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1、川中地区上三叠统须家河组油气成因与富集川中地区上三叠统须家河组油气成因与富集地质工程：吴 可 嘉学 号：20103090第第1 1 章章 前前 言言川中地区侏罗系至三叠系地层层序正常，保存条件好，须家河组烃源条件 在四川盆地也较好。经过勘探，在中层须家河组砂岩中也发现了较为频繁的油 气显示，且附近的川中大安寨，磨溪等地区的须家河组均获得了良好的勘探效 益。其中通1井和岳1井已累计采气约1 亿余方；界6井至今仍在生产，已累计采 气9868.1104m3，出产原油1058.8t；威东2井、岳3井等多口井获得工业性油 气流；包浅1、包浅4、包浅202 井等须二段获气并采出油约1.8万吨，该区的勘 探
2、前景良好。 过去油源的判识过分依赖生物标志化合物来对比，将油气孤立起来研究， 未考虑油气藏整个烃体系的成因及来源。而不同期原油生物标志化合物含量最 高可相差23个数量级，只要极少量低熟成熟油的混入足以使高过成熟油气生 物标志化合物分布发生改变，误导油气源判识。因此对复杂油气源不能单靠生 物标志化合物来确定。在川渝地区，目前已在同位素、气组分、轻烃和生物标 志物等方面形成一套可信度高的系列鉴别指标和理论。在众多老专家的带领下， 深入研究了各类天然气的地球化学特征，建立了各类天然气的鉴别标志，特别 是煤成气与油型气的识别标志，为为须家河组煤成气成因与富集的地质研究奠 定了理论基础。第第2 2 章章
3、 地质背景地质背景2.12.1 地区概况地区概况 川中地区西起内江，东至大足县,南起荣昌县，北至安岳县，面积约8000平 方公里，区域构造位置为川中古隆平缓构造区、华蓥山深大断裂断下盘（图 21）。图 21 研究区地理位置图 其基底为刚性强磁性隆起基底，局部构造位于威远背斜东北下斜坡，向西 南过渡到印支期泸州古隆起下斜坡，整个工区具有基底刚硬，断层发育较少， 褶皱平缓的特点。研究区北部威东安岳地区为由西南至东北方向下倾的单斜， 河包场界市场永安桥一线为由西南至东北方向下倾的由多个鼻状构造组成 的巨型鼻状构造。 2.22.2 构造演化史构造演化史 四川盆地现今发现的大、中型气田均与地史上主要的构
4、造运动密切相关； 研究区处于盆地相对稳定的西倾斜坡带和泸州开江古隆起的西北斜坡。在川 中地区，内印支运动形成了古隆起带，上三叠统须家河组就是沉积在古隆起带，古隆起带使古地貌高低不平，须家河组的沉积必然是一个填平补齐的过程，因 此，中三叠统侵蚀面对须家河组的储层、油气运聚和成藏都有深远的影响。其 次，燕山喜山期造山运动使威远构造抬升隆起，形成现今的大形背斜圈闭。 而威远构造核部被风化剥蚀，须家河组地层已出露地表，成为研究区须家河组 的一个泄压“天窗”，对须家河组油气的运聚和保存也起着重要的作用。 2.32.3 地层简况地层简况 川中地区须家河组为一套砂、泥（页）岩地层，厚510630m。自下而上
5、可 分为须一、须二、须三、须四、须五、须六段，其中须一、须三、须五段以灰、 黑色泥（页）岩为主夹薄层灰色砂岩及煤层；须二、须四、须六段则为浅灰、 灰白色砂岩夹薄层黑色泥（页）岩，其中砂岩为储集层。 2.42.4 储层特征储层特征 储层岩石类型主要为岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩为主，次为岩屑石英砂 岩和长石石英砂岩，岩屑砂岩和长石砂岩较少。纵向上看，须二段以岩屑长石 砂岩、长石岩屑砂岩为主，次为长石岩屑石英砂岩；须四段以长石砂岩、岩屑 长石砂岩为主，次为长石石英砂岩；须六段为长石岩屑砂岩和岩屑砂岩。本区 须家河组储集岩石英含量高，而长石、岩屑含量低，成分成熟度和结构成熟度 都较高，成分成熟度指数（
