 C2hl实际情况取埋深适中(-2 000～ -4 000 m)为最好,权值取 1.0;小于-2 000 m由于受到保存条件的影响,权值取0.2;大于-4 000 m权值取0.3。

3.1.5 圈闭可靠程度

按地震圈闭形态的可靠性分为可靠、较可靠、不可靠3类。这是一项客观加主观的双重风险因子。一般而言,可靠和较可靠作为钻探的储备圈闭来考虑,较差者,须作进一步工作方能布井。其权重为0.4,可靠权值为0.9,较可靠权值为0.6,不可靠权值为0.2。

表1 开江地区复合圈闭评价标准表

3.2 评价结果

圈闭综合评价主要以圈闭的要素赋以不同的权重,分别进行打分后再进行排队的一种评价方法[26],是目前生产实践应用较广泛,效果较好的一种评价方法。开江地区C2hl复合圈闭评价中分类评价项及其权重分别为圈闭面积(0.15)、闭合高度(0.15)、圈闭埋深(0.15)、C2hl沉积厚度(0.15)、可靠性(0.4)等5项进行评价。评价结果见表2。

根据开江地区石炭系复合圈闭评价要素表,将开江地区C2hl复合圈闭分为3类:Ⅰ类圈闭的综合评分的总分值大于0.8;Ⅱ类圈闭的综合评分的总分值介于0.6～0.8;Ⅲ类圈闭的综合评分的总分值小于0.6。

表2 开江地区C2 hl复合圈闭评价结果表

根据这个分类,得出Ⅰ类圈闭依次为:TLP复合圈闭、WSK复合圈闭、BYSB复合圈闭和BYS复合圈闭;Ⅱ类圈闭依次为:Y’A复合圈闭、SZS复合圈闭和BYSN复合圈闭;Ⅲ类圈闭为NMC复合圈闭。

4 结论

1)开江地区C2hl的复合圈闭气藏勘探,已经取得突破性的进展和认识,油气富集条件也较好。目前在该地区发育的复合圈闭主要为地层—构造复合圈闭,勘探潜力很大,是C2h l进一步勘探的主要对象之一。

2)该区C2hl主要发育颗粒白云岩、角砾云岩、石灰岩及角砾灰岩,沉积后曾遭严重剥蚀,局部可缺失。C2hl地层在开江—梁平古隆起构造高部位存在缺蚀窗,复合圈闭沿剥蚀区周缘多分布于C2hl残厚介于10～50 m的分布区及古构造高部位隆起缺失带附近等。

3)依据 C2hl复合圈闭评价要素,将开江地区C2hl复合圈闭分为3类:Ⅰ类圈闭综合评分的总分值大于0.8;Ⅱ类圈闭综合评分的总分值介于0.6～0.8;Ⅲ类圈闭综合评分的总分值小于0.6。根据这个分类,得出Ⅰ类圈闭依次为:TLP复合圈闭、WSK复合圈闭、BYSB复合圈闭和BYS复合圈闭;Ⅱ类圈闭依次为:Y’A复合圈闭、SZS复合圈闭和BYSN复合圈闭;Ⅲ类圈闭为NMC复合圈闭。

[1]徐宏节,吴亚军.雅克拉断凸及周缘地区的复合圈闭特征[J].天然气工业,2004,24(3):26-28.

[2]刘震,韩军,关强,等.地层岩性圈闭识别和评价的关键问题[J].西安石油大学学报:自然科学版,2007,22(3):31-37.

[3]杨国臣,于炳松.隐蔽油气圈闭勘探之发展现状[J].岩性油气藏,2008,20(3):6-11.

[4]段铁军.阿克墩地区苏维依组的复合圈闭[J].石油与天然气地质,2001,22(3):277-279.

[5]吴金才,兰素清.松南地区十屋断陷构造—岩性复合圈闭样式[J].石油与天然气地质,2003,24(1):62-64.

[6]覃建雄,陈洪德,田景春,等.不同类型盆地层序格架与油气圈闭[J].中国海上油气:地质,1999,13(1):16-21.

[7]李伟,张志杰,邹才能,等.川东石炭系天然气成藏地质条件再认识及其勘探潜力预测[J].天然气工业,2010,30 (12):20-24.

[8]刘勇,邵勇,张帆,等川东石炭系复合圈闭储层发育主控因素研究[J].西南石油大学学报:自然科学版,2010,32(1): 45-51.

[9]陈宗清.川东石炭系地层—构造复合圈闭气藏的预测、分类和评价[J].石油学报,2000,21(3):25-30.

[10]凌跃蓉,陈启莲,余宗胜.川东地区碳酸盐岩非背斜圈闭气藏勘探成效分析及勘探经验总结[J].天然气勘探与开发,2000,23(2):7-16.

[11]方少仙,侯方浩,李凌,等.四川华蓥山以西石炭系黄龙组沉积环境的再认识[J].海相油气地质,2000,5(增刊1): 158-166.

[12]徐国盛,赵异华.川东开江古隆起区石炭系气藏成藏机理剖析[J].石油实验地质,2003,25(2):158-163.

