四川盆地开江地区石炭系黄龙组复合圈闭识别与评价

摘 要

摘要：四川盆地开江地区石炭系黄龙组(C2hl)发育类型多样的复合圈闭，蕴含丰富的天然气资源，识别其圈闭类型，对复合圈闭进行评价，对下一步勘探具有重要意义。分析发现，该区发育的复合
摘要：四川盆地开江地区石炭系黄龙组(C2hl)发育类型多样的复合圈闭，蕴含丰富的天然气资源，识别其圈闭类型，对复合圈闭进行评价，对下一步勘探具有重要意义。分析发现，该区发育的复合圈闭主要为地层-构造复合圈闭，圈闭类型多样，是黄龙组进一步勘探的主要对象。复合圈闭在地层上多分布于沿开江-梁平C2hl残余厚度介于10～50m的地区；在沉积相上集中分布在潮间带颗粒滩相、成岩期交代成因的埋藏白云岩发育区；在构造上多分布于构造高部位隆起缺失带附近等。在古隆起构造高部位C2hl强剥蚀区及靠近剥蚀边界的地层厚度薄带中识别出一批潜在地层-构造复合圈闭。根据圈闭面积、闭合度、厚度、埋藏深度、圈闭可靠程度等指标，利用综合评价方法，将该区复合圈闭分为3类，Ⅰ类圈闭依次为：TLP复合圈闭、WSK复合圈闭、BYSB复合圈闭和BYS复合圈闭；Ⅱ类圈闭依次为：Y’A复合圈
闭、SZS复合圈闭和BYSN复合圈闭；Ⅲ类圈闭为NMC复合圈闭。
关键词：四川盆地；开江；石炭纪；气藏；复合圈闭；识别；评价；勘探区
    复合圈闭是在具备一定的几何形态和储层的前提下，由两种或多种因素联合封闭而形成的油气聚集场所。一方面，它具有褶皱的形态，在地震剖面及构造图上均易于识别和发现，同时又受地层、岩性的尖灭线或地层上倾方向断层线的控制，是介于显形的构造圈闭和隐蔽的非构造圈闭之间的半显形圈闭，在现有的勘探程度和资料条件下，较易识别和描述[1～3]。
   复合圈闭一般具有以下两个最基本的特点：①在不同方向的剖面上所反映的圈闭类型不一样，有时甚至在同一方向的不同剖面上所反映的圈闭类型也不一样[4～8]：②复合圈闭的封闭系统由两种或多种因素联合封闭而成，主要包括复合盖层封闭、盖层及地层上倾方向岩性尖灭封闭、盖层及上倾方向断层封闭等多种类型。
    目前在四川盆地开江地区C2hl(石炭系黄龙组)发育的复合圈闭主要为地层-构造复合圈闭，是指储集层上方和下倾方向由构造和地层因素联合封闭所形成的圈闭和气藏，主要包括地层-半背斜复合圈闭和封闭式地层-断层复合圈闭等[9]。
1 地层分布及构造特征
1.1 地层顶底界识别特征明显
1.1.1地层底界岩电特征
    志留系与石炭系在岩性及电测曲线上均易于划分。其上下地层的岩性和电性差异较为明显。从岩性上看，C2hl底部以石膏夹薄层泥质云岩互层，韩家店组深灰-灰黑色泥岩为主。从电性上看，C2hl对应的测井曲线反映为较低GR值、较高RLLD和RLLS值，与下伏志留系地层区别明显(图1)。

