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  中国石油勘探  2020, Vol. 25 Issue (3): 44-55  DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2020.03.005
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引用本文 

杨雨, 文龙, 谢继容, 罗冰, 黄平辉, 冉崎, 周刚, 张玺华, 汪华, 田兴旺, 张亚, 陈聪. 四川盆地海相碳酸盐岩天然气勘探进展与方向[J]. 中国石油勘探, 2020, 25(3): 44-55. DOI: 10.3969/j.issn.1672-7703.2020.03.005.
Yang Yu, Wen Long, Xie Jirong, Luo Bing, Huang Pinghui, Ran Qi, Zhou Gang, Zhang Xihua, Wang Hua, Tian Xingwang, Zhang Ya, Chen Cong. Progress and direction of marine carbonate gas exploration in Sichuan Basin[J]. China Petroleum Exploration, 2020, 25(3): 44-55. DOI: 10.3969/j.issn.1672-7703.2020.03.005.

基金项目

国家科技重大专项“四川盆地二叠系—中三叠统大型气田富集规律与目标评价”(2016ZX05007-004),“四川盆地及邻区下古生界—前寒武系成藏条件研究与区带目标评价”(2016ZX05004-005);中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“西南油气田天然气上产300亿立方米关键技术研究与应用”(2016E-06)

第一作者简介

杨雨(1972-),男,重庆人,硕士,1996年毕业于成都理工大学,高级工程师,现从事四川盆地油气勘探与综合地质研究工作。地址:四川省成都市高新区天府大道北段12号中国石油科技大厦,邮政编码:610041。E-mail: yangyu@petrochina.com.cn

文章历史

收稿日期:2020-04-12
修改日期:2020-04-24
四川盆地海相碳酸盐岩天然气勘探进展与方向
杨雨1, 文龙1, 谢继容2, 罗冰1, 黄平辉3, 冉崎1, 周刚1, 张玺华1, 汪华1, 田兴旺1, 张亚1, 陈聪1     
1. 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院;
2. 中国石油西南油气田公司勘探事业部;
3. 中国石油西南油气田公司油气资源处
摘要: 四川盆地海相碳酸盐岩经历长年沉积,天然气资源量为14.33×1012m3,资源丰富,居全国首位,是寻找规模优质储量的重要勘探领域。近年来,中国石油西南油气田公司坚持寻找规模优质储量、发现大中型气田的勘探主线,通过强化大型控藏古地质单元的识别和评价,不断深化地质理论认识,突出规模优质储层展布精细刻画、山前复杂构造带精细构造建模、大型构造斜坡区及低部位的成藏特征研究,依托地质—地球物理—工程等专业多方位联合技术进步,加大新区、新领域的勘探评价力度,形成川中安岳气田震旦系灯四段台内精细勘探理论、川西地区上古生界深层海相碳酸盐岩成藏理论,取得川中北部地区海相多层系立体成藏立体勘探等重要勘探新成果和新认识,高效推动四川盆地海相碳酸盐岩天然气储量稳定快速增长。基于勘探新成果与新认识有效评价盆地其他区块勘探潜力区带,综合分析认为德阳—安岳古裂陷周缘震旦系、环川中古隆起寒武系、川西北部地区上古生界多期台缘带是下一步寻找规模发现的战略领域,环海槽(台洼)周缘飞仙关组、川西—川中地区雷口坡组是持续深化勘探的重要领域。
关键词: 四川盆地    海相碳酸盐岩    勘探进展    油气资源    潜力区带    
Progress and direction of marine carbonate gas exploration in Sichuan Basin
Yang Yu1 , Wen Long1 , Xie Jirong2 , Luo Bing1 , Huang Pinghui3 , Ran Qi1 , Zhou Gang1 , Zhang Xihua1 , Wang Hua1 , Tian Xingwang1 , Zhang Ya1 , Chen Cong1     
1. Research Institute of Exploration and Development, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company;
2. Exploration Division, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company;
3. Oil and Gas Resources Division, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company
Abstract: Sichuan Basin experienced a long period of continuous marine carbonate deposition. Natural gas resources are 14.33×1012m3, which is rich and ranks first in China. It is an important exploration field for discoveries with large-scale and high-quality reserves. In recent years, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company insists on discovering large-scale and high-quality reserves and looking for large and medium-sized gas fields as the main exploration route. By focusing on the identification and evaluation of large-scale paleo-geological units controlling the hydrocarbon accumulation, the company has continuously deepened the understandings of geological theory, strengthened researches such as fine characterization of distribution of large-scale and high-quality reservoirs, fine structural modeling of piedmont complex structural zones, and hydrocarbon accumulation characteristic research of large-scale structural slope areas and low areas. Relying on the multi-discipline joint technical progress of geology, geophysics and engineering, the exploration and evaluation efforts in new areas and new fields have been increased, and important new exploration achievements and new understandings have been obtained, such as fine exploration theory of inner-platform in Deng 4 member of Sinian system in the Anyue gas field in the central Sichuan Basin, hydrocarbon accumulation theory of Upper Paleozoic deep marine carbonate reservoir in the western Sichuan area, and stereoscopic hydrocarbon accumulation and stereoscopic exploration of multiple marine formations in the northern areas of central Sichuan Basin. These achievements promote the stable and rapid growth of gas reserves in marine carbonate rocks in the Sichuan Basin. Based on the new exploration achievements and understanding, the exploration potential zones in other blocks of Sichuan Basin have been effectively evaluated. According to the comprehensive analysis, the Sinian System in the periphery of the Deyang-Anyue paleorift, the Cambrian System in paleo-uplift around the central Sichuan Basin, and the multi-stage platform margin of the Upper Paleozoic in the northern area of west Sichuan are strategic areas for the future large-scale discoveries. The Feixianguan Formation around the trough (platform sag) and the Leikoupo Formation in the western-central Sichuan areas are important areas for continuously deepening exploration.
Key words: Sichuan Basin    marine carbonate rocks    exploration progress    hydrocarbon resources    potential zones    
0 引言

