蜀南地區(qū)天然氣地質(zhì)特征及勘探方向

摘 要

摘要：為尋找四川盆地南部老探區(qū)(以下簡(jiǎn)稱蜀南地區(qū))下一步勘探有利區(qū)帶，系統(tǒng)分析確認(rèn)該區(qū)基本地質(zhì)特征，具有：多期構(gòu)造旋回發(fā)展演化，沉積層系相對(duì)完整，多源供烴、多儲(chǔ)層層系及圈閉類
摘要：為尋找四川盆地南部老探區(qū)(以下簡(jiǎn)稱蜀南地區(qū))下一步勘探有利區(qū)帶，系統(tǒng)分析確認(rèn)該區(qū)基本地質(zhì)特征，具有：多期構(gòu)造旋回發(fā)展演化，沉積層系相對(duì)完整，多源供烴、多儲(chǔ)層層系及圈閉類型、多期成藏及多個(gè)含油氣系統(tǒng)等特點(diǎn)。通過對(duì)老井重新認(rèn)識(shí)，結(jié)合勘探成效及研究成果，認(rèn)為近期蜀南地區(qū)研究和勘探的重點(diǎn)是：①深化二疊系、三疊系勘探是目前“增儲(chǔ)、上產(chǎn)”的關(guān)鍵；②主攻上三疊統(tǒng)須家河組氣藏是近期天然氣儲(chǔ)量大幅度增加的重點(diǎn)；③古隆起外圍雷口坡組是近期找氣的重點(diǎn)層系；④下古生界及震旦系是尋找天然氣發(fā)現(xiàn)的新領(lǐng)域；⑤頁巖氣藏將是蜀南地區(qū)非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的新領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞：四川盆地；南部；天然氣；地質(zhì)特征；勘探方向；晚三疊世；深層；頁巖氣
    蜀南地區(qū)位于四川盆地南部，西起四川省樂山市-云南省綏江市，東至重慶市綦江縣，北接簡(jiǎn)陽市-樂至縣，南抵貴州省赤水市，勘探開發(fā)面積達(dá)4.99×104km2。大地構(gòu)造位置屬于川東南斷褶帶西南段和川中古隆平緩構(gòu)造帶西南段，地層發(fā)育較全，出露最新地層為侏羅系及白堊系，基底為前震旦系板溪群變質(zhì)巖系，震旦紀(jì)至中三疊世為海相沉積，缺失泥盆系，厚達(dá)6000m，晚三疊世至白堊紀(jì)為陸相沉積，厚約4000m，沉積總厚達(dá)萬米[1～2]。
1 基本地質(zhì)特征
1.1 烴源巖層系多，厚度大，分布廣
    本區(qū)內(nèi)經(jīng)鉆井揭示的烴源巖具多層系和多類型特點(diǎn)，有機(jī)質(zhì)含量豐富。生油母質(zhì)類型有腐泥型、腐殖型和二者混合型。烴源層在古生界和中生界均有發(fā)育，主要以下寒武統(tǒng)、下志留統(tǒng)及上二疊統(tǒng)泥質(zhì)巖為主。下寒武統(tǒng)為黑色碳質(zhì)頁巖，厚200～300m，有機(jī)質(zhì)主要為腐泥型，豐度0.5%～1.0%，主要分布于瀘州古隆起北西斜坡。下志留統(tǒng)龍馬溪組為黑色頁巖，平均厚度550m左右，Ⅰ級(jí)生油巖最大厚度可達(dá)847m(陽深1井)，有機(jī)質(zhì)主要為腐泥型，豐度為0.4%～6.3%，主要分布在瀘州古隆起區(qū)。上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M為泥巖夾煤層，泥巖厚30～70m，煤層.厚1～5m，有機(jī)質(zhì)主要為偏腐泥混合型及腐殖型，豐度為1.5%～11.5%[3]，主要分布在瀘州古隆起北西斜坡。
