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论徐
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1 普光气田的发现马永生, 蔡勋育, 郭旭升, 郭彤楼, 赵培荣 ( 中国石油化工股份有限公司, 北京 ) [ 摘要 ] 勘探思路地质认识与勘探技术的创新带来了普光气田的发现通过对宣汉达县地区勘探历程的解剖, 分析了普光地区构造岩性复合圈闭勘探思路的形成过程, 阐述了深层超深层优质碳酸盐岩储层预测模式等主要地质新认识, 及复杂碳酸盐岩综合储层预测的技术思路普光气田的发现, 带动了川东北地区元坝河坝及四川盆地深层勘探的发展, 为川气东送工程奠定了坚实的资源基础 [ 关键词 ] 普光气田 ; 勘探思路 ; 地质认识 ; 创新 [ 中图分类号 ] TE11 [ 文献标识码 ] A [ 文章编号 ] (2010) 前言 2000 年, 中国石化进入四川盆地东北地区开展勘探工作调整了该地区过去以构造为主的勘探思路, 以海相理论为指导, 在加强基础地质研究的前提下, 以构造岩性复合圈闭为勘探对象,2003 年, 在宣汉达县地区部署实施的普光 1 井, 完井测试获天然气无阻流量日产 m 3 高产工业气流, 取得了勘探的重大发现随后又相继发现了大湾毛坝清溪双庙老君等气藏, 形成了一个大的含气区, 统称为普光气田到 2006 年, 普光气田累计探明天然气储量达到 m 3, 三级混合储量达到 m 年 7 月 4 日, 国务院领导正式听取了中国石化关于普光气田勘探开发及天然气外输项目的汇报, 并将其命名为川气东送工程, 并把它作为与西气东输南水北调三峡工程青藏铁路同等重大的工程普光气田是川气东送工程的资源基础随着勘探开发工作的不断深入, 到 2009 年底, 普光气田累计探明储量达到了 m 3 借鉴普光气田成果及勘探经验, 中石化在川东北地区又相继发现了通南巴元坝等大型含气构造 ( 见图 1), 进一步夯实了川气东送的资源基础普光气田的发现, 带动了四川盆地深层碳酸盐岩领域勘探的发展, 形成了新一轮勘探的高潮应该说普光气田的发现得益于勘探思路的转变地质理论的创新和勘探技术的发展 2 发现历程 2.1 艰难的起步四川盆地是一个在前震旦系变质岩基底上发育的大型叠合含油气盆地, 面积约 km 2 历经近 70 年的勘探, 形成了川东天然气富集带川中油气富集带川南天然气富集带川西天然气富集带等 4 个油气富集带至 2000 年, 发现的最大气田是威远气田, 探明储量为 m 3 石油前辈们三上龙门山四上海棠铺, 三次川中大会战, 为四川盆地天然气发展做出了不懈的努力, 也使四川盆地成为了我国主要天然气生产基地之一然而, 在四川这个富气盆地内发现大型或特大型油气田, 是几代石油人的梦想正是由于这个梦想, 石油人从来就没有停止探索和攻关的脚步 [ 收稿日期 ] [ 作者简介 ] 马永生 (1961 -), 男, 内蒙古自治区土默特左旗人, 中国工程院院士, 教授级高级工程师, 博士生导师, 主要从事沉积学石油地质学研究和油气勘探管理工作 ;E -mail:mays@ sinopec.com 14 中国工程科学

2 图 1 中石化川东北区块分布图 Fig.1 The location of Sinopec exploration blocks in Northeast Sichuan Basin 1998 年, 中国石化成立了中国石化南方海相油气勘探项目经理部, 专职负责中石化南方地区油气勘探工作 2000 年, 开始进入四川盆地东北地区开展勘探工作但当时确实面临着很多难题一是勘探区块少, 回旋余地小中石化在川东北地区登记 7 个区块, 持证勘查区块总面积 km 2, 重点区块是宣汉达县通南巴 2 个地区主要勘探领域包括海相中古生界 ( Z ~T2), 陆相中 ( T3) 新生界 ( J ~N) 二是这些区块前人已做了大量工作, 久攻未克 1990 年以前, 在宣汉达县地区 km 2 范围内, 已钻探井 21 口, 所有构造高部位均已打井, 未发现气田到 2000 年, 普光地区勘探工作已停滞了长达 10 年通南巴地区在主要构造 [ 1 ] 高部位也钻探了井, 没有油气发现三是前人通过对早期川东北地区勘探成果总结后认为, 距今 2.5 亿年左右, 在该地区存在一个开江梁平海槽, 并明确指出, 