曲靖盆地第三系氣藏要素分析——測錄井資料在曲靖盆地淺層氣藏要素分析中的應(yīng)用

吳東芳

（中國石化西南石油局測井公司，云南 昆明 650200）

0 引言

曲靖盆地淺層氣藏的烴源巖厚度大，有機質(zhì)豐度高，被認為生烴潛力大，遲早會在淺層發(fā)現(xiàn)大型油氣藏；但另一方面盆地內(nèi)勘探難度大，影響了勘探進程。兩方面的原因使盆地從1997年鉆探曲參1井至今，一直處于打打停停的狀態(tài)。充分利用生產(chǎn)過程中掌握的第一手資料，對淺層氣藏要素進行客觀分析，既能深化測錄井資料的地質(zhì)應(yīng)用，也能對勘探開發(fā)提供更多可靠信息，對節(jié)約成本、加快勘探進程有利。在巖心資料和化驗資料不多的情況下，筆者擬利用測錄井資料，運用油氣地質(zhì)的相關(guān)規(guī)律對曲靖盆地淺層氣藏要素進行分析。

1 地質(zhì)概況

1.1 區(qū)帶劃分

曲靖盆地是一個殘留的小型陸相第三系箕狀斷陷盆地。盆地長軸方向為南北向，短軸方向為東西向，根據(jù)地層的沉積特點及構(gòu)造展布規(guī)律，從東至西將盆地劃分為東部斷階、中部斷陷帶和西部斜坡3個一級構(gòu)造單元[1]。

1.2 勘探現(xiàn)狀

盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)氣藏的層位單一，目前僅在茨營組三段（N2c3）底部砂巖中發(fā)現(xiàn)有一層氣層。從1997年勘探至今已完鉆13口井，其中有5口井發(fā)現(xiàn)工業(yè)氣流。氣井分散，未發(fā)現(xiàn)大范圍連片氣層。

1.3 地層

曲靖盆地在泥盆地系基底上自下而上發(fā)育有古近系小屯組（E3x）、蔡家沖組（E3c），新近系茨營組（N2c）和地表第四系（Q）。

E3x是盆地形成初期沉積的淺湖相含礫泥巖，盆地內(nèi)分布不均，厚度為0～36 m。

E3c是盆地沉積最廣泛時期形成的半深湖、深湖相深灰、褐灰色泥巖，偶夾條帶狀泥質(zhì)粉砂，底為鈣質(zhì)泥巖。單井錄井剖面統(tǒng)計結(jié)果顯示該段地層泥巖厚度占整個剖面厚度最低為95.8%，部分井次該段剖面全為泥巖。地層厚度為198～496 m，埋深在350～1000 m之內(nèi)。

N2c是盆地開始收縮時沉積的三角洲相砂泥巖含煤地層。地層厚度為120～522 m，深度在560 m以內(nèi)。

2 氣藏要素分析

E3c和N2c地層是盆地的主體，對第三系淺層氣藏的形成有至關(guān)重要的作用。E3c泥巖是盆地內(nèi)淺層氣藏的主力烴源巖；儲層、蓋層分布在N2c內(nèi)，發(fā)現(xiàn)的氣層埋深為322～465 m。

2.1 烴源

E3c泥巖是盆地淺層氣藏的主力烴源巖。目前曲靖盆地已鉆13口井。鉆井顯示該地層厚度大，為厚層狀純泥巖。巖樣分析結(jié)果顯示E3c有機碳含量均值為2.67%，超過一級烴源巖的標準[2]。巖樣鏡質(zhì)體反射率Ro值分布在0.28%～0.60%之間，E3c底部只有1個巖樣Ro＞0.5%達成熟，其余巖樣未成熟特征明顯，處于產(chǎn)生物氣階段。盆地主產(chǎn)生物氣深度為500～1300 m，E3c泥巖埋深大多在這個范圍[1，3]。

