川中地區(qū)侏羅系適合頁(yè)巖油氣藏開(kāi)采的地質(zhì)依據(jù)

摘 要

四川盆地川中地區(qū)中、下侏羅統(tǒng)油氣藏包括大安寨段、馬鞍山段、珍珠沖組(段)、涼高山組、下沙溪廟組底部油氣藏。

    四川盆地川中地區(qū)中、下侏羅統(tǒng)油氣藏包括大安寨段、馬鞍山段、珍珠沖組()、涼高山組、下沙溪廟組底部油氣藏。對(duì)于大安寨段油氣藏的儲(chǔ)層類(lèi)型,傳統(tǒng)觀(guān)點(diǎn)公認(rèn)為是裂縫型,并且得到了井筒的相關(guān)資料證實(shí),但是隨著該區(qū)頁(yè)巖氣的開(kāi)采成功,又開(kāi)拓了新的認(rèn)識(shí)起點(diǎn):隨著遠(yuǎn)離井筒,不少證據(jù)顯示出大安寨段油氣藏儲(chǔ)集層具有裂縫-孔隙型特征,而這些孔隙似乎更可能是存在于頁(yè)巖當(dāng)中的,后續(xù)產(chǎn)出的油氣很可能還有頁(yè)巖當(dāng)中游離油氣的供給。通過(guò)對(duì)油氣顯示、儲(chǔ)層特征以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等資料的分析,認(rèn)為該區(qū)大安寨段油氣藏由頁(yè)巖中的油氣補(bǔ)給而形成目前的生產(chǎn)狀況更為合理;裂縫更多起的是一種疏導(dǎo)通道作用——當(dāng)然并不排除介殼灰?guī)r中可能存在孔隙的可能性,只是認(rèn)為石灰?guī)r中的孔隙不應(yīng)該是唯一的儲(chǔ)集空間,甚至可能不是其最為重要的儲(chǔ)集空間;中國(guó)石油化工股份有限公司在元壩區(qū)塊已經(jīng)做出了有關(guān)嘗試,并取得成效。結(jié)論認(rèn)為:如果頁(yè)巖中的油氣是該區(qū)侏羅系油氣藏重要的補(bǔ)給源,那么,應(yīng)用頁(yè)巖油氣(致密油)的開(kāi)采思路和技術(shù)將有可能是更為有效的手段和方式。

    關(guān)鍵詞  四川盆地  川中地區(qū)  -中侏羅世  儲(chǔ)集層類(lèi)型  頁(yè)巖油氣  致密油  連續(xù)型油氣藏  地質(zhì)依據(jù)

人們對(duì)于有效油氣藏的認(rèn)識(shí)是隨著技術(shù)進(jìn)步和勘探實(shí)踐的發(fā)展而變化的。美國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)取得成功,大大改變了世界的天然氣生產(chǎn)格局,隨著頁(yè)巖氣的鉆探開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)入中國(guó),四川盆地志留系龍馬溪組、寒武系筇竹寺組等傳統(tǒng)意義上的非產(chǎn)層現(xiàn)在也逐漸進(jìn)入了有關(guān)石油公司的視野。

基于此,對(duì)于四川盆地川中(龍崗)地區(qū)侏羅系的儲(chǔ)層類(lèi)型,此前普遍認(rèn)為沙-(下沙溪廟組)是裂縫-孔隙型,大安寨段則是裂縫型儲(chǔ)層。所有井眼的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象都支持上述結(jié)論,并且得到了鉆探和鉆井取心物性分析數(shù)據(jù)的證實(shí)。但是在向井眼之外繼續(xù)延伸的時(shí)候,包括長(zhǎng)期的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料則顯示出不同的結(jié)論:許多證據(jù)均表明,大安寨段油氣藏介殼灰?guī)r的儲(chǔ)層表現(xiàn)出孔隙-裂縫型的儲(chǔ)層類(lèi)型特征。但是,石灰?guī)r的孔隙度極低,不足以支持這種新認(rèn)識(shí)。極低孔隙度的介殼灰?guī)r中發(fā)育的裂縫主要充當(dāng)滲流通道,其主要作用是使得油氣自噴產(chǎn)出,儲(chǔ)集油氣的空間主要為石灰?guī)r周?chē)捻?yè)巖中的孔隙空間中的游離原油。因此,當(dāng)具有頁(yè)巖油氣開(kāi)采技術(shù)時(shí),納米級(jí)的孔隙空間也就成為了有效的孔隙,那么傳統(tǒng)的儲(chǔ)集層孔隙度下限值就不能作為衡量是否為儲(chǔ)層的標(biāo)準(zhǔn)了。筆者認(rèn)為,上述孔隙應(yīng)當(dāng)是石灰?guī)r周?chē)膰鷰r——頁(yè)巖的貢獻(xiàn);大量的油氣可能來(lái)自于頁(yè)巖中。因此,可以將頁(yè)巖油氣的開(kāi)采思路和技術(shù)應(yīng)用在該區(qū)侏羅系油氣藏的勘探開(kāi)發(fā)實(shí)踐中。

