陳世加 劉超威 楊躍明 路俊剛 楊家靜 唐海評王 力 黃囿林 王 剛

1．西南石油大學(xué) 2．中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院

川中地區(qū)是四川盆地侏羅系原油勘探開發(fā)的重點區(qū)域，出油氣層位多，呈現(xiàn)“大面積普遍含油”的特征，但不同構(gòu)造的油氣富集程度具有明顯差異。目前已發(fā)現(xiàn)的油氣藏類型包括油藏和凝析氣藏，主要集中在川中西半部地區(qū)，東半部地區(qū)油氣規(guī)模相對較小。八角場構(gòu)造下侏羅統(tǒng)大安寨段凝析氣藏是目前在川中侏羅系發(fā)現(xiàn)的唯一的凝析氣藏，油氣規(guī)模較大，對其進行研究將對整個川中侏羅系大安寨段致密儲層油氣成藏特征的認(rèn)識及其下一步勘探具有重大意義。

八角場構(gòu)造大安寨段位于川中沉積湖盆中心的北西環(huán)帶，南東—北西方向沉積相由半深湖相過渡到濱淺湖相；大安寨段沉積的有效烴源巖厚度整體上由南東向北西方向逐漸減薄，最薄僅為12m；烴源巖類型主要為腐泥、腐殖—腐泥型，其鏡質(zhì)體反射率（Ro）在1．0%左右，烴源巖處于成熟階段，具有較大的生油潛力［1－3］。按照腐泥質(zhì)烴源巖生烴理論，在成熟階段應(yīng)以生油為主，但為何在八角場構(gòu)造發(fā)現(xiàn)的卻是高氣油比的凝析氣藏？韓耀文、王廷棟等［4］指出，八角場構(gòu)造大安寨段的天然氣不僅來自本組的烴源巖，還可能有深部上三疊統(tǒng)須家河組天然氣的混入；在鄰近的金華、公山廟和充西等構(gòu)造的油氣地球化學(xué)特征也表明存在須家河組天然氣的混入，但為何只發(fā)現(xiàn)了一些高氣油比的油氣井而未形成凝析氣藏？凝析氣藏的形成受哪些地質(zhì)因素控制？川中侏羅系大安寨段油藏為位于地層傾角小于3°的低幅度構(gòu)造上的“無水油藏”，在不存在水動力以及浮力的情況下，致密儲層中的油氣如何運移并聚集成藏？勘探開發(fā)現(xiàn)狀表明，川中西半部油氣富集程度較東半部高，在不存在外來驅(qū)動力的情況下，大安寨段油氣的富集程度基本上應(yīng)該是一致的，是什么原因?qū)е铝擞蜌飧患潭鹊牟町悾?/p>

為此，筆者在充分總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)天然氣（凝析氣和原油伴生氣）碳同位素以及原油輕烴、碳同位素特征，對八角場構(gòu)造大安寨段的油氣成因進行進一步的分析，并結(jié)合地震資料、斷裂的分布以及大安寨段油氣的分布特征，指出八角場構(gòu)造大安寨段凝析氣藏的形成機制，探討天然氣對大安寨段油氣富集的影響。

1 油氣藏特征

1．1 油氣藏地質(zhì)特征

八角場構(gòu)造位于川中古隆起中斜平緩構(gòu)造帶北部，為一典型的隆起構(gòu)造，兩翼傾角為1．7°～3．4°，北翼略陡，軸向近東西向。該區(qū)大安寨段縱向上可劃分為大一、大一三和大三共3個亞段；其中大一亞段和大三亞段主要為淺湖灘相沉積的介殼灰?guī)r，大一三亞段主要由半深湖沉積下的黑色頁巖與薄層石灰?guī)r、介殼灰?guī)r組成；巖性在縱橫向上的變化不大。

八角場構(gòu)造大安寨段油氣藏為帶油環(huán)的凝析氣藏（圖1）。在地層條件下氣油比較高，液相凝析油反溶解在氣相中，地層壓力略高于露點壓力。大安寨段原油平均密度約為0．82g／cm3，明顯小于臨近構(gòu)造的原油密度（如金華構(gòu)造原油平均密度約為0．85g／cm3），特別是靠近斷裂的井，如角101井等。