普光地区无鲕粒岩分布, 对寻找鲕滩气藏不利 [ 2 ], 不存在勘探价值四是如果我们在川东北地区开展新一轮勘探, 只能把勘探层系向深部延伸, 然而这在地质理论上面临着挑战国际著名学者 Scholle(1977) [ 3 ],Schmoker(1982) [ 4 ] 和 Halley(1983) [ 5 ] 等研究认为, 孔隙随埋深增加而逐渐消亡, 埋藏深度达到 m 时, 出现一个所谓的储层孔隙消亡带而 2000 年以前普光地区周边已发现的气田, 主力产层以中浅层为主, 最大埋藏深度也只有 m, 而普光地区主要目的层预测埋深达 ~6 000 m 五是复杂山地地震勘探技术面临着挑战宣汉达县地区地形相对高差达到 m, 采集难度大, 碳酸盐岩非均质性强, 且埋深超过 m, 储层预测难度大在总部支持下, 项目经理部组织开展了宣汉达县地区石炭系三叠系油气地质综合研究与勘探目标优选等一系列重大项目, 从基础入手, 以发现大型特大型气田为目标, 以区域构造沉积研究为基础, 以深部碳酸盐岩储层发育机理研究为核心, 以碳酸盐岩储层预测技术研究为关键, 组织多单位多学科联合攻关, 通过理论与技术创新, 指导油气勘探实践, 推动川东北海相碳酸盐岩勘探的突破正是这一轮次的研究, 为普光气田的发现奠定了扎实的基础 2.2 总结反思与调整前期勘探总结宣汉达县地区的油气勘探工作始于 20 世纪 50 年代, 先后开展了地面地质调查构造详查构造细测地震勘探及浅中深井钻井至 2000 年为止, 大体分为四个阶段第 1 阶段是年间的油气地质调查阶段 ; 第 2 阶段是年间的区域构造概查及构造预探阶段 ; 第 3 阶段是年间的构造带普查局部构造详 2010 年第 12 卷第 10 期 15

3 查深层勘探阶段 ; 第 4 阶段是年间勘探相对停滞阶段综合历年来的油气地质勘探工作,2000 年以前, 宣汉达县地区累计完成了二维数字地震测线 64 条, 测线总长达 km, 测网基本达 1 km 2 km, 局部达 1 km 1 km 三维地震试验 25.6 km 2,VSP 测井 1 口 ( 川岳 83 井 ) 实施各类钻井 21 口, 累计进尺 m 在这个时期, 发现 T 2 1 f 段气层及 P 1 m,j 2 s,t 3 x 含气层同时, 结合邻区勘探进展, 预测本区还存在 C 2 h, P 2 ch,j 1 z 等气层发现了东岳寨含气构造,1986 年在东岳寨构造实施钻探的川岳 83 井于下三叠统飞仙关组二段钻遇裂缝型储层, 井深 ~ m 井段中途测试日产气 m 3 (30 mm 孔板 ) [ 6 ] 发现各类圈闭 16 个, 累计圈闭面积 230 km 2 其中 Ⅰ 类构造有东岳寨付家山毛坝场清溪场和双庙场等 5 个前期勘探的反思受当时地质认识技术条件等因素的影响, 2000 年以前, 宣汉达县地区天然气勘探始终以构造圈闭为主要的勘探对象, 借鉴四川盆地其他地区勘探经验, 按照沿长轴占高点打扭曲的钻探部署原则, 勘探成功率极低区内钻达长兴飞仙关组目的层的井 7 口, 仅川岳 83 井在飞仙关组二段钻获泥灰岩裂缝型气藏, 钻探成功率为 14.3 % 由于裂缝型气藏预测难度大, 单个气藏控制储量小, 因此, 勘探效果较差虽然二维地震测网已达到 1 km 2 km, 但采集系统采集方法差异大受当时地震采集仪器所限, 接收道数少, 排列长度不够, 覆盖次数较低 (6,12, 24 次 ), 原始记录面波声波背景噪声较重等多种原因, 构造顶部及两侧陡翼资料信噪比低, 海相储层波组特征不清, 分辨率不高, 原始资料的有效频带范围大致在 8 ~80 Hz, 优势频带 20 ~40 Hz, 不能满足开展深部储层预测的要求勘探思路的调整长兴飞仙关组礁滩孔隙型白云岩储层的构造岩性复合圈闭是本区主要的勘探对象通过前期勘探的分析认识到, 宣汉达县地区主要构造带及高点绝大多数已被钻探, 收获不大, 以构造圈闭为主的勘探工作陷入停滞状态, 迫切需要在该区以新的勘探思路来指导勘探工作通过开展宣汉达县地区石炭系三叠系油气地质综合研究与勘探目标优选, 通过对区域构造背景沉积演化与相带等的分析, 认识到宣汉达县地区在长兴飞仙关期具备形成礁滩相孔隙型白云岩储层的基本地质条件, 可能是构造岩性复合圈闭发育的有利地区影响气藏规模及储量丰度的主要因素是储层的厚度分布面积孔隙发育程度等基于上述认识, 调整了前期以构造为主的勘探思路, 