四川凉山古隆起区带寒武系洗象池群成藏条件与勘探前景分析

四川凉山古隆起区带寒武系洗象池群成藏条件与勘探前景分析

0古隆岩储层精细研究众所周知，乐山-龙女寺的高丸高度是由川中和龙门山低生长法引起的具有一定继承性的高度。至少在桐湾运动已具雏形,后经兴凯运动、加里东期的演化,直到海西运动早期(二叠纪前),才最终定形。它具有以同沉积隆起为主,同时也兼具有剥蚀隆起的性质。因此,它形成时间早,延续时间长,隆起幅度大,分布面积广,是下古生界储层聚集油气藏的最有利场所。在过去和最近勘探的过程中,威远构造的中上寒武统洗象池群已发现有十几口井达工业油气流的气井,磨溪见气显示,女基井—安平1井区见到了已沥青化的古油藏,在合12井钻到了较好的孔洞型白云岩段。由此看来,随着中油西南油气田公司勘探形势和勘探技术的日益发展,在古隆起区寻找到寒武系的天然气藏是大有前景和希望的(图1)。在中晚寒武世期,四川盆地以碳酸盐沉积为主体,通过对沉积相和沉积微相的研究,发现在洗象池群沉积时,台缘滩相分布于川东和鄂西一带,而一系列台内浅滩则分布于古隆起至华蓥山一带,自贡—威远—合川—华蓥山—达县地区。潮坪相主要发育于古隆起及其以西地区。研究认为,颗粒岩在潮坪相区和台内浅滩相区相对发育。滩相型粒屑云岩单层厚度大(大于10m),分布于威远一带及华蓥山区;潮坪相型粒屑云岩单层从十几厘米至数米,呈透镜状,主要分布于古隆起及其以西地区。·潮坪相:主要分部于乐山—成都—绵阳地区,其次为华蓥山。岩性以泥晶云岩与砂、砾屑云岩呈互层产出为主,其间夹有砂、粉砂岩层。·局限泻湖相:主要分部于乐山—南充地区。以泥、粉晶云岩发育为主体,局部发育硬石膏岩。·点滩、浅滩相:主要分部于自贡—威远—合川—华蓥山—达县地区。以鲕粒云岩、砂砾屑云岩和细—粗晶云岩发育为主体,典型的向上变浅序列,是最有利于储层发育的储集相带。·开阔泻湖相:主要分部于重庆—万县地区。以泥晶云岩发育为主体,夹有灰岩、页岩及粒屑云岩(或灰岩)(图2)。2洗象池群储层在古隆起核部地区,寒武系存在古剥蚀区,也正是因为强烈的剥蚀作用,才能有古风化壳岩溶的地区存在。资阳以东地区,洗象池群储层基本保存。而资阳以西地区,则因强烈的古剥蚀作用导致缺失了洗象池群储层段。而在古隆起带上的南斜坡上、东斜坡上和北斜坡上,均存在洗象池群的浅滩发育区带。2.1岩心物性特征寒武系洗象池群储集岩以晶粒结构的云岩为主,占60%以上,主要为粉晶结构和泥粉晶结,其次为粒屑云岩(砂屑,砾屑结构)。通过对威远构造威寒1井、103井、104井、105井、安平1井、合12井的岩心物性统计表明(样平数1054),小于2%的样品基质孔隙度占92.51%,大于2%的样品基质孔隙度占7.49%,孔隙度最大值为5.64%,最小值0.16%,平均孔隙度值为1.15%;小于0.01mD的渗透率样品数为74.04%,渗透率最大值为38.9mD,最大值为0.0000283mD,平均渗透率值为1.34mD(图3)。2.2高孔渗储集体的发育和分渗作用控制了高孔渗储集体的发育和分受抬升暴露,淡水淋滤和溶蚀作用的影响,形成古岩溶和裂缝及基质孔隙的部分溶蚀扩大,形成高孔渗储集体,故高孔渗储集体的发育和分部,主要受到淡水淋滤和溶蚀作用的控制。从岩心描述与观察,寒武,奥陶储层都存在一定厚度的高孔储渗体段。2.2.1井段构造缝和溶蚀孔隙发育情况川中安平1井,寒武系洗象池群上部取心74.49m,从井段4485.54m～4530m,构造缝和溶蚀孔洞较发育,溶蚀孔洞单层较薄,小于1m,共有6段孔洞发育层,累厚为10.66m。2.2.2溶蚀孔隙及溶斑发育(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,溶蚀孔洞及溶斑发育,溶蚀孔洞单层较薄,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段溶蚀孔洞发育层段,溶蚀孔洞单层较薄,厚度在0.11m～3.46m之间,累厚有7.48m。