嚴(yán)永新

（1.成都理工大學(xué)，四川成都610059；2.中國(guó)石化河南油田分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院）

1 概況

伊川盆地區(qū)域構(gòu)造上位于華北盆地南部豫西隆起區(qū)，是在大鄂爾多斯三疊紀(jì)盆地基礎(chǔ)上，主要經(jīng)歷印支末期擠壓回返、燕山期隆升剝蝕、喜山期伸展斷陷等多個(gè)演化階段而形成的中新生界疊合盆地，面積1 400 m2（圖1）。盆地內(nèi)三疊系保存較完整，一般殘留厚度1 500～3 000 m，最大厚度可達(dá)3 500 m以上。

圖1 伊川盆地位置

截止目前，盆地內(nèi)已經(jīng)完鉆石油探井3口，煤田鉆孔多口，3口已完鉆石油探井（屯1井、屯2井、伊1井）和2口煤田鉆孔（3001孔、4001孔）在三疊系上統(tǒng)均見(jiàn)到不同程度的油氣顯示。其中屯1井在三疊系上統(tǒng)椿樹(shù)腰組1 214～2 013 m 井段內(nèi)見(jiàn)到連續(xù)的氣測(cè)異常，在1 874～1 884 m 和1 364～1 776 m 井段分別進(jìn)行壓裂測(cè)試和分段壓裂合采測(cè)試，均試獲工業(yè)天然氣流，展示了該區(qū)三疊系致密砂巖油氣藏勘探的良好前景。

2 氣藏特征

屯1井位于伊川盆地伊川鼻狀構(gòu)造的最低部位，在1 874～1 884 m 井段壓裂試獲日產(chǎn)天然氣7 200 m3，對(duì)1 364～1 776 m 井段分段壓裂合采測(cè)試，試獲天然氣最高日產(chǎn)11 066 m3，穩(wěn)產(chǎn)在2 000 m3／d以上。含氣層段巖性以細(xì)砂巖為主，核磁測(cè)井解釋砂巖基質(zhì)有效孔隙度為3.0%～8.0%，儲(chǔ)層致密。1 874～1 884 m 測(cè)試層氣樣分析，氣體的相對(duì)密度0.68 g／cm3，密度相對(duì)較低，熱值842.25 kJ／mol，甲烷含量＞80.48%，重?zé)N含量11.93%，為濕氣；測(cè)試層中部地層溫度73.4 ℃，地溫梯度約為3.1 ℃／100 m；地層壓力8.2 MPa，恢復(fù)地層壓力梯度約為0.62。

通過(guò)完井壓裂測(cè)試和綜合研究認(rèn)為，氣藏具有以下基本特征。

2.1 層段多，厚度大，縱向上連續(xù)性分布

屯1井含氣層段主要集中在三疊系上統(tǒng)椿樹(shù)腰組，埋深約1 214～2 013 m，含氣井段長(zhǎng)達(dá)約800 m。根據(jù)鉆井、錄井、測(cè)井資料進(jìn)行儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)，初步解釋主要含氣層段13 段約150 m，具有層段多，厚度大，縱向上呈連續(xù)性分布的特征。

2.2 砂巖儲(chǔ)層致密，具有孔隙和裂縫雙重介質(zhì)孔隙特征

氣層主要發(fā)育層段儲(chǔ)集層以細(xì)砂巖為主，核磁測(cè)井解釋砂巖基質(zhì)有效孔隙度3.0%～8.0%，一般在5.0%左右，整體上屬于“特低孔、特低滲”儲(chǔ)層。

屯1井巖心見(jiàn)大量泥巖裂縫和砂巖裂縫，成像和聲波偶極子測(cè)井資料解釋椿樹(shù)腰組1 476～1 895 m 井段共發(fā)育28條天然裂縫。另外，氣測(cè)顯示表現(xiàn)為箱狀和尖峰狀交替出現(xiàn)，具有砂巖孔隙和裂縫雙重介質(zhì)孔隙特征。

2.3 不含邊底水，異常低壓

屯1井1 364～1 776 m 和1 874～1 884 m 井段完井測(cè)試，地層均不產(chǎn)水。其中1 874～1 884 m井段測(cè)試地層壓力8.2 MPa，恢復(fù)地層壓力梯度約為0.62。屯1井椿樹(shù)腰組氣藏屬不含邊底水的異常低壓氣藏。

2.4 產(chǎn)量壓力下降快，產(chǎn)氣量低且穩(wěn)定能力差

1 874～1 884 m 井段采用射孔-測(cè)試聯(lián)作加抽汲工藝進(jìn)行試油，孔板直徑4 mm、6 mm，最高日產(chǎn)氣量53 m3／d，后減小到11 m3／d；小型壓裂實(shí)驗(yàn)測(cè)試，折算日產(chǎn)天然氣最高達(dá)4 191.7 m3；大型壓裂測(cè)試，初期最高日產(chǎn)天然氣達(dá)10 298 m3，平均日產(chǎn)約7 200 m3。1 364～1 776 m 井段大型壓裂測(cè)試，初期控制放噴最高日產(chǎn)天然氣達(dá)11 066 m3，隨后產(chǎn)量降到4 000 m3／d左右；機(jī)抽排液產(chǎn)氣量穩(wěn)定在2 000 m3／d以上。

