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下扬子黄桥地区二叠系栖霞组成藏条件分析

来源:易榕旅网
油气藏评价与开发 第7卷第3期 RESERVOIR EVALUATION AND DEVELOPMENT 2017年6月 下扬子黄桥地区二叠系栖霞组成藏条件分析 李飞 (中国石化华东油气分公司勘探开发研究院,江苏南京21001 1) 摘要:碳酸盐岩储层是近年来油气勘探的热点,上扬子地区在碳酸盐岩储层中发现了一系列大型气田,在二叠系栖霞组碳 酸盐岩储层中也有重要的发现。下扬子黄桥地区多口井在栖霞组钻遇了灰岩溶蚀滩储层,见到了良好的油气显示,为了 明确下一步的勘探方向,利用岩石热解、有机碳测试、有机显微组分镜检、气相色谱一质谱等手段对岩心样品进行分析测 试,对栖霞组油藏的油源、储层控制因素及成藏类型进行了研究,结果表明:下扬子黄桥地区栖霞组油藏的油源主要来自 于自身高成熟烃源岩;栖霞组在黄桥地区为生物滩沉积,影响储层后期改造的主要因素为垂直渗流造成的溶蚀作用,溶蚀 影响的深度范围在500m以内;油藏的区域性盖层为浦口组泥岩和含膏泥岩;油藏类型为挤压期一伸展期混合成藏。 关键词:下扬子;栖霞组;溶蚀储层;岩性油藏 中图分类号:TEl22-3 文献标识码:A Analysis of reservoir forming conditions of Permian Qixia formation in Huangqiao block of lower Yangtze area Li Fei (Exploration andDevelopmentResearchInstitute,East China OilandGas Company,SINOPEC,Nanjing,Jiangsu 210011.China) Abstract:Carbonate reservoir is the hot spot of the oil and gas exploration in recent years.A series of oilfields occur in carbonate reservoir of upper Yangtze block and Permian Qixia formation.The limestone erosion reservoir of Permian Qixia formation has been f0und in Huangqiao area of lower Yangtze area.which has good 0il and gas storage.In order to define the direction of the further ex- ploration,the core samples were analyzed and tested by the technical measures of rock pyrolysis,determination of organic carbon, organic maceral microscopy,gas chromatography and mass spectrum of gas phase.Furthermore,the researches of oil source,reser— voir controlling factors and types of reservoir forming were conducted.The results show that the oil source of Permian Qixia forma・ tion in Huangqiao block of lower Yangtze reaa mainly comes from highly mature source rock,and Qixia formation has organic bank deposition,in addition,the main