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四川自流井构造西段T_1j_4_1_T_1j_3气藏气水分布特征及其控制因素探讨

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四川 自流井 构造 西段 T_1j_4_1_T_1j_3 气藏气 水分 特征 及其 控制 因素 探讨
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收 稿 日 期 :2005 - 08 - 08作 者 简 介 :兰 行 可 (1966 - ) ,女 ,四 川 达 州 人 ,工 程 师 ,从 事 矿 产 地 质 勘 查 及 技 术 管 理 工 作四 川 自 流 井 构 造 西 段 T1 1~ T1 藏气 水 分 布 特 征 及 其 控 制 因 素 探 讨兰 行 可 , 肖 秀 伦(四 川 盐 业 地 质 钻 井 大 队 ,四 川 自 贡 643000)摘 要 :自 流 井 背 斜 构 造 T1 1~ T1 藏 已 有 150 年 的 勘 探 开 发 史 ,气 藏 由 高 压 高 产 统 一 气 藏 逐 步 变 成 各 次 高点 的 独 立 区 块 ,天 然 气 被 围 闭 其 内 形 成 独 立 气 藏 。 通 过 对 自 流 井 背 斜 构 造 西 段 张 家 山 气 藏 的 储 集 特 征 、 控 制 因 素的 研 究 ,探 讨 气 藏 的 气 水 分 布 规 律 ,寻 找 挖 潜 方 案 及 新 区 开 发 。关 键 词 :储 集 层 ;气 水 界 面 ;气 水 分 布 控 制 因 素 ;自 流 井 构 造中 图 分 类 号 : 1     文 献 标 识 码 :A     文 章 编 号 :1006 - 0995 (2005) 04 - 0233 - 04自 流 井 背 斜 构 造 上 T1 1~ T1 下 三 叠 统 嘉 陵 江 组 四 段 一 层 至 三 段 ) 气 藏 的 勘 探 开 发 ,自 1850 年 随 着磨 子 井 T1 藏 的 发 现 便 逐 步 进 入 大 规 模 的 勘 探 阶 段 。 由 于 开 采 压 降 原 因 ,自 流 井 构 造 T1 藏 由 高 压 高产 的 气 藏 ,逐 步 变 成 各 次 高 点 的 独 立 区 块 ,天 然 气 被 圈 闭 其 内 形 成 独 立 气 藏 。 这 就 是 为 什 么 在 磨 子 井 区 块 内开 发 了 100 多 年 的 张 家 山 区 块 ,仍 获 日 产 10 万 的 天 然 气 井 。1   自 流 井 背 斜 构 造 西 段 地 质 概 况111   自 流 井 构 造 西 段 勘 探 情 况1964 年 在 西 段 张 家 山 地 区 ,源 丰 井 加 深 中 首 次 钻 遇 本 地 区 T1 然 气 ,日 产 917 万 地 层 压 力 3172目 前 已 钻 探 近 百 口 井 。 现 有 生 产 井 6 口 :源 丰 井 、 金 流 井 、 流 15 井 、 贡 4 井 、 长 兴 1 井 、 长 兴 3 井 ;单 井 日产 量 均 小 于 1 万 964 年 至 1999 年 T1 共 采 气 8175 万 占 该 地 区 总 采 气 量 的 49104 % ,近 期 平 均 递 增 降 率 1414 % ,目 前 开 采 压 力 小 于 011 地 区 自 开 采 以 来 ,因 缺 乏 原 始 地 层 压 力 及 开 采 有 关 的 动 态 资 料 ,无 法 用 压 降 法 计 算 气 藏 储 量 。 