四川盆地碳酸盐岩油气规模勘探始于1953年[1-2],该盆地一直是中国海相油气勘探发现的重点盆地[3-12]。中国石油西南油气田公司(简称西南油气田公司)在四川盆地海相碳酸盐岩累计天然气获探明地质储量超1.9×1012m3,占公司总探明地质储量的54%。2019年海相碳酸盐岩天然气产量达193.0×108m3,占公司年产量的71.85%;累计产量为4140.55×108m3,占公司天然气累计产量的88%。近年来,四川盆地海相碳酸盐岩领域不断取得新的重大发现[13-23],表明该领域虽已历经60多年的勘探,但依然是四川盆地寻找规模优质储量的重点领域[10]。本文总结近期四川盆地海相碳酸盐岩勘探进展,梳理油气地质认识,评价勘探区带潜力,提出勘探方向,旨在为盆地海相碳酸盐岩地质研究和勘探提供借鉴。

1 海相碳酸盐岩勘探成果与认识进展

四川盆地经历了长达4.2亿年的克拉通坳陷阶段[2-3],震旦系—中三叠统雷口坡组以海相碳酸盐岩沉积为主,厚度约为3000~5000m,是中国西部三大含油气盆地中海相碳酸盐岩发育时间最长、厚度最大的盆地。由于时代老、演化历史长、经历多期构造运动改造[4-6],四川盆地海相碳酸盐岩油气分布规律复杂[10],每一次勘探发现都历经了艰苦探索,并伴随着认识的深化和技术的进步。1953—1977年,是探索起步阶段,以地面构造和裂缝系统为勘探对象,主战场为川南地区,发现了一批石灰岩缝洞型气藏和威远、卧龙河构造型气藏,形成了裂缝圈闭成藏理论。1978—2004年,探索对象由裂缝型气藏向孔隙型气藏转移,主探目的层为川东地区石炭系及川东北地区长兴组—飞仙关组,先后发现了相国寺、五百梯等一批石炭系大中型整装构造气藏及川东北地区长兴组生物礁、飞仙关组鲕粒滩高含硫气藏,形成了高陡构造勘探理论和勘探技术。2005年至今,探索对象由构造圈闭向岩性圈闭、构造—地层复合圈闭、构造—岩性复合圈闭转移,主战场为川中地区:2006年龙岗地区发现二叠系、三叠系礁滩大型岩性气藏;2011—2012年,川中古隆起震旦系—寒武系勘探获历史性重大突破,安岳地区高石梯—磨溪构造相继在高石1井震旦系灯影组、磨溪8井寒武系龙王庙组获高产工业气流。安岳气藏发现之后,针对高石梯—磨溪地区开展整体研究[18, 24-25],形成古老碳酸盐岩“四古”控藏理论[13],整体部署、立体勘探,控制有利含气范围7500km2。1年时间,16口探井高效探明龙王庙组气藏,提交探明地质储量4403×108m3,3年集中探明震旦系灯影组台缘带,获天然气探明地质储量4349×108m3。安岳地区震旦系—下古生界特大型气田的发现,奠定了西南油气田公司储量、产量持续高峰增长的基石。

