四川盆地開江地區(qū)石炭系黃龍組復合圈閉識別與評價

摘 要

摘要：四川盆地開江地區(qū)石炭系黃龍組(C2hl)發(fā)育類型多樣的復合圈閉，蘊含豐富的天然氣資源，識別其圈閉類型，對復合圈閉進行評價，對下一步勘探具有重要意義。分析發(fā)現(xiàn)，該區(qū)發(fā)育的復合
摘要：四川盆地開江地區(qū)石炭系黃龍組(C2hl)發(fā)育類型多樣的復合圈閉，蘊含豐富的天然氣資源，識別其圈閉類型，對復合圈閉進行評價，對下一步勘探具有重要意義。分析發(fā)現(xiàn)，該區(qū)發(fā)育的復合圈閉主要為地層-構造復合圈閉，圈閉類型多樣，是黃龍組進一步勘探的主要對象。復合圈閉在地層上多分布于沿開江-梁平C2hl殘余厚度介于10～50m的地區(qū)；在沉積相上集中分布在潮間帶顆粒灘相、成巖期交代成因的埋藏白云巖發(fā)育區(qū)；在構造上多分布于構造高部位隆起缺失帶附近等。在古隆起構造高部位C2hl強剝蝕區(qū)及靠近剝蝕邊界的地層厚度薄帶中識別出一批潛在地層-構造復合圈閉。根據(jù)圈閉面積、閉合度、厚度、埋藏深度、圈閉可靠程度等指標，利用綜合評價方法，將該區(qū)復合圈閉分為3類，Ⅰ類圈閉依次為：TLP復合圈閉、WSK復合圈閉、BYSB復合圈閉和BYS復合圈閉；Ⅱ類圈閉依次為：Y’A復合圈
閉、SZS復合圈閉和BYSN復合圈閉；Ⅲ類圈閉為NMC復合圈閉。
關鍵詞：四川盆地；開江；石炭紀；氣藏；復合圈閉；識別；評價；勘探區(qū)
    復合圈閉是在具備一定的幾何形態(tài)和儲層的前提下，由兩種或多種因素聯(lián)合封閉而形成的油氣聚集場所。一方面，它具有褶皺的形態(tài)，在地震剖面及構造圖上均易于識別和發(fā)現(xiàn)，同時又受地層、巖性的尖滅線或地層上傾方向斷層線的控制，是介于顯形的構造圈閉和隱蔽的非構造圈閉之間的半顯形圈閉，在現(xiàn)有的勘探程度和資料條件下，較易識別和描述[1～3]。
   復合圈閉一般具有以下兩個最基本的特點：①在不同方向的剖面上所反映的圈閉類型不一樣，有時甚至在同一方向的不同剖面上所反映的圈閉類型也不一樣[4～8]：②復合圈閉的封閉系統(tǒng)由兩種或多種因素聯(lián)合封閉而成，主要包括復合蓋層封閉、蓋層及地層上傾方向巖性尖滅封閉、蓋層及上傾方向斷層封閉等多種類型。
    目前在四川盆地開江地區(qū)C2hl(石炭系黃龍組)發(fā)育的復合圈閉主要為地層-構造復合圈閉，是指儲集層上方和下傾方向由構造和地層因素聯(lián)合封閉所形成的圈閉和氣藏，主要包括地層-半背斜復合圈閉和封閉式地層-斷層復合圈閉等[9]。
1 地層分布及構造特征
1.1 地層頂?shù)捉缱R別特征明顯
1.1.1地層底界巖電特征
    志留系與石炭系在巖性及電測曲線上均易于劃分。其上下地層的巖性和電性差異較為明顯。從巖性上看，C2hl底部以石膏夾薄層泥質云巖互層，韓家店組深灰-灰黑色泥巖為主。從電性上看，C2hl對應的測井曲線反映為較低GR值、較高RLLD和RLLS值，與下伏志留系地層區(qū)別明顯(圖1)。

