普光气田

四川盆地普光气田天然气特征及成藏条件

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f ） 一、 普光气田简介

普光气田位于四川盆地东北部宣汉- 达县地区黄金口构造双石庙- 普光构造带，为一构造- 岩性复合型大型气藏，是目前四川盆地发现的埋藏最深、储层最厚、丰度最高、规模最大的气田， 也是目前我国海相地层中发现的最大气田。气藏北邻铁山坡气田、东南与渡口河、罗家寨等气田相邻， 区内具有巨厚的烃源岩、良好的区域盖层和多套储集层，资源量巨大、资源丰度高（见下图） 。气藏圈闭面积为45.6km2，主要含气层段为下三叠统飞仙关组及上二叠统长兴组，均为白云岩储层。气藏埋藏深度大，飞仙关组气藏中部埋深大于4980m 。资源极其丰富，至2011年8月，普光气田累计生产天然气100.2亿立方米。

二、 普光气田天然气的特征

普光气田飞仙关组、长兴组天然气为高含硫化氢的干气田，其化学成分表现出古油藏原油裂解气的特点；普光气田的烃类气以甲烷为主，干燥系数基本上都在0. 99 以上，富含非烃气体( CO 2 和H 2 S 平均含量分别达5. 32% 和11. 95%) ；普光气田天然气甲烷碳同位素较重，在- 29 ‰~ - 34 ‰之间( 表征其高热演化性质) ，乙烷δ13C 值主要在- 28 ‰ ~ - 33 ‰ 之间( 表征其属油型气) 。

1、天然气化学成分特征

四川盆地川东北宣汉-达县地区飞仙关组和长兴组气藏天然气中烃类气体占83% 左右， 其中以甲烷为主， 相对含量均高于99. 5%; C 2+ 重烃很少， 多数低于1% ; 相应的干燥系数基本上都在0. 99 以上， 高者近于1. 0， 表征高热演化程度， 在类型上属干气。这些天然气化学成分组成的一个特点是非烃气体含量高， 其中主要是CO 2 和H 2 S ， 两者的平均含量分别达5. 32% 和11. 95%。天然气中氮气的平均含量为2. 74% 。由于非烃气体丰富， 因而天然气

的相对密度较高，其平均值达0. 7 229 kg/ m3。

普光构造带带天然气中烃类气体只有80%上下，且富含CO2和H2 S; H2S 含量范围为6. 89%～16. 89% ，平均为12. 63%;CO2含量主要集中在7. 89% ～15. 45%之间，平均为8. 71%，N 2 含量0. 3% ～3. 21%，平均为2. 04% 。相应的密度较高，平均值分别为0. 6 720 kg /m3和0. 8 226 kg/ m3。碳、硫同位素等地质和地球化学证据证实，川东北飞仙关组和长兴组硫化氢属T SR 成因。为高含硫、中含二氧化碳过成熟干气天然气藏，区域上形成一个高含硫化氢天然气分布区。

2、天然气同位素组成特征

1）δ13C1 与δ13C2

达县地区天然气由于属于干气，使C2+以上烃类的碳同位素测定很困难，一般只能测定甲烷和乙烷的碳同位素，有的只能测定甲烷。普光气藏二十七个天然气样品的同位素组成中，甲烷碳同位素δ13C1分布较为集中，主要在- 27. 0‰～- 33. 7‰范围内，总体平均值为- 30. 9‰，甲烷碳同位素较重，说明气源岩的成熟度很高，反映出高演化过成熟天然气特征。乙烷的碳同位素值( δ13C2‰) 分布在-25. 2‰ ～- 29. 1‰之间，总体平均值为- 27. 0‰。

2）二氧化碳碳同位素组成特征

普光气田天然气中CO2碳同位素较重，其δ13C 范围为- 7. 4‰～- 1.1‰，普光气田的CO2均为无机成因。据有关热模拟研究表明，CO2 碳同位素与热演化程度有关，随成熟度的增加其逐渐变重，天然气中CO2碳同位素较重可能是成熟度高所致，与它们的甲烷碳同位素较重相吻合。戴金星等认为四川盆地绝大部分CO2都为有机成因。CO2既为无机成因，结合该气藏H2S 含量那么高，该区CO2和H2S 含量高很可能是热化学硫酸盐还原作用形成的。三、普光气田成藏条件

油气藏的形成和分布是烃源岩、储集层、盖层、圈闭、运移和保存条件等多种地质因素的结果。可概括为“生、储、盖、圈、运、保”六个字。但一个盆地形成丰富的油气资源仅仅具备上述条件是不够的，上述条件的优劣、各条件的相互匹配关系对油气藏的形成和富集起重要的控制作用。将其概括为四个基本条件，即充足的油气来源、有利的生储盖组合配置关系、有效的圈闭和良好的保存条件。