    上三疊統(tǒng)須家河組為黑色頁巖夾煤層，泥巖厚度100～150m，煤厚度為1～5m，有機(jī)質(zhì)主要為腐殖型，豐度0.55%～10.68%，主要沿古隆起西北斜坡分布。
1.2 儲(chǔ)層層系及類型多，但產(chǎn)層集中。以裂縫-孔隙(洞)型為主
    蜀南地區(qū)歷經(jīng)多期構(gòu)造旋回發(fā)展演化，形成多套生儲(chǔ)蓋組合。已鉆資料揭示獲工業(yè)氣層20個(gè)，其中海相碳酸鹽巖14個(gè)，陸相碎屑巖6個(gè)，具多產(chǎn)層特點(diǎn)。但主要產(chǎn)氣層集中在三疊系嘉陵江組、二疊系茅口組和震旦系燈影組，形成了蜀南地區(qū)目前主力生產(chǎn)氣藏(見圖1)。
 
    目前已發(fā)現(xiàn)的主力氣層，其儲(chǔ)層類型主要是裂縫-孔隙型、孔隙型、裂縫-洞穴型和裂縫型。據(jù)大量物性資料統(tǒng)計(jì)，以碳酸鹽巖占主導(dǎo)地位的三疊系、二疊系儲(chǔ)層，巖石平均孔隙度極低，下二疊統(tǒng)平均孔隙度約0.8%，嘉陵江組稍高，大于1%，孔隙(洞)是主要儲(chǔ)集空間。此外，據(jù)上三疊統(tǒng)須家河組物性統(tǒng)計(jì)分析，儲(chǔ)層孔隙度主要分布在5%～8%，滲透率主要分布在(0.1～1)×10-3μm2，部分地區(qū)(如河包場(chǎng))孔隙度為5%～11%，具有低孔、低滲透的儲(chǔ)層特征。
1.3 圈閉類型多，以構(gòu)造和巖性圈閉為主
    蜀南地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的氣藏圈閉類型多樣，除以構(gòu)造和巖性圈閉為主外，尚有地層及復(fù)合類圈閉等多種類型。如威遠(yuǎn)震旦系燈影組為有底水的塊狀背斜圈閉氣藏，宋家場(chǎng)二疊系茅口組為有邊水的層狀背斜構(gòu)造圈閉氣藏；自流井地區(qū)嘉陵江組主要是巖性-背斜復(fù)合圈閉氣藏，花果山嘉陵江組二段氣藏表現(xiàn)為巖性圈閉氣藏，陽高寺嘉一段受控于構(gòu)造裂縫的圈閉氣藏。近年來，在區(qū)內(nèi)須家河組發(fā)現(xiàn)了多個(gè)巖性圈閉氣藏和巖性構(gòu)造復(fù)合圈閉氣藏，如河包場(chǎng)、安岳及丹鳳場(chǎng)氣田。
1.4 繼承性古隆起控制油氣多期運(yùn)聚成藏
    勘探實(shí)踐證明，油氣運(yùn)聚、成藏與古隆起之間有密切關(guān)系，并具有多期構(gòu)造活動(dòng)、多期運(yùn)聚成藏的特點(diǎn)[4]。蜀南地區(qū)在地史時(shí)期曾發(fā)生過加里東、東吳及印支運(yùn)動(dòng)，相互疊合并繼承發(fā)展，具有相當(dāng)大的規(guī)模，為油氣多期運(yùn)聚創(chuàng)造了條件[5～7]。如在樂山-龍女寺古隆起南斜坡上發(fā)現(xiàn)了威遠(yuǎn)震旦系燈影組氣藏，探明儲(chǔ)量達(dá)400×108m3；在瀘州-開江古隆起及其緩斜坡上發(fā)現(xiàn)了二疊、三疊系油氣藏。此外，印支期末中三疊統(tǒng)侵蝕面古殘丘構(gòu)造及其附近，須家河組儲(chǔ)層孔隙明顯高于其他地區(qū)。因此，古隆起(古構(gòu)造)對(duì)油氣的運(yùn)聚、成藏起著重要的作用。
