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柴达木盆地第四系岩性气藏成藏条件

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柴达木盆地 第四系 性气 藏成藏 条件
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天然气工业 2009年9月 柴达木盆地第四系岩性气藏成藏条件* 张林 孙平 张绍胜 徐之远。 郭泽清 田继先 孔骅 1.中国石油勘探开发研究院廊坊分院2.中国石油青海油田公司勘探开发研究院 张林等.柴达木盆地第四系岩性气藏成藏条件.天然气工业,2009,29(9):32—34. 摘 要 柴达木盆地三湖地区第四系为弱成岩疏松砂岩地层,近几年围绕构造圈闭的勘探成效不大,岩性气 藏将成为该区天然气储量的又一增长点。在层序地层分析基础上,分析了该盆地第四系独特的沉积条件及岩性气 藏成藏条件:①盆地周边的构造坡折带是岩性圈闭的有利发育区;②构造背景上的斜坡带是岩性气藏发育区;③深 层岩石的弱成岩作用有利于岩性圈闭的形成。根据对三湖地区第四系构造背景、沉积体系展布特征及岩性圈闭发 育条件等的综合分析,得出三湖地区七个泉组发育有岩性尖灭带、盆地内沉积低隆起或鼻隆起带、斜坡带及透镜体 等类型的岩性圈闭的认识。最后,提出了三湖地区岩性气藏的勘探技术对策:应加强保低频保振幅地震处理与综 合解释,高分辨率露头层序的建立,测井资料的精细对比分析等工作。 关键词 柴达木盆地 第四纪 三湖凹陷 岩性油气藏 生物气 成藏条件 岩性圈闭 勘探技术对策 787/j.000—0976.2009.09.008 柴达木盆地三湖地区西起那北~落雁山一红三 旱四号一带,东至南北霍布逊湖,北以陵问、锡南、埃 南断裂为界,南至昆仑山前的边界断裂,面积约 50 000 图1)。该区生物气资源量“三次资源评 价”约为1.5×10 m。。截至2006年底,累计探明天 然气地质储量2 771×10 m。,探明率为18.8 。 图1 柴达木盆地三湖地区勘探分布图 1第四系独特的沉积条件 柴达木盆地第四系为多期滨浅湖相砂泥薄互层 沉积,现今地层平缓及成岩作用弱等独有的地质特 征,有利于三湖地区第四系岩性气藏的形成三 湖地区第四系构造稳定,呈南稍陡北缓的“箕状”平 缓坳陷型盆地,自昆仑山前至三湖凹陷为平缓的单 斜盆地,地层褶皱十分微弱,地层倾角一般为2。~ 3。,断层不发育,至盐湖一驼峰山构造一线以北才见 明显的褶皱和断层发育。根据现在沉积地貌特征, 南部发育大规模的冲积扇一三角洲群,北部缺乏物 源,根据“将今论古”沉积学原理分析第四系的沉积 特征。 三湖地区第四纪早期为湖盆扩张期,砂体沿滨 岸分布;受湖平面频繁升降、湖岸线动荡迁移,沉积 砂体沿滨岸平面上呈带状迁移、纵向上反复叠加。 第四纪中晚期为湖盆鼎盛时期,湖平面相对稳定,沿 岸砂体沉积相对稳定,连片分布;泥岩与粉砂岩问互 沉积形成了良好的生储盖组合。第四纪末期以来湖 盆萎缩,形成的盐岩成为优质的区域盖层。第四系 的沉积中心由西向东迁移。 层拉平东西剖面反映中心向东迁移,古近纪~ 新近纪狮子沟期至第四纪七个泉中期为岩性气藏发 育段,沉积中心由西向东迁移特征明显。