1  泥頁(yè)巖是油氣賦存的重要場(chǎng)所

頁(yè)巖油氣藏的概念引入中國(guó)后,進(jìn)一步劃分為頁(yè)巖氣(賦存于烴源巖)、致密氣和致密油(賦存于非烴源巖)等類(lèi)型。根據(jù)林森虎等的介紹[1],致密油是指以吸附或游離狀態(tài)賦存于富有機(jī)質(zhì)且滲透率極低的暗色頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖和砂巖夾層系統(tǒng)中的自生自?xún)?chǔ)、連續(xù)分布的石油聚集。頁(yè)巖生成的油氣除部分排出并運(yùn)移至砂巖或碳酸鹽巖等滲透性巖石中形成常規(guī)油氣藏外,大量(超過(guò)總生烴量的50)原地滯留,以游離烴和吸附烴的形式賦存于納米級(jí)孔隙或微裂縫中,有可能形成可供商業(yè)開(kāi)采的致密油()。

1.1  頁(yè)巖層段油氣顯示頻繁、有一定的產(chǎn)油能力

作為鉆孔采礦的石油行業(yè),對(duì)于鉆進(jìn)過(guò)程中的油氣顯示,必須引起足夠的重視。在鉆井過(guò)程中出現(xiàn)高級(jí)別的油氣顯示,測(cè)試部門(mén)通常會(huì)將其鄰近的石灰?guī)r或砂巖層段一起射孔打開(kāi),如龍崗9井在沙一段底部有油氣顯示,測(cè)試時(shí)將其和之上的70多米砂巖層段一起射開(kāi)試油,產(chǎn)出的油氣流可以理解為二者共同產(chǎn)出。

在龍崗地區(qū)川龍63井涼上段井深2 831.42866.0 m的黑色頁(yè)巖、細(xì)砂巖層段中發(fā)生強(qiáng)烈井噴、井涌,噴高達(dá)l7 m,見(jiàn)綠色原油,大一三亞段,井深3 065.53112.0 m介殼灰?guī)r、黑色頁(yè)巖層段中發(fā)生油氣浸、井涌,見(jiàn)褐黑色原油;在川65井涼上段井深3 195.63204.8 m的細(xì)中粒砂巖、黑色頁(yè)巖鉆進(jìn)中發(fā)生嚴(yán)重氣浸、井噴;在川66井井深2 837.82953.8 m涼上段細(xì)粒砂巖、黑色頁(yè)巖中發(fā)生油氣浸、井涌,噴高為2 m;在川67井涼上段、大一三亞段、大三段的黑色頁(yè)巖、介屑黑色頁(yè)巖中發(fā)生油氣浸、間歇井涌,槽面見(jiàn)油花;在川68井涼上段、大一三亞段黑色頁(yè)巖、中砂巖、介屑灰?guī)r中發(fā)生油氣浸,并溢出原油l5L;川71井在涼高山組和大安寨段的包括黑色頁(yè)巖的地層中共撈出l0多噸原油。龍崗地區(qū)新鉆井中,龍崗9井大安寨段大一下部的油氣顯示井段厚度為4 m,其中頁(yè)巖厚度占80%,介殼灰?guī)r占20%,隨后與大一段頂部3 m多厚的介殼灰?guī)r合試,獲日產(chǎn)十多立方米的原油。龍崗2、龍崗6、龍崗26等井在黑色頁(yè)巖中也有氣測(cè)異常的顯示。最近的龍淺2井在頁(yè)巖段也有良好的油氣顯示,并且單層測(cè)試獲得工業(yè)氣流。從表l中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果中可以看出,泥頁(yè)巖中的油氣顯示占了總的油氣顯示的13。而龍崗地區(qū)和雙河構(gòu)造已有泥頁(yè)巖、介殼灰?guī)r互層的工業(yè)油氣井。

