致密砂岩气是非常规天然气的主要类型,在全世界各产气盆地中广泛分布,是常规天然气资源最重要的后备补充之一。与页岩气和煤层气等非常规天然气相比,致密砂岩气具有技术可采资源量大且可信度高开发技术相对成熟开发成本相对较低的特点,储量产量在非常规天然气中占有主导地位(戴金星等,2012;张国生等,2012),是中国目前最为现实的非常规天然气资源。在今后的10 ~20 年,致密砂岩气将成为中国天然气开发利用的主体资源之一,并在中国非常规天然气勘探开发中继续发挥先导作用。
四川盆地是中国致密砂岩气发现开发最早的地区。自1971 年在川西发现了中坝致密砂岩气田至今,已陆续发现了广安合川孝泉-新场马井-什邡新都-洛带白马庙邛西磨溪八角场等众多大中型致密砂岩气田,已发现的陆相产层有11 个。截至2015 年年底,四川盆地陆相碎屑岩层系累计探明天然气地质储量10284. 08×108 m。其中,新场须家河组成都蓬莱镇组广安须家河组及合川须家河组等气藏储量规模均超过千亿立方米,显示了四川盆地陆相油气勘探的巨大潜力。
实践证实,四川盆地致密砂岩气藏在平面上广泛分布,含气边界不受构造控制,圈闭内高点构造圈闭之外的低部位或凹陷斜坡区均可富集天然气。同时,储层普遍致密且具强非均质性,低孔致密储层及高孔优质储层中均可富集天然气。这种高位低位高孔低孔富气共存圈闭类型丰富多样气水分布复杂多变的现象既不能用常规气藏成因理论予以解释,也不能用非常规深盆气藏或连续性气藏成因机制进行解释。因此,需要在分析总结四川盆地致密砂岩气藏地质特征成藏机理成藏模式和分布规律的基础上,提出新的概念及成藏地质理论以对该类型致密砂岩气藏的勘探实践提供理论指导。
《四川盆地叠覆型致密砂岩气区地质特征与评价方法》(谢刚平等著. 北京:科学出版社, 2018. 4)一书依托国家科技重大专项“四川盆地碎屑岩层系油气富集规律与勘探评价” 课题研究成果,是中国石油化工股份有限公司西南油气分公司“十二五” 期间及之前几十年地质综合研究成果的总结。
本书以四川盆地叠覆型致密砂岩气区地质特征和富集规律为主要内容,从构造沉积储层等方面全面系统阐述了四川盆地叠覆型致密砂岩气区的形成条件和基本地质特征,论述了四川盆地叠覆型致密砂岩气区多阶段多来源多类型气藏在时空上复合叠加的成因机制,总结了天然气成藏主控因素与富集规律,形成了叠覆型致密砂岩气区三级三元动态选区评价方法,对有利区带和目标进行了预测。全书共包含以下7 个方面的内容。
(1) 总结了四川盆地叠覆型致密砂岩气区构造背景构造演化特征及构造样式。
中生代以来众多小板块汇聚碰撞的动力学背景导致四川盆地经历了多期次多边界构造运动,盆地类型多样,表现出多原型盆地叠合的特征。同时,受多期构造运动影响,构造样式具有多方向多类型且相互叠加改造的特征。构造变形对油气富集具有一定的控制性作用。
(2) 建立了四川盆地陆相等时地层格架,综合分析了川西前陆盆地陆相“脉冲式波动” 二元体系域结构特征,明确了二元体系域层序结构形成机制,建立了二元体系域层序结构发育模式。
受盆地周缘山系周期性的幕式逆冲挤压松弛及古气候变化影响,川西前陆盆地层序地层呈现出特殊的“下粗上细” 二元层序结构,垂向上构成了三角洲相砂体与湖相泥岩广覆式间互的沉积充填特征,造就了多套烃源岩多套储集层多套生储盖组合及大面积岩性圈闭的形成。
▲川西拗陷压性盆地脉冲式波动“二元” 层序结构形成机制
(3) 系统研究了四川盆地陆相不同沉积时期的物源供给,刻画了不同层系沉积体系的展布。
四川盆地多期次多边界活动的构造背景造成了沉积物源的多源性,以及沉积体系的多样性和叠合性。晚三叠世至新生代四川盆地广泛分布来自不同物源的远源近源三角洲沉积,表现出长短轴物源共存近源远源汇砂多物源供给多沉积体系发育砂体纵向多层叠置横向广覆连片的特征,为四川盆地多层系大面积连续分布的砂岩储集体及叠覆型致密砂岩气区的形成提供了沉积基础。
(4) 系统分析了四川盆地陆相致密砂岩储层的纵横向变化规律,总结了叠覆型致密砂岩气区形成的储层条件,建立了川西拗陷主要储层段的孔隙演化模式,探讨了影响储层发育的主要地质因素,并在成岩相定量评价的基础上建立了储层综合定量预测模型。