factor affecting reservoir later reconstruction iS denudation,which influence area is within 500 me- ters.Regional capping formation is consist of mudstone and gypsum mudstone of pukou formation.Its reservoir type is mixed reser— voir forming of compression period and extension period. Key words:lower Yangtze area,Qixia formation,corrosion reservoir,lithologic reservoir 下扬子地区油气勘探近年来取得了重要进展, 在黄桥地区二叠系龙潭组获得工业油流突破,但龙 隆起地区[1]。上扬子的碳酸盐岩储层油气藏的突破 对下扬子海相油气勘探存在启示作用,即寻找类似 的碳酸盐岩储层。下扬子地区栖霞组发育大套的生 屑灰岩,在露头和多口钻井中见到生物滩和溶蚀孔 洞缝储层发育,具备较好的储集条件。前人对于下 扬子栖霞组的研究多集中于露头野外资料 ~,针对 某些重点油气勘探区的研究程度较低,且缺乏对栖 潭组储层较为致密,且非均质性强,对于油藏的面上 拓展存在一定的困难。近年来四川盆地在碳酸盐岩 储层中获得了一系列重大突破,普光、元坝和磨溪气 田均发现于碳酸盐岩储层中。四川盆地发现以栖霞 组为储层的气井88口,气井主要集中分布在泸州古 收稿日期:2016—06—21。 作者简介:李飞(1985一),男,工程师,石油地质。 l6 油气藏评价与开发 第7卷 霞组油气成藏条件的研究。利用黄桥地区钻井资 料,开展柄霞组油气成藏条件的研究,通过油气成藏 条件和控制因素分析,可以为下扬子黄桥地区碳酸 盐岩性油气藏勘探提供重要的理论依据。 2.1 栖霞组油藏主要烃源岩及其分布特征 2油气地质条件 1 地质概况 黄桥地区位于下扬子区内,面积约为4 400 km 。 近年来开展了大量的油气地质、构造等方面的研 究 ~I。在区域构造上,黄桥地区属于下扬子区海相 2.1.1 油源分析 黄桥地区已有多口钻井在柄霞组获得油气显 示,冈此,可以利用钻井获得的含油灰岩抽提物进行 油源对比。 中、古生界盆地南京坳陷东北端的黄桥复向斜带, 位于下扬子对冲带上I I。黄桥地区海相中古生界 发育较全,视厚达5~7 km,现埋深l~10 km;上覆 陆相中新生界,浦口组在本区广泛发育,厚达700~ 3 500 m,为良好的区域性盖层。黄桥地区经历了3 通过谱网特征对比发现,GG1井柄霞组含油灰 岩抽提物的正构烷烃和生物标志化合物特征与其自 身灰岩烃源岩的谱图特征非常相似,同时N4井柄霞 组含油灰岩抽提物谱图特征也与GG1井灰岩烃源岩 相似,显示了其成因相关性(图1)。 GGl井柄霞组灰岩烃源岩正构烷烃分布完整, 个演化阶段,大致为:印支运动前平稳沉降阶段、印 支一燕山早、中期挤压推覆阶段和燕山晚期一喜山 期扣张裂陷阶段 1。黄桥地区柄霞组厚度在170~ 300 m,岩性特征为:下部深灰色、灰黑色泥质灰岩, 局部见沥青;上部为浅灰色、灰褐色微一亮晶生屑 灰岩,部分白云岩化,溶孔较发育。柄霞组岩性组 呈后峰型,少数为前峰型,植烷略高于姥鲛烷,PCPh 为0.68~0.89。C 一C 一C: 常规甾烷呈v型分布,C 常规甾烷和c! 常规甾烷体现出显著优势,含有一定 量的孕甾烷和升孕甾烷,重排甾烷含量低,C 一C旷 c 重排甾烷呈v型及反L型分布,c。 重排甾烷优势, C C 二环萜烷含量较低(罔1)。表明烃源岩形成 合特征区域上可对比,其顶部的生屑滩灰岩是研究 区内主要的储集层位。黄桥地区多口钻井钻遇柄 霞组,其中GG1井在柄霞组遇到严重的放空和井 漏,且见到油花和原油;N4井、S174井钻遇柄霞组 于弱还原、低盐度的沉积环境,有机质来源于低等水 生生物和陆源高等植物,为混合型有机质。 