提出了以长兴飞仙关组礁滩孔隙型白云岩储层为主的构造岩性复合圈闭为勘探对象 [ 7 ] 的勘探新思路技术思路要寻找构造岩性复合型圈闭, 关键在于对储层的准确预测与描述基于对长兴飞仙关组储层的认识, 制定了一套符合宣汉达县地区具体地质条件的储层预测思路, 即应用沉积学和储层地质学方法, 利用区内及邻区钻井成果和地质调查成果, 研究长兴飞仙关期岩相古地理及礁滩相展布规律, 建立沉积相模式, 确定主要储层类型 ; 在有利相带内以地质模型为指导, 利用地震相分析与特殊处理解释相结合的方法, 开展地质钻井测井地震多学科多单位联合进行储层横向预测, 圈定储层发育区 ; 在分析总结区内天然气成藏规律的基础上, 深入精细解剖, 优选钻探目标精选井位正是采用了这个技术思路, 为后期勘探的突破与发现奠定了基础 2.3 采用主要技术措施山区高分辨率采集处理在确定了以构造岩性复合圈闭为主要勘探目标的勘探思路后, 关键问题就是如何获得更高品质的地震资料根据复杂地区储层预测的需要, 从高标准严要求出发,2000 年第四季度在宣汉达县地区整体规划部署了 45 次迭加二维高分辨率地震测线 54 条, 满覆盖长 km, 为做好静校正, 系统部署了微测井工作于 2001 年 4 月首次完成了山区连片高分辨采集,2001 年 7 月完成了二维高分辨地震资料处理所得高分辨率地震资料有效频带范围约在 8 ~125 Hz, 优势频带 20 ~80 Hz, 主频 60 Hz 左右主要目的层附近可达 50 ~60 Hz, 主要地震反射波特征明显, 波形较活跃, 断层和构造形态清楚, 满足了储层研究和综合评价的需要为普光气田的发现奠定了坚实的资料基础储层沉积相与地震相研究在前人研究的基础上, 通过地面地质调查并结合已钻井资料, 在深入分析川东地区长兴飞仙关组沉积特征的基础上, 对川东地区区域沉积相进行 16 中国工程科学

了划分在区域沉积相格局研究基础上对宣汉期飞仙关期岩相古地理及礁滩相沉积相模式并达县地区的储层发育特征和沉积相展布又进行了更确定主要储层类型指明储层发育的有利相带有详细的研究研究中充分利用已有的钻井资料及地利相带范围内以地质模型为指导通过地球物理正震资料以单井沉积相研究为基础并结合地震相研演模拟确定礁滩储层地震相应特征利用地震相分究成果综合划分了宣汉

4 了划分在区域沉积相格局研究基础上对宣汉期飞仙关期岩相古地理及礁滩相沉积相模式并达县地区的储层发育特征和沉积相展布又进行了更确定主要储层类型指明储层发育的有利相带有详细的研究研究中充分利用已有的钻井资料及地利相带范围内以地质模型为指导通过地球物理正震资料以单井沉积相研究为基础并结合地震相研演模拟确定礁滩储层地震相应特征利用地震相分究成果综合划分了宣汉达县地区长兴飞仙关析与特殊处理解释相结合的方法综合地质钻井组的沉积相明确了工区内的有利储层发育相带的测井地震等多学科信息联合进行储层横向预测圈定储层发育区按照上述思路建立了精细的礁滩发展布范围通过应用沉积学和储层地质学方法建立长兴图2 育模式及地震相模型见图２普光地区礁滩储层地震预测模型 Fig 2 The seismic prediction models in Puguang block ２３３精细储层预测型其次将地面地质研究成果引至盆地内部利用储层的层位标定是储层预测的基础针对区内井资料研究储层的测井响应特征其三以精细的储沉积相的展布特征选用了台地相陆棚相等不同相层层位标定为基础将储层的地质测井模型转化为带的已钻井声波测井资料制作合成记录完成了飞物理模型进行正演研究储层的地震响应特征及仙关组和长兴组储层的精细层位标定通过储层地质建模与正演以地震属性分析为亮点的地质属性上述几项结合的核心是地质与物探的结合通基础利用ＳＴＲＡＴＡ约束反演逐点最优化反演过几项针对性的措施使储层预测和井位论证的成孔隙度反演并结合沉积相研究成果完成了长兴井地震综合评价的研究方法和定相带圈区块建飞仙关组储层横向预测立模型的工作思路Ｊａｓｏｎ反演等技术完成了速度及波阻抗反演和储层果质量明显提高并形成一套从地面地质钻井测在地震预测技术上的一个关键点是做好三个结为了尽可能地精细描述碳酸盐岩不同类型的储合就是地面地质与钻井地质相结合地震与测井相层分布规律范围及储层变化的特点开展了地质结合地质与物探相结合宣汉达县地区钻井资地球物理联合攻关结合本区的地质实际情况提料较少特别是无钻遇飞仙关组鲕滩相储层的井资出以碳酸盐岩礁滩储层岩石物理参数测定为基础料加之储层横向变化大大大增加了储层预测的以建立碳酸盐岩礁滩储层地质地球物理模型为核难度因此在研究中首先从地面地质调查入手研心通过地球物理正演模拟找出碳酸盐岩礁滩储层究储层的分布特征和控制因素建立储层的地质模地震响应特征与识别标志的碳酸盐岩储层综合预测２０１０年第１２卷第１０期 17