屯1井上下兩個(gè)測(cè)試層在壓后測(cè)試過(guò)程中，油套壓下降較快，關(guān)井后壓力恢復(fù)較慢；伴隨著其壓力下降，產(chǎn)氣量也迅速下降，之后壓力和產(chǎn)量遞減緩慢并逐漸趨于穩(wěn)定。產(chǎn)量壓力下降較快，產(chǎn)氣量低且穩(wěn)定能力差，反映氣層的非均質(zhì)性較強(qiáng)，滲透性較差。

2.5 不受構(gòu)造圈閉控制，為地層巖性氣藏

屯1井位于伊川斷鼻下傾的最低部位，在三疊系上統(tǒng)椿樹(shù)腰組1 214～2 013 m 井段見(jiàn)到連續(xù)的氣測(cè)異常顯示，全烴0.01%～15.09%，一般0.5%～13.51%；組分齊全：其中C11.39%～14.3%，C20.14%～1.6%；統(tǒng)計(jì)氣測(cè)高值段54 層216 m。處于圈閉高部位的屯2井在椿樹(shù)腰組也見(jiàn)到氣測(cè)異常，全烴含量普遍較低，僅0.01%～0.7%。對(duì)比兩口井氣測(cè)顯示，具有圈閉低部位含油氣性好，高部位含油氣性反而變差的非均質(zhì)特點(diǎn)，表明油氣藏的形成不受構(gòu)造圈閉控制，明顯地表現(xiàn)出儲(chǔ)層控藏的特征。屯1井椿樹(shù)腰組氣藏類型為地層巖性氣藏。

總之，伊川盆地屯1井區(qū)三疊系上統(tǒng)椿樹(shù)腰組氣藏特征與鄂爾多斯盆地蘇里格上古生界氣藏有諸多相似之處，均屬于“低孔、低滲、低壓、低豐度、低產(chǎn)能”型的致密砂巖氣藏［1］。

3 致密砂巖氣成藏條件

3.1 烴源條件較好

三疊系烴源巖主要發(fā)育在上統(tǒng)的譚莊組和椿樹(shù)腰組。伊川西部石門溝剖面三疊系上統(tǒng)暗色泥質(zhì)巖厚532 m，伊3001孔鉆揭三疊系上統(tǒng)譚莊組（未穿）528 m，暗色泥質(zhì)巖厚257 m，屯1井三疊系上統(tǒng)暗色泥質(zhì)巖厚796 m。

根據(jù)屯1井化驗(yàn)分析測(cè)試資料，暗色泥巖有機(jī)碳0.2 9%～5.0 5%，平均1.3%，氯仿瀝 青“A”0.0026%～0.0756%，平均0.0161%，生烴潛量（S1＋S2）0.05%～27.63 mg／g，平均2.277 mg／g。按有機(jī)碳0.6%作為暗色泥巖類有效烴源巖的下限統(tǒng)計(jì)，該類烴源巖厚550.35 m，有機(jī)碳最小0.63%，最大5.05%，平均為1.9%（表1）；碳質(zhì)泥巖類有效烴源巖厚61.37 m，有機(jī)碳6.64%～24.05%，平均15.016%，氯仿瀝青“A”0.0043%～0.0123%，平均0.0083%，生烴潛量22.56～46.07 mg／g，平均為31.95 mg／g?？傮w上三疊系上統(tǒng)烴源巖達(dá)到了較好烴源巖標(biāo)準(zhǔn)。干酪根顯微組分、氫碳氧碳元素比、氯仿瀝青“A”族組分和烴源巖熱解分析，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型為主。實(shí)測(cè)Ro0.6%～1.2%，烴源巖正處于生烴高峰期。

伊川盆地及鄰區(qū)三疊系上統(tǒng)烴源巖普遍發(fā)育，厚度大、豐度高，成熟度適中，為致密砂巖油氣藏的形成奠定了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.2 砂巖發(fā)育，存在孔隙和裂縫兩種儲(chǔ)集空間類型

伊川盆地三疊系上統(tǒng)為主要目的層段，沉積時(shí)期物源主要來(lái)自于南部，沉積相以三角洲前緣亞相沉積為主，其次是前三角洲、濱淺湖和半深湖亞相。

屯1 井揭示三疊系上統(tǒng)為一套砂泥巖互層沉積，含油氣層段以細(xì)粒沉積物為主，巖石類型主要為細(xì)砂巖、粉砂巖，砂巖厚度622 m，單層厚度一般1～3 m，厚度大于10 m 的砂巖較少見(jiàn)。砂體類型主要為三角洲前緣水下分流河道砂體，其次是河口壩、席狀砂等微相砂體。