6、石英/长石+岩屑）一般在2.53之间以上。粒度上 来看，须家河组储层主要以中粒、细中粒砂岩为主，次为中粗砂岩，少量 为粉砂岩；杂基主要由粘土矿物组成，含量一般小于6%；胶结物以灰质、硅质 胶结物为主，次为粘土胶结物，含量一般小于8%。须家河组储集空间类型按形态可分为孔隙和裂缝两大类。须家河组储层储 集空间类型以残余粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔为主，见少量铸模孔、胶结物 内溶 孔和杂基内溶孔等。多为中小孔，面孔率中等。 根据取芯井岩芯观察得知，岩芯裂缝较少，且多为中小缝，可分为构造缝 和层间缝两类。在岩芯中见到的层间缝多为泥碳质充填低角度小缝，构造缝多 为被方解石或石英全充填的小缝，岩芯中构造缝不
7、发育，高角度缝极为少见。 而在钻井过程中裂缝钻井显示相当发育，常出现井喷、井漏及放空等显示，岩 屑录井中常见次生石英、方解石晶体，测井声波曲线表现出明显的跳波特征， 测试往往能获得高产油气流。通过钻井、测井、录井、岩芯等资料表明，裂缝 在须家河组各段均有发育，但以须二段最为发育。 本区须家河组砂岩厚度大，平均孔隙度低，单井孔隙度差异较大，仍有局 部高孔段储层存在，如足2 井须二段21322145m 孔隙度7.9116.23%，平均 为12.6%，渗透率0.04941.2710-3m2，该段产气0.365104m3/d，为典型孔 隙性储层。须二段物性较好，孔隙度主要集中在410，占总样品数的85
8、%， 平均孔隙度为7.34%，渗透率0.011.010-3m2，平均为0.31810-3m2。须四 段孔隙度49，平均孔隙度为6.28%，渗透率0.11.010-3m 2。须六段平 均孔隙度5.13%，平均渗透率0.1410-3m2。平面上，由于储层的平面非均质性 强，储层物性存在一定的差异，从北往南储层物性略显逐渐降低的趋势。须二 段储层物性以威东地区、大足河包场地区为最好，储层平均孔隙度 7.6712.93%；次为潼南、遂南磨溪地区。须四段储层物性以安岳通贤地 区、磨溪地区为最好；而河包场、界市场等地相对较低，储层平均孔隙度 5.38%，渗透率0.1210-3m2。 2.52.5 盖层特征
9、盖层特征 须家河组是一套连续沉积的由泥岩砂岩泥岩组成的多旋回沉积，其中 孔渗较好的砂岩为储油气层，泥岩不仅为烃源岩，而且成为良好的盖层。泥岩 不仅是每一个次一级旋回沉积砂岩储层的盖层，而且也是分隔不同产气层段的 间隔层，而致密砂岩段的发育致使须家河组纵向上形成多个产层，横向上产层 不连续。此外，侏罗系地层起着区域盖层的作用。 根据地层对比、钻探和测试成果分析，研究区的盖层与其下的砂岩储层一 起构成了本区三套区域性的储盖组合： （1）以须二段细中粒砂岩为储层、须三段泥岩为盖层的储盖组合。 （2）以须四段粗中粒砂岩为储层、须五段泥岩为盖层的储盖组合。 （3）以须六段下部中粒砂岩为储层、须六段中部泥
10、岩为盖层或者以须六段 上部中粒砂岩为储层、侏罗系珍珠冲组下部泥岩为盖层的储盖组合。 须家河组的的区域盖层为侏罗系地层，本区侏罗系厚达16001800 米，且 以泥岩为主，盖层较好。本区构造平缓，侏罗系断层极少，断距小，对保存有 利。第第3 3章章 烃源岩地球化学特征烃源岩地球化学特征川中地区须家河组可能存在贡献的烃源岩主要有：志留系、中三叠统雷口 坡组、上三叠统须家河组，由于须家河组是主要的烃源岩，所以对志留系和雷 口坡 组烃源岩做简要的概述，而对主力烃源须家河组做了详细的阐述。3.13.1 须家河组烃源岩须家河组烃源岩 3.1.13.1.1厚度与分布厚度与分布 须家河组是在中三叠世雷口坡期侵
11、蚀面基础上沉积的典型陆相煤系碎屑岩 沉积，纵向上一般可细分为六段。由于须家河组沉积前中三叠统侵蚀面（雷口 坡组残丘和洼地）起伏变化较大，须家河组沉积时对雷顶古地貌有填平补齐作 用，因此须家河组厚度差异较大。川中地区须家河组有“由南面向北”变薄的 趋势（图31）。 其中，资阳地区须一段烃源岩较厚，须家河组二段主要为灰白色、灰色 细中粒砂岩、粗砂岩夹少量薄层泥岩与煤线，底与下伏须一段黑色页岩、顶 与上覆须三段灰黑色页岩分界明显，为川中地区主产层。威东地区烃源岩厚度 较大，河包场和安岳地区厚度则大致相当，通贤和界市场地区烃源岩厚度相对 小一些，包浅4 井须二段烃源岩仍然缺失，具有从研究区中部依次向南