1、充足的油气来源

普光气田气源有来自古油藏原油的二次裂解以及下志留统、二叠系源岩干酪根的热裂解。从烃源岩的分布和有机质丰度上分析，普光地区飞仙关组、长兴组沥青的主力烃源岩应是上二叠统龙潭组。因上三叠统为陆相沉积，与沥青的成因不符; 而中下三叠统烃叠统长兴组和下二叠统灰岩，虽具有一定的生烃能力，但与龙潭组相比其源层不发育，有机质丰度较低，不可能作为这些沥青的主力烃源层。上二供烃能力有限。龙潭组烃源层厚度大，有机质丰度高( 比其它层位烃源岩高几个数量级) ，生烃量相当可观。至于研究区内志留系，目前相关的资料较少，其生烃能力尚无法定论，且现有样品的地球化学参数与沥青有一定差别，难以将之作为其主要烃源层。

2、有利的生储盖组合配置关系

1）普光气田储集层主要发育于下三叠统飞仙关组一-三段及上三叠统长兴组上部。

1) 长兴组储集层: 储集层发育于长兴组上部，厚69. 5 m，主要岩性为灰色泥- 微晶白云岩夹泥晶灰岩、白云质灰岩。自5 281. 6 m 以上的长兴组白云岩具有良好的储集性能。普光2 井长兴组上部在正常压力情况下，具良好产能的储集层仅为泥晶-微晶白云岩。

2) 飞仙关组储集层: 储集层发育于飞仙关组的飞一段-飞三段，主要为溶孔较发育的溶孔白云岩、砂屑白云岩、鲕粒白云岩、含砾屑鲕粒白云岩

及糖粒状白云岩，鲕粒白云岩多残余鲕粒结构; 其有效储层厚397. 01 m，孔隙度为0. 94%~ 25.

22%，平均为8.11%，主要分布于6%~ 12%; 渗透率最小值为0. 011 2×10-3μm2，最大值可达3 354. 696 5×10-3μm2，以> 1. 0 ×10-3μm2为主，属层状孔隙溶孔型储层。

2）普光长兴组-飞仙关组气藏的盖层，主要为该区下三叠统嘉陵江组二段、四段及其上的中三叠统雷口坡组二段膏盐层。这些膏岩层发育段厚度分布相对稳定，具有厚度大、层位稳定、连续性好等特点。

多套烃源岩供烃、优质烃源岩强注，多层系储层发育及巨厚盖层组成非常有利的生储盖组合。

3、有效的圈闭

长兴组生物礁气藏是典型的岩性圈闭气藏。自生物礁复合体被封闭、埋藏后，便形成了早期圈闭，圈闭形成时间早，且离气源近，更有利于捕获油气。

飞仙关组鲕滩孔隙性储层为岩性一构造复合圈闭类型的气藏，具有较大的厚度，横向分布相对稳定，较大连片面积。

4、良好的保存条件

普光构造有两套重要的区域盖层: ①发育于上三叠统须家河组及其以上的陆相碎屑岩类泥质岩为主所构成的盖层，它们一方面是本区陆相碎屑岩储盖组合的直接盖层，另一方面也是该区海相碳酸盐岩储盖组合的间接盖层; ②以中三叠统雷口坡组及其以下嘉陵江组和飞仙关组顶部飞四段的泻湖相、潮坪相发育的膏盐岩类盖层。膏盐岩因其岩性致密、可塑性强，对油气具有极强的封盖能力。普光构造下三叠统嘉陵江组二段、四段) 中三叠统雷口坡组雷二段膏盐岩十分发育( 见表1) 。从现有钻井资料分析，这些膏盐发育段厚度分布相对稳定，具有厚度大、层位稳定、连续性好等特点( 见下图) ，构成本区重要的区域盖层。

5、成藏模式

普光气藏成藏模式可归纳为“ 多期成藏、油气转化、晚期定位”( 见下图) 。“多期成藏”表现在自印支晚期( 晚三叠世沉积充填之后) 宣汉)-达县及邻区志留系、二叠系烃源岩开始进入成油门限而大量生成石油，并持续受深埋而继续供烃，直到喜马拉雅期。“油气转化”体现在普光气藏储层中早期形成的古油藏在晚期持续的深埋作用及上覆有效盖层的封盖下，油发生热裂解，与四川盆地晚期轻质原油的运移聚集及其后普遍的热裂解、相态转换有关。“晚期定位”则是普光气藏在晚期北西向构造的叠加作用下，得助于有效封闭的完整性，因此热解形成的天然气未遭受散失，在构造圈闭的调整过程中，进一步发生天然气的聚集，构成了现今大型气藏的规模。