大安寨段油氣藏的產(chǎn)氣量和儲(chǔ)層的厚度不一定呈正相關(guān)比例。龍崗9井的大安寨段解釋儲(chǔ)層厚度為5.0 m,測(cè)試日產(chǎn)油量為80 m3;而龍崗l02X井,測(cè)井解釋儲(chǔ)層厚度為5.8 m,測(cè)試日產(chǎn)油量為0.1 m3。

在龍崗侏羅系測(cè)井攻關(guān)項(xiàng)目研究中,得出沙一段底部產(chǎn)油層的含油飽和度受涼高山組的烴源巖厚度控制。烴源巖厚度越大,含油飽和度越高。出油井都分布在烴源巖厚度在30 m以上的區(qū)域;而厚度小于20 m的區(qū)域,含油飽和度都小于60%,油層飽和度不高。表明龍崗地區(qū)的烴源橫向運(yùn)移極短,基本處于原地生油,就地儲(chǔ)集成藏。

 

勘探實(shí)踐表明,中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司礦權(quán)區(qū)塊的老井、新井均有工業(yè)油氣流產(chǎn)出。既然在常規(guī)的鉆井中能夠獲得工業(yè)油氣井,那么,我們?yōu)槭裁礇](méi)有理由相信在水平井、叢式井的鉆探中能夠獲得更多工業(yè)油氣井呢?中國(guó)石化勘探南方公司在四川盆地元壩區(qū)塊自流井組獲得高產(chǎn)油氣井即可作為證明——據(jù)郭彤樓介紹[2],元壩區(qū)塊根據(jù)頁(yè)巖氣思路進(jìn)行勘探的”“3口自流井組工業(yè)氣井油氣顯示主要集中于泥頁(yè)巖或泥頁(yè)巖與砂巖、石灰?guī)r界面,測(cè)試層段泥頁(yè)巖占地層厚度比例分別為61.3%、60%、31.6%,說(shuō)明測(cè)試層段泥頁(yè)巖中富含天然氣”。

對(duì)于該區(qū)中、下侏羅統(tǒng)和須家河組須三段、須五段等泥頁(yè)巖中的頻繁的油氣顯示,此前由于工藝等技術(shù)原因沒(méi)能引起足夠的重視,頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)的引進(jìn),使得我們今后可以對(duì)于這類(lèi)頁(yè)巖中的油氣顯示做更多的研究和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等工作。

1.2大安寨段石灰?guī)r儲(chǔ)層基質(zhì)孔隙度極低、儲(chǔ)集空間極其有限

根據(jù)目前已取心鉆井的物性測(cè)試,表明大安寨段主要產(chǎn)層段的石灰?guī)r孔隙度極低,大多小于1%,顯示出非儲(chǔ)集層的特征,油氣產(chǎn)出主要是純石灰?guī)r的裂縫起作用。而有測(cè)試顯示,泥質(zhì)含量越高孔隙度反而越高,石灰?guī)r越純則孔隙度反而越低,純介殼灰?guī)r孔隙度平均小于l(2)。

 

根據(jù)對(duì)中國(guó)石油西南油氣田公司川中油氣礦測(cè)試的秋林1井大安寨段石灰?guī)r壓汞資料的分析,石灰?guī)r基本不具備儲(chǔ)集空間;中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院所作的龍崗地區(qū)大安寨段灰?guī)r的核磁T2譜特征分析結(jié)果,同樣表明其孔隙度極小,而儀2井大安寨段石灰?guī)r孔隙度高,含基質(zhì)可動(dòng)流體,但卻沒(méi)有工業(yè)氣流產(chǎn)出(1)。

 