四川盆地碎屑岩储层总体属于低孔低渗致密-超致密砂岩储层,同时在岩石组分储集空间类型物性特征孔隙结构特征成藏物性及可充注孔喉下限等方面表现出极强的纵横向非均质性,储层类型多样,不同类型流体动力场共存。受叠合盆地多旋回沉积构造演化与多期复杂成岩作用等多种地质因素综合作用,储层形成演化具有多阶段性,各层段在不同地质历史时期发育不同类型的储层。储层总体表现出“沉积成岩构造-裂缝” 控储的特征,同时不同层段有利储层发育的关键因素有所差别。总体上,远物源高能沉积相带中等强度成岩作用叠合断层裂缝发育带有利于储层的形成。根据岩石类型沉积相定量成岩相,以及构造断层特征等研究成果,对有利储层的分布进行了综合定量预测评价。
(5) 开展了四川盆地陆相气藏成藏机理及动态成藏模式研究。
以气源对比研究为依据,以源储组合关系为核心,将四川盆地陆相气藏划分为远源近源和源内三大成藏体系。针对三大成藏体系,开展气源成藏时间及期次成藏动力运移机制油气生运聚史,以及天然气充注储层致密化过程输导体系演化与油气运聚成藏富集改造的时空配置关系等方面的研究,明确成藏机理,阐明动态成藏过程,建立动态成藏模式。
▲ 四川盆地叠覆型致密砂岩气区成藏体系分布图
(6) 阐述了叠覆型致密砂岩气区的基本特征及形成条件。
针对气区内三大成藏体系,在典型气藏精细剖析的基础上,总结不同成藏体系天然气成藏主控因素及多要素耦合下的油气富集规律。叠覆型致密砂岩气区具有“叠合性广覆性节律性模糊性多样性”的地质特征。总体上,四川盆地叠覆型致密砂岩气区表现出“源控区,相控带,位控藏”三元控藏的特征,即有效烃源灶的控制范围决定了气藏的分布区域,有利沉积相带成岩相带的展布决定了气藏的分布和形成规模,继承性的古隆起古斜坡控制了天然气聚集区带,有效的裂缝系统控制了油气的高产富集。同时,不同成藏体系天然气富集规律有所差别。
( 7) 形成了叠覆型致密砂岩气区三级三元动态评价流程,针对不同成藏体系开展天然气高产富集区的动态评价,优选了有利勘探目标。
以油气运聚成藏富集改造过程为评价主线,在成藏主控因素分析及油气富集规律研究的基础上,分别梳理区带-圈闭-目标三个层级的控藏因素,以不同关键成藏期“源-相-位” 三元控藏因素为评价指标,确定每一关键要素成藏标准,开展叠覆型致密砂岩气区天然气高产富集区的动态评价。优选出来的成都凹陷侏罗系及川西拗陷东斜坡侏罗系成为“十二五” 期间天然气发展的重要阵地,发现并建成了成都中江两个大中型气田,累计提交探明储量2253. 1×108 m。同时,优选出川西梓潼凹陷须家河组四段和中侏罗统上沙溪庙组川西成都凹陷中侏罗统下沙溪庙组川西拗陷东坡须家河组二段和四段阆中须家河组通江凹陷须家河组二段和四段8 个目标作为四川盆地陆相“十三五” 期间的重点勘探目标。
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本文摘编自《四川盆地叠覆型致密砂岩气区地质特征与评价方法》(谢刚平等著. 北京:科学出版社, 2018. 4)一书“前言”。
ISBN 978-7-03-057111-3
责任编辑: 王 运 姜德君
《四川盆地叠覆型致密砂岩气区地质特征与评价方法》从构造层序沉积储层等方面系统阐述了四川盆地致密砂岩气藏的地质特征在气源对比和源储组合关系研究的基础上, 将四川盆地陆相气藏划分为远源近源和源内三大成藏体系针对三大成藏体系, 明确了不同体系成藏机理与时空叠覆关系, 总结了不同成藏体系天然气成藏主控因素及多要素耦合下的油气富集规律以油气运聚成藏富集改造过程为评价主线, 在成藏主控因素分析及油气富集规律研究的基础上,形成了叠覆型致密砂岩气区三级三元动态评价流程, 针对不同成藏体系开展天然气高产富集区的动态评价, 优选了有利勘探目标
(本文编辑:刘四旦)
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