近年来,四川盆地碳酸盐岩领域继续坚持寻找规模优质储量、发现大中型气田的勘探主线,加大新区、新领域的探索力度,取得4项重要新成果和新发现,对推动四川盆地天然气储产量稳定增长具有重大意义。

1.1 川中地区震旦系台内勘探取得重大进展

震旦系是四川盆地最古老的含气层系,以往勘探在威远地区发现威远构造型气田,高石梯—磨溪地区灯影组台缘带规模气藏的发现确立了安岳气田7500km2的有利勘探区,目前高石梯—磨溪地区以震旦系灯影组为重点研究对象,储层以台缘带灯四段丘滩体微生物白云岩地层为代表,纵向叠置、横向规模连片展布,是灯影组天然气富集高产的最有利区带。与台缘带相比,灯影组向东部台内区方向储层厚度逐渐减薄、非均质性变强、钻井产量降低,台内区的规模效益增储工作面临挑战。台内区主要存在3个方面的地质认识和技术难题:一是台内储层发育及分布规律不明;二是高产井控制因素不明;三是台内地震储层预测精度低,预测结果与钻探效果不匹配。

针对上述问题持续开展攻关,取得两项创新认识,创建两项关键技术,形成了安岳地区震旦系台内精细勘探评价理论与技术,有效指导了高石梯—磨溪灯四段台内精细勘探。部署8口新型工艺井,平均测试产量为60.8×104m3/d,新增天然气探明地质储量1590× 1012m3。甩开预探龙女寺灯四段部署磨溪129H井,测试获141.19×104m3/d高产工业气流,新增千亿立方米预测地质储量,开辟了台内规模增储新区块(图 1)。

图 1 川中地区安岳气田灯四段勘探成果及井位分布图 Fig. 1 Exploration achievements and well location map of Deng 4 member in Anyue gas field, central Sichuan Basin
1.1.1 层序格架内多期丘滩相叠加多幕岩溶的“双多叠合”控储模式

安岳气田震旦系灯影组储层纵向叠置发育、发育段厚度大,横向上迁移叠置规律不明确,制约了优质储层发育区带的评选预测。综合应用钻井岩心、岩屑、测井和地震资料,基于岩性组合、电性组合、地球化学指标等多信息融合,创新形成一种高分辨可容纳空间分析技术。该技术通过单井分析和井震标定联合解释,实现了安岳气田震旦纪可容纳空间变化特征及沉积层序的厘定,明确灯影组划分为4个三级层序,其中灯三段—灯四下亚段对应层序SQ3、灯四上亚段对应顶部层序SQ4。建立灯影组SQ3向北进积、SQ4向南超覆的沉积层序充填模式(图 2a),指出各层序的高位体系域有利于丘滩相发育,揭示了灯影组丘滩相带迁移与演化规律,新发现灯四段沉积早期台缘带有利勘探面积为1000km2。在此基础上,根据层序控制下的丘滩相分布和不同类型层序界面形成机制分析,认为灯影组规模储层形成受丘滩相叠合同生期层间岩溶、丘滩相叠合表生期风化壳岩溶两种因素叠加影响,建立了灯影组层序控制下的多期丘滩相+早成岩期多幕岩溶“双多叠合”规模成储新模式,指导开展安岳气田灯影组储层迁移规律研究,明确了不同区块储层发育特征。

图 2 川中地区安岳气田灯三段—灯四段沉积层序及储层分布图 Fig. 2 Sedimentary sequence and reservoir distribution maps of Deng 3 and Deng 4 members in Anyue gas field, central Sichuan Basin
1.1.2 地层格架内溶蚀孔洞型储层发育程度是高产的关键

四川盆地灯影组储层普遍发育,但在安岳灯影组气藏勘探开发的早期发现储层厚度并不完全决定气井产能,气井产能差异主控地质因素不明确。立足明确优质储层特征、揭示优质储层发育规律,通过优质储层界定与判别表征、等时格架下优质储层空间分布与控因模型研究,揭示溶蚀孔洞是主要渗流通道,气井产能差异地质主控因素是孔洞型优质储层发育程度,并建立了基于储集空间结构的灯影组储层识别评价模板,分级分类开展气藏单井储层评价。在此基础上,结合沉积层序、岩溶地貌分析,建立了等时地层格架下优质储层发育模型,明确优质储层纵横向展布规律。指出SQ3高位体系域早期台缘丘滩体叠加层间岩溶强改造,为优质储层主要发育区;SQ4高位体系域晚期台缘及坡折带丘滩体叠加桐湾运动Ⅱ幕岩溶作用强改造,为优质储层发育有利区(图 2bc)。实现了基于储集空间结构的储层精细分区分类评价,为制定针对性勘探措施(井型、改造)提供了依据。