薄片觀(guān)察結(jié)果也表明,大安寨段石灰?guī)r、泥晶灰?guī)r以裂縫為主(2-ab、C、d)。

 

舉一個(gè)較為典型的實(shí)例來(lái)說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題:金3X井大安寨段大一層段,井涌顯示層段為含泥質(zhì)介殼灰?guī)r,泥質(zhì)含量較大,加上灰質(zhì)條帶,總厚2.3 m,累計(jì)產(chǎn)油2.993 7×104 t,按孔隙度0.93%、裂縫孔隙度0.15%來(lái)計(jì)算,合計(jì)孔隙度為1.08%,含油飽和度60%,原油密度為0.7gm3,采收率6%來(lái)計(jì)算,含油面積應(yīng)為47.8 km2,補(bǔ)給半徑為3.9 km。按照常規(guī)油氣藏的概念,所有的孔隙都完全是儲(chǔ)集層是不可能的,因而按照常規(guī)油氣藏石灰?guī)r的孔隙度下限值為2%,假設(shè)厚度為2.3 m的介殼灰?guī)r層中有厚0.5 m、孔隙度為2.0%的孔隙層段,其余的為非儲(chǔ)層段,那么供給油氣的面積需220 km2,補(bǔ)給半徑則需要8.37km。理論上,若要裂縫型的介殼灰?guī)r在方圓l6 km(直徑)范圍內(nèi)呈均勻分布是不符合裂縫型介殼灰?guī)r的非均質(zhì)分布特征的;實(shí)際上,這也和目前的鉆探現(xiàn)實(shí)不相吻合。

另一個(gè)例子是西28井大安寨段油藏:累計(jì)產(chǎn)油量為1.834 683×104 t,實(shí)測(cè)孔隙度為0.43%~2.62%,射孔段為介殼灰?guī)r層段,仍然按假設(shè)含油飽和度為60%、密度為0.7 gm3、采收率為6%計(jì)算,假設(shè)全部為有效孔隙度,含油面積應(yīng)為3.4 km2,補(bǔ)給半徑為1.04 km;如果有效孔隙度下限設(shè)為l.0%,平均孔隙度可以達(dá)到1.43%,但是儲(chǔ)層厚度僅有5.09 m,其他參數(shù)不變,則含油面積應(yīng)為l0 km2,補(bǔ)給半徑為1.78 km

因此,筆者認(rèn)為后期更多的油氣補(bǔ)給是圍巖(頁(yè)巖)中油氣的貢獻(xiàn),這樣的解釋?xiě)?yīng)該更為合理。

川中地區(qū)中、下侏羅統(tǒng)的油氣藏的儲(chǔ)層毫無(wú)疑問(wèn)是非常規(guī)儲(chǔ)層,尤其是和國(guó)內(nèi)的鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組油氣藏相比,儲(chǔ)層孔隙度極低,此前計(jì)算的公山廟構(gòu)造沙溪廟組油氣藏的砂巖儲(chǔ)層孔隙度下限定為3%,而大安寨段油氣藏產(chǎn)層段的介殼灰?guī)r更為致密,孔隙度往往小于2%,因此定為裂縫型油氣藏是合乎情理的。然而,與國(guó)外的頁(yè)巖油氣藏(致密油藏)相比,后者目前致密儲(chǔ)層的孔隙度也在6%左右或更高。然而事實(shí)上,到目前為止,國(guó)內(nèi)外的相關(guān)數(shù)據(jù)是不能進(jìn)行這種簡(jiǎn)單比較的——因?yàn)槊绹?guó)的致密油藏的儲(chǔ)層孔隙度是納米級(jí)的孔隙,包括礦物顆粒之間的無(wú)機(jī)孔隙和干酪根內(nèi)部的有機(jī)孔隙,而國(guó)內(nèi)的儲(chǔ)層的孔隙,完全是常規(guī)意義上的孔隙度,也就是說(shuō)是毫米級(jí),甚至微米級(jí)的孔隙空間也難以測(cè)出,而在侏羅系儲(chǔ)層中到底有多少納米級(jí)至微米級(jí)的無(wú)機(jī)和有機(jī)孔隙,目前沒(méi)有一個(gè)可靠的數(shù)據(jù)(國(guó)內(nèi)還沒(méi)有這種設(shè)備)。因此這是需要澄清的一個(gè)問(wèn)題[3]。