1.1.2地層頂界巖電特征
    二疊系與石炭系在巖性及電測曲線上均易于劃分。其上下地層的巖性和電性差異較為明顯。從巖性上看，梁山組底部以黑色頁巖夾薄煤層，局部頁巖含硅質，與下伏C2hl灰褐色泥粉晶灰?guī)r呈角度不整合接觸。從電性上看，梁山組對應的測井曲線反映為GR值較高，RLLD和RLLS值較低(圖2)。
1.2 地層分布
    開江地區(qū)C2hl發(fā)育顆粒白云巖、角礫白云巖、石灰?guī)r及角礫灰?guī)r，下部夾有石膏巖，巖性復雜，橫向變化快。沉積后曾遭嚴重剝蝕，各地殘存層位和厚度很不一致，局部可缺失。該區(qū)C2hl地層分布也十分不穩(wěn)定，在開江-梁平古隆起上，C2hl基本已被剝蝕，形成了一個近南北向的剝蝕窗[10～11]。在剝蝕帶西側包括SGP、BYS等構造，C2hl殘余厚度較厚，介于50～90m，特別是SGP構造，厚度介于60～90m，其中最厚的G10井鉆厚達96m。而剝蝕帶以東的WBT氣田C2hl殘余厚度僅為30m左右。
1.3 構造特征
    開江地區(qū)地質構造復雜，構造的展布受川東地區(qū)邊界的控制，區(qū)域構造位于大巴山前弧形褶皺帶與川東平行褶皺帶構造聯(lián)合而成的川東北收斂雙弧褶皺系中部及其東南側。因受喜山期多期次、多方向擠壓應力場作用，形成構造組系眾多、構造疊加、干擾等關系復雜的構造格局，主要呈高陡狹長形背斜條帶，北東向成排成帶地展布于寬緩向斜之中[12～13]。主體構造兩翼地腹T1j(下三疊統(tǒng)嘉陵江組)及其以下常出現(xiàn)與構造帶走向一致的串珠狀潛伏背斜帶。高陡背斜帶的軸線總體上自南而東呈北東-北北東南東向。背斜南陡北緩，向斜寬緩，呈隔擋式排列，背斜陡翼地腹多分布與主體背斜平行的低潛背斜。
    目前在該地區(qū)鉆獲的C2hl氣藏，主要沿開江-梁平構造古隆起周緣發(fā)育，以分布于各構造帶東翼斷下盤的居多，是C2hl氣藏分布的主要場所，也是目前各構造帶勘探效果最好的地帶。如WBT氣藏C2hl頂部構造形態(tài)為短軸狀背斜，軸向為北東向，構造東北端舒展、西南端收斂、西北翼下傾。該構造有5個高點，順構造走向排列成兩排，以鞍部或斷層接觸，含氣面積較大。而主體構造及構造帶西翼局部圈閉的氣藏相對次之，如BYS氣藏。
2 復合圈閉的識別
2.1 典型復合圈閉識別特征
    開江地區(qū)經(jīng)過多年的勘探證實C2hl具有豐富的天然氣資源。由于C2hl在沉積演化過程中受到構造升降、風化剝蝕等作用影響，形成強烈的地層剝蝕減薄區(qū)，同時在古巖溶的作用影響下，形成了古巖溶次生溶孔發(fā)育的儲集帶[14～16]，儲層經(jīng)歷了多期次成巖作用改善[17]，成為有利的油氣儲集區(qū)域。開江地區(qū)地層-構造復合圈閉的分布遵循一定規(guī)律，即：在地層上，沿開江-梁平C2hl剝蝕區(qū)周緣，氣藏多分布于C2hl殘厚介于10～50m的分布區(qū)；在沉積相上，氣藏集中分布在潮間帶顆粒灘相、成巖期交代成因的埋藏白云巖發(fā)育區(qū)；在構造上，氣藏多分布于構造高部位隆起缺失帶附近等。
    如TLP地層-構造復合圈閉區(qū)域上屬于NMC構造，其圈閉最高等值線為-3850 m，最低等值線為-4600m，閉合度為750m，其石炭系厚度介于10～50m，圈閉面積為44.22km2，構造受南西北東向N②號斷層的側向遮擋，南西方向為C2hl地層剝蝕尖滅線，南東方向受最低構造等值線-4600m控制(圖3)，復合圈閉識別特征明顯。

2.2 復合圈閉分布
    開江地區(qū)C2hl的地層-構造復合圈閉主要分布在開江-梁平古隆起周緣和地層殘存邊緣的地帶上。目前工區(qū)內已探明WBT、SGP和BYS地層-構造復合圈閉，在地層平面分布圖疊合C2hl頂構造等值線圖的基礎上，結合該區(qū)域復合圈閉識別特征與模式，沿古隆起地層剝蝕殘存周緣進一步識別到TLP、WSK、BYSB、BYS、Y’A、SZS、BYSN、NMC等地層-構造復合圈閉(圖4)。
3 復合圈閉的評價
圈閉評價是優(yōu)選出有利含油氣區(qū)帶為研究對象，進行圈閉的識別與準備，它是地質工作者對區(qū)帶范圍內多個潛在含油氣圈閉各方面屬性的認識評價，以實現(xiàn)優(yōu)選鉆探目標，部署預探井[18～22]。圈閉評價可為勘探?jīng)Q策提供直觀的、科學的參考，從而達到提高圈閉鉆探成功率和勘探經(jīng)濟效益的目的。油氣圈閉勘探的高風險以及圈閉勘探中的導向作用，決定了圈閉評價研究工作一直是油氣勘探的難點和重點問題之一。
目前流行的圈閉評價技術方法是以現(xiàn)代油氣成藏理論為指導，充分利用各種非地震物化探資料、地質分析資料和綜合研究成果，對識別出和儲備的多個圈閉進行含油氣性及可能的含油氣規(guī)模和勘探經(jīng)濟效益等進行綜合的、定量化的評價，從中優(yōu)選出有利的圈閉作為優(yōu)先開展的鉆探目標[23～25]。
3.1 圈閉評價標準
3.1.1圈閑面積
    C2hl及其上、下巖層的組合是四川盆地多套生、儲蓋組合中較好的一套組合，經(jīng)過多年的勘探也證實C2hl具有豐富的天然氣資源。結合已發(fā)現(xiàn)C2hl氣藏特征對已識別C2hl復合圈閉面積進行劃分，圈閉面積小于10km2的權值取0.2，圈閉面積大于50km2的取權值1.0，圈閉面積介于10～50km2的取權值0.5，圈閉面積評價系數(shù)權重為O.15(表1)。