根 据 该气 藏 实 际 能 够 收 到 的 计 算 参 数 ,采 用 估 算 法 ,计 算 出 张 家 山 T1 藏 原 始 可 采 储 量 为 10185 亿 已 采 储 量7185 亿 保 有 储 量 3 亿 12   地 层自 流 井 背 斜 构 造 西 段 地 表 出 露 最 新 地 层 为 侏 罗 系 中 上 统 上 沙 溪 庙 组 ,其 余 地 层 深 埋 地 腹 。 侏 罗 系 中 下统 自 流 井 群 ( 2 泥 岩 、 砂 岩 和 灰 岩 ;三 叠 系 上 统 须 家 河 组 ( T3 为 砂 岩 、 页 岩 、 砂 质 页 岩 ,局 部 夹 薄 煤层 ;三 叠 系 中 统 雷 口 坡 组 (T2 l)为 灰 岩 、 白 云 质 灰 岩 、 白 云 岩 、 硬 石 膏 ;三 叠 系 下 统 嘉 陵 江 组 ( T1 j) 为 硬 石 膏 与白 云 岩 、 泥 质 白 云 岩 、 针 孔 状 灰 岩 。 其 中 T1 1~ T1 西 段 低 压 天 然 气 产 层 。113   构 造自 流 井 背 斜 构 造 西 段 位 于 自 流 井 背 斜 构 造 反 “ S” 型 西 端 转 折 部 位 。 从 构 造 、 成 因 上 分 析 ,属 四 川 盆 地 南部 丘 陵 起 伏 带 的 一 个 小 构 造 。 加 里 东 构 造 运 动 使 地 台 上 升 ,印 支 运 动 导 致 该 区 地 壳 急 剧 上 升 ,接 受 剥 蚀 ,造成 中 三 叠 统 缺 失 T2 T2 套 地 层 。 自 流 井 背 斜 构 造 的 基 本 情 况 是 北 缓 南 陡 ,两 翼 不 对 称 ,发 育 一 组 平 行长 轴 及 交 叉 的 “ X” 型 逆 掩 — 平 移 断 层 ,因 受 多 种 应 力 的 作 用 ,使 自 流 井 背 斜 构 造 呈 反 “ S” 型 。自 流 井 背 斜 构 造 西 段 形 态 比 较 复 杂 ,地 表 有 黄 葛 坡 断 层 和 重 滩 断 层 ,地 下 有 大 小 不 等 9 条 断 层 ,切 割 构造 的 不 同 部 位 。 主 断 层 有 黄 葛 坡 、 龙 潮 、 天 池 寺 三 条 北 西 西 向 断 层 ,而 天 池 寺 断 层 只 在 地 震 波 上 反 映 良 好 ,没3322005 年 12 月 第 25 卷 第 4 期               四 川 地 质 学 报               2005有 实 钻 资 料 。 黄 葛 坡 和 潜 伏 在 下 面 的 龙 潮 断 层 为 逆 掩 断 层 ,斜 切 西 部 轴 部 ,使 轴 线 错 开 ,造 成 上 、 中 、 下 三 盘形 态 不 同 的 构 造 。 上 盘 为 走 向 280° ,北 西 向 断 层 遮 挡 鼻 状 构 造 ,南 翼 的 流 5 井 逐 渐 变 缓 ,西 端 倾 没 变 陡 ;中 盘为 黄 葛 坡 断 层 与 龙 潮 断 层 之 间 形 成 面 积 不 大 的 狭 长 地 带 ,此 盘 变 化 剧 烈 ,褶 皱 、 扭 曲 多 ,为 裂 缝 发 育 部 位 ,是T1 层 主 要 产 气 部 位 ;下 盘 轴 向 北 东 东 ,向 两 翼 变 陡 ,为 南 陡 北 缓 的 不 对 称 构 造 。2   储 集 层 特 征自 流 井 背 斜 构 造 西 段 T1 藏 属 孔 隙 — 裂 缝 型 ,局 部 也 不 排 除 单 独 裂 缝 系 统 。 储 集 层 是 与 地 下 岩 性 、地 质 结 构 密 切 相 关 的 ,岩 性 、 岩 溶 和 构 造 是 控 制 本 区 低 压 天 然 气 富 集 的 主 要 因 素 。211   储 集 层 岩 性T1 1~ T1 层 为 浅 海 碳 酸 盐 沉 积 。 