对比该区已经获得T业突破的龙潭组,栖霞组 良好储层并见到油气显示;N5井钻遇栖霞组未见到 好储层、 GG1井1 750 61~I 750 74m栖霞组含油灰 灰岩烃源岩的各项生物标志化合物参数与龙潭组原 油存在差异,柄霞组灰岩烃源岩与龙潭组原油相比 G 二 三 i五i 组灰岩烃 N4井2 00l 2m栖霞组含油灰岩抽提物 图1 黄桥地区下二叠统柄霞组含油灰岩抽提物及灰岩烃源岩部分生物标志化合物谱l皋1特征 Fig.1 Spectra characteristics of some biomarker of limestone extracts and Sollree rock of Pm‘mian Qixia formation in Huangqiao area 第3期 李飞.下扬子黄桥地N--叠系栖霞组成藏条件分析 17 具有相对高的姥植比,明显偏低的重排甾烷含量,较 和升孕甾烷含量(表1)。表明龙潭组和栖霞组油藏 具有非同源的特征,显示了上、下二叠统赋存烃类的 来源差异。 高的C,。R/C 霍烷,较低的伽马蜡烷指数,较高的C C 三环萜烷,相对低的甾烷,霍烷,明显低的孕甾烷 表1 黄桥地区龙潭组油砂和栖霞组灰岩烃源岩的生物标志化合物参数 Table 1 Biomarker parameter list of oil sand of Longtan formation and limestone of Qixia formation in Huangqiao area 2.1.2黄桥地区栖霞组烃源岩指标及分布特征 于1.85%一2%之间,平均值为1.95%,显示原油为 高成熟原油(表3),与龙潭组原油的成熟度类似。 黄桥地区单井揭示栖霞组地层厚度为170~ 栖霞组烃源岩平面分布特征在N13井区厚度最 300 in,岩性以灰岩为主,夹有泥岩条带,烃源岩厚度 大,并沿X1、N6和N7井方向厚度依次递减,在N2井和 约为100~250 nl。表2为GG1井和N4井的烃源岩 N4井之间也有较厚的沉积,最大厚度在200 1TI以上。 地化参数显示栖霞组灰岩有机碳含量平均值为 0.34%~0.44%,总烃含量平均达到303x10一,根据 2.2储层特征及控制因素 程克明等的研究成果划分标准属于较好的烃源岩n”。 栖霞组灰岩原生孔隙发育差,基质孔隙度平均 用GG1井栖霞组的含油灰岩的甲基菲指数 3.1%,主要的储集空间依赖于后期的溶蚀改造。GG1 (MPI一1)计算原油的成熟度对应的镜质体反射率介 井在栖霞组见到了大量生物滩迹象和溶蚀孔洞发育 表2黄桥地区栖霞组、高家边组地化参数 Table 2 Geochemical parameters of Qixia formation and Kaochiapien formation in Huangqiao area 注:横线下为平均值。 18 油气藏评价与开发 表3黄桥地区原油、油砂、含油灰岩甲基菲指数换算镜质体反射率 第7卷 Table 3 Vitrinite reflectance of metI1yIphenantl1rene index conversion of crude oil,oil sand and oil-bearing limestone in Huangqiao area 带的储集空间。测井解释最大孔隙度达13.4%,最大 渗透率达19.7×10 Ixm ,并且发生井漏,表明该区栖 霞组具有极好的储层条件。GG1井、N4井、¥174井等 多口钻井取心所制的薄片中发现了大量的珊瑚泥粒 灰岩、有孔虫藻灰岩、生屑泥粒灰岩、珊瑚颗粒灰岩等 代表生物滩相的沉积,证实黄桥地区栖霞组发育生物 滩相储层。滩相沉积提供了良好的易溶物质条件,在 栖霞组沉积以后的印支一早燕山期由于构造抬升,栖 霞组灰岩储层发生溶蚀,形成有利的改造型储层。 栖霞组改造型储层并非在面上广泛分布,需要一 定的条件,通过N5井,S174井以及GGI井的统计发 现,¥174井和GGI井在钻遇栖霞组时,有井漏现象,取 心见到溶蚀现象发育,而与之相邻的N5井栖霞组则 储层物性差,灰岩段致密且未见溶蚀孔洞缝的发育。 