1.1.2地层顶界岩电特征
    二叠系与石炭系在岩性及电测曲线上均易于划分。其上下地层的岩性和电性差异较为明显。从岩性上看，梁山组底部以黑色页岩夹薄煤层，局部页岩含硅质，与下伏C2hl灰褐色泥粉晶灰岩呈角度不整合接触。从电性上看，梁山组对应的测井曲线反映为GR值较高，RLLD和RLLS值较低(图2)。
1.2 地层分布
    开江地区C2hl发育颗粒白云岩、角砾白云岩、石灰岩及角砾灰岩，下部夹有石膏岩，岩性复杂，横向变化快。沉积后曾遭严重剥蚀，各地残存层位和厚度很不一致，局部可缺失。该区C2hl地层分布也十分不稳定，在开江-梁平古隆起上，C2hl基本已被剥蚀，形成了一个近南北向的剥蚀窗[10～11]。在剥蚀带西侧包括SGP、BYS等构造，C2hl残余厚度较厚，介于50～90m，特别是SGP构造，厚度介于60～90m，其中最厚的G10井钻厚达96m。而剥蚀带以东的WBT气田C2hl残余厚度仅为30m左右。
1.3 构造特征
    开江地区地质构造复杂，构造的展布受川东地区边界的控制，区域构造位于大巴山前弧形褶皱带与川东平行褶皱带构造联合而成的川东北收敛双弧褶皱系中部及其东南侧。因受喜山期多期次、多方向挤压应力场作用，形成构造组系众多、构造叠加、干扰等关系复杂的构造格局，主要呈高陡狭长形背斜条带，北东向成排成带地展布于宽缓向斜之中[12～13]。主体构造两翼地腹T1j(下三叠统嘉陵江组)及其以下常出现与构造带走向一致的串珠状潜伏背斜带。高陡背斜带的轴线总体上自南而东呈北东-北北东南东向。背斜南陡北缓，向斜宽缓，呈隔挡式排列，背斜陡翼地腹多分布与主体背斜平行的低潜背斜。
    目前在该地区钻获的C2hl气藏，主要沿开江-梁平构造古隆起周缘发育，以分布于各构造带东翼断下盘的居多，是C2hl气藏分布的主要场所，也是目前各构造带勘探效果最好的地带。如WBT气藏C2hl顶部构造形态为短轴状背斜，轴向为北东向，构造东北端舒展、西南端收敛、西北翼下倾。该构造有5个高点，顺构造走向排列成两排，以鞍部或断层接触，含气面积较大。而主体构造及构造带西翼局部圈闭的气藏相对次之，如BYS气藏。
2 复合圈闭的识别
2.1 典型复合圈闭识别特征
    开江地区经过多年的勘探证实C2hl具有丰富的天然气资源。由于C2hl在沉积演化过程中受到构造升降、风化剥蚀等作用影响，形成强烈的地层剥蚀减薄区，同时在古岩溶的作用影响下，形成了古岩溶次生溶孔发育的储集带[14～16]，储层经历了多期次成岩作用改善[17]，成为有利的油气储集区域。开江地区地层-构造复合圈闭的分布遵循一定规律，即：在地层上，沿开江-梁平C2hl剥蚀区周缘，气藏多分布于C2hl残厚介于10～50m的分布区；在沉积相上，气藏集中分布在潮间带颗粒滩相、成岩期交代成因的埋藏白云岩发育区；在构造上，气藏多分布于构造高部位隆起缺失带附近等。
    如TLP地层-构造复合圈闭区域上属于NMC构造，其圈闭最高等值线为-3850 m，最低等值线为-4600m，闭合度为750m，其石炭系厚度介于10～50m，圈闭面积为44.22km2，构造受南西北东向N②号断层的侧向遮挡，南西方向为C2hl地层剥蚀尖灭线，南东方向受最低构造等值线-4600m控制(图3)，复合圈闭识别特征明显。

2.2 复合圈闭分布
    开江地区C2hl的地层-构造复合圈闭主要分布在开江-梁平古隆起周缘和地层残存边缘的地带上。目前工区内已探明WBT、SGP和BYS地层-构造复合圈闭，在地层平面分布图叠合C2hl顶构造等值线图的基础上，结合该区域复合圈闭识别特征与模式，沿古隆起地层剥蚀残存周缘进一步识别到TLP、WSK、BYSB、BYS、Y’A、SZS、BYSN、NMC等地层-构造复合圈闭(图4)。
3 复合圈闭的评价
圈闭评价是优选出有利含油气区带为研究对象，进行圈闭的识别与准备，它是地质工作者对区带范围内多个潜在含油气圈闭各方面属性的认识评价，以实现优选钻探目标，部署预探井[18～22]。圈闭评价可为勘探决策提供直观的、科学的参考，从而达到提高圈闭钻探成功率和勘探经济效益的目的。油气圈闭勘探的高风险以及圈闭勘探中的导向作用，决定了圈闭评价研究工作一直是油气勘探的难点和重点问题之一。
目前流行的圈闭评价技术方法是以现代油气成藏理论为指导，充分利用各种非地震物化探资料、地质分析资料和综合研究成果，对识别出和储备的多个圈闭进行含油气性及可能的含油气规模和勘探经济效益等进行综合的、定量化的评价，从中优选出有利的圈闭作为优先开展的钻探目标[23～25]。
3.1 圈闭评价标准
3.1.1圈闲面积
    C2hl及其上、下岩层的组合是四川盆地多套生、储盖组合中较好的一套组合，经过多年的勘探也证实C2hl具有丰富的天然气资源。结合已发现C2hl气藏特征对已识别C2hl复合圈闭面积进行划分，圈闭面积小于10km2的权值取0.2，圈闭面积大于50km2的取权值1.0，圈闭面积介于10～50km2的取权值0.5，圈闭面积评价系数权重为O.15(表1)。