5 的技术思路和方法实钻证实, 礁滩储层的预测精度由原来的 37 m 提高到 12 m 左右, 预测深度与实钻深度的误差小于 1.5 %, 预测孔隙度与测井解释孔隙度的相对误差小于 5 %, 为普光大气田的整体探明, 提供了关键技术的支撑保障 2.4 普光气田的发现与快速探明 2001 年 8 月, 在低于普光构造高点 m 的位置部署实施了普光 1 井 2001 年 11 月 3 日开钻,2003 年 4 月 27 日完钻, 完钻井深 m, 测井解释气层 279 m, 完井测试获无阻流量日产天然气 m 3, 首钻取得重大突破, 发现了普光气田 2003 年 6 月, 中石化总部通过了普光气田整体勘探部署方案分 3 批实施探井 12 口, 第一批实施普光 2,3,4 井 ; 第二批实施普光 5,6,7 井 ; 第三批实施普光 8,9,10,11,12,101 井这阶段探井成功率达到 100 % 通过实施, 基本实现了普光气田主体的基本探明 2004 年新增探明储量 m 3,2005 年新增探明储量 m 3, 2006 年新增探明储量 m 3 累计探明储量达到 m 3 同时, 部署实施了国内第一块高精度山地三维地震勘探, 分两批实施, 年完成了高分辨率三维地震详查面积 km 2, 年完成了 650 km 2, 区块累计采集三维地震 km 年及以后, 普光地区围绕着进一步落实主体储量和扩大周缘地区资源规模, 开展了普光主体的评价与探边, 大湾毛坝分水岭的评价与预探和普光南部的甩开预探通过钻探大湾 1,2,3,101, 201,202 井, 发现了大湾气藏, 探明储量 m 3 ; 钻探毛坝 3,4,6 井, 发现了毛坝气藏, 探明储量 m 3 ; 钻探老君 1,2,3 井, 发现老君气藏, 探明储量 m 3 同时, 钻探清溪 1 井, 在飞仙关组四段测试, 估算无阻流量达到 m 3, 发现了清溪场含气构造 ; 钻探双庙 1 井, 在嘉陵江组获得高产天然气流, 发现双庙含气构造截至 2009 年底, 普光气田累计探明天然气储量达到 m 3 在宣汉达县地区, 相继发现了普光大湾大型气藏及毛坝清溪双庙老君等含气构造, 形成了一个大的含气区, 统称为普光气田目前, 普光气田已经在长兴组飞仙关组嘉陵江组三套地层中发现了高产天然气流, 显示了一个三层楼的立体含气态势第四层楼石炭系黄龙组潜力仍然较大, 正在探索之中同时, 在普光气田海相层系钻探过程中, 在陆相须家河沙溪庙等地层中也发现良好天然气显示, 目前正在加强评价工作这样, 在普光气田形成了海相陆相两个领域五层楼的含气格局普光气田主体开发方案设计井场 16 座开发井 52 口, 单井平均配产 m 3, 确定 2008 年底形成天然气生产能力 m 3,2010 年底形成天然气生产能力 m 3 实际实施的 39 口开发井, 测井解释气层厚度全部达到设计指标,4 口水平井平均气层厚 488 m,28 口大斜度井和直井气层厚度平均 313 m, 气层平均垂直厚度 240 m 2.5 普光气田勘探成果的扩展通南巴含气构造通南巴构造带是四川盆地仅次于威远的第二大构造, 由南阳场涪阳坝黑池梁三个构造组成, 面积大于 800 km 2, 预测总资源量近 m 3 前期钻探了川涪 82,84 井, 没有取得油气发现根据区域研究成果, 与普光 1 井同时部署实施了河坝 1 井,2006 年 12 月 21 日对河坝 1 井测试日产天然气量 m 3, 无阻流量 m 3, 取得了勘探突破与发现后期部署实施的河坝 2,102 井马 101,102 井等, 均获得工业气流证实通南巴也是一个大型含气构造元坝含气构造元坝区块位于四川省巴中广元地区, 飞仙关长兴组气藏比普光气田深 900 ~1 500 m 以上借鉴发现普光的思路, 通过综合研究, 认为元坝地区可能发育长兴组飞仙关组大型台地边缘礁滩复合体 2007 年 1 月, 部署实施了一口风险勘探井元坝 1 井, 在长兴组气层获得日产 m 3 的高产工业气流, 取得勘探的重大发现随后, 提出了元坝地区整体部署方案, 一是在预测的有利区部署实施了元坝 2,3 井, 外围甩开部署实施了元坝 4,5, 6 井二是部署开展了大面积的二维三维地震勘探, 超常规部署实施的三维地震覆盖了元坝地区到目前为止, 元坝地区实施了 19 口井,11 口井测试获得高产工业气流发现了元坝 1,2 两个富集区和长兴飞仙关雷口坡须家河沙溪庙多个含气层, 形成了一个大型含气区 3 主要认识与创新点 3.1 长兴飞仙关组礁滩相带模式长兴组白云岩地层归属四川盆地东北部广泛分布二叠系长兴组三叠 18 中国工程科学