2.3沉积前地层的古地貌本次运用“印模法”对二叠系沉积前寒武系碳酸盐岩风化壳的古地貌进行恢复。按照标志层选取的三个原则,候选的标志层有梁山组顶面、栖霞组顶面及茅口组顶面,并最终在评估了东吴运动对本区的影响后认为:东吴运动在本区主要表现为整体抬升,剥蚀并没有形成明显的地貌高差,选用阳新统顶面作为二叠系沉积前寒武系风化壳古地貌恢复的标志层是可行的。根据阳新统底面埋深图和阳新统顶面埋深图相减得出下二叠统残余厚度图,并最终转换成古地貌高程图。在岩溶古地貌的三个一级单元中,储层最发育的是岩溶斜坡,岩溶高地与岩溶谷地(盆地)中相对较差,岩溶斜坡与岩溶高地以及岩溶谷地的过渡地带岩溶型储层也较发育。而岩溶斜坡中以缓丘或台坪中岩溶储层最发育,而岩溶高地的平台区和岩溶谷地中的残丘也有好的岩溶储层的存在。古地貌分区对于古碳酸盐岩风化壳上的岩溶型储层发育情况起决定作用,按照相对高程差,把川中地区二叠系沉积前的古地貌划分为岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶谷地三个一级地貌单元。一级地貌单元中还包括岩溶残丘、岩溶洼地和岩溶洼坑等二级的地貌单元。2.3.1岩溶高度分布它位于地势较高的部位。岩溶高地的地貌形态表现为高平台、溶峰及高地上的岩溶浅洼。岩溶高地主要分布于西南部的安岳构造一带,包括安8井及其以西以南的广大地区,潼6井区周围等高平台,在这些平台之间分布着一些溶峰、溶蚀浅洼和浅槽。此外,在高科1井北、磨深1井北以及威东2井北还分布着几个较小的岩溶高地或平台。2.3.2高山地处置区岩溶斜坡处于岩溶高地边缘外的倾斜部位与岩溶谷地之间的过渡地带,它主要呈带状环绕岩溶高地展布。本区在岩溶高地的两侧,岩溶斜坡区围绕高地边缘呈弧形带状展布,或者是沿着两个地貌高带分布。斜坡区的岩溶地表形态主要表现为斜坡及斜坡上的岩溶残丘、岩溶洼地和洼沟等次一级的地貌单元。2.3.3南南方风化壳岩储层的形成控制因素岩溶谷地是指地形切割较深的大型负向地貌单元。在北部地貌凹槽区的威东2井东、高科1井东、磨深1井东、女基井东南区域有较大的岩溶谷地分布。南部凹槽区沿北东—南西走向也有几个相对较小的岩溶谷地分布。在岩溶谷地中,常发育一些小型的岩溶洼地、岩溶洼坑和岩溶残丘等次一级的地貌单元。岩溶地貌单元的分布和配置,展现了研究区二叠系沉积前岩溶地貌的山川走势及地表径流的古水文体系。沿南西—北东向延伸的两个地貌高带是两个分水岭,所有水流最后都汇入两个地貌凹槽中,其中北部凹槽带汇集水流最多,从南、北两个方向的流水最终聚集于威东2井—高科1井东一线,以及磨深1井东—女深5井一线的汇水盆地中,两者之间存在一个潼6井—磨深1井地貌低梁,使之不能相通;南部凹槽汇水盆地的规模较小,呈东西向展布。在研究区东部,南、北两个凹槽之间的分水岭较低,局部可能相通。由于总体上的古地形呈西高东低之势,研究区东部应是主要汇水区,汇集了大部分水系,而沿地层走向分布的两个地貌高带又是这种格局受到南北向水系的影响和制约,使本区古水文体系复杂化。古地形超过100m的高差起伏,则说明了岩溶地下水的古水流梯度的存在。通过对寒武系风化壳岩溶型储层的控制因素研究,综合考虑岩性、先存孔隙、地层结构、地质构造、古地貌分区等在岩溶型储层形成中的作用大小,主要以岩性分区、地层结构和古地貌特征对川中地区寒武系—奥陶系碳酸盐岩风化壳储层作出了(图4)所示的预测。I类风化壳岩溶储层发育区主要是位于岩溶斜坡区的古残丘、古平台,沿两个碳酸盐岩分布区分布,其中北部带单个面积较大。