3.1.2閉合度
    結合已勘探C2hl復合圈閉特征，取閉合度評價系數(shù)權重為0.15，其閉合度小于100m取權值0.2，閉合度大于500m取權值1.0，閉合度介于100～500m取權值0.8。
3.1.3 C2hl厚度
    C2hl儲層主要發(fā)育在溶孔白云巖段，其有效厚度與C2hl儲量豐度有較好的正相關關系(相關系數(shù)為0.933)，因此，將儲層有效厚度小于10m的儲層取權值0.2；儲層有效厚度介于l0～20m取權值0.5；儲層有效厚度大于20m取權值1.0。C2hl厚度評價系數(shù)權重為0.15。
3.1.4高點海拔
    按當前的經(jīng)濟核算，圈閉埋藏愈深，投資風險愈大。如果埋藏較淺，其上覆蓋層較薄，油氣的散失因素還需加以考慮。結合C2hl實際情況取埋深適中(-2000～-4000m)為最好，權值取1.0；小于-2000m由于受到保存條件的影響，權值取0.2；大于-4000m權值取0.3。
3.1.5圈閉可靠程度
    按地震圈閉形態(tài)的可靠性分為可靠、較可靠、不可靠3類。這是一項客觀加主觀的雙重風險因子。一般而言，可靠和較可靠作為鉆探的儲備圈閉來考慮，較差者，須作進一步工作方能布井。其權重為0.4，可靠權值為0.9，較可靠權值為0.6，不可靠權值為0.2。
3.2 評價結果
    圈閉綜合評價主要以圈閉的要素賦以不同的權重，分別進行打分后再進行排隊的一種評價方法[26]，是目前生產(chǎn)實踐應用較廣泛，效果較好的一種評價方法。開江地區(qū)C2hl復合圈閉評價中分類評價項及其權重分別為圈閉面積(0.15)、閉合高度(0.15)、圈閉埋深(0.15)、C2hl沉積厚度(0.15)、可靠性(0.4)等5項進行評價。評價結果見表2。

    根據(jù)開江地區(qū)石炭系復合圈閉評價要素表，將開江地區(qū)C2hl復合圈閉分為3類：Ⅰ類圈閉的綜合評分的總分值大于0.8；Ⅱ類圈閉的綜合評分的總分值介于0.6～O.8；Ⅲ類圈閉的綜合評分的總分值小于0.6。
   根據(jù)這個分類，得出Ⅰ類圈閉依次為：TLP復合圈閉、WSK復合圈閉、BYSB復合圈閉和BYS復合圈閉；Ⅱ類圈閉依次為：Y’A復合圈閉、SZS復合圈閉和BYSN復合圈閉；Ⅲ類圈閉為NMC復合圈閉。
4 結論
    1) 開江地區(qū)C2hl的復合圈閉氣藏勘探，已經(jīng)取得突破性的進展和認識，油氣富集條件也較好。目前在該地區(qū)發(fā)育的復合圈閉主要為地層-構造復合圈閉，勘探潛力很大，是C2hl進一步勘探的主要對象之一。
   2) 該區(qū)C2hl主要發(fā)育顆粒白云巖、角礫云巖、石灰?guī)r及角礫灰?guī)r，沉積后曾遭嚴重剝蝕，局部可缺失。C2hl地層在開江-梁平古隆起構造高部位存在缺蝕窗，復合圈閉沿剝蝕區(qū)周緣多分布于C2hl殘厚介于10～50m的分布區(qū)及古構造高部位隆起缺失帶附近等。
   3) 依據(jù)C2hl復合圈閉評價要素，將開江地區(qū)C2hl復合圈閉分為3類：Ⅰ類圈閉綜合評分的總分值大于0.8；Ⅱ類圈閉綜合評分的總分值介于0.6～0.8；Ⅲ類圈閉綜合評分的總分值小于0.6。根據(jù)這個分類，得出Ⅰ類圈閉依次為：TLP復合圈閉、WSK復合圈閉、BYSB復合圈閉和BYS復合圈閉；Ⅱ類圈閉依次為：Y’A復合圈閉、SZS復合圈閉和BYSN復合圈閉；Ⅲ類圈閉為NMC復合圈閉。
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(本文作者：劉勇1 張帆2 王興志2 別沁3 陳波4 1.中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院；2.西南石油大學資源與環(huán)境學院；3.中國石油西南油氣田公司輸氣管理處；4.中國石油西南油氣田公司重慶氣礦)