1.1.3 灯影组缝洞储集体精细预测和钻井测试关键技术有效支撑了高效勘探

在明确优质储层特征与发育规律基础上,针对性的、有效的储层预测方法和配套工程技术是实现高效勘探的关键。针对灯影组顶部优质薄储层发育、储层为多尺度缝洞储集体的特点,强化瓶颈技术攻关,创建了基于岩性界面成像波场分离(图 3)和弱信号提取为核心的强屏蔽层下储层地震精细成像技术(图 4)、基于孔洞型储层测井—地震多种属性融合的优质储层地震敏感参数表征方法、基于叠前零偏移距资料的储层地震定量预测方法等,突破了灯影组深层多尺度孔洞型储层预测技术瓶颈,实现了安岳气田灯影组优质储层地震识别及缝洞储集体精细预测,预测整体吻合率由70%提高到90%。综合预测表明,台内溶洞发育区面积超2000km2,是近期增储上产的重要区带。同时,针对钻井面临的多压力系统深井、储层改造面临的横向强非均质储层问题,以提高单井产量为核心,分别形成了以“四开三完+个性化钻头+长寿命螺杆+优质钻井液”为主的优快钻井技术和以“精细分段+不同储层类型改造工艺+酸液体系+大酸量深度酸化”为核心的差异化分段酸压技术,有效缩短钻井周期,提高钻完井工程质量,单井产量显著提升。钻井周期由301天缩短至176天, 机械钻速由1.68m/h提高至4.32m/h。缝洞储集体精细预测和钻井测试关键技术的突破支撑了安岳气田灯影组台缘带的高效勘探,也为下一步台内的加快勘探、规模增储提供了技术保障。

图 3 安岳气田灯四段储层岩性界面成像波场分离模型 Fig. 3 Wave field separation model of lithologic interface imaging of reservoir in Deng 4 member of Anyue gas field
图 4 安岳气田灯四段储层地震精细成像技术应用前后地震剖面对比图 Fig. 4 Comparison of seismic profile of reservoir in Deng 4 member before and after application of fine imaging technology in Anyue gas field
1.2 川西地区上古生界深层海相碳酸盐岩取得重大突破

四川盆地川西北地区上古生界海相碳酸盐岩油气勘探历史悠久,从20世纪勘探至今经历了近50年的时间,前人对龙门山推覆冲断带泥盆系、石炭系、二叠系的含油气地质条件开展了探索性研究[1-2, 17, 26-28]。2003—2005年在矿山梁构造先后部署矿1井、矿2井、矿3井,其中矿2井在二叠系栖霞组发现40m厚的层状孔隙型白云岩储层,但处于龙门山逆冲推覆构造前锋带上盘,保存条件差, 产淡水。2005—2007年在矿山梁构造东部盆地内部的九龙山构造钻探了龙16井、龙17井和吴家1井,均未发现栖霞组白云岩储层,勘探未取得突破。此外,川西北地区构造变形强烈,二维地震资料虽经多轮攻关,但仍然无法精细解析龙门山逆冲推覆构造前锋带—山前带构造特征,圈闭落实十分困难。

2014年以来,西南油气田公司针对上述问题,开展二叠系原型盆地恢复,落实了川西地区上古生界的沉积—构造演化及沉积相展布,明确了滩相白云岩储层的有利分布区带;开展川西地区上古生界构造变形、演化及成藏研究,指出了有利成藏区;部署线束三维地震,复杂构造地震成像取得重要进展,在此基础上建立了龙门山逆冲推覆构造前锋带—山前带的构造解释模型[29],为圈闭目标的落实奠定了基础。针对川西北部地区深层构造部署的双探1井钻遇栖霞组白云岩储层,测试获气87.6×104m3/d;双探3井除在栖霞组钻获白云岩高产气层外,在泥盆系也钻遇白云岩气层,测试产气11×104m3/d,发现了盆内泥盆系勘探新层系。目前,川西北部地区栖霞组已证实含气面积为700km2,落实天然气控制+预测地质储量超千亿立方米。同时,加强山前推覆构造带勘探工作,在前锋带推覆体下盘识别出大型隐伏构造,有利圈闭面积为1200km2,估算资源量为4000×108m3,正在实施风险勘探。此外,在川西南部地区针对台缘带栖霞组白云岩储层部署的平探1井,钻遇了优质的滩相白云岩气层,展现出新苗头。