研究发现,GGI井栖霞组之上直接覆盖浦口组,其印 支不整合面之下即为栖霞组,抬升期遭受的地表水的 溶蚀作用强,钻井过程中发生放空和井漏也验证了这 一点。S174井栖霞组顶面距离印支面的距离为594 m,溶蚀现像发育,但相对GG1井储层差,说明垂直渗 流作用到此距离的影响已经较微弱;N5井栖霞组储层 物性差且未见溶蚀现像发育,N5井栖霞组距离印支不 整合面的距离为1 378.5 m,表明垂直渗流作用无法影 响到此深度。钻井资料的对比表明,影响栖霞组储层 后期改造的主要为垂直渗流造成的溶蚀作用,且主要 溶蚀影响的深度范围大致在500m以内,超过此深度, 溶蚀作用影响较为有限(图2)。 2.3盖层特征 浦口组巨厚的泥岩和膏盐岩为栖霞组油藏的区 域性盖层。N4井钻井资料显示,浦口组为浅湖一半 深湖相和盐湖相,泥质岩发育广泛,沉积厚度大,为 良好的区域性盖层。由于沉积环境的差异及后期构 造运动的影响,盖层厚度在平面分布上差异大,厚度 剥蚀线 /1 - \ 溶蚀线 ●■,一一 一 / 图2黄桥地区栖霞组溶蚀影响深度 Fig.2 Corrosion effect depth range of Qixia formation in Huangqiao area 多在700~1 000 ln之间。浦口组纵向由下至上根据 岩性组合和电性特征划分为浦一段、浦二段、浦三段 和浦四段。浦三段和浦四段在黄桥地区横向分布比 较稳定,泥质岩主要分布于这两个层段,而且还含有 一定的膏盐层及盐岩层。浦三、浦四段是起到封盖 作用的主要层段。 龙潭组和大隆组的泥岩为栖霞组油藏的局部盖 层。相对于浦口组在黄桥地区的广泛分布,龙潭组 和大隆组由于印支一燕山运动的抬升剥蚀,在黄桥 地区局部有分布,多分布在黄桥高带区。 2.4成藏演化 将黄桥地区二叠系栖霞组流体包裹体均一温度 峰值与N12井埋藏史对应,显示存在三期油气充注 过程(图3),分别对应于晚三叠世、中侏罗世一晚侏 罗世、早白垩世。 黄桥地区二叠纪开始直至三叠世末,栖霞组烃 源岩处于一个不断深埋的过程,二叠纪末期烃源岩 开始进入生油期,此时印支期的抬升还没开始,栖霞 组的溶蚀储层还未开始发育,栖霞组油藏没有形成; 印支运动早期一燕山早期(中三叠世一中侏罗世)开 始的扬子陆块和华北陆块的碰撞造山作用,使下扬 子地区承受由北向南的挤压作用,持续到燕山早期 (中侏罗世),形成了早印支期一早燕山期的冲断褶 皱变形。强烈的构造作用使栖霞组灰岩形成构造裂 第3期 李飞.下扬子黄桥地区二叠系栖霞组成藏条件分析 一19 缝,改善储层性质,尤为重要的是,这一期构造抬升, 早白垩世)的构造活动,下扬子地区承受的挤压应 力方向发生改变,由北向南改变成了由南向北,主要 受南缘陆内挤压作用控制.进一步褶皱变形,使油藏 发生改造,同时进一步改善储层物性,栖霞组原油继 使得黄桥地区上古生界普遍遭受了剥蚀,柄霞组前 期沉积的生物滩储层开始接受改造,特别是部分地 区栖霞组储层抬升到离印支面500 nl范围内,受到垂 直渗流作用的影响,柄霞组溶蚀储层发育,给了原油 储存的空间,原油充注形成油藏,这一期构造运动对 续充注。早白垩世充注对应于构造反转的过渡时 期,原油充注持续伸展期,栖霞组油藏最终定型。因 于储层的改造主要来自于构造抬升造成的溶蚀,而 此黄桥地区栖霞组油藏属于挤压期一伸展期混合成 藏的类型(图3).油藏成藏的主控因素是印支运动造 成的区域抬升对栖霞组生物滩储层的改造,在溶蚀 伸展作用 挤压 作用 非构造运动本身;流体包裹体揭示的中侏罗世一晚 侏罗世充注,对应于燕山早期一燕山中期(中侏罗世 大地构造背景 陆表海盆地 陆一陆碰撞挤压作用 陆内挤压作用 构造阶段 地质时代/Ma 390 海西期 PALEOZOIC  l印支期I 2Q0 T 、、 燕山期 1 0 J  l『 喜山期 1QO  l2 O P  l50 CENOZoIC MES0Z0IC 一0 c l \、、 l K I 、 、E-Q \ 、一, 埋 藏 史 和 l 000- 一、 _ ~ .