E3c泥巖厚度大，巖性純，有機質(zhì)豐度高，但成熟度低，轉(zhuǎn)化率低，沒有大量烴生成、聚集，無法形成有效的“壓力封存箱”，不能迫使源巖產(chǎn)生“微裂隙”大量向鄰近儲集層排烴，排烴不徹底[4-5]。曲2井、曲3井、曲6井、圩1井等氣測錄井亦顯示鉆進E3c地層純泥巖10 m以后，氣測基值明顯抬高1%～2%，泥巖排烴不徹底的特征突出，如圖1所示。

圖1 進入E3c地層后氣測基值抬升示意圖

沉積中心地層巖性細、埋藏更深。非沉積中心的曲參1井在井深985 m處已有一個巖樣Ro為0.6，由此推測沉積中心的E3c深部地層中有機質(zhì)演化程度更高可能達到了大量生油氣的門限。沉積中心與不整合面直接接觸，可將生成的烴類側(cè)向或向下排入整合面并在其中運移。運移在不整合面內(nèi)的烴類在運移通道、儲集空間、蓋層配置良好的場所可能聚集成藏。

2.2 儲集層

曲靖盆地N2c3底部砂層組是目前唯一發(fā)現(xiàn)淺層氣藏的層位，是盆地目前勘探的目的層。儲集體以一個個獨立的砂體存在于N2c3地層底部。橫向上相變極快，縱向上各井該砂層組深度不一。

已發(fā)現(xiàn)的含氣砂層組只是頂部為氣層，中部、下部為氣水同層或含氣水層。砂層組上氣下水顯示烴源不足。已發(fā)現(xiàn)工業(yè)氣流的各井氣水界面不統(tǒng)一。

2.3 蓋層

曲靖盆地內(nèi)中部斷陷帶是唯一發(fā)現(xiàn)有氣藏的地區(qū)。西部斜坡和東部斷階帶由于地層埋深淺，蓋層條件差，未進行鉆探。

壓實泥巖聲波時差值為300～400 μs／m，疏松砂巖聲波時差值為259～380 μs／m[6]。中部斷陷帶各井實測聲波時差值均在450 μs／m以上，見圖2，說明曲靖地區(qū)地層非常疏松。從補償聲波時差測井曲線作壓實趨勢線上看（圖3），地層無異常壓實現(xiàn)象，壓實程度隨深度增加而增強。

圖2 曲靖地區(qū)第三系地層聲波時差值分布圖

E3c純泥巖單層厚度大于10 m才能對油氣向上散逸起到一定封閉作用。泥巖厚度越大，含砂越少封閉性能越好；泥巖壓實程度越高，毛細管壓力越大、滲透率越低、封閉性能越好[7]。E3c泥巖厚度大、含砂量低、成熟度相對高、壓實程度高，它們對油氣的封閉性能好于上部N2c中的泥巖。據(jù)此認為，上部N2c中的泥巖蓋層需要在單層厚度大于10 m才能對油氣的向上散逸起到一定的封閉效果。

實鉆揭示N2c的氣層頂純泥巖蓋層單層厚度都達18 m以上，說明目的層上的純泥巖蓋層單層厚度達到18 m已能對油氣起到較好的封閉作用。N2c內(nèi)的泥巖層除氣層頂?shù)闹苯由w層外，其他泥巖蓋層的單層厚度最大為8 m。這個厚度甚至小于下部E3c泥巖連續(xù)厚度達10 m以上才能對油氣向上散逸起到阻隔作用。據(jù)此，認為N2c泥巖中，除氣層直接蓋層外，其他蓋層單層厚度小的泥巖對油氣的封閉能力不強，有效蓋層缺乏。

