川西平落坝气田原生与次生气藏烃类组成特征

文章编号:167221926(2003)022*******

收稿日期:2003202219;修回日期;20032032291

基金项目:国家重点基础研究发展规划项目“973”

(编号:19990433)资助.作者简介:黄志龙(19622),男,浙江诸暨人,教授,主要从事石油天然气的运聚成藏和油气地质综合研究.①李小弟.塔里木盆地油气系统与油气分布规律.“九五”国家重点科技攻关项目内部报告,1998.

川西平落坝气田原生与次生气藏烃类组成特征

黄志龙,高　岗,刚文哲

(石油大学,教育部石油与天然气成藏机理重点实验室,北京　102200)

摘　要:对川西平落坝气田的原生气藏和次生气藏的地质和地球化学特征进行了对比。原生气藏是形成于生烃层系内的气藏和与烃源层系上部、下部相接触或接近的非生烃层系内的气藏。根据气藏与生烃层系的关系将次生气藏分为再分配型次生气藏、非再分配型次生气藏和混合型次生气藏。平落坝次生气藏的天然气重烃含量高、相对密度高,甲烷含量相对低,非烃气体很少。原生气藏和次气藏的异戊烷 正戊烷比值接近或比后者略高。次生气藏的异丁烷 正丁烷比值高于原生气藏。侏罗系次生气藏的碳同位素要比原生气藏天然气碳同位素轻。原生气藏比次生气藏中含有更多的较重的残留烃。

关键词:原生气藏;次生气藏;天然气;比较;平落坝气田中图分类号:T E 12211+13 文献标识码:A 随着油气勘探的不断深入,人们逐步发现在不具备生烃能力的杂色沉积地层及其附近虽然没有烃源岩,但却有油气藏的存在。这些油气藏的气并非原地生成、而是来源于下部生烃层系或直接来源于下伏遭受破坏的油气藏(即原有油气藏中的油气作为母源),这种油气藏称为“次生油气藏”。国外在这方面的系统研究还很少,已有的研究主要是针对烃源岩的二次生烃问题或是针对油气藏的油气在同一油气藏内部的重新调整问题等。国内有人探讨过这方面的问题,但研究不够系统①。四川盆地中生界是次生气藏分布较普遍的地区[1],已有较多的研究成果[2～5]。本文利用天然气的组成、储集层热解、抽提物分析等资料对平落坝气田的香溪群原生气藏与侏罗系次生气藏天然气特征进行对比研究,并探讨次生气藏的形成条件。

1　次生气藏与原生气藏的内涵

人们通常把气藏的天然气通过运移重新分配形成的气藏和在非生烃层系中分布的气藏称为次生气藏,很显然,这两种气藏既有联系又有差异,二者天然气的来源、成藏过程、成藏条件也不相同。本文把原生气藏经断裂等作用破坏或由于温度升高原油裂

解、天然气再运移而形成的气藏称为再分配型次生气藏。把存在于大套非生烃沉积地层中、与下伏烃源层系相隔有一定距离、天然气来源于较远的下伏烃源层的气藏称为非再分配型次生气藏。把气既来源于烃源岩层、又来源于其它气藏的气藏称为混合型次生气藏。原生气藏是形成于生烃层系本身的气藏和与烃源层系上部和下部相接触或接近的非生烃层系中的气藏(图1)。当原生气藏遭破坏的程度不严重时,其还可残留一部分天然气,于是可出现残余型原生气藏与次生气藏共存的格局。如塔中4油气藏、轮南油田、大港油区的港东和港西油田、准噶尔盆地的乌尔禾-风成城油田的气藏等皆属此类。若原生油气藏完全被破坏,则形成完全破坏型原生气藏,也可能形成次生气藏或未形成次生气藏。如准噶尔盆地的乌尔禾沥青脉、塔里木盆地广泛分布的志留系沥青砂、柴达木盆地的油砂山、贵州南部及广西西北部的古生代古油藏等即属这种情况。

故原生气藏分为未破坏型原生气藏和破坏型原生气藏,破坏型原生气藏又分为残留型原生气藏和完全破坏型原生气藏。从气源的角度看,再分配型次生气藏气的来源复杂。一方面次生气藏的气可来源

第14卷第2期

2003年4月

天然气地球科学

NA TU RAL GA S GEO SC IENCE

V o l .14N o.2A p r .　2003

图1　油气藏和气藏分类示意

于原生气藏或油气藏,另一方面也可来源于较高温度下油藏原油的裂解。按照这样的划分原则,

四川盆地侏罗系沙溪庙组、遂宁组和蓬莱镇组等地层中的天然气藏即为次生气藏。已经证实,其天然气来源于下伏的香溪群气源岩,而香溪群内部的气藏为原生气藏[5,6]。

2　平落坝气田气藏基本特征

平落坝构造为潜伏背斜,位于川西上三叠统生烃坳陷内(图2),其圈闭完整、幅度较大、裂缝发育。

图2　平落坝气田剖面

(据四川油田分公司勘探开发研究院)

平落坝构造地表出露地层为白垩系。该系为干

旱气候条件下的红色陆相砂泥岩互层,与侏罗系呈假整合接触。侏罗系为灰绿色砂岩和紫红色泥岩互层,属于陆相杂色沉积。上三叠统主要为黑色、灰色泥页岩与砂岩互层,与侏罗系呈平行不整合接触。根据从下到上的沉积特征,上三叠统可为5段,包括香一段、香二段、香三段、香四段和香五段(香六段)。其中香一、香三段和香五段主要以黑色页岩为主,间夹细砂岩、岩屑砂岩,是研究区主要的气源岩层。香二、四段主要为灰白色、浅灰色中砂岩,局部夹黑色页岩、炭质条纹和团块,是上三叠统的主要储集层段。作为气田中、浅层主要储集层段的香二段、香四段和沙溪庙组砂岩发育。平落坝气田纵向上有3个气水

系统,即上部沙溪庙气水系统、中部香四气水系统和

下部香二气水系统。3个含水系统分别地对应于3个气藏,即香二气藏、香四气藏和沙溪庙气藏。香二气藏是受断层控制的背斜气藏。香四气藏明显受裂缝控制。沙溪庙气藏埋藏浅,是受构造—岩性共同控制的低丰度低产次生气藏。香二气藏气层属于具有同一压力系统的异常高压气藏。香四气藏压力系统与香二气藏不同,由于有香三段泥岩层相隔,属于两个不同的压力体系,也属于异常高压气藏。沙溪庙气层与香四段和香二段的气藏地层压力接近,也属于异常高压气藏。三个气藏之间均在垂向上有泥岩和致密砂岩隔挡,属于不同压力系统。

3　平落坝气田原生气藏与次生气藏的

烃类组成差异

平落坝次生气藏的天然气重烃含量高于原生气

藏(图3)、甲烷含量相对较低和相对密度则要高一些。若将重烃含量与相对密度综合考虑(不考虑气藏的差异),则相对密度与甲烷含量呈负相关关系,而与重烃含量呈正相关关系。这主要与天然气组成中以烃类气体为主、非烃气体很少有关。原生气藏与次生气藏相比,异戊烷 正戊烷比值接近或略高,而次生气藏的异丁烷 正丁烷比值高于前者,但总体位于

图3　平落坝气田原生气藏与次生气藏

天然气组成关系

7

11N o .2 黄志龙等:川西平落坝气田原生与次生气藏烃类组成特征