1．1．1 烴源巖特征

川中八角場構(gòu)造大安寨段烴源巖以黑色泥頁巖為主，沉積厚度介于40～60m，整體上南東向北西有減薄的趨勢。烴源巖含有大量的瓣鰓、腹足和介形蟲等湖生生物，有機質(zhì)十分豐富；烴源巖有機碳含量均高于有機碳豐度下限，具有良好的生油條件，是侏羅系烴源巖分布的主要層段。烴源巖中有機質(zhì)干酪根以腐泥型為主，有機質(zhì)鏡質(zhì)體反射率（Ro）介于0．8%～1．1%，正處于生油高峰期，生油條件相對較好，有機碳平均豐度大于1．0%，具有較大的生油能力。下伏須家河組發(fā)育須一、須三段和須五段3套烴源巖，有機碳豐度普遍較高，以腐殖型為主，Ro介于1．0%～1．3%，處于成熟階段，以生成天然氣為主［5－7］。

1．1．2 儲層特征

大安寨段儲集巖主要為介殼灰?guī)r，儲集空間由成巖微縫、晶間縫、溶孔和構(gòu)造微縫組成，以成巖微縫為主，其次為晶間縫和微溶孔、縫，構(gòu)造縫主要起滲濾通道作用［8－9］。巖樣分析結(jié)果表明，大安寨段儲層孔隙度分布在1．0%～1．5%，滲透率多低于0．1mD，非均質(zhì)性強，為特低孔隙度、特低滲透率的致密儲集層。

1．2 油氣地球化學(xué)特征

1．2．1 天然氣碳同位素值對比

據(jù)統(tǒng)計，在相同成熟度情況下，我國煤成氣的甲烷碳同位素值往往比油型氣的甲烷碳同位素值重7%～8%［10］。戴金星等指出，δ13C2＜－29‰是油型氣，δ13C2＞－27．5‰為煤成氣［11－14］。

從圖2可以看出，八角場構(gòu)造侏羅系靠近斷裂的井，其天然氣乙烷碳同位素值（δ13C2）明顯比典型大安寨段伴生氣δ13C2值偏重，如角6井，與典型的八角場須家河組天然氣δ13C2值特征相近［15－17］，明顯存在來自須家河組腐殖型天然氣的混入。

根據(jù)天然氣乙烷碳同位素值定量計算方法表明，須家河組的天然氣對八角場大安寨段天然氣的貢獻(xiàn)達(dá)到55%～92%，大多數(shù)井超過67%。

1．2．2 凝析油輕烴分析

根據(jù)前人研究成果可知，川中八角場構(gòu)造須家河組烴源巖為煤系烴源巖，生產(chǎn)的油氣類型為腐殖型天然氣；大安寨段為腐泥質(zhì)烴源巖形成的自生自儲型的油氣藏。Thompson等研究表明［18－20］，由腐泥母質(zhì)來源的輕烴，正構(gòu)烷烴豐富；而腐殖型母質(zhì)來源的輕烴，相對富含支鏈烷烴和芳香烴，并認(rèn)為富含環(huán)烷烴也是陸源的特征之一。筆者將八角場構(gòu)造大安寨段斷裂附近存在高氣油比、天然氣碳同位素值分析偏重的井，與具有典型大安寨段、須家河組天然氣特征的井進行對比分析，做出凝析油輕烴（C4—C7）組成對比表（表1）。

從角48井須六段凝析油的族組成來看，典型的成熟的腐殖型油具有貧正構(gòu)烷烴，富異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴的特點；但角2、角12、角37、角81、角84井的凝析油富含正構(gòu)烷烴，貧異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴，是腐泥型母質(zhì)來源。但靠近斷裂的角6、角14井和角101井原油組成的情況與前述特點不同，其凝析物中正構(gòu)烷烴含量較少，而環(huán)烷烴、芳香烷含量豐富，其豐度與須六段角48井的凝析物相近，表示極有可能受須家河組向上運移油氣的影響，而呈現(xiàn)混源的特征。