系飞仙关组地层露头区分布于南江桥亭通江铁厂河林场平溪坝两河口镇巴简池宣汉立石河开县红花及关庙等地钻井与地震资料揭示, 覆盖区普遍存在上二叠统长兴组与三叠系飞仙关组间发育一套厚 40 ~400 m 白云岩, 其时代归属一直存在争议对其不同的认识直接涉及到对区域沉积演化的分析及勘探目的层的评价通过对通江平溪坝铁厂河椒树塘宣汉鸡唱盘 [ 8 ] 龙洞剖面及毛坝 3

6 系飞仙关组地层露头区分布于南江桥亭通江铁厂河林场平溪坝两河口镇巴简池宣汉立石河开县红花及关庙等地钻井与地震资料揭示, 覆盖区普遍存在上二叠统长兴组与三叠系飞仙关组间发育一套厚 40 ~400 m 白云岩, 其时代归属一直存在争议对其不同的认识直接涉及到对区域沉积演化的分析及勘探目的层的评价通过对通江平溪坝铁厂河椒树塘宣汉鸡唱盘 [ 8 ] 龙洞剖面及毛坝 3 井普光 2 井普光 6 井等钻井的详细研究发现, 长兴组岩性二分性明显, 下段为灰岩, 上段为白云岩, 其上部被飞仙关组灰色中薄层状泥质灰岩覆盖在上述地层中发现有孔虫蜓牙形石及蕉叶贝等古生物化石, 尤其白云岩中二叠纪蜓牙形石及蕉叶贝的发现, 可以肯定, 四川盆地东北部位于长兴组上部与飞仙关组下部的白云岩时代应该归属长兴组白云岩是海退期间白云石化产物台地边缘地势高, 受海平面影响明显, 是白云岩主要分布区横向对比表明, 长兴组上部白云岩主要发育在台地边缘相区, 沉积厚度大 ; 在斜坡相区则以一套泥晶灰岩为主, 沉积厚度明显减薄 ; 在盆地相区为一套硅质岩夹页岩, 沉积厚度最薄 ( 见图 3) 剖面相序清楚 Fig.3 图 3 四川盆地东北部长兴组地层对比 Stratigraphic correlation of Changxing Formation in Northeast of Sichuan Basin 区域上, 在宣汉渡口立石河镇巴简池及通江两河口等地, 长兴组顶部普遍发育一套角砾岩, 为古暴露面上冲积扇泥石流等沉积表明长兴末期该地区发生了大规模海退, 白云岩是沉积物暴露白云石化的产物在普光构造一带, 长兴组上部与飞仙关组中下部均为一套白云岩, 但在飞仙关组底部普遍发育一套含泥灰岩, 自然伽玛呈高值, 与上下界线明显开江梁平陆棚 [ 9 ~11 ] 区域构造岩相古地理研究表明, 在震旦三叠纪扬子地块被动大陆边缘构造演化阶段, 由于联合古陆裂解, 古秦岭洋打开, 华北与扬子地块分离, 在川东北地区北部的秦岭形成东西向裂陷海槽, 即古特提斯海域, 川东北地区长期处于陆表海构造背景在长兴期康滇古陆是主要的物源区, 在古陆的前缘为河流平原相, 向东依次为海陆交互区碳酸盐缓坡及城口鄂西海槽, 南邻桂西北海槽, 北靠南秦岭洋 ( 广旺海槽 ), 开江梁平一带应属于广旺海槽向南延伸的海湾, 但与广旺海槽在沉积上有着明显差异从区域沉积的岩石类型分析, 城口鄂西海槽广旺海槽等深水相以深灰灰黑色薄层硅质岩夹页岩的一套硅质岩沉积为主, 属大隆型沉积, 在宣汉达县地区的岩石类型主要为灰岩和含泥灰岩, 属长兴型沉积沉积厚度方面, 城口鄂西海槽广旺海槽等大隆组沉积厚度一般在 20 ~50 m 不等, 在开江梁平一带, 根据川付 85 井川岳 83,84 井双庙 1 井及黄龙 2 井等钻井均揭示长兴组为碳酸盐岩沉积, 厚度为 200 m 左右, 同时根据地震解译, 认为该地区无论在厚度还是在地震反射影象方面均与东部台地区十分相似从沉积构造分析, 开江梁平一带毛坝 3 井毛坝 2 井及毛开 1 井揭示飞仙关组一 ~ 三段中发育大量瘤状灰岩及条带状灰岩, 包卷层理及变形层理丰富, 没有或者很少发育碎屑流沉积, 地震剖面上发现 2010 年第 12 卷第 10 期 19

由台地向海湾发育大量的前积构造, 说明该地区当时地形是逐步加深缓坡, 并未见具有明显坡折和断陷沉积同时在多口原认为位于水体环境深部位的钻井中发现了一系列浅水沉积例如 : 川付 85 井, 井深 4 857 m 处的长兴组中发育厚 2.