涼高山組的粉-細(xì)砂巖與美國(guó)致密油層中巴肯的MBl5層有許多相類(lèi)似的地方:砂巖顆粒極細(xì),主要為粉砂巖夾細(xì)砂巖,儲(chǔ)層孔隙度極低(導(dǎo)致涼高山組有好的生油層,但僅僅表現(xiàn)為占中、下侏羅統(tǒng)13的油氣顯示而產(chǎn)油井極少的不相稱(chēng)的生產(chǎn)格局),上下均有較好的生油層段分布,因此,在厚度分布較為穩(wěn)定的地區(qū),可以考慮實(shí)施頁(yè)巖油氣的開(kāi)采實(shí)驗(yàn)。而Eagle Ford組的有機(jī)碳含量介于1%~7%,其儲(chǔ)集巖中石英含量為20%左右、碳酸鹽巖含量為67%左右、總泥質(zhì)含量為7.5%、總孔隙度介于3.4%~l4.6%。其巖石成分和大安寨段的石灰?guī)r相類(lèi)似。致密砂巖油氣儲(chǔ)層中納米級(jí)孔隙以顆粒內(nèi)孔、自生礦物晶間孔及微裂縫為主,喉道呈席狀、彎曲片狀,孔隙直徑范圍介于l01 000 nm,主體為300900 nm[4]

在龍崗地區(qū)西北的元壩地區(qū),自流井組的“7口井大安寨段-馬鞍山段泥頁(yè)巖的巖心樣品分析孔隙度為0.78%~3.67%,平均2.5%,滲透率為0.0050.918mD,平均為0.09 mD”。微孔隙的孔徑在(2×4)(20×100)μm之間,面孔率平均在5%~l3%,具有較好的儲(chǔ)集空間。微裂縫發(fā)育,裂縫寬度為l5μm,有利于天然氣儲(chǔ)集和壓裂改造?!?/span>[2]

1.3壓力恢復(fù)曲線(xiàn)顯示雙重介質(zhì)特征

大安寨段油氣藏壓力恢復(fù)曲線(xiàn)(3)表現(xiàn)出裂縫孔隙型特征,裂縫儲(chǔ)集和基質(zhì)補(bǔ)給能力小。如前所述,作為產(chǎn)層的石灰?guī)r層段孔隙度極低,難以成為雙重介質(zhì)中的孔隙儲(chǔ)集、滲流通道的一種,而從表2也可看出,隨著泥質(zhì)增加,石灰?guī)r的孔隙度反而有增大的趨勢(shì),因此,筆者認(rèn)為極有可能是在泥頁(yè)巖中存在著這種孔隙特征的介質(zhì),在向井筒源源不斷地供應(yīng)著油氣,從而形成這種雙重介質(zhì)的壓力恢復(fù)曲線(xiàn)特征。

 

 

1.4生產(chǎn)動(dòng)態(tài)不同于裂縫型油氣藏

裂縫型油氣藏的生產(chǎn)特點(diǎn)是初始產(chǎn)量高、壓力下降快、能量衰減快、生產(chǎn)時(shí)間短。從柳X井的采油曲線(xiàn)來(lái)觀(guān)察,和許多川中地區(qū)其他構(gòu)造侏羅系的采油生產(chǎn)曲線(xiàn)特征相似——初始表現(xiàn)出裂縫型油氣藏的特點(diǎn):初始產(chǎn)量高、持續(xù)時(shí)間短、壓力下降快、連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間短(該井在2001年之前沒(méi)有生產(chǎn)時(shí)率的紀(jì)錄,在有記錄的20011-20104月整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中,生產(chǎn)時(shí)率介于2%~l2%,平均時(shí)率為6.1%。有些更低者可在2%左右,普遍小于20);但是后期隨著時(shí)間的推移(2004年以后生產(chǎn)時(shí)率在3%以下),這時(shí)生產(chǎn)壓力會(huì)在較低壓力處恢復(fù)穩(wěn)定(4),總的生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)(有些井間歇性產(chǎn)油可達(dá)數(shù)十年,如柳X井:1976-2010年,柳X井大安寨段油氣藏最終累計(jì)產(chǎn)原油達(dá)數(shù)萬(wàn)噸)