表1 八角場構(gòu)造凝析油輕烴（C4—C7）組成對比表

根據(jù)Thompson（1991）原油輕烴庚烷值和異庚烷值的分類標(biāo)準(zhǔn)，從庚烷和異庚烷值也不難看出，角2、角12、角37、角81、角84井的凝析油都屬于脂族干酪根所生成，應(yīng)屬于成熟的腐泥型原油；角48井須六段的凝析油來自芳香族干酪根；角6、角14井和角101井大安寨段凝析油介于兩者之間，特別是庚烷值更接近于須家河組，顯然是受須家河組油氣的影響，與從C4—C7原油輕烴組成分析得出的認(rèn)識是一致的。

另外，從全油色譜圖也看出，靠近斷裂的角101井C10以前的輕組分也明顯比遠(yuǎn)離斷裂的角84井原油富集（圖3），明顯受輕組分的影響。

圖3 全烴色譜對比圖

此外，原油碳同位素值也表現(xiàn)出同樣的特征，從原油碳同位素值對比圖（圖4）可知，八角場構(gòu)造靠近斷裂的井（角6井、角14井），其原油碳同位素值明顯比典型侏羅系原油的碳同位素值重，與須家河組原油碳同位素值特征類似，也說明侏羅系大安寨段的原油存在須家河組油氣的混入。

圖4 八角場構(gòu)造原油碳同位素值對比圖

經(jīng)上述油氣地球化學(xué)特征研究表明：八角場構(gòu)造明顯受到來自下部須家河組油氣侵入的影響。

2 凝析氣藏形成機制再認(rèn)識

2．1 凝析氣藏成藏機制

2．1．1 凝析氣藏與斷裂分布、規(guī)模的關(guān)系

結(jié)合以往專家學(xué)者對川中侏羅系油氣分布規(guī)律的研究［21－23］，對比八角場構(gòu)造和金華構(gòu)造大安寨段斷裂分布、規(guī)模以及油氣分布特征，認(rèn)為斷裂為該區(qū)須家河組腐殖型天然氣垂向運移到大安寨段并形成凝析氣藏的主控因素。

結(jié)合地震剖面（圖5），對大安寨段凝析氣藏研究也證實了斷裂在凝析氣藏形成中起到至關(guān)重要的作用。氣油比偏高、乙烷碳同位素值偏重的井，都存在溝通須家河組和大安寨段儲集層的斷裂；這充分證明了斷裂為八角場構(gòu)造須家河組天然氣的垂向運移提供了有利的通道。

金華構(gòu)造大安寨段油藏的油氣地球化學(xué)特征也表明存在須家河組天然氣的混入，但卻只發(fā)現(xiàn)了一些高氣油比的油氣井而未形成凝析氣藏。將八角場構(gòu)造和金華構(gòu)造進行對比研究，發(fā)現(xiàn)斷裂的規(guī)模對凝析氣藏的形成起著決定性的作用。斷裂發(fā)育的八角場構(gòu)造，通過溝通須家河組和大安寨段的斷裂運移上去的天然氣規(guī)模大，液相油反溶解在氣相中，形成了凝析氣藏；而金華構(gòu)造雖然存在斷裂，但由于斷裂的規(guī)模比八角場構(gòu)造小，通過斷裂及其末梢運移到大安寨段油藏內(nèi)的天然氣規(guī)模較少。因此，在金華構(gòu)造僅局部存在高氣油比的井，而并未形成凝析氣藏。

2．1．2 成藏機制

根據(jù)前人認(rèn)識，八角場構(gòu)造大安寨段烴源巖有機質(zhì)類型以腐泥型—腐殖腐泥型為主，在白堊系中后期進入大量生油階段，并就近運移到大安寨段特低孔隙度、特低滲透率儲層中形成自生自儲型油藏。

圖5 八角場構(gòu)造（上）與金華構(gòu)造（下）的地震剖面圖

由于燕山期以及喜馬拉雅期斷裂的溝通作用，來自下部須家河組的天然氣通過斷裂運移至大安寨段，須家河組腐殖型天然氣的侵入一方面為分散在大安寨段致密儲層中油氣的運移提供了動力，使八角場大安寨段儲層中的油氣更為富集；另一方面須家河組腐殖型天然氣的混入，改變了原始油藏的氣油比，使油藏中的輕組分溶解在氣相中，從而形成帶油環(huán)的氣侵型凝析氣藏，并在斷裂附近形成瀝青質(zhì)沉淀［24－25］（圖6）。