7 由台地向海湾发育大量的前积构造, 说明该地区当时地形是逐步加深缓坡, 并未见具有明显坡折和断陷沉积同时在多口原认为位于水体环境深部位的钻井中发现了一系列浅水沉积例如 : 川付 85 井, 井深 m 处的长兴组中发育厚 2.5 m 的亮晶鲕粒灰岩, 为浅滩相沉积环境毛坝 2 井, 长兴组白云质灰岩十分发育, 在井深 ~4 586 m 发育两层分别厚为 2 m 和 3 m 的浅滩相亮晶砂屑灰岩, 在井深 m 及 m 处发育浅滩相亮晶鲕粒灰岩在井深 ~4 741 m 发育石膏亮晶鲕粒灰岩亮晶砂屑灰岩白云石化及石膏等一系列浅水沉积标志, 与深水海槽沉积有着本质区别综合研究认为, 达县宣汉地区长兴期印支期存在着东高西低沉积格局东部为浅水碳酸盐台地, 以颗粒岩沉积为主, 白云石化普遍, 在台地边缘发育台地边缘生物礁浅滩等高能沉积西部梁平开江地区是碳酸盐台地中水体相对较深的陆棚环境, 以沉积泥晶灰岩为主, 没有或少有高能滩沉积, 白云石化稀少建立礁滩相带模式根据上述分析, 通过对地面露头地震已有的钻井研究, 重新总结了该区晚二叠世早三叠世的沉积模式, 并对沉积相进行了重新划分认为东吴运动使四川盆地上升成陆, 峨眉山玄武岩的喷溢及剥蚀作用使上二叠统沉积初期在四川东部形成一个向北东方向倾斜的斜坡在此背景之下持续的海侵形成了颇具特色的海侵碳酸盐岩沉积, 在峨眉筠连地区为陆源区, 向北至南江, 向东至城口利川海水逐渐加深晚二叠世长兴期沉积相带自西向东大致呈同心弧状展布, 由东向西依次为盆地相台地边缘相碳酸盐岩台地相陆棚相和碳酸盐岩台地相构成由此形成川东北地区岩相古地理格局的新认识, 即该区东为城口鄂西海槽, 西为开江梁平陆棚相, 宣汉盘龙洞羊古洞一带及宣汉毛坝场普光一带存在两个台地边缘相, 其间为广阔的碳酸盐岩台地相在宣汉毛坝场普光一带台地边缘相带为碳酸盐岩缓坡, 台缘发育有圆丘状点礁灰泥丘, 并发育有大规模浅滩相, 生物礁规模相对较小, 与其伴生的浅滩规模巨大, 生物礁浅滩结合形成了规模巨大的礁滩相组合 ( 见图 4 图 5) Fig.4 Fig.5 图 4 普光地区长兴期沉积相模式图图 5 The depositional model of Changxing Formation in Puguang block 普光地区飞仙关期沉积相模式图 The depositional model of Feixianguang Formation in Puguang block 3.2 深层超深层优质储层发育的三元控储模式深层超深层深部碳酸盐岩储层与中浅层储层相比, 在环境上具有地层温度高地层水盐度高应力复杂异常压力普遍岩石成岩作用强烈且多已进入成岩晚期等特点深部储层的形成演化受构造背景物源气候海平面升降沉积相成岩作用成烃作用深部热流体等影响, 具有复杂非线性变化的特点早期已得出的中浅层储层相关理论是否适用于深部地区需要进一步研究深层超深层是否发育优质的海相碳酸盐岩储层这一问题, 既是目前公认的世界级难题, 也是在勘探中必需要回答的问题针对这一难题, 一是通过露头钻井资料开展了碳酸盐岩沉积白云岩化作用与优质储层形成机理研究, 通过对薄片阴极发光电子探针扫描电镜透射电镜,C,O,Sr 同位素流体包裹体分析等技术手段, 提出了不同沉积相亚相对早期优质储层形成的控制规律, 识别出准同生白云岩埋藏白云岩等多种白云岩成因类型, 阐明不同类型白云岩的发育机 [ 12 ] 制发育有利环境和介质条件 ; 二是在野外露头钻井岩心岩石薄片 3 种尺度条件下, 对裂缝发育特征组合形式的观察研究对不同类型的裂缝密度的定量统计, 揭示裂缝开启性及其主要的控制作用以及裂缝对储层物性改造作用 ; 三是在定性半定量研究压实胶结等埋藏成岩作用对碳酸盐岩孔渗影 20 中国工程科学

8 [ 13 ] 响的基础上, 通过水岩反应模拟实验, 重点研究了碳酸盐岩埋藏过程中的溶蚀作用及其机制在上述研究的基础上, 建立了深层碳酸盐岩三元控储模式, 认为海相深层碳酸盐岩的储集性能受相互关联的 3 大因素控制首先是沉积成岩环境控制早期孔隙发育碳酸盐岩原始孔隙发育首先受控于沉积环境, 鲕滩生物礁是高孔隙碳酸盐岩形成的最有利沉积环境同时高能鲕滩生物礁环境也是易于发生白云岩化的成岩环境, 高孔隙碳酸盐岩中原生孔隙的存在是白云化流体与岩石相互作用形成白云岩的重要条件白云岩化作用在一定条件下, 可以改善岩石孔隙与渗透性, 更重要的是在深埋藏条件下, 白云岩与灰岩相比具有更好的抗压实性, 为深层优质储层的形成奠定了基础二是构造压力耦合控制裂缝与溶蚀后期构造压力作用控制了岩石裂缝的形成与扩大, 形成储层空间同时裂缝也沟通了岩石的内部空间为早期有机酸 CO 2 以及晚期 H 2 S 等酸性流体与岩石的相互作用提供空间创造了条件三是流体岩石相互作用控制溶蚀与孔隙的保存随着岩石埋藏深度不断加大, 岩石先后与大气水中所含的二氧化碳岩石中有机质分解产生的有机酸烃类与岩石中硫酸盐作用形成的硫化氢等流体发生溶蚀作用, 继续进一步扩大或保持岩石孔隙, 使 ~6 000 m 的深度可以形成碳酸盐岩优质储层, 为深层碳酸盐岩优质储层的预测提供了依据 3.3 叠合复合控藏模式源岩过成熟条件下天然气的来源深层碳酸盐岩优质储层的发育和分布油气运移聚集及古油藏形成后的调整改造和再聚集过程是叠合盆地深层天然气富集的关键通过模拟实验地质过程恢复和数值模拟及实例解剖, 反映出四川盆地东北部深层碳酸盐岩层系天然气的富集经历了 3 个主要阶 [ 14 ~16 ] 段第 1 阶段是古油藏形成阶段在晚印支 ~ 早燕山期, 二叠系和志留系烃源岩进入主排烃期, 长兴飞仙关组构造 ~ 岩性圈闭形成并接受原油充注, 古油藏开始形成, 古油藏的分布受晚印支 ~ 早燕山期的构造格架流体输导体系和长兴飞仙关组岩相变化的控制第 2 阶段是油气藏化学改造和流体调整阶段燕山早期末, 普光古油藏储层温度达到 160, 其内部的原油开始发生热裂解作用, 并一直持续到中燕山期温度达到甚至超过 200 的时候裂解完毕古油藏实现油向气转化的同时也接受了部分源岩干酪根热降解气的充注该期也是 TSR 作用对普光气藏内部流体和储层岩石性质进行化学改造的主要阶段,TSR 反应生成的 CO 2 和 H 2 S 有利于储层溶蚀孔隙的形成随着储层顶面构造形态的变化, 原油及其裂解形成的天然气逐渐向构造高点运移调整第 3 阶段是再富集定位阶段喜山运动中晚期, 现今的构造格局逐渐形成, 储层原油裂解形成的天然气不同演化阶段的储层沥青裂解形成的天然气源岩和异地储层沥青裂解形成并在油气藏调整改造过程中注入储层的天然气在晚喜山 ~ 现今构造面貌和储层岩性变化的控制下, 在现今的构造 ~ 岩性复合圈闭富集, 形成现今的天然气藏 ( 见图 6) 图 6 四川盆地普光 - 东岳寨构造原油聚集油气藏调整改造与再聚集模式 Fig.6 The petroleum accumulation model of Puguang -Dongyuezai trap in Sichuan Basin 从上述分析看, 与油气经过初次运移二次运移聚集成藏的单旋回成藏盆地明显不同, 叠合盆地天然气的聚集经历了复杂的物理化学过程, 天然气的富集和最终定位受多种因素的控制 :a. 