现今湖盆 萎缩到东南达布逊一察尔汗一带,南北剖面上第四 *本文受到中国石油天然气股份有限公司重大专项“柴达木盆地油气勘探开发关键技术研究”(编号:07—01Z 01 03)的资助。 作者简介:张林,1969生,高级工程师,博士研究生;主要从事构造、天然气勘探等研究工作。地址:(065007)河北省廊坊 市万庄44号信箱天然气地质所。电话:(010)69213551,13930631827。 32 · 第29卷第9期 天然气工业 系沉积中心迁移不明显,但能反映水体的动荡变化。 南部持续发育较大规模的冲积扇一三角洲群,岩性 粗相变快,是三角洲和浊积砂岩性勘探新领域。北 斜坡在早期有季节性水系,横向不连续性反映三角 洲前缘环境;中晚期在没有外源输入的情况下,受环 岸流和湖水进退的控制,沿滨浅湖相带发育滩坝砂。 2岩性气藏成藏条件 1.1盆地周边构造坡折带为岩性圈闭有利发育区 构造坡折带对层序、沉积和岩性圈闭的发育具 有十分重要的控制作用,在不同构造坡折域可以形 成不同类型的岩性圈闭口]。断裂坡折带往往控制着 低位体系域的发育区域,其上游方向是下切谷和剥 蚀面最发育的地带。在高水位期常常控制着高位体 系域,构造坡折带的差异沉降,可导致砂体的层数和 厚度明显加大,沉积旋回增多。构造坡折带是不整 合面开始发育的部位,有利于形成地层圈闭。 三湖地区的南北斜坡带存在坡折带,在地震剖 面上第四系七个泉组顶部K 标志层的层拉平地震 剖面上见厚度快速变化带。在平面地层厚度上变化 不均一,自坳陷边缘向坳陷中心形成阶梯状增厚。 在北斜坡自涩北、台南、盐湖、哑叭尔构造线以南的 第四系地层厚度从1 8OO 00m,变 化梯度为100 m/峰山、台吉乃尔以南地层厚 度从1 200 100 m,变化梯度为100 ~120 m/三湖地区南斜坡向中央凹陷的转 折部位存在受基底断裂控制的构造坡折带,南斜坡 的/l:以东地区也存在厚度快速变化带,变化梯度 为6O~120 m/仑山物源与坡折带匹配,是岩 性圈闭发育的有利区带。 2.2构造背景上的斜坡带是岩性气藏发育区 从现在勘探结果来看,三湖地区已发现气田全 为构造类圈闭,从理论上讲一个地区并不仅局限于 构造圈闭,该地区应该存在岩性尖灭地层圈闭和孤 立砂岩透镜体等类型的岩性圈闭。在实践上也已经 零星发现了几个岩性气藏,例如位于涩北一、二号构 造鞍部的涩27井中第零气层组和第一气层组中的 一些气层,是在背斜圈闭背景上,沿上倾方向相变、 尖灭形成的;位于台吉乃尔构造低部位的台中2井 700 1"13.处的气层也是在背斜背景上,由于砂体上倾 尖灭而形成岩性气藏。 三湖地区第四系局部构造为同沉积构造,构造 幅度上小下大,浅层构造形成受深部古近系一新近 系古构造控制 ]。由于同沉积背斜是继承性发育, 在构造顶部具有相对较浅的沉积水体和较大的水动 能,在构造顶部一般具有岩性相对较粗、砂质岩比例 较大的特点,并具有较好的孔隙度和渗透率。在构 造斜坡带由于水体相对变化较快,在顺物源方向易 形成岩性尖灭带,发育岩性气藏。由于同沉积背斜 是生物气的长期运聚区,使气田具有最高的冲注能 力,涩北一号、涩北二号和台南气田均具有上述特 征。在构造背景的斜坡带由于位于生物气的运移通 道上,有利砂体带将优先捕获生物气成藏。 2.3深层岩石的弱成岩作用有利于岩性圈闭形成 第四系岩石固结程度低、孑体为弱成 岩作用,处于早期成岩阶段。