圖6 八角場構(gòu)造大安寨段凝析氣藏成藏模式圖

2．2 天然氣對川中侏羅系大安寨段石油富集的影響

川中侏羅系大安寨段油藏位于地層傾角小于3°的古隆起平緩構(gòu)造帶上，為致密儲層中不含邊水、底水的“無水油藏”，在浮力以及水動力不存在的情況下油氣在特低孔隙度、特低滲透率的儲層中如何聚集成藏？石油運聚的動力來自哪里？

大安寨段油氣顯示豐富，含油氣構(gòu)造較多，單個含油氣構(gòu)造中無論是背斜、向斜還是單斜，都可能獲得油氣，油氣的分布與產(chǎn)出不嚴(yán)格受構(gòu)造圈閉的控制，呈現(xiàn)“大面積含油”的特征；但不同的構(gòu)造油氣富集程度差異很大，川中西半部油氣富集程度較東環(huán)帶高。梁狄剛、廖群山等［26－28］對侏羅系致密儲層油藏的研究表明：川中侏羅系大安寨段油藏為石油生成后在生油層內(nèi)或其附近就近聚集，分散在大安寨段致密儲層中。在不存在外來驅(qū)動力的情況下，大安寨段油氣的富集程度基本上應(yīng)該是一致的，是什么原因?qū)е铝舜ㄖ形靼氩看蟀舱斡蜌飧患潭容^高；而同一個構(gòu)造中鄰近的井產(chǎn)能也差別很大？天然氣在大安寨段致密儲層油氣運聚中是否起到了外來驅(qū)動力的作用？

研究發(fā)現(xiàn)：①在油氣相對富集的川中西半部含油氣構(gòu)造／油田中（如八角場構(gòu)造、金華油田、桂花油田、蓮池油田等），高氣油比的井或者井區(qū)明顯多于川中東半部；②在同一個含油氣構(gòu)造中，高中產(chǎn)井的天然氣產(chǎn)量也相對較高，以金華油田為例，金華油田西部厚石灰?guī)r區(qū)，緊鄰的井在沉積相帶、石灰?guī)r與泥頁巖組合關(guān)系相差不大的情況下，高、中產(chǎn)井（如金61、金76井）與低產(chǎn)井（如金24、金101井）交叉分布，高中產(chǎn)井的天然氣產(chǎn)量明顯高于低產(chǎn)井（表2），其他構(gòu)造（如八角場、公山廟構(gòu)造）高產(chǎn)油井與天然氣產(chǎn)量同樣存在密切關(guān)系，可見天然氣在大安寨段致密儲層石油運聚以及油井的高產(chǎn)中起到重要的驅(qū)動（氣驅(qū)）作用。

表2 金華油田西部厚石灰?guī)r區(qū)部分井產(chǎn)能表

3 結(jié)論

1）八角場構(gòu)造大安寨段靠近斷裂的高氣油比油井，其天然氣以及原油的碳同位素特征與下部須家河組天然氣相似，是下部須家河組天然氣侵入的結(jié)果；須家河組天然氣的侵入改變了大安寨段油藏的原始?xì)庥捅龋沟么蟀舱卧加筒刂械妮p烴組分溶解在氣相中，從而形成氣侵型凝析氣藏。

2）斷裂的分布及規(guī)?？刂浦虏刻烊粴饣烊氲谋壤?。八角場構(gòu)造大安寨段之所以能形成凝析氣藏得益于存在斷穿須家河組烴源巖到大安寨段儲層的斷裂，須家河組天然氣可大量運移到大安寨段；而鄰近的金華構(gòu)造斷裂規(guī)模較小，通過小規(guī)模斷裂以及斷裂末梢運移到大安寨段的須家河組天然氣規(guī)模較小，因此僅在局部井或井區(qū)形成高氣油比的油氣井，而未形成凝析氣藏。

3）川中侏羅系大安寨段油藏為低幅度致密“無水油藏”，天然氣是大安寨段致密儲層中石油運聚的主要動力，起到氣驅(qū)油的作用，從而使天然氣相對較多的川中西半部的油氣富集程度較高，這也是油井高產(chǎn)的主要因素之一。

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