T1 1为 厚 层 状 灰 、 灰 褐 色 粉 晶 白 云 岩 ,砾 屑 白 云 岩 ,平 均 厚 度 26m ,在 12~ 55 m 之 间 变 化 ;T1 灰 褐 色 、 深 灰 色 灰 岩 ,普 遍 含 白 云 质 ,越 往 下 其 含 量 越 重 ,上 部 主 要 为 生 物 碎屑 灰 岩 、 细 晶 灰 岩 ,平 均 厚 度 100 m ,在 90~ 108 m 之 间 变 化 。212   储 层 类 型 及 特 征由 于 T1 1 、 T1 套 多 韵 律 的 碳 酸 盐 岩 ,岩 石 结 构 、 构 造 比 较 单 一 。 岩 石 的 孔 隙 度 不 发 育 ,所 见 孔 隙有 粒 内 孔 、 晶 内 孔 、 溶 蚀 孔 及 遮 蔽 孔 等 ,孔 隙 度 平 均 为 4113 % ,一 般 1144 %~ 10117 % ,且 多 被 方 解 石 和 石 膏 全充 填 或 半 充 填 ,使 储 层 变 差 。 裂 缝 一 般 成 段 发 育 ,其 类 型 有 平 行 层 面 、 垂 直 层 面 与 斜 交 层 面 三 类 型 ,主 要 属 构造 裂 缝 ,成 岩 期 裂 缝 少 而 细 。 这 些 裂 缝 多 被 方 解 石 和 石 膏 充 填 ,使 岩 石 的 孔 渗 条 件 变 差 ,渗 透 率 一 般 为 7~ 8但 另 一 方 面 因 断 层 而 使 岩 层 裂 缝 发 育 ,从 而 又 提 高 了 储 层 的 储 集 能 力 和 连 通 性 。T1 1~ T1 层 虽 属 低 孔 低 渗 碳 酸 盐 岩 储 集 层 ,这 对 油 气 的 储 集 不 利 ,但 事 实 表 明 ,储 层 有 丰 富 的 天然 气 ,这 显 然 是 构 造 裂 缝 起 到 了 关 键 作 用 。 大 量 实 钻 资 料 证 实 ,裂 缝 的 分 布 随 着 断 层 通 过 不 同 层 位 ,而 有 所不 同 ;从 横 向 分 布 看 ,是 不 均 匀 的 ,离 断 层 越 近 裂 缝 就 越 发 育 ,储 渗 条 件 就 越 有 利 ,反 之 就 变 差 ,最 有 利 的 部 位是 断 层 切 割 构 造 轴 线 ,产 生 褶 曲 拖 拉 等 处 。 本 地 区 的 张 家 山 黄 葛 坡 和 龙 潮 逆 断 层 ,在 轴 部 切 割 了 T1 1~T1 ,使 得 断 层 附 近 产 生 大 量 裂 缝 ,从 黄 葛 坡 断 层 看 ,上 盘 裂 缝 发 育 带 范 围 垂 直 距 离 20 m 左 右 ,下 盘 40m 左 右 ;而 龙 潮 断 层 所 钻 的 井 少 ,不 能 充 分 反 映 其 规 律 。综 上 所 述 ,张 家 山 地 区 凡 被 黄 葛 坡 断 层 切 割 T1 1~ T1 ,裂 缝 发 育 ,气 井 产 量 高 ,在 钻 井 中 有 放 空 、井 漏 、 井 涌 、 井 喷 、 蹩 跳 钻 显 示 ,视 电 阻 率 低 ,井 径 不 规 则 等 特 点 。3   气 水 分 布 特 征T1 1~ T1 段 主 要 产 层 ,也 是 高 产 量 产 层 ,不 少 井 测 试 达 10 万 d 以 上 ,产 气 部 位 为 T1 1底 部 、T1 。张 家 山 T1 1~ T1 属 孔 隙 — 裂 缝 型 ,具 有 统 一 气 水 界 面 。 气 藏 在 开 采 早 期 的 高 压 阶 段 隶 属 于 自 流井 气 藏 ,气 水 界 面 为 - 1 315 m ,随 着 不 断 开 采 ,地 层 压 力 不 断 降 低 ,加 之 边 水 不 断 推 进 ,使 得 西 段 张 家 山 T1 成 藏 ,目 前 气 水 界 面 已 升 至 - 865 m 以 下 。 而 位 于 气 藏 高 点 的 自 11 井 ,完 钻 后 仅 产 气 730 d ,产 水 150d ,这 说 明 构 造 含 气 性 比 较 复 杂 ,这 并 不 排 除 该 区 存 在 独 立 裂 缝 系 统 的 可 能 。