第四系沉积体系主要 为湖泊、河流相,储层以滨浅湖滩坝砂体为主,沉积 水体的频繁进退,使储层具有单层厚度小、发育层数 多的特点,结构疏松、原生孔隙发育。无论是砂岩还 是泥质粉砂岩,都具有25 ~41 的孔隙度。 压实作用是沉积物最重要的成岩作用之一,它 导致孔隙水排除,孔隙度减少,岩石体密度增加。三 湖地区第四系地层主要的成岩作用是压实作用,不 同岩性其压实特征不尽相同。研究表明,压实早期 对泥岩的影响较对砂岩显著,0~2 000 ,页岩的孔隙度随深度的变化速率相对较大,而砂 岩的变化速率相对较小,在相同深度范围内,泥质岩 物性变化的速率总比砂质岩性大(图2)。特别是深 度超过900 m,由于地层水的大量排出,泥岩塑性消 失,已相当致密且明显成层;粉砂岩已趋于点接触, 但是胶结物较少,仍较疏松。泥质岩压实程度超过 砂质岩,两者排替压力差逐渐增大,泥岩层易形成侧 向封堵,有利于岩性气藏形成。 孔隙度f%) 图2 涩北一号气田砂、泥岩压实曲线对比图 3岩性气藏勘探有利区及勘探技术对策 3.1勘探有利区 根据三湖地区第四系构造背景、沉积体系展布 · 33 · O O O O O 0 O O ∞ 一 隧 天然气工业 2009年9月 特征及岩性圈闭发育条件等综合分析,提出三湖地 区七个泉组发育有岩性尖灭带、盆地内沉积低隆起 或鼻隆起带、斜坡带及透镜体等类型的岩性圈闭。 1)岩性尖灭带指在灶地北(灶地以北)、格北(格 尔木以北)及哑南(哑叭尔以南)地区。由于在昆仑 山前的灶地、格尔木及祁连山前的哑叭尔地区为第 四系的主要物源,发育冲积扇沉积体系,在冲积扇前 的地区易形成沙坝带,在斜坡背景下透镜体以及岩 性上倾尖灭体等岩性圈闭非常发育。在盐湖一哑叭 尔地区由于受锡铁山物源的影响,在断裂下降盘形 成了洪积扇沉积体,厚度较大,向南变为三角洲相、 滨浅湖相,为岩性尖灭发育区。 2)沉积低隆起或鼻隆起带指在第四系沉积时的 湖盆地内的沉积低隆起或鼻状隆起带,主要是台 南一涩北、涩东南等地区。第四系的低缓背斜构造 一般在第四纪初期开始发展,在中晚期得到定型,具 有雏形期一稳定继承发展期一大幅度隆升定型期的 演变过程。盆地内沉积低隆起或鼻隆起带整体处于 滨浅湖区,在局部形成高背景,将控制砂体分布: ①在稳定环境下,顶部砂体相对富集;②在相对快速 沉积的背景下,在斜坡带形成岩性变化带,为岩性气 藏发育区。 3)斜坡带指由于第四纪沉积时三湖凹陷的南、 北斜坡的坡折带地区,主要是涩北气田南、驼峰山西 及船形丘等地区。南斜坡地形比较平缓,构造不太 发育,物源相对很丰富,透镜体以及岩性上倾尖灭体 等岩性圈闭非常发育,寻找隐蔽油气藏的可能性很 大 ]。北斜坡带地层厚度变化不均一,从坳陷边缘 向坳陷中心呈阶梯状增厚,发育涩北一台南一盐湖 一带以南及驼峰山一台吉乃尔一鸭湖构造一带以南 两个台阶带,存在发育岩性气藏的背景。 4)透镜状岩性圈闭指形成于四周被低(非)渗透 岩层所包围的各种透镜状、条带状或不规则状渗透 性储集岩层中的气藏。此类圈闭在三湖地区南斜坡 及湖盆内均有发育,在南斜坡地震相上表现为丘状 体和空白相。这类圈闭的沉积类型主要是浊积扇和 近岸扇体。湖盆内透镜状岩性圈闭较斜坡带透镜体 具有更为优越的生储盖组合条件。 3.2勘探技术对策 3.2.1 保低频保振幅地震处理与解释 柴达木盆地三湖地区由于地表的盐壳、湖泊及 沼泽与表层含气及低速异常等原因造成地震资料相 对较差,在含气区出现低频、时间下拉现象。