III类中等发育区为大湾组夹层型岩系分布区,IV类不发育区为上奥陶统尖灭线以南的覆盖区,其余为II类较有利区。3深灰色泥岩和页岩下寒武统筇竹寺组是目前公认的下古生界最主要的一套优质烃源岩。岩性为黑色、深灰色泥岩和页岩,厚度较大,分布较为稳定,最厚达400m。在威远地区厚度约300m左右;川中地区的因安平1井和女基井位于乐山—龙女寺古隆起东段核部,沉积厚度较威远地区薄,仅有100m左右。向东南方向地层厚度变化不明显。3.1青“a”平均含量及有机碳丰度分布有机碳含量为0.20%～0.98%,平均0.97%,氯仿沥青“A”平均含量为0.043%。有机碳丰度的展布呈现出斜跨古隆起的绵阳—成都—内江—泸州一带,为高值区带。有机碳含量在1.5～3.0之间,有机碳强度可达0.28×108t/km2。3.2干u、碳同位素这套烃源有机质成分仍以腐泥组为主(占95%以上),扫描电镜下呈现为松软的絮状体,干酪根碳同位素偏负,沥青“A”中饱和烃含量高(40～60)、芳烃含量低(11～15)、沥青质含量低(3～15)、饱芳比高(3～5)。按Tittot的分类属于生烃能力极强的I型干酪根。3.3古起落架周边概况下寒武统烃源岩生烃强度是四川盆地最大的,平均为76×108m3/km2,绝大部分地区大于25×108m3/km2,古隆起周边均为高值区。(二次)资评计算出寒武系总排烃量为8010.108t,占总量的37.68%。4碳沥青的含量在古隆起轴部和斜坡带的钻探表明,在10余口井的洗象池群白云岩储层中,见到了充填在孔、洞、缝中的碳沥青。安平1井洗象池群上部65m段中,储层的有效储集空间全部被碳沥青充填满了,沥青含量最高达到20%。女深5井含沥青层段的厚度也超过50m左右。磨深1井、女基井也同样含大量的碳沥青。而在斜坡部位的合12井,在2m厚的储层中见有碳沥青,但碳沥青的产状是在孔洞片中呈半充填状,留下了剩余的储集空间,测得该段储层的平均孔隙度大于3%。同样,处在斜坡部位的威远地区的有些钻井,如威28井的储层中沥青含量也较高。但值得注意的是,在凹陷带和下斜坡区,该套储层段中所含碳沥青的数量就很低了。这种现象表明古隆起核部碳沥青存在较高的含量,也表明古隆起核部曾经是一个整装的大油田。但在深埋藏过程中被热裂解破坏了。裂解生成的气烃存在两个运移的可能途径:一是沿古风化壳剥蚀面散失;二是沿古隆起轴部上倾方向运移。而油裂解后最终形成碳沥青将圈闭上倾方向的储集空间全部充填封堵,形成一个封堵带或封堵层。这样的一种结果,将有利于古圈闭或处于构造部位较低处的储集体,能够将有效的储集空间保存下来。因此,这种有效储集空间很可能再次捕获到来自下伏层段运移上来的天然气,从而形成油气藏。5古隆起带核部地区的古潜山从威远构造发现寒武系气藏,勘探实践告诉了这样一个重要的信息,那就是不要放弃了对古隆起核部及上斜坡区洗象池群白云岩的油气勘探。尤其是处于古隆起核部地区古岩溶高地的古潜山,更是最有利的勘探目标(图4)。从古构造演化史的研究表明,古隆起带核部地区一直是古构造高部位。古隆起核部及其靠近生油拗陷的上斜坡区,是古岩溶发育和含烃的活性流体运移的指向区。而处于这些部位富含高能颗粒白云岩和晶粒白云岩的区块,将成为储层发育的最有利地区。地区内储层的有效孔隙度也许因不受前期油藏热裂解破坏的影响而保存下来,且在其上倾方向形成的沥青封堵带可以成为遮挡。因此,古隆起上斜坡区中上寒武统具有较为广阔的油气勘探前景。6中晚寒武世沉积相特征四川盆地乐山—龙女寺加里东古隆起寒武系下统以陆源碎屑岩及泥质岩为主,中上寒武统以白云岩为主的大套碳酸盐岩,资阳以西地区缺失中上寒武统,资阳以东地区保存完好,并逐渐增厚。寒武系钻井数10口,主要分布在古隆起及其以南地区。中晚寒武世,以碳酸盐岩沉积为主,沉积相主要有滨岸潮坪相,内局限泻湖相、台内浅滩相