1.5 現(xiàn)今構(gòu)造控制氣藏分布
    經(jīng)燕山運(yùn)動(dòng)中幕，本區(qū)蓋層全面褶皺，喜山運(yùn)動(dòng)使該區(qū)進(jìn)一步強(qiáng)烈抬升和褶皺，構(gòu)成了現(xiàn)今的構(gòu)造面貌，使古隆起構(gòu)造富集的油氣重新調(diào)整、分配，形成現(xiàn)今各類油氣藏的分布格局。如瀘州古隆起南部的長(zhǎng)垣壩串珠狀氣藏富集帶，東側(cè)的塘河、合江、廟高寺、朱沱、鹿角場(chǎng)、榕山、李子壩氣田富集帶，西北側(cè)的宋家場(chǎng)、牟家坪、廣福坪、桐梓園氣田富集帶，頂部的陽高寺、納溪、古佛山、南井氣田富集帶；自流井凹陷中的自流井、黃家場(chǎng)、圣燈山等為代表的以低背斜為主體的擠壓背斜氣藏富集帶。這些氣藏(田)富集帶的組合，構(gòu)成了現(xiàn)今的蜀南氣區(qū)。
2 勘探方向預(yù)測(cè)
2.1 深化二疊系、三疊系勘探是目前“增儲(chǔ)、上產(chǎn)”的關(guān)鍵
    二疊系茅口組、三疊系嘉陵江組歷來都是蜀南地區(qū)的主力產(chǎn)氣層，2008年其產(chǎn)氣量分別占區(qū)內(nèi)的41.1%、49.2%。近年，地質(zhì)深化研究和鉆探實(shí)踐表明其仍應(yīng)是滾動(dòng)勘探開發(fā)的主要對(duì)象，其潛力表現(xiàn)在：①天然氣資源豐富，據(jù)張奇等[8。9]研究認(rèn)為區(qū)內(nèi)嘉陵江組油氣資源量為3 925×108m3，資源轉(zhuǎn)化率僅13.53%，按照世界富氣盆地的平均轉(zhuǎn)化率(35%)計(jì)算，仍有超過800×108m3的儲(chǔ)量有待發(fā)現(xiàn)，近期對(duì)茅口組51個(gè)裂縫系統(tǒng)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量復(fù)核新增上百億天然氣資源量；②成藏條件優(yōu)越，區(qū)內(nèi)繼承性古隆起的持續(xù)演化，為嘉陵江組孔隙型儲(chǔ)層和茅口組巖溶型儲(chǔ)層的形成奠定了基礎(chǔ)，形成了大面積的溶蝕巖性圈閉氣藏，如麻柳場(chǎng)、同福場(chǎng)及花果山嘉陵江組氣藏，以自流井地區(qū)自2井為代表的下二疊統(tǒng)氣藏；③勘探面積廣闊，已鉆探的構(gòu)造主體面積不足蜀南探礦面積的25%；④近年來的鉆探表明，嘉陵江組和茅口組仍是蜀南地區(qū)鉆探成效最佳的層系(表1)。
表1 1998～2008年蜀南地區(qū)鉆探成效統(tǒng)計(jì)表
項(xiàng)目
上三疊統(tǒng)
中-下三疊統(tǒng)
二疊系茅口組
寒武系
震旦系
完成井(口)
43
86
42
7
3
獲氣井(口)
20
50
26
1
2
平均單井測(cè)試產(chǎn)量(104m3/d)
2.32
15.27
21.10
10.92
2.02
隨著地質(zhì)認(rèn)識(shí)的不斷深化和勘探技術(shù)的提高，尋找構(gòu)造勘探程度低、構(gòu)造主體之外的隱蔽氣藏以及古巖溶與古斷裂控制的隱伏氣藏是深化勘探的主攻方向[10]?，F(xiàn)有研究認(rèn)為瀘州古隆起東南斜坡以及瀘州古隆起核部眾多向斜是嘉陵江組有利勘探區(qū)帶；沿華鎣山斷裂帶、古井?dāng)嗔褞Х植嫉谋姸鄻?gòu)造及低緩凹陷地區(qū)、瀘州古隆起區(qū)構(gòu)造斜坡及向斜、威遠(yuǎn)-安岳等古巖溶發(fā)育區(qū)是茅口組有利的勘探區(qū)帶。