 

也就是說(shuō),在實(shí)際生產(chǎn)中,每個(gè)月中開(kāi)井產(chǎn)油時(shí)間只在一天(生產(chǎn)時(shí)率3),然后接下來(lái)的29天中都是處于關(guān)井、恢復(fù)壓力,顯然這是一種產(chǎn)自裂縫型油藏的油氣,在幾十個(gè)小時(shí)既已自噴完畢,接下來(lái)的一個(gè)月中的絕大多數(shù)時(shí)間是頁(yè)巖的孔隙、微裂縫中的游離油氣,通過(guò)地層壓力向井筒附近(由于開(kāi)采油氣導(dǎo)致壓力下降,類(lèi)似于頁(yè)巖氣當(dāng)中的解吸作用)的區(qū)域進(jìn)行短距離運(yùn)移、富集的過(guò)程??梢韵嘈?,在石灰?guī)r產(chǎn)層段附近,仍然存在大量的頁(yè)巖中的游離油氣和吸附油氣,有待于我們應(yīng)用頁(yè)巖油氣的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行開(kāi)采。

總之,龍崗地區(qū)侏羅系油氣藏的種種跡象表明,在井筒中表現(xiàn)的是石灰?guī)r裂縫型油氣藏的特征,而越是遠(yuǎn)離井筒、越是遠(yuǎn)離初始的開(kāi)采時(shí)間,越表現(xiàn)出一種孔隙補(bǔ)充的特點(diǎn)。因此可以在某種程度上認(rèn)為,這是一種裂縫-孔隙型油氣藏。但是,和傳統(tǒng)定義的裂縫-孔隙型油氣藏不同的是,這種油氣藏的孔隙和裂縫不是賦存于一種常規(guī)的石灰?guī)r或砂巖巖性中的,而是由石灰?guī)r周?chē)捻?yè)巖所提供的,石灰?guī)r層具有發(fā)育良好的天然裂縫,也是水力壓裂的天然支撐劑。這種儲(chǔ)層組合非常有利于頁(yè)巖油氣開(kāi)采技術(shù)的實(shí)施。

2其他地質(zhì)條件

除了上述從儲(chǔ)層空間、動(dòng)態(tài)資料證明川中地區(qū)中、下侏羅統(tǒng)存在頁(yè)巖油氣藏以外,以下簡(jiǎn)要敘述在川中地區(qū)中、下侏羅統(tǒng)頁(yè)巖層段中的其他與頁(yè)巖油氣藏開(kāi)采有關(guān)的地質(zhì)特征,以期說(shuō)明其實(shí)施頁(yè)巖油氣藏開(kāi)采技術(shù)的地質(zhì)可行性。

2.1  裂縫發(fā)育程度及脆性顆粒的含量

川中地區(qū)中、下侏羅統(tǒng)油氣藏按照目前常規(guī)的生產(chǎn)工藝和采油方式所采出的油氣主要是石灰?guī)r裂縫中和圍巖-頁(yè)巖中的游離油氣(此前已經(jīng)部分應(yīng)用酸化、加沙壓裂等工藝措施,以及水平井的實(shí)踐),石灰?guī)r層具有發(fā)育程度良好的天然裂縫。

同樣在黑色頁(yè)巖中也不是非常純的黏土質(zhì)礦物,均含有一定比例的石英顆粒及鈣質(zhì)。根據(jù)薄片鑒定成果,大安寨段的頁(yè)巖有幾種類(lèi)型:①純的頁(yè)巖,黏土礦物占到80%~90%的含量;普遍含有8%的石英顆粒,部分含有305%的內(nèi)碎屑;粉砂質(zhì)泥頁(yè)巖,含有更高的脆性顆粒(20%左右)。這些顆粒可以成為水力壓裂的良好的支撐劑。