12、、向北 变薄的趋势。 须家河组三段属滨浅湖沉积，岩性以灰黑色泥岩、泥质粉砂岩，含灰质重， 局部夹泥灰岩和黑色炭质页岩、薄煤层，顶界与须四段底界砂岩分界明显。其 烃源岩厚度在足5足6威东5包65安1威东2通4 井区较大，包浅4 井 须三段烃源岩依然缺失。总体上则大足地区厚度较大，其次为威东、安岳地区， 像须二段一样，仍然具有从研究区中部依次向南、向北变薄的趋势。 须家河组四段岩性以灰白色细中粒砂岩为主夹少量薄层状黑色泥岩及煤 线，顶界与须五段黑色页岩分界。须四段烃源岩厚度较大。总体上看，须四段 烃源岩普遍较薄，其中通贤、河包场、界市场地区厚度相对大一些，整个研究 区烃源岩厚度复杂，没有一定的规律
13、可循。 须家河组五段属滨浅湖沼泽沉积，岩性以灰黑色泥页岩主局部。须五段 烃源岩在研究区普遍较厚，总体厚度具有从研究区北面向南面依次减小的趋势。须家河组六段在研究区常分为三层，下部为灰白色中、细砂岩夹薄层黑灰 色页岩及粉砂岩，中部为灰黑色页岩夹粉砂岩及砂岩，局部夹煤线，上部为以 灰白色中、细砂岩为主，局部井区夹少量粉砂岩及灰黑色页岩。其烃源岩厚度 在河包场地区最大，其威东和通贤地区较小，最小的井则为通3井，只有1m。整 体上烃源岩厚度具有从研究区的南面向北面依次变小的趋势。井号须六段须五段须四段须三段须二段须一段累厚煤层厚安平124.089.01.051.925.48.5199.811.5高科1
14、24.068.58.040.39.00.0149.88.5通19.0147.01.039.019.57.5223.00.0通 31.064.013.026.06.04.0114.01.5威东223.5159.04.048.527.521.0283.50.5威东611.0152.012.628.417.49.0230.40.0威东 929.788.120.839.550.04.0232.10.0安938.040.09.022.217.415.0141.60.0足 452.549.09.039.046.517.0213.00.0界2065.520.515.035.521.00.0157.52.5包
15、浅 491.029.016.00.00.00.0181.00.0资75.0205.54.049.532.029.5325.50.8磨 2315.5149.04.061.00.00.0229.50.0潼 32.010.033.055.01.58.0109.50.0图 31 川中地区及其周缘须家河组烃源岩厚度（m）统计 3 3.1.2.1.2 有机质丰度有机质丰度 川中地区评价烃源岩的有机质丰度的常用指标有残余有机碳含量、氯仿沥 青“A”和总烃。在煤系地层中，烃源岩有机质的转化率较低，残余有机碳含量 可以有效反映烃源岩有机质的丰度。通过对大足地区须家河一段、三段、五段 的泥岩以及二段的泥岩夹层样品
16、分析，发现各层段的平均有机碳含量都在生烃 门限值以上，都具有一定的生烃物质条件基础，其中须一段泥岩和碳质泥岩的 有机碳含量最高，平均为1.76，其次是须二段泥岩夹层，平均为1.64，再 次是须五段泥岩，平均有机碳含量为1.36，须三段泥岩相对较差，平均为 1.10（图32）。图 32 川中地区须家河组各段烃源岩平均有机碳含量分布图 须一段：其平均有机碳含量较高，平均值为为1.76%，是川中地区须家河组 中最高的一段，总的说来须一段泥页岩应该是一套较好的烃源岩。 须二段：泥岩夹层有机碳含量平均值为1.64%，应该说须二段泥岩夹层是一 套中等较好或较好中等烃源岩。 须三段：平均有机碳含量是须家河组中最低的一段，为1.10%。总体上讲须 三段泥页岩是一套中等烃源岩。 须五段：有机碳平均值为1.36%。总的来说须五段泥页岩属于一套中等较 好烃源岩。 须六段：有机碳平均值1.20，综合分析应属于较好中等烃源岩。 须家河组除了暗色