    此外，蜀南東部及川中、川南過渡帶南部長(zhǎng)興-飛仙關(guān)組也是二疊、三疊系具有勘探潛力的區(qū)域。
2.2 主攻須家河組氣藏是近期天然氣儲(chǔ)量大幅度增加的重點(diǎn)
    以前陸盆地、巖性油氣藏勘探等新理論為指導(dǎo)，結(jié)合新提出的四川盆地須家河期寬淺型敞流湖盆沉積概念模式、巖相古地理編圖新方法和技術(shù)，在本區(qū)須家河組勘探取得了階段的成果。據(jù)須家河組鉆探，已在丹鳳場(chǎng)、安岳及河包場(chǎng)地區(qū)獲得了一批工業(yè)性氣井，具備形成天然氣儲(chǔ)量資源的地質(zhì)基礎(chǔ)。以大面巖性圈閉為重點(diǎn)勘探對(duì)象，在河包場(chǎng)和安岳地區(qū)獲天然氣控制+探明儲(chǔ)量上千億立方米；自流井凹陷西南部有利區(qū)內(nèi)的觀音場(chǎng)構(gòu)造，以構(gòu)造圈閉面積為含氣面積，有效儲(chǔ)層的平均孔隙度按4.86%計(jì)算，天然氣資源量為600×108m3；瀘州古隆起東部有利巖相區(qū)內(nèi)的丹鳳場(chǎng)巖性-構(gòu)造圈閉氣藏，以含氣面積為53.6km2、平均孔隙度5.77%計(jì)算，天然氣資源量為220×108m3。以高精度二維地震資料為核心，地震和地質(zhì)相結(jié)合篩選天然氣富集區(qū)帶及井位優(yōu)選技術(shù)；完善儲(chǔ)層改造技術(shù)，在河包場(chǎng)-界石場(chǎng)、觀音瓦市、通賢安岳、牟家坪-九奎山、丹鳳場(chǎng)-梁董廟地區(qū)將成為擴(kuò)大儲(chǔ)量規(guī)模的重點(diǎn)領(lǐng)域。
2.3 古隆起外圍雷口坡組是近期找氣的重點(diǎn)層系
    中三疊統(tǒng)雷口坡組主要沿瀘州古隆起外圍呈環(huán)帶分布，受印支期侵蝕面影響，雷口坡組風(fēng)化剝蝕殘留厚度變化較大。據(jù)鉆探資料表明，本區(qū)雷口坡組殘厚為0～300m，厚度由核部向外圍斜坡帶增大；儲(chǔ)層以雷口坡組雷一1亞段巖溶型為主，其巖性為針孔白云巖，具有連片分布特征；北部在音2、音8、威東6、包20、包6、孔7及孔22井已獲工業(yè)氣井，南面
在旺7井獲天然氣2.8×104m3/d。近期研究認(rèn)為雷口坡組在威東資陽、大塔觀音地區(qū)以及川中、川南過渡帶和瀘州古隆起外圍一些構(gòu)造上形成一定的含氣面積，具有較好的勘探前景。
2.4 下古生界及震旦系是尋找天然氣發(fā)現(xiàn)的新領(lǐng)域
    樂山-龍女寺古隆起東南斜坡下古生界及震旦系燈影組有利勘探領(lǐng)域[1]，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)4個(gè)產(chǎn)氣層，獲威遠(yuǎn)氣田1個(gè)，資陽含氣構(gòu)造1個(gè)，高石梯構(gòu)造也見到氣顯示，鉆達(dá)下古生界的井儲(chǔ)層均發(fā)育。