2.2頁(yè)巖中的有機(jī)碳含量

川中地區(qū)大安寨段中下部的黑色泥頁(yè)巖TOC介于0.9%~l.3%,成熟度處于生油高峰,目前的生產(chǎn)也證明有機(jī)質(zhì)和演化程度是有利的。而這一套黑色頁(yè)巖和介殼灰?guī)r的厚度分布也是比較穩(wěn)定的。而位于龍崗地區(qū)西北邊的元壩地區(qū)自流井組東岳廟段-大安寨段泥頁(yè)巖的有機(jī)碳含量最小值為0.2%,最大值為23.9%,平均有機(jī)碳含量為l.7%,有機(jī)碳含量大于1%的厚度比例為57%。其中東岳廟段的有機(jī)碳含量最小值為0.2%,最大值為9.95%,平均有機(jī)碳含量為1.92%;馬鞍山段的有機(jī)碳含量最小值為0.22%,最大值為15.64%,平均有機(jī)碳含量為2.Ol%;大安寨段的有機(jī)碳含量最小值為0.2%,最大值為2.24%,平均有機(jī)碳含量為l.02[2]。

2.3原油性質(zhì)

我們知道頁(yè)巖氣能從致密的頁(yè)巖中的納米級(jí)空隙中產(chǎn)出,一個(gè)重要的因素是天然氣的分子極小,更容易從微細(xì)孔喉中滲流;同樣,致密油的原油也需要較小的分子量,才能從致密的納米級(jí)孔喉中析出并產(chǎn)出。根據(jù)國(guó)外石油公司介紹中巴肯的原油相對(duì)密度在0.82左右;川中的原油據(jù)眾多的相對(duì)密度數(shù)據(jù)為0.707 80.875 0,平均為0.808 2,顯然具有可對(duì)比性。

2.4等溫吸附特征

據(jù)郭彤樓介紹元壩區(qū)塊的自流井組4塊泥巖樣品進(jìn)行了等溫吸附實(shí)驗(yàn),“在溫度30℃條件下,逐漸加壓至10.83 MPa,吸附量從00.891.74 m3t,YBll井樣品30℃時(shí)吸附量飽和壓力大約在12MPa[2],隨著溫度增加,吸附量將顯著降低。而該地區(qū)的地層溫度為100℃左右。

根據(jù)陳更生等[3]總結(jié)的北美頁(yè)巖氣藏l6種地質(zhì)特征與川中地區(qū)中、下侏羅統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比的結(jié)果如表3所示。表3表明川中地區(qū)中、下侏羅統(tǒng)油氣藏,絕大多數(shù)條件具有與頁(yè)巖油氣藏類(lèi)似的特征。如第9項(xiàng):油氣富集特征,目前所獲常規(guī)油氣井,正是在“甜點(diǎn)”油氣富集區(qū)處,應(yīng)用常規(guī)(目前逐漸使用一些非常規(guī)的增產(chǎn)措施,如水平井,而酸化壓裂則早已引人使用)鉆井即能獲得工業(yè)油氣流,可以期待,隨著頁(yè)巖油氣藏開(kāi)采技術(shù)的引進(jìn)應(yīng)用,必將獲得更大的油氣產(chǎn)量;而成藏機(jī)制和資源量則需要重新進(jìn)行研究和評(píng)價(jià)。

 

3  成藏模式

龍崗地區(qū)中、下侏羅統(tǒng)油氣的成藏模式可用圖5表示:紅色線(xiàn)段為地震解釋斷層,紅色條帶為地震反演的砂巖,黃色為地震反演的灰?guī)r,藍(lán)色為地震反演的頁(yè)巖,××代表示意性的裂縫發(fā)育帶。

 

從圖5中可看出,川中地區(qū)侏羅系油氣藏具有以下幾個(gè)特點(diǎn):①?zèng)]有構(gòu)造圈閉;②沒(méi)有明顯的巖性圈閉;③產(chǎn)油氣和裂縫密切相關(guān),組成獨(dú)立的儲(chǔ)滲體;④產(chǎn)油層位主要集中在生油層附近。

在構(gòu)造較平緩的斜坡帶地區(qū)如龍崗9井或龍崗7井等廣大的區(qū)域,中、下侏羅統(tǒng)的主要烴源巖為涼上段的黑色泥頁(yè)巖以及大安寨段的黑色泥頁(yè)巖、石灰?guī)r,這些烴源巖生成的烴類(lèi),首先由附近的小斷裂或()裂縫(構(gòu)造縫、層間縫)的疏導(dǎo),向就近的涼高山組或大安寨段中的具有一定儲(chǔ)集條件的砂巖中或富有溶蝕孔隙、裂縫的介殼灰?guī)r中運(yùn)移、聚集。從而形成一些自生自?xún)?chǔ)型的孤立的巖性或裂縫性油氣藏。