源岩生油高峰期的流体输导格架古构造和岩性岩相变化叠合而成的古构造 ~ 岩性圈闭控制古油藏的形成分布 ;b. 古油藏形成后的构造运动控制油气藏的化学改造和流体调整 ;c. 新 ( 晚期 ) 构造运动及其控制的流体输导体系和岩性岩相变化控制天然气的再富集和最终定位, 统称为叠合复合控藏 4 普光气田发现的几点启示 4.1 成熟盆地油气勘探必须要有新思路四川盆地 70 多年的探索与实践, 不同时期不同阶段勘探思路及勘探技术不同, 形成了多个勘探 2010 年第 12 卷第 10 期 21

9 高潮, 所发现的油气田遍布盆地四大构造单元无论是海相碳酸盐岩还是陆相碎屑岩领域, 勘探成果不断涌现, 尤其是近几年在川东石炭系飞仙关组长兴组, 川西碎屑岩等勘探领域大发现不断呈现, 说明成熟盆地在新领域新层系巨大的勘探潜力分析四川盆地的勘探历程, 尤其是近期普光气藏的发现, 体会到勘探思路的转变与勘探技术的发展是气田发现的关键裂缝在储层中的贡献, 相应发展了一系列裂缝评价技术, 促进了勘探的发展 ; 对石炭系飞仙关组长兴组等重要孔隙性储层的认识, 带来了勘探新发展 4.2 理论创新和技术发展是油气勘探大发现的前提普光大型气藏的发现, 得益于地质上敢于突破认识上的禁区, 得益于高精度地震勘探技术及地震储层预测技术的发展山地地震勘探技术逐步完善, 形成了一定的技术系列, 地震采集方面针对复杂地表条件针对复杂构造带的成像, 在选线方法激发条件炮井钻井参数设计处理等采用了针对性的技术方法, 勘探效果明显改善地震储层预测技术有了长足进步宣汉高精度二维三维地震资料, 主频率在 60 ~80 Hz, 由于有了好的资料基础, 通过合成记录精细层位标定, 结合波阻抗地震相分析储层地质建模等, 能较准确地解决储层分布厚度孔隙度及含气性问题可以预测 10 m 以上储层厚度和 Ⅰ 类 Ⅱ 类储层的分布区尤其是鲕滩储层识别技术, 总结了鲕滩储层地震响应的亮点特征及储层反演特征, 探井成功率大于 90 % 4.3 油气勘探无禁区随着世界油气勘探的不断发展, 勘探家已明确提出盆地勘探应向深部和浅层发展储层埋藏深度孔隙度下限等早期勘探可能存在的禁区, 已在很多地区被勘探实践所突破 m 深度的孔隙发育死亡线不断被勘探新的成果所突破人们的认识在不断更新,4 500 m,5 500 m, 甚至更深都值得探索推测普光气藏早期最大埋深超过 m, 现今保存的孔隙度最大值可达 % [ 17 ], 这就是勘探的新发现, 是不争的事实普光气藏的发现, 不但拓展了四川盆地勘探空间, 对世界范围的油气勘探也是一个有益的借鉴参考文献 [1 ] 王一刚, 文应初, 张帆, 等. 川东地区上二叠统长兴组生物礁分布规律 [ J]. 天然气工业,1998,18(6) :10-15 [2 ] 杨雨, 文应初. 川东北开江 - 梁平海槽发育对 T1f 鲕粒岩分布的控制 [ J]. 天然气工业,2002,22( 增刊 ) :30-32 [ 3] Scholle.P A.Chalk diagenesis and its relation to petroleum explo- ration: oil from chalks, modern miracle? [ J ].AAPG Bulletin, 1997,61 (7) : [4 ] James W, Schmoker, Robert B.Halley carbonate porosity versus depth: a predictable relation for South Florida [ J].AAPG Bulle- tin,1982, 66 (12) : [5 ] Robert B, Halley,James W, et al.high -porosity Cenozoic car- bonate rocks of South Florida: Progressive loss of porosity with depth[ J].AAPG Bulletin,1983,67 (2 ) : [6 ] 马永生, 郭旭升, 郭彤楼, 等. 四川盆地普光大型气田的发现与勘探启示 [ J]. 地质评论,2005,51(4) : [7 ] 马永生. 四川盆地普光超大型气田的形成机制 [ J]. 石油学报, 2007,28(2) :9-21 [8 ] 马永生, 牟传龙, 谭钦银, 等. 川东北地区二叠 - 三叠系间白云岩时代归属讨论 [ J]. 南方油气,2004,17(4 ) :1-4 [9 ] 马永生, 牟传龙, 郭旭升, 等. 四川盆地东北部长兴期沉积特征与沉积格局 [ J]. 地质评论,2006,52(1 ) :61-64 [10] 马永生, 牟传龙, 郭彤楼, 等. 四川盆地东北部长兴组层序地层与储层分布 [ J]. 地学前缘,2005,12(3) : [11] 马永生, 牟传龙, 郭彤楼, 等. 四川盆地东北部飞仙关组层序地层与储层分布 [ J]. 矿物岩石,2005,25(4) :73-79 [12] 马永生, 郭彤楼, 赵雪凤, 等. 普光气田深部优质白云岩储层形成机制 [ J]. 中国科学 D 辑,2007,37( 增刊 II) :43-52 [13] 马永生, 郭彤楼, 朱光有, 等. 硫化氢对碳酸盐岩储层溶蚀改造作用的模拟实验证据以川东飞仙关组为例 [ J]. 科学通报,2007,52( 增刊 ) : [14] 马永生, 蔡勋育, 李国雄. 四川盆地普光大型气藏基本特征及成藏富集规律 [ J]. 地质学报,2005,79(6) : [15] 马永生, 蔡勋育, 郭彤楼. 四川盆地普光大型气田油气充注与富集成藏的主控因素 [ J]. 科学通报,2007,52( 增刊 I) : [16] 蔡勋育, 朱扬明, 黄仁春. 普光气田沥青地球化学特征及成因 [ J]. 石油与天然气地质,2006,27(3) : [17] 蔡勋育, 马永生, 李国雄, 等. 普光气田下三叠统飞仙关组储层特征 [ J]. 石油天然气学报,2005,27(1) : 中国工程科学