1.2.1 晚古生代继承性发育的浅海台缘环境控制了多套白云岩储层的发育和展布

晚古生代中国南方整体处于海侵背景,海相沉积超覆在早古生代的古隆起褶皱之上,表现为由南向北、由西向东阶梯式的海侵上超特征。川西地区在晚古生代处于上扬子克拉通西缘,经历了3个大的沉积古地理演化阶段:志留纪末期—二叠纪前,川西地区西部为巴颜喀拉半深海—深海盆地、东部为加里东末期形成的大型乐山—龙女寺古隆起(当时为古陆地),川西地区整体处于海陆交互—浅海沉积环境[3]。早二叠世,大规模海侵使得上扬子西部形成大型的碳酸盐台地,沉积古地貌总体继承性演化,其中早二叠世晚期克拉通内拉张作用增强,开江—梁平海槽出现雏形,而川西地区整体处于开阔台地—台地边缘沉积环境(图 5)。至晚二叠世,由于西南部康滇古陆隆升和克拉通内拉张作用进一步增强,盆地沉积格局发生转变,川西地区由南向北依次处于海陆交互—海相沉积环境,川西北部地区处于巴颜喀拉半深海—深海盆地边缘和开江—梁平海槽边缘交会处,发育开阔台地—台地边缘沉积环境。

图 5 川西北部地区栖霞期岩相古地理平面图 Fig. 5 Paleo-geographic map of Qixia period in northern area of west Sichuan Basin

受区域沉积格局控制,川西北部地区泥盆系观雾山组、下二叠统栖霞组发育受巴颜喀拉半深海控制的北东向大型台地边缘相带(图 5),下二叠统茅口组、上二叠统吴家坪组和长兴组发育受开江—梁平海槽控制的近东西向台地边缘相带。继承性发育的台缘带控制了多期颗粒滩相叠置,为规模滩相白云岩储层的发育奠定了有利条件。初步刻画川西北部地区栖霞组台缘带储层发育有利区面积为3300km2,观雾山组台缘带储层发育有利区面积为1100km2;川西南部地区栖霞组台缘带储层发育有利区面积为3500km2

1.2.2 龙门山北段盆山接合区“三级台阶”构造格局控制着圈闭展布

川西北部地区处于龙门山北段盆山接合区,龙门山至盆地之间,以①号断层为界形成了逆冲推覆构造带和山前带两大构造带。其中逆冲推覆构造带又以北川—映秀断裂、马角坝断裂为界划分为后山带、前山带和前锋带[29-31]。利用地震资料,在推覆构造前锋带至山前带识别出①号、②号和⑩号3条主干隐伏断裂,受其夹持的褶皱背斜带整体由东向西、由南向北海拔逐渐升高,表现出“三级台阶”的构造格局,控制着上古生界圈闭形态和展布。

第一级台阶受①号断层与②号断层夹持,海拔最高,为①号断层下盘发育的第一排隐伏背斜构造,资料有限,圈闭落实程度低。第二级台阶受②号断层与⑩号断层夹持,海拔居中,发育大型隐伏背斜构造,区内分割背斜的小断层较少,背斜相对完整,烃源断裂发育,沟通下伏寒武系筇竹寺组优质烃源岩,形成良好的成藏组合,目前正在针对该构造实施风险勘探红星1井(图 6)。第三级台阶为⑩号断层以东的背斜带,海拔最低,受多条断层分割形成背斜构造群。

图 6 川西北部地区栖霞组顶界构造图 Fig. 6 Structural map of top Qixia Formation in northern area of west Sichuan Basin
1.2.3 上古生界具备规模成藏的有利条件

从烃源条件看,川西地区发育下寒武统泥页岩、二叠系泥灰岩等多套优质烃源岩,且临近或直接上覆于德阳—安岳裂陷寒武系优质烃源灶之上[16],具备油气规模聚集的烃源基础。从储集条件看,川西地区处于上古生界多期台缘带叠合区,发育多套规模展布的优质白云岩储层,储集条件优越。从盖层条件看,三叠系雷口坡组和嘉陵江组发育巨厚膏盐层,可作为上古生界油气保存的区域盖层。多级的通源断裂沟通源储,向上消失于上覆膏盐岩盖层中,为油气运移提供了通道。川西北部地区“三级台阶”构造格局上发育的多类型圈闭、川西南部地区构造圈闭及构造—岩性圈闭为油气聚集提供了场所。值得指出的是,川西北部地区在印支期推覆构造开始形成雏形,处于构造高部位,同期下寒武统泥岩和下二叠统泥灰岩主力烃源岩正处于生烃高峰,有利于油气早期聚集,喜马拉雅期①号断层下盘构造活动弱,处于构造高部位多类型圈闭继承性演化区,有利于油气准原地调整聚集。