总 体 上 说 T1 1~ T1 含 水 层 ,但 实 际 上 卤 水 在 其 中 分 布 是 比 较 复 杂 的 。 T1 1~ T1 一 般 位于 下 部 ,故 T1 具 有 层 位 性 ,上 部 和 下 部 各 见 一 层 孔 隙 水 。 上 部 水 层 : T1 区 域 气 水 层 ,具 有 统 一 气水 界 面 ,钻 井 过 程 中 产 水 不 明 显 ,测 试 仅 产 微 量 水 ,对 气 藏 的 开 发 前 期 基 本 无 影 响 ,但 随 着 气 藏 的 不 断 开 采 ,气 水 界 面 逐 渐 向 上 推 进 ,如 长 兴 3 井 自 1986 年 开 采 以 来 ,至 1996 年 水 淹 ,静 水 位 达 600 m。 下 部 水 层 :产 于T1 1中 ,日 产 水 达 100 矿 化 度 达 130 g/ L。 除 以 上 层 位 性 特 征 外 ,亦 有 随 裂 缝 发 育 中 出 现 产 水 段 的 ,没 有固 定 的 层 段 ,在 T1 3 、 T1 2 、 T1 1中 上 部 均 有 ,水 体 是 有 限 的 ,没 有 区 域 上 的 联 系 ,如 贡 5 井 的 两 个 产 水 段分 别 出 现 在 T1 1 、 T1 部 (1 396~ 1 418 m) 。 第 三 个 特 征 是 含 水 段 都 是 各 自 独 立 、 互 不 连 通 ,即 使 受 同一 断 裂 控 制 ,其 水 面 也 是 高 低 不 一 ,如 表 1 所 列 。432四 川 自 流 井 构 造 西 段 T1 1~ T1 藏 气 水 分 布 特 征 及 其 控 制 因 素 探 讨表 1   各 层 位 产 水 情 况 表井   名 层     位 产 水 段 静 液 面井 深 (m) 海 拔 (m) 井 深 (m) 海 拔 (m) 水 量 井 T1 1 1 350~ 1 375 - 1 012~ - 1 035T1 部 1 396~ 1 418 - 1 058~ - 1 080 1 315 - 975 25~ 26流 5 井 T1 / / 1 274 - 953 /自 11 井 T1 1 339~ 1 345 - 1 017~ - 1 023 1 014 - 692 136. 324   气 水 控 制 因 素 探 讨由 于 西 段 在 纵 向 上 是 一 个 多 产 层 区 ,特 别 是 T1 1~ T1 家 山 主 力 产 层 ,产 量 高 ,为 天 然 气 富 集 的 次高 点 之 一 ,天 然 气 均 富 集 于 张 家 山 的 黄 葛 坡 、 龙 潮 断 层 附 近 ,气 藏 属 孔 隙 — 裂 缝 型 ,具 有 统 一 气 水 界 面 ;但 在构 造 高 部 位 的 自 11 井 反 而 产 水 ,这 与 气 层 储 集 空 间 好 坏 、 构 造 圈 闭 大 小 、 断 层 及 水 文 保 存 条 件 等 均 有 一 定 关系 。411   盖 层T1 之 上 是 T1 2的 膏 盐 层 夹 白 云 岩 ,厚 度 20 m 左 右 ;膏 盐 单 层 厚 2~ 5 m ,而 顶 底 膏 盐 单 层 厚 均 在 5 ,根 据 研 究 ,3 m 厚 的 膏 盐 即 可 起 到 天 然 气 盖 层 作 用 ;而 T1 3为 9~ 14 m 左 右 的 白 云 岩 ,T1 4又 为 膏盐 夹 白 云 岩 ,厚 80~ 147 m。 所 以 就 T1 4~ T1 2整 体 而 言 ,厚 层 膏 盐 夹 白 云 岩 都 是 T1 的 良 好 盖 层 。表 2   卤 水 层 化 学 特 征 对 比 表项 目 组 分 黄 卤(T3 卤(T1 l~ T1 三 卤(T1 离子(g/ L)阴离子(g/ L)K+ 0. 38 2. 50 0. 39 53. 