10 The discovery of Puguang Gas Field Ma Yongsheng, Cai Xunyu, Guo Xusheng, Guo Tonglou, Zhao Peirong ( China Petroleum & Chemical Corporation, Beijing ,China) [ Abstract] The discovery of Puguang Gas Field should be attributed to the innovation of exploration ideas, geological understanding and the development of exploration technologies.by anatomizing the exploration history of Xuanhan-Daxian area, this paper analyzed the formation of structural-lithologic complex trap exploration strategy in Puguang area, expounded the new geological understanding of predictive models of deep-ultra deep high quality carbonate reservoirs and the technical ideas of complicated carbonate reservoir prediction.the discovery of Puguang Gas Field has contributed to the development of deep strata exploration in the Yuanba, Heba and the whole Sichuan Basin, and established the solid resources basis for the Gas Pipeline from Sichuan to China Eastern Region Pro- ject. [ Key words] Puguang Gas Field;exploration ideas;geological understanding;theoretical innovation ( 上接 8 页 ) Overview of Sichuan-to-East gas transmission project engineering construction Cao Yaofeng 1,2 (1.China Petrochemical Corporation, Beijing ,China;2.The Headquarters of Sichuan-to-East Gas Transmission Project,SINDPEC,Dazhou,Sichuan ,China) [ Abstract] The Sichuan-to-East gas transmission project is the first systemic engineering project in China to explore and develop an ultra deep & high acid gas field on such a large scale, which contains natural gas explora- tion and development, centralized purification treatment, long distance pipeline transmission and comprehensive market development and utilization.it has the prominent characteristics of being oversize, extremely complex, highly risky and extraordinarily difficulty.based on a brief introduction to the project s development background and construction scale, analyzing the main challenges of technology and management, this paper systematically ac- counts the construction ideas and the series of achievements of managerial and technical innovation.the construc- tion and management experience of oversize comprehensive natural gas project about the ultra deep and high acid gas field exploration and development series techniques would surely be a useful reference for similar projects. [ Key words] high acid gas field; technology integration and innovation; management innovation and run mode; large natural gas conditioning plant 2010 年第 12 卷第 10 期 23

物质因素能量因素

物质因素能量因素邹才能陶士振周慧张响响何东博周川闽王岚王雪松李富恒朱如凯罗平袁选俊徐春春杨华中国石油勘探开发研究院中国石油天然气集团公司中国石油西南油气田公司中国石油长庆油田公司中国石油天然气股份有限公司科技部岩性地层油气藏地质理论与勘探技术研究项目根据成岩作用和成岩相对储集层发育的控制作用及与储集层分布的关系探讨成岩相的形成机理划分方案与评价方法及其在油气勘探中的应用和意义