针对三 湖地区的不同地表背景,形成保低频保振幅地震处 · 34 · 理与综合解释技术,解决三湖地区的勘探难点。从 不同流体与频率、振幅的关系上看不同的频带范围, 含气与含水的地震振幅响应不同;含气后低频段振 幅增强,高频段振幅减弱。所以,地震处理过程中应 注意保护低频,这不仅能使地震剖面能真实反应含 气或低速异常和刻画出较为真实的构造形态,且与 三湖地区气藏基本地质与地球物理特征较为吻合。 3.2.2 高分辨率露头层序的建立 三湖地区的岩性气藏勘探尚未起步,一些基础 工作有待系统研究,加强露头层序的精细研究是层 序地层研究的关键。通过对露头层序的详细研究, 结合精细的沉积体系分析,确定各级不整合面的形 态、分布范围、不整合面下的岩性、构造特征,确定不 整合面下的地层圈闭、不整合面上的地层超覆、下切 河谷等地层圈闭,结合体系域内各体系、各成因单元 的空间分布、相互配置,能够很好地展示各种沉积地 层圈闭,从而对沉积地层圈闭油气藏做出高精度 预测。 3.2.3测井资料的精细对比分析 三湖地区的第四系沉积为弱固结砂泥岩互层沉 积,岩屑录井的偏差相对较大,充分应用测井曲线, 以北斜坡已发现的气田为主进行解剖,落实主力气 田是否发育岩性区。 4 结论 1)柴达木盆地第四系为多期互层湖相砂泥岩沉 积,现今地层平缓、成岩作用弱及水动力弱等独有的 地质特征,有利于三湖第四系的岩性气藏形成。台 东鼻状隆起区的台南9井等井获气,表明该区的发 育薄层、单层尖灭或透镜状砂体的岩性气层,为岩性 气藏有利区。 2)三湖地区第四系沉积由于为多期湖进湖退沉 积,砂泥互层发育。三湖地区的南北斜坡带存在坡 折带,可以形成不同类型的岩性圈闭。构造背景上 的斜坡带是岩性气藏发育区,斜坡带岩性侧向变化 大,在气源充足条件下,有利于形成岩性气藏。 3)三湖第四系岩性气藏勘探有岩性尖灭带、沉 积低隆起或鼻隆起带、斜坡带及透镜体等类型。岩 性尖灭带有灶地北、格北及哑南等地区,盆地内沉积 低隆起或鼻隆起带有台南一涩北及涩东南等地区, 斜坡带有涩北气田南、驼峰山西及船形丘等地区。 4)应加强三湖地区的保低频保振幅地震处理与 综合解释、高分辨率露头层序的建立、测井资料的精 细对比分析等工作。 (下转第45页) 第29卷第9期 天然气工业 考虑到鄂尔多斯盆地东部上古生界气层自千5 段至太原组各层段岩石物理性质具有很大的差异, 不同层段分别建立产能预测图版效果更好,图版精 度会得到进一步提高。 5 结论 利用测井资料进行气层产能预测,是一项较为 困难的工作,特别是岩性油气藏中因影响因素众多, 难度更大,但通过多参数相关分析方法,仍可取得一 些好的进展。笔者通过测井资料储层静态参数及流 体性质参数全面分析,初步建立了产能预测图版,尽 管预测精度上仍有待进一步提高,但相信通过更多 参数的应用,建立涵盖范围更广的产层综合指标,最 大限度降低单一指标影响的偶然性,可以建立精度 更高的岩性气藏产能预测方法。 参 考 文 献 [1]许延清,李舟波,陆敬安.利用测井资料预测油气储层产 (上接第34页) 参 考 文 献 安,胡宗全,等.柴达木盆地第四系层序地层特 征与油气评价[J].石油勘探与开发,2002,29(1):56~60. 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