18 85. 77 46. 90 5. 22 2. 77 3. 91 1. 44 0. 07 0. 95 0. 36 0 0 0. 8~ 1. 4 0 0. 22 0. 057 0. 08 0. 33 95. 88 138. 78 83. 32 0 2. 72 0. 373 0. 11 0. 58 0. 51 0. 7653 0. 7513 0. 55. 0154 0. 0174 0. 012g/ L) 1. 06 2. 25 2. 156 高矿 化 度 (g/ L) 157. 30 234. 13 90. 75颜 色 黄 色 黑 色 无 色特征系数 103/ . 89 5. 41 6. 68K× 103/ . 96 18. 03 4. 74K/ . 50 3. 33 0. 7126. 71 184. 72 149. 66b b . 85 0. 95 0. 88b ( K) / b . 86 0. 97 0. 88b b . 04 0. 014 0. 034b b K 237. 98 58. 16 204. 42 102/ 1. 96 0. 44 103/ 1. 06 16. 21 30. 56在 张 家 山 有 黄 葛 坡 断 层 切 过 T1 4~ T1 2层 ,然 后 进 入 T1 1~ T1 裂 缝 发 育 带 而 产 生 天 然气 ,T1 4~ T1 2可 以 充 当 气 藏 的 盖 层 。 因 黄 葛 坡断 层 属 压 扭 性 ,其 本 身 对 天 然 气 具 有 遮 挡 作 用 ;何 况塑 性 极 大 的 膏 盐 层 ,它 极 不 易 产 生 裂 缝 ,且 易 受 力 裂开 后 而 又 迅 速 “ 愈 合 ” ,且 因 断 裂 产 生 的 逆 牵 引 褶 皱和 塑 性 流 变 等 使 膏 盐 厚 度 加 大 ,还 因 动 力 变 质 均 可进 一 步 提 高 盖 层 的 遮 挡 作 用 。 因 此 黄 葛 坡 断 层 对 盖层 不 是 起 破 坏 作 用 ,而 是 起 “ 建 设 ” 作 用 。412   水 文 地 质 条 件T1 1~ T1 域 含 水 层 。 天 然 卤 水 的 形 成 机制 是 十 分 复 杂 的 ,它 是 岩 层 形 成 时 就 封 存 地 层 中 ,由原 始 封 存 ,经 过 淋 滤 、 运 移 ,最 后 富 集 在 岩 层 中 。 它的 聚 集 受 到 背 斜 圈 闭 的 控 制 ,圈 闭 构 造 具 多 层 不 渗透 盖 层 ,阻 止 天 然 气 及 卤 水 的 运 移 。 T1 有 这 样一 个 规 律 ,即 气 田 水 在 下 ,凝 析 油 居 中 ,气 在 上 ,形 成一 个 统 一 气 水 界 面 。由 表 2 可 知 ,T1 卤 水 与 其 上 的 T1 卤 、T1 l~ T1 有 着 本 质 区 别 ,也 就 是 说 ,它 的 主 要 特征 是 矿 化 度 低 ,为 淡 卤 ,平 均 矿 化 度 90175 g/ L ,最 高达 135176 g/ L (长 兴 3 井 ) , 量 甚 微 ,属 a 或 水 ,说 明 封 闭 环 境 良 好 ,有 利 于 天然 气 保 存 。413   有 利 的 构 造 圈 闭 与 断 裂燕 山 、 喜 马 拉 雅 运 动 使 自 流 井 构 造 定 型 ,形 成 了一 组 雁 行 式 断 层 组 。 如 今 的 自 流 井 背 斜 ,是 一 个 多5322005 年 12 月 第 25 卷 第 4 期               四 川 地 质 学 报               2005高 点 背 斜 ,而 西 段 张 家 山 位 于 自 流 井 背 斜 之 次 高 点 上 ,圈 闭 面 积 大 、 闭 合 度 大 ,有 利 于 天 然 气 的 储 存 。