古隆起層序儲(chǔ)集巖主要有4套：①震旦系燈影組，藻白云巖達(dá)250m，桐灣運(yùn)動(dòng)的抬升使其溶蝕孔洞發(fā)育；②下寒武統(tǒng)龍王廟組，威寒1井粉晶云巖儲(chǔ)層厚32.6m，孔隙度4.03%，盤1井粉晶云巖儲(chǔ)層厚58.4m，孔隙度6.51%；③中上寒武系洗象池群為潮坪沉積，白云巖厚達(dá)200m，溶蝕孔洞發(fā)育，陽深1井4128～4131m巖心針孔云巖發(fā)育，局部呈蜂窩狀，孔隙度2.76%～6.14%；④下奧陶統(tǒng)羅漢坡組，粒屑溶孔白云巖厚30～50m，威寒1井巖心分析孔隙度3.04%。寒武奧陶系主要發(fā)育海相陸源碎屑和海相碳酸鹽兩種不同的沉積體系，洗象池群和龍王廟組有利的臺(tái)內(nèi)灘相和潮坪相儲(chǔ)集巖主要分布于樂山-龍女寺古隆起南斜坡的峨邊-威遠(yuǎn)大足-合川一帶(見圖2)，沿著這一有利沉積相帶分布著眾多現(xiàn)今構(gòu)造圈閉，如老龍壩、威遠(yuǎn)、磨溪、螺觀山、陽高寺、東山、西山等。據(jù)近期研究分析認(rèn)為，樂山-龍女寺古隆起剩余天然氣資源量達(dá)5000×108m3，加強(qiáng)巖溶發(fā)育規(guī)律研究、成藏條件與區(qū)帶評(píng)價(jià)、地震攻關(guān)與風(fēng)險(xiǎn)井目標(biāo)優(yōu)選，尋找發(fā)育良好組合的儲(chǔ)層，是獲得孔隙型整裝大中型氣田的有利目標(biāo)。
 
2.5 頁巖氣藏將是蜀南地區(qū)非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的新領(lǐng)域
    蜀南地區(qū)擁有豐富的泥頁巖。主要發(fā)育有上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M、下志留統(tǒng)龍馬溪組、下寒武統(tǒng)筇竹寺組3套。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，龍?zhí)督M頁巖鉆井中，在19個(gè)構(gòu)造上有27口井見氣顯示；志留系龍馬溪組頁巖在8個(gè)構(gòu)造上，有16井次見氣顯示；寒武系筇竹寺組在5個(gè)構(gòu)造上就有29井次見氣顯示。目前蜀南地區(qū)對(duì)2口頁巖顯示井(均為威遠(yuǎn)構(gòu)造筇竹寺組)進(jìn)行了完井測(cè)試，其中威5井中途測(cè)試產(chǎn)氣2.46×104m3/d。與美國頁巖氣藏相比較，蜀南地區(qū)這些暗色頁巖發(fā)育的地區(qū)和層位是值得重點(diǎn)研究和開發(fā)的領(lǐng)域，預(yù)測(cè)廣泛分布區(qū)中頁巖氣的開發(fā)前景將很樂觀。
3 結(jié)論
1) 蜀南地區(qū)經(jīng)歷多期構(gòu)造旋回發(fā)展演化，地層沉積相對(duì)完整，生、儲(chǔ)、蓋層系多，儲(chǔ)層及圈閉類型多樣，油氣沿古隆起分布明顯。已發(fā)現(xiàn)的氣藏主要集中在二疊系、三疊系及震旦系。
2) 深化二疊系、三疊系滾動(dòng)勘探開發(fā)、攻克須家河組氣藏、加強(qiáng)古隆起外圍雷口坡組氣藏勘探、尋找下古生界及震旦系深層天然氣氣藏、拓展頁巖氣勘探新領(lǐng)域等5個(gè)方面是近期蜀南地區(qū)天然氣研究和勘探的重點(diǎn)。
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(本文作者：李其榮 杜本強(qiáng) 隆輝 謝偉 李軍 路云香 中國石油西南油氣田公司蜀南氣礦)