不同于以往的認(rèn)識(shí)是,筆者認(rèn)為:在生產(chǎn)過(guò)程中,大安寨段石灰?guī)r產(chǎn)層附近的頁(yè)巖會(huì)源源不斷地向井筒供給油氣,使得油氣井的生產(chǎn)可以在很小的壓力下間歇性生產(chǎn)很長(zhǎng)時(shí)間,從而形成一種產(chǎn)量小、規(guī)模小、間歇性生產(chǎn)時(shí)率低、總生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)的一種較為特殊的油氣井。因此,這種油氣成藏模式更接近于一種“連續(xù)型”的頁(yè)巖油氣藏[7]。如果這種成藏模式成立,將有利于指導(dǎo)川中地區(qū)中、下侏羅統(tǒng)的油氣勘探部署。

這種油氣藏按目前常規(guī)的生產(chǎn)工藝和采油方式所采出的油氣主要是石灰?guī)r裂縫中和圍巖-頁(yè)巖中的游離油氣。大量存在于頁(yè)巖中的吸附油氣可以通過(guò)目前國(guó)際上最先進(jìn)的頁(yè)巖油氣開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行開(kāi)采。這正是我們提出這種新的成藏模式的主要目的。本文主要是從儲(chǔ)層類(lèi)型即成藏模式闡述其適于以頁(yè)巖油氣(或稱(chēng)致密油氣)開(kāi)采,其他特征也正是我們今后需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容。

4  結(jié)論

通過(guò)對(duì)油氣顯示、儲(chǔ)層特征以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等資料的分析,認(rèn)為川中地區(qū)大安寨段油氣藏是頁(yè)巖中的油氣補(bǔ)給而形成目前的生產(chǎn)狀況更為合理。裂縫更多的是一種疏導(dǎo)通道的作用。這個(gè)結(jié)論并不排除介殼灰?guī)r中可能存在的孔隙特征,只是石灰?guī)r中的孔隙不應(yīng)該是唯一的儲(chǔ)集空間,甚至可能不是最為重要的儲(chǔ)集空間。如果頁(yè)巖中的油氣補(bǔ)給是油氣藏重要的補(bǔ)給源,那么,應(yīng)用頁(yè)巖油氣(致密油)的開(kāi)采技術(shù)將是更為有效的手段和方式。對(duì)此,中石化已在元壩區(qū)塊做出了嘗試[2]。

 

考文獻(xiàn)

[1] 林森虎,鄒才能,袁選俊,等.美國(guó)致密油開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及啟示 [J].巖性油氣藏,2011,23(4)25-30.

[2] 郭彤樓,李宇平,魏志紅,等.四川盆地元壩地區(qū)自流井組頁(yè)巖氣成藏條件[J].天然氣地球科學(xué),2011,22(1)1-7.

[3] 蔣裕強(qiáng),董大忠,漆麟,等.頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的基本特征及其評(píng)價(jià)[J].天然氣工業(yè),2010,30(10)7-12.

[4] 鄒才能,朱如凱,Ft斌,等.中國(guó)油氣儲(chǔ)層中納米孔首次發(fā)現(xiàn)及其科學(xué)價(jià)值[J].巖石學(xué)報(bào),201127(6)1857-1864.

[5] 陳更生,董大忠,王世謙,等.頁(yè)巖氣藏形成機(jī)理與富集規(guī)律初探[J].天然氣工業(yè),200929(5)17-21.

[6] 張聞林,王世謙.龍崗地區(qū)侏羅系儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)攻關(guān)及勘探目標(biāo)選擇[R].成都:中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,2006.

[7] 鄒才能,陶士振,袁選俊,等.“連續(xù)型油氣藏及其在全球的重要性:成藏、分布與評(píng)價(jià)[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2009,36(6)669-682.

 

本文作者:張聞林   周肖   嚴(yán)玉霞   何緒全

作者單位:中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院