1.3 川中北部地区海相碳酸盐岩多层系勘探取得重要新苗头 1.3.1 川中古隆起斜坡区、德阳—安岳裂陷槽内震旦系、寒武系勘探取得重要新苗头

安岳气田以北地区震旦系灯影组台缘带发育,寒武系龙王庙组沉积期为地貌高部位,有利于滩相储层发育,同时紧邻寒武系生烃中心,源储配置好,是勘探的有利区带。钻探表明,安岳气田灯二段发育底水构造气藏,灯四段发育构造—地层气藏,龙王庙组发育构造—岩性气藏,上述气藏的构造低部位为水区。而磨溪构造以北现今为大型单斜构造,向北逐渐变深,八角场地区位于该单斜构造上,距离安岳气田仅60km,但构造海拔低2000m,再向北构造位置更低,与安岳气田构造稳定、古今构造继承性发育等优越的成藏条件[13]相比存在较大差异。因此,以磨溪北部地区为代表的震旦系—下古生界非继承性构造区、现今大型单斜构造、构造低部位能否成藏是制约勘探的关键问题。

2015年以来,西南油气田公司针对该关键问题,开展层序地层建模、岩性封堵机制、震旦系顶部构造精细编图、有效圈闭描述等研究工作,刻画出安岳气田以北斜坡区、构造低部位灯影组、龙王庙组存在地层、岩性变化的封隔带,具备形成规模岩性圈闭的基本地质条件。2018年以来,立足灯影组兼顾多层系,积极实施立体勘探,风险探井角探1井、蓬探1井钻获多套气层,古隆起斜坡区岩性圈闭勘探见到重要新苗头。

1.3.1.1 川中古隆起斜坡区角探1井震旦系、寒武系钻揭多套气层

川中古隆起北斜坡灯影组台缘带由磨溪西向射洪—九龙山地区延伸,灯四段厚度大、台缘带宽,成油期、生气期古构造相对高,射洪地区以南现今处于大型斜坡区。灯影组台缘带紧邻寒武系生烃中心,源储配置好。地震刻画显示沿构造上倾方向灯影组、龙王庙组储集体与致密带间互发育,可以形成规模岩性圈闭。2018年部署角探1井,主探灯影组、龙王庙组,兼探沧浪铺组、洗象池组。

角探1井灯四段钻厚348m(未完),丘滩相优质储层厚166.6m,孔隙度为2%~7.1%,测井解释气层8层厚101m,溶蚀孔洞发育,面洞率为2%~13%,平均为5.88%。角探1井灯四段气层底界海拔比安岳气田灯四段水层顶界低近2000m,证实川中古隆起北斜坡灯影组具备规模成藏的基本条件。初步刻画磨溪以北—九龙山灯四段台缘带发育多个大型丘滩体,合计有利区面积为5760km2,角探1井气层底界之上台缘带丘滩体有利勘探面积为2180km2

同时,角探1井发现了沧浪铺组白云岩孔隙型气层。该井沧浪铺组见2次气侵、2次气测异常,集气点火燃,测井解释储层厚度为25.9m,其中滩相白云岩储层2套累计厚14.5m,储层平均孔隙度为4.1%。初步预测古隆起北斜坡地区沧浪铺组鲕粒滩相白云岩发育有利区面积超4000km2

1.3.1.2 德阳—安岳裂陷槽内蓬探1井灯二段钻获气层

射洪东—资阳北地区位于德阳—安岳早寒武世裂陷槽区,现今处于川中北部斜坡带。研究认为该区灯二期处于台缘带上,丘滩体规模发育。受桐湾运动末期侵蚀作用影响,该区灯三段—灯四段缺失,灯二段直接与寒武系接触,灯二段台缘丘滩体受寒武系麦地坪组、筇竹寺组烃源岩包裹,具备规模成藏基本条件。2019年部署实施蓬探1井,主探灯影组、龙王庙组,兼探茅口组、长兴组。

蓬探1井完钻井深为6376m(结晶基底),灯二段钻厚635m,岩性主要为砂屑云岩、葡萄花边状白云岩、泥粉晶云岩等,见气测异常4次、气侵2次,测井解释气层5层累计厚127m,平均孔隙度为3.48%。该井灯二段气藏底界比磨溪灯二段气藏气水界面低380m。