形 成 的 断 层 具 封 闭 性 ,有 利 于 天 然 气 的 储 存 。 但 这 并 不 意 味 着 有 了 合 适 的 背 斜 就 一 定 能 找 出 天 然 气 来 ,尤 其 是 对 T1 孔 隙 裂 缝 型 气 藏 更 是 如 此 。 裂 缝 发 育 的 构 造 部 位 是 相 对 的 ,不 一 定 在 背 斜 的 高 点 、 轴 部 带就 可 获 得 工 业 气 流 ,更 不 能 肯 定 位 于 这 些 构 造 的 目 的 层 就 一 定 裂 缝 发 育 。 因 此 必 须 研 究 断 裂 ,只 有 在 构 造 高点 、 轴 部 带 等 部 位 有 断 裂 发 育 并 通 过 目 的 层 而 被 钻 遇 时 ,获 工 业 气 流 的 可 能 性 就 会 增 加 。在 张 家 山 有 黄 葛 坡 断 裂 与 潜 伏 于 下 面 的 龙 潮 断 裂 均 切 过 T1 1~ T1 ,在 这 两 断 裂 的 狭 长 地 带 ,褶皱 、 扭 曲 多 ,为 裂 缝 发 育 部 位 ,而 且 有 适 当 的 局 部 阻 挡 和 盖 层 配 合 ,是 天 然 气 最 富 集 的 场 所 。 贡 4 井 、 长 兴 1井 、 流 5 井 、 长 兴 3 井 分 别 于 井 深 1 248190 m、 1 216 m、 1 357191 m 和 1 342 m 切 过 T1 1~ T1 获 高 产 气(见 表 3) 。 而 贡 5 井 、 建 兴 4 井 位 于 低 部 位 ,虽 然 也 探 到 了 黄 葛 坡 断 层 ,但 均 位 于 气 水 界 面 以 下 而 产 水 及 少 量气 。表 3   天 然 气 测 试 产 量 表井 名 流 5 流 15 长 兴 1 长 兴 3 贡 4 贡 5 建 兴 4测 试 产 量 (d) 5 万 11 万 5. 532 万 2. 5~ 3 万 3 万 产 水 ,气 显 示 良 好 产 水 ,有 气 显 示5   结   论1) 自 流 井 背 斜 构 造 西 段 张 家 山 T1 气 水 分 布 较 复 杂 ,但 仍 有 规 律 可 循 。 随 着 气 藏 的 不 断 开 采 ,边水 向 上 失 控 ,且 速 度 较 快 ,因 此 在 开 采 过 程 中 合 理 调 整 开 采 方 案 ,科 学 采 气 ,方 能 获 得 最 大 的 经 济 效 益 。2) 气 藏 除 圈 闭 外 ,最 重 要 的 是 气 藏 产 能 主 受 断 裂 控 制 。 在 张 家 山 气 田 凡 被 黄 葛 坡 断 层 在 轴 部 切 割T1 1~ T1 均 获 得 了 高 产 的 工 业 气 流 。3) 各 自 独 立 的 封 闭 系 统 之 气 水 界 面 是 参 差 不 齐 的 。 在 气 藏 气 水 界 面 以 下 ,若 有 波 状 翘 曲 、 断 裂 等 所 形成 的 局 部 遮 挡 条 件 ,仍 可 找 到 天 然 气 。4) 根 据 以 上 思 路 ,在 西 段 的 海 子 田 有 着 与 张 家 山 气 田 相 似 的 地 质 条 件 ,可 望 在 T1 得 工 业 气 流 。参 考 文 献 :林 跃 庭 ,谢 家 成 1 四 川 自 流 井 背 斜 高 钾 卤 水 的 水 文 地 球 化 学 特 征 及 成 因 〔 J〕 1 四 川 地 质 学 报 ,1994 ,14 (2) :111~ 12011 1~ T1 j3 on 43000) 1 1~ T1 j3 of 50 to on of on of in to an to of in to of 自 流 井 构 造 西 段 T1 1~ T1 藏 气 水 分 布 特 征 及 其 控 制 因 素 探 讨
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