、 ~ 2 000- 0 ℃ ∞ 3 000・ 热 演 化 史 0 ,  .4 000一 75 85—951包裹体均_05 11 5.1.25 135 145….一温度/℃ 、 % 2 1 80℃、 烃源岩 储集层 盖层 L_J 一一一一一 ■■__■—■一■ ~~ 油 烃类演化 气 成 c = 、 、 油 、 j 0 “ 【' 、 o 。0¨圈? 。 。…“ n、\ 6 cI ,』.0^t S 0“c *^0 藏 构造演化 作 用 圈闭形成 及 平稳震荡 北部逆冲挤压推覆 南部逆冲挤压推剜 推覆构造圈闭 推覆构造叠加 拉张裂陷 伸展作用改造 挤压 圈闭 定型 成 藏 油气运聚 演 油气保存 『 J ,rIl 卜  化 关键时刻 成藏演化 千 千 千 油气充注挤压期成藏阶段 十 二次生烃十 千 油藏 定型 圈闭形成油气充注油气充注反转改造 伸展期成藏阶段 冈3黄桥地区柄霞组油藏成藏模式图 Fig.3 Reservoir formation model of Qixia formation in Huangqiao area 储层发育的部位,原油得以冲注形成油藏。 N4井之间也有较厚的沉积,最大厚度在200 m以上。 2)栖霞组在黄桥地区为生物滩沉积,影响柄霞 3结论 1)下扬子黄桥地区栖霞组油藏的油源主要来自 于栖霞组自身烃源岩,为高成熟烃源岩,在N13井区厚 度最大,并沿X1、N6和N7井方向厚度递减,在N2井和 组储层后期改造的主要为垂直渗流造成的溶蚀作 用,且溶蚀影响的深度范围在500 nl以内,即栖霞组 储层在离印支不整合面500 m范围内方能被改造成 有利储层: (下转第38页) 38 油气藏评价与开发 第7卷 纤维进入地层后井底压力由84.3 MPa升高至92.5 溶储层的控制作用『J1.石油学报,2012,33(¥2):135—144. MPa,排量由5.58 m /airn降至5.08 m /min,转向效果明 显,施工曲线见图7,压后4 1Tim油嘴求产,油压26.48 [4]罗娟,鲁新便,巫波,等.塔河油田缝洞型油藏高产油井见水 预警评价技术 石油勘探与开发,2叭3,40(4):468—473. \25.61 MPa,折产油128.22 m。/d,折产气5 148 in /d。 [5]胡永全,贾锁刚,赵金洲,等.缝网压裂控制条件研究【J】.西南 石油大学学报(自然科学版),2013,35(4):126—132. [6]周文,李秀华,金文辉,等.塔河奥陶系油藏断裂对古岩溶的 4结论与建议 1)酸压出水井返排阶段具有明显的规律性,可 控制作用lJ1.岩石学报,2011,27(8):2339—2348. [7]高计县,唐俊伟,张学丰,等.塔北哈拉哈塘地区奥陶系一间 房组碳酸盐岩岩心裂缝类型及期次_J1.石油学报,2012,33 (1):64—73. 以提前判断酸压产水情况,对后期单井方案的制定 具有一定的指导意义。 [8]曾联波,田崇鲁.构造应力场与低渗透油田开发 石油勘探 与开发,1998,25(3):107—109. 2)哈拉哈塘地区酸压出水分为三种模式:钻揭 深度过大导致人工裂缝直接与水体相连、高角度裂 缝发育导致缝高失控沟通底部水体和人工裂缝与断 裂沟通引起深部水体上窜。 3)控制酸压出水的对策主要包括:控制完钻深 度、控缝高酸压、自转向酸液体系及纤维辅助转向酸 压等。 参考文献 【9]苏劲,张水昌,杨海军,等.断裂系统对碳酸盐岩有效储层的 控制及其成藏规律『JlJ_石油学报,2010,31(2):196—203. [1O]孟书翠,朱光有,金强,等.轮古西地区碳酸盐岩油藏特征与 失利井研究lJ1.西南石油大学学报(自然科学版),2010,32 (05):27—35. [11]李年银,赵立强,刘平礼,等.裂缝高度延伸机理及控缝高酸 压技术研究『J1.特种油气藏,2006,13(2):61—63. 【12]韩剑发,王招明,潘文庆,等.轮南古隆起控油理论及其潜山 准层状油气藏勘探lJ1.石油勘探与开发,2006,33(4):448— 453. 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