1.3.2 二叠系茅口组滩相孔隙型储层勘探取得新苗头

二叠系茅口组是四川盆地早期油气勘探的主要对象,川南地区为主战场,针对背斜构造带,占高点沿断层寻找缝洞,发现了宋家场、付家庙、老翁场、阳高寺等一批石灰岩缝洞型气藏和卧龙河等构造型气藏,天然气累计探明地质储量为881.26×108m3。近年来,立足寻找茅口组规模岩溶储层和滩相孔隙型储层,全面开展盆地老井复查、基础地质研究和地球物理预测技术攻关,重新认识盆地茅口组。提出茅口组具备发育滩相孔隙型白云岩储层的条件,指出川中北部地区茅二段发育台洼边缘滩相孔隙型储层,是寻找规模孔隙型气藏的有利区。

受东吴期拉张影响,茅二晚期盆地沉积地貌开始分异并形成台洼,长兴期拉张作用进一步增强,茅口期形成的台洼进一步扩大形成长兴期蓬溪—武胜台洼。地震刻画显示川中北部射洪—南充地区茅口组发育两个台洼,形成3个台洼边缘沉积高带(图 7)。钻探证实,台洼边缘沉积高带为滩相储层发育区,台洼区为致密石灰岩封隔带,在现今单斜背景下,具备形成构造—岩性圈闭的条件。同时该区西部紧邻寒武系烃源中心,处于下二叠统烃源岩相对厚值区,可形成多源供烃、下生上储的源储配置关系,具备规模成藏条件。2019年立足于多层系勘探部署角探1井,该井茅二段钻遇滩相白云质灰岩、灰质云岩储层。钻井见1次气侵,点火焰高9~12m,测井解释滩相白云岩气层为12.6m,平均孔隙度为4.9%,地震预测该井周边的储层发育区面积达1000km2,是规模资源勘探的有利区带。

图 7 川中北部地区二维时间偏移剖面(茅口组底拉平) Fig. 7 2D time migration profile in northern area of central Sichuan (flattening on base of Maokou Formation)
2 海相碳酸盐岩油气勘探潜力区带 2.1 资源现状与剩余资源潜力

根据“十三五”全国油气资源评价结果,四川盆地天然气总资源量为39.94×1012m3,其中海相碳酸盐岩资源丰富,天然气资源量为14.33×1012m3,居全国各盆地之首,勘探潜力巨大。从四川盆地资源现状和剩余资源分布看,盆地海相碳酸盐岩具有以下3个特点:一是天然气资源占比重,主要集中在深层、超深层,海相碳酸盐岩天然气资源量占盆地常规气和致密气资源总量的78%,其中埋深大于4500m的深层天然气资源量达9.68×1012m3,占比53%。二是大气田多,储量占比大。西南油气田公司已发现的大型、特大型气田主要分布在海相碳酸盐岩领域,探明地质储量1.49×1012m3,占常规气总探明地质储量的56%。三是待发现资源量大、占比重。四川盆地中国石油矿权区海相碳酸盐岩待发现常规气资源量达9.51×1012m3,占常规气和致密气待发现资源总量的87.4%,其中65.1%的待发现资源量集中在深层—超深层海相碳酸盐岩领域,层位主要分布在震旦系、寒武系、二叠系和中—下三叠统。

2.2 勘探领域与潜力区带

四川盆地及周缘在海相克拉通阶段形成了5个大型古裂陷、3个大型古隆起、5个大型古侵蚀面等大型控藏地质单元,对海相碳酸盐岩大中型气田形成分布起到关键性控制作用[13-16]。大型地质单元及其控制下的成藏要素叠合匹配是评选勘探领域、优选勘探区块的重要依据。

2.2.1 震旦系—下古生界是持续寻找规模发现的重点领域

四川盆地中国石油矿权区震旦系—下古生界待发现天然气资源量为4.35×1012m3,占海相碳酸盐岩待发现资源量的45.7%,仍然是盆地海相碳酸盐岩寻找规模资源战略发现的重要领域。

(1)环德阳—安岳古裂陷周缘灯影组。以古裂陷生烃中心为核心,裂陷东、西两侧灯二段、灯四段台缘带,以及裂陷槽内灯影组规模残丘群等大型储集单元发育,并被裂陷槽及周缘优质烃源岩包裹,源储配置好,是规模成藏最有利领域。德阳—安岳裂陷槽内灯二段与构造斜坡背景、断裂叠合,可形成多个阶梯式圈闭,勘探前景广阔。