[13]黎颖英,林维澄.四川盆地东部石炭系含气系统的形成与演化[J].西南石油学院学报,1999,21(1):35-38.

[14]郑荣才,郑超,胡忠贵,等.川东石炭系古岩溶储层锶同位素地球化学特征[J].天然气工业,2009,29(7):4-8.

[15]张兵,郑荣才,党录瑞,等.川东地区黄龙组碳酸盐岩储层测井响应特征及储层发育主控因素[J].天然气工业, 2010,30(10):13-17.

[16]党录瑞,郑超,李瑜,等.川东邻水—渝北地区石炭系有利储集相带预测[J].天然气工业,2009,29(3):9-12.

[17]王芙蓉,陈振林,王雪莲,等.川东北地区石炭系成岩作用及储集性[J].海相油气地质,2004,9(1):91-96.

[18]邱芳强,余腾孝,肖龙文.油气圈闭定量化地质评价[J].新疆地质,2000,18(1):68-73.

[19]刘婕,刘全稳,徐剑良,等.圈闭的灰色关联分析方法研究[J].西南石油大学学报,2007,29(2):72-74.

[20]蔡希源,侯启军.油气圈闭地质评价方法及应用[J].大庆石油地质与开发,1994,13(2):1-5,75.

[21]穆曙光,邹宇.天然气圈闭评价技术新进展[J].西南石油学院学报,1996,18(4):112-117.

[22]吴国平,敖敏思,吴亦奇,等.基于云模型和灰关联的油气圈闭多域信息评价[J].西南石油学院学报:自然科学版, 2009,31(5):1-5.

[23]陈国民,刘全稳,陶正喜,等.油气圈闭评价计算机模拟研究[J].西南石油大学学报:自然科学版,2008,30(5):41-45.

[24]匡建超.基于区带—远景圈闭组合的油气勘探地质风险评价方法[J].天然气工业,2007,27(11):121-124.

[25]梁坤,郭秋麟,李小地.改进的圈闭预探阶段快速评价方法[J].石油勘探与开发,2008,35(6):746-749,754.

[26]申小平.隐蔽圈闭的解释与评价[J].国土资源导刊,2006 (增刊1):21-41.

Identif ication and evaluation of combination traps in the Carboniferous Huanglong Formation,Kaijiang Area,Sichuan Basin

Liu Yong1,Zhang Fan2,Wang Xingzhi2,Bie Qin3,Chen Bo4
(1.Exp loration &Development Research Institute,Southw est Oil &Gasfield Com pany,PetroChina, Chengdu,Sichuan 610051,China;2.Resources and Environment Institute,Southw est Petroleum University, Chengdu,Sichuan 610500,China;3.Gas Transportation Department of Southw est Oil&Gasf ield Com pany,PetroChina,Chengdu,Sichuan 610215,China;4.Chongqing Gas Production Com pany,Southw estOil& Gasfield Com pany,PetroChina,Chongqing 400021,China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 31,ISSUE 7,pp.11-15,7/25/2011.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

Various combination trapsare developed in the Carboniferous Huanglong Formation(C2h l)w here abundant natural gas resources accumulate.Identification and evaluation of these combination traps are of great significance to future exploration.The combination traps in the study area are dominated by stratigraphic-structural combination trapsw hich are themajo r targetsof exp lo ration in the Huanglong Fo rmation.Stratigraphically,these combination trapsaremostly distributed in Kaijiang -Liangping area w here the remnant thicknessof C2hl is in the range of 10 - 50 m.As fo r sedimentary facies,these combination traps mainly occur in areas w here buried dolostones of inter-tidal beach facies are well developed.Structurally,these combination traps cluster in the uplifted and eroded po rtion of structural high.Some po tential stratigraphic-structural combination trap s have been recognized on the structural high of paleo-up lift w here C2hl is strongly eroded and in the periphery of the erosion area.These traps are classified into 3 types according to various parameters such as a trap’s area,closure,thickness,buried dep th,and degree of reliability.The Type-Ⅰincludes TLP,WSK,BYSB and BYS combination traps;the Type-Ⅱincludes Y’A,SZSand BYSN combination traps;and the Type-Ⅲincludes NMC combination traps.

Kaijiang area,Carboniferous,combination trap,identification,evaluation,stratigraphic-structural trap,structural feature,Huanglong Fo rmation

刘勇等.四川盆地开江地区石炭系黄龙组复合圈闭识别与评价.天然气工业,2011,31(7):11-15.

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2011.07.003

刘勇,1981年生,博士;现主要从事碳酸盐岩油气田开发地质研究工作。地址:(610051)四川省成都市府青路一段1号。电话:(028)86015041。E-mail:castledream@petrochina.com.cn

(修改回稿日期 2011-07-01 编辑 罗冬梅)

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2011.07.003

L iu Yong,bo rn in 1981,ismainly engaged in research of development geology of carbonate reservoirs.

Add:No.1,Sec.1,Fuqing Rd.,Chengdu,Sichuan 610051,P.R.China

Tel:+86-28-8601 5041 E-mail:castledream@petrochina.com.cn