圖3 N2c地層壓實趨勢圖

2.4 淺層氣運移通道

曲靖盆地淺層氣運移通道主要有3種類型：不整合面、斷層和砂巖疏導(dǎo)層[1]5。

不整合面可將深部地層，尤其是沉積中心E3c生成的油氣側(cè)向上進行運移，通過斷層、砂巖疏導(dǎo)層等的溝通進入淺層儲集體。

由于盆地內(nèi)淺層地層橫向、縱向上相變極快，儲集體小而分散，下伏直接烴源巖生成的油氣和沿不整合面、斷層運移來的油氣進入儲層后，往往只能在單個砂體內(nèi)聚集。由于沒有連片分布、規(guī)模較大的穩(wěn)定的砂巖層供油氣進行大范圍的運移，因此，砂巖疏導(dǎo)層在盆地內(nèi)淺層氣藏的形成中貢獻有限。綜上所述，筆者認為盆地內(nèi)淺層油氣藏缺乏有效的運移通道。

3 問題探討

從對淺層氣要素的分析中，發(fā)現(xiàn)深部不整合面內(nèi)有可能找到有價值的油氣藏。

1）烴源方面。前文已述及沉降中心烴源巖埋藏更深，成熟度更高，主力烴源巖E3c泥巖下部地層應(yīng)有相當(dāng)一部分已達低成熟或成熟，進入主產(chǎn)油階段。由于不整合面下伏于沉積中心E3c，側(cè)向上與E3c直接相鄰，有利于E3c生成的油氣側(cè)向或向下排入其中，具備了一定的烴源條件。

2）儲層方面。不整合面經(jīng)歷了從石碳系（C）至第三系（E3）長時間的風(fēng)化改造，可能發(fā)育孔隙性、滲透性良好的儲集空間。

3）蓋層方面。E3c泥巖純，厚度巨大，區(qū)域上分布穩(wěn)定，它們直接覆蓋在不整合面上，對不整合面內(nèi)油氣的聚集有利。

4 結(jié)論與建議

通過對曲靖盆地淺層氣藏要素的分析，認為淺層氣藏的勘探難度較大，但深部不整合面有發(fā)現(xiàn)有價值油氣藏的可能。

1）淺層氣的主力烴源巖厚度大，但成熟度低、有機質(zhì)轉(zhuǎn)化率低、排烴不徹底，氣藏?zé)N源不充足。儲集體發(fā)育規(guī)模小而分散，沉積中心生成的油氣向淺層大規(guī)模運移、聚集缺乏有效的通道。

2）除N2c下部一層泥巖地層具備有效封隔條件外，N2c地層內(nèi)有效蓋層不發(fā)育。

3）烴源、儲層、蓋層及油氣運移條件決定了盆地內(nèi)淺層氣藏勘探難度較大。

4）認為深部不整合面在烴源、儲集空間、蓋層、運移條件等方面具備形成有價值油氣藏的可能。

5）建議在對淺層氣藏進行勘探的時候，也對深部地層尤其是不整合面一帶油氣地質(zhì)條件進行深入研究和勘探。

［1］屠世杰，陳習(xí)峰，張海洋，等.曲靖盆地二維地震資料處理解釋研究成果報告［R］.成都：中國石化南方勘探開發(fā)公司，2007.

［2］盧雙舫，張敏.油氣地球化學(xué)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2010.

［3］吳川，陳廣浩，何家雄，等.曲靖盆地淺層生物氣藏要素及運聚特征初步分析［J］.天然氣地球科學(xué)，2007，18（5）：673-677.

［4］陳安定.排烴機理及厚度探討［J］.復(fù)雜油氣藏，2010，3（9）：1-5.

［5］李傳亮，張景廉，杜志敏.油氣初次運移理論新探［J］.地學(xué)前緣，2007，14（4）：132-141.

［6］洪有密.測井原理與綜合解釋［M］.東營：中國石油大學(xué)出版社，2010.

［7］付廣，張發(fā)強.厚度在泥巖蓋層封蓋油氣中的作用［J］.天然氣地球科學(xué)，1998，9（6）：20-25.