(2)川中古隆起斜坡带寒武系—奥陶系。以古隆起和加里东古侵蚀面为核心[32-33],古隆起北翼消亡期裂陷东侧沧浪铺组、环古隆起周缘龙王庙组、古隆起东缘坡折带洗象池组、古隆起南斜坡下奥陶统红花园组—桐梓组、古隆起高部位奥陶系加里东期岩溶残丘群等储集体发育,与筇竹寺组优质烃源岩形成下生上储的有利组合,通过有效的断裂输导,可以规模成藏,是盆地海相碳酸盐岩勘探的新区新领域。

(3)鄂西古裂陷周缘震旦系—寒武系。以古裂陷和古隆起为重点,鄂西古裂陷边缘台缘带与大巴山古隆起叠合区、环达州—开江古隆起斜坡带有利于规模储层发育[34],临近鄂西裂陷区筇竹寺组、陡山沱组厚层烃源岩,现今构造圈闭众多,勘探程度极低,是深层海相持续探索的重要新区带。

2.2.2 上古生界是寻找规模储量接替的战略准备领域

四川盆地中国石油矿权区上古生界待发现天然气资源量为3.21×1012m3,占海相碳酸盐岩待发现资源量的33.8%,是寻找盆地海相规模资源接替的战略准备领域。

(1)川西北部上古生界多期台缘带。以古裂陷边缘带为重点,龙门山克拉通裂陷边缘带泥盆系观雾山组、二叠系栖霞组台缘滩相白云岩储层叠合发育,开江—梁平海槽西侧边缘带茅口组、吴家坪组、长兴组台缘滩相储层叠合发育[35],临近德阳—安岳古裂陷区寒武系和开江—梁平海槽区二叠系两套优质烃源中心,上覆中—下三叠统两套厚层膏岩盖层,具备形成大中型气田的基本地质条件,是盆地重要的勘探接替领域。

(2)盆地二叠系多类型储层。以古隆起周缘、海槽(台凹)边缘滩相孔隙型和古侵蚀面岩溶型两类储层为对象,川西南部地区龙门山克拉通裂陷边缘带和环川中古隆起区栖霞组、川中北部—川东地区台洼边缘茅口组、开江—梁平海槽东侧铁山坡以西和城口—鄂西海槽西侧及蓬溪—武胜台凹边缘长兴组是二叠系滩相孔隙型储层勘探的新区块。

2.2.3 中—下三叠统是持续深化勘探的重要领域

(1)下三叠统飞仙关组。立足海槽及台凹周缘鲕粒滩相孔隙型储层,开江—梁平海槽、城口—鄂西海槽台缘带依然是深化勘探的主要方向,同时开江—梁平海槽和蓬溪—武胜台凹区飞仙关组多期叠置型滩体是值得关注的新领域。

(2)中三叠统雷口坡组。以相控型储层和岩溶储层为对象,川西地区发育雷一1、雷三、雷四1、雷四3多套滩相白云岩储层,通源断裂、构造圈闭和构造—岩性圈闭发育,是雷口坡组相控型储层勘探的主要方向;川西南—川中地区印支末期古侵蚀面与雷口坡组多套滩相白云岩叠加,发育滩相岩溶型储层,是寻找构造—地层气藏、构造—岩性气藏有利方向。

3 结论

(1)四川盆地海相碳酸盐岩勘探成果与认识进展丰硕。形成“双多叠合”控储模式、高产储集体精细预测和钻井测试等川中地区安岳气田灯影组台内精细勘探理论与技术,推动了台内区1590×108m3天然气探明地质储量规模升级;明确浅海台缘环境控制多套白云岩储集体、“三级台阶”构造格局控制着圈闭展布的川西地区上古生界深层海相碳酸盐岩成藏理论认识,落实资源规模超千亿立方米;基于层序地层建模、岩性封堵机制、构造演化和有效圈闭描述等研究,形成川中北部地区海相多层系立体成藏立体勘探局面,川中古隆起斜坡区岩性圈闭勘探见到重要新苗头。

(2)四川盆地海相碳酸盐岩天然气资源占比重,大中型气田多,待发现资源量大、占比重,是规模资源发现的战略领域。在勘探新成果与新认识的指导下,有效评价盆地其他区块勘探潜力区带,德阳—安岳古裂陷槽周缘震旦系、川中古隆起及斜坡带寒武系—奥陶系是持续规模发现的重点领域;川西北部地区上古生界多期台缘带、盆地二叠系滩相白云岩孔隙型储层和岩溶缝洞型储层发育区是战略准备领域;环海槽(台洼)周缘飞仙关组、川西—川中地区雷口坡组是深化勘探领域。

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