3.1.2闭合度
    结合已勘探C2hl复合圈闭特征，取闭合度评价系数权重为0.15，其闭合度小于100m取权值0.2，闭合度大于500m取权值1.0，闭合度介于100～500m取权值0.8。
3.1.3 C2hl厚度
    C2hl储层主要发育在溶孔白云岩段，其有效厚度与C2hl储量丰度有较好的正相关关系(相关系数为0.933)，因此，将储层有效厚度小于10m的储层取权值0.2；储层有效厚度介于l0～20m取权值0.5；储层有效厚度大于20m取权值1.0。C2hl厚度评价系数权重为0.15。
3.1.4高点海拔
    按当前的经济核算，圈闭埋藏愈深，投资风险愈大。如果埋藏较浅，其上覆盖层较薄，油气的散失因素还需加以考虑。结合C2hl实际情况取埋深适中(-2000～-4000m)为最好，权值取1.0；小于-2000m由于受到保存条件的影响，权值取0.2；大于-4000m权值取0.3。
3.1.5圈闭可靠程度
    按地震圈闭形态的可靠性分为可靠、较可靠、不可靠3类。这是一项客观加主观的双重风险因子。一般而言，可靠和较可靠作为钻探的储备圈闭来考虑，较差者，须作进一步工作方能布井。其权重为0.4，可靠权值为0.9，较可靠权值为0.6，不可靠权值为0.2。
3.2 评价结果
    圈闭综合评价主要以圈闭的要素赋以不同的权重，分别进行打分后再进行排队的一种评价方法[26]，是目前生产实践应用较广泛，效果较好的一种评价方法。开江地区C2hl复合圈闭评价中分类评价项及其权重分别为圈闭面积(0.15)、闭合高度(0.15)、圈闭埋深(0.15)、C2hl沉积厚度(0.15)、可靠性(0.4)等5项进行评价。评价结果见表2。

    根据开江地区石炭系复合圈闭评价要素表，将开江地区C2hl复合圈闭分为3类：Ⅰ类圈闭的综合评分的总分值大于0.8；Ⅱ类圈闭的综合评分的总分值介于0.6～O.8；Ⅲ类圈闭的综合评分的总分值小于0.6。
   根据这个分类，得出Ⅰ类圈闭依次为：TLP复合圈闭、WSK复合圈闭、BYSB复合圈闭和BYS复合圈闭；Ⅱ类圈闭依次为：Y’A复合圈闭、SZS复合圈闭和BYSN复合圈闭；Ⅲ类圈闭为NMC复合圈闭。
4 结论
    1) 开江地区C2hl的复合圈闭气藏勘探，已经取得突破性的进展和认识，油气富集条件也较好。目前在该地区发育的复合圈闭主要为地层-构造复合圈闭，勘探潜力很大，是C2hl进一步勘探的主要对象之一。
   2) 该区C2hl主要发育颗粒白云岩、角砾云岩、石灰岩及角砾灰岩，沉积后曾遭严重剥蚀，局部可缺失。C2hl地层在开江-梁平古隆起构造高部位存在缺蚀窗，复合圈闭沿剥蚀区周缘多分布于C2hl残厚介于10～50m的分布区及古构造高部位隆起缺失带附近等。
   3) 依据C2hl复合圈闭评价要素，将开江地区C2hl复合圈闭分为3类：Ⅰ类圈闭综合评分的总分值大于0.8；Ⅱ类圈闭综合评分的总分值介于0.6～0.8；Ⅲ类圈闭综合评分的总分值小于0.6。根据这个分类，得出Ⅰ类圈闭依次为：TLP复合圈闭、WSK复合圈闭、BYSB复合圈闭和BYS复合圈闭；Ⅱ类圈闭依次为：Y’A复合圈闭、SZS复合圈闭和BYSN复合圈闭；Ⅲ类圈闭为NMC复合圈闭。
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(本文作者：刘勇1 张帆2 王兴志2 别沁3 陈波4 1.中国石油西南油气田公司勘探开发研究院；2.西南石油大学资源与环境学院；3.中国石油西南油气田公司输气管理处；4.中国石油西南油气田公司重庆气矿)