三疊系上統(tǒng)砂巖成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度中等，屯1井巖心物性分析，砂巖孔隙度介于0.4%～7%，一般為2%～4%，平均3.28%，滲透率介于（0.02～1.38）×10-3μm2，平均0.06×10-3μm2，碳酸鹽含量平均13.34%。研究表明，儲(chǔ)集層物性與砂體類型有關(guān)，三角洲前緣水下分流河道砂體砂巖物性相對(duì)較好，河口壩次之，席狀砂砂體物性相對(duì)較差。

表1 屯1井三疊系烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度數(shù)據(jù)

核磁測(cè)井解釋上三疊統(tǒng)細(xì)砂巖基質(zhì)孔隙度一般1.0%～8.0%（圖2），主要為3%～4%左右，儲(chǔ)層物性整體上表現(xiàn)為“特低孔、特低滲”特征。其中椿樹(shù)腰組1 874～1 884井段細(xì)砂巖孔隙度一般3.0%～8.0%，平均值4.9%。屯1 井巖心中見(jiàn)高角度裂縫，成像和聲波偶極子測(cè)井中發(fā)現(xiàn)椿樹(shù)腰組和譚莊組地層中裂縫較發(fā)育，解釋裂縫39條，這些裂縫既增加了油氣儲(chǔ)集空間又可以增強(qiáng)油氣滲流能力，對(duì)改善儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集性能具有重要的作用。

圖2 屯1井上三疊統(tǒng)細(xì)砂巖孔隙度主頻分布

屯1井巖心觀察，在第1、2、3、5、6、7筒巖心中，大量的泥巖裂縫和砂巖裂縫中見(jiàn)原油滲出；第1、3、5、8筒巖心中，見(jiàn)熒光和油跡砂巖累計(jì)厚6.95 m。從屯1井油氣賦存狀態(tài)分析，三疊系上統(tǒng)儲(chǔ)集層存在砂巖孔隙型和砂泥巖裂縫型兩種儲(chǔ)集空間類型。

3.3 源儲(chǔ)緊密接觸，油氣近距離運(yùn)聚

屯1井三疊系上統(tǒng)635～2 013 m 井段油氣顯示豐富，巖心巖屑錄井見(jiàn)油氣顯示41 層27.65 m（含巖心裂縫含油），其中譚莊組見(jiàn)油跡、熒光8 層12.94 m，裂縫含油8.94 m；椿樹(shù)腰組見(jiàn)油跡、熒光砂巖6層5.01 m，裂縫含油0.76 m。氣測(cè)錄井在椿樹(shù)腰組見(jiàn)異常顯示（高值段）54 層216 m。從油氣賦存相態(tài)上看，上部的譚莊組以含油為主，下部的椿樹(shù)腰組以含氣為主，與豫西地區(qū)普遍存在的淺層以油顯示為主，深層以氣顯示居多的現(xiàn)象一致［2］。

屯1井三疊系上統(tǒng)譚莊組和椿樹(shù)腰組含油氣井段長(zhǎng)達(dá)1 378 m，形成“上油下氣”氣油倒置的油氣分布特征，一方面表明了物性相對(duì)較差的致密砂巖則轉(zhuǎn)化為遮擋層或者封蓋層，在油氣的運(yùn)移聚集過(guò)程中起著阻滯油氣運(yùn)移和遮擋的作用，致使油氣在致密砂巖中分異不活躍，運(yùn)移效應(yīng)不明顯，呈現(xiàn)出致密砂巖油氣近源近距離運(yùn)移聚集成藏的基本特征。另一方面，三疊系上統(tǒng)為砂泥巖互層，單層的砂巖或泥巖厚度都不大，雖然砂巖致密，但烴源巖和致密砂巖儲(chǔ)集層緊密接觸，“三明治沉積結(jié)構(gòu)”為油氣的近源近距離運(yùn)移聚集成藏創(chuàng)造了良好的地質(zhì)條件。

3.4 砂巖儲(chǔ)層致密后成藏

屯1井巖心觀察，相對(duì)致密的砂巖基質(zhì)孔隙中基本上無(wú)油氣顯示，物性較好的砂巖中可以見(jiàn)到熒光或油跡砂巖。巖心中天然裂縫較為發(fā)育，裂縫中多被方解石充填，在方解石溶蝕孔洞中均有輕質(zhì)原油滲出。根據(jù)巖心中原油的賦存狀態(tài)分析，油氣成藏應(yīng)該是砂巖先致密后成藏，并且經(jīng)歷了裂縫形成-方解石充填-方解石溶蝕后油氣充注成藏的過(guò)程，這與儲(chǔ)層致密化的成巖作用時(shí)間早于大量生排氣高峰期的鄂爾多斯盆地蘇里格氣田雷同［3］。

根據(jù)屯1井區(qū)三疊系上統(tǒng)椿樹(shù)腰組氣藏特征、控制因素和氣藏成藏形成過(guò)程等因素分析，該類氣藏屬于先成型致密砂巖氣藏［4］。

3.5 油氣大面積連續(xù)性分布

國(guó)內(nèi)外致密砂巖油氣藏勘探實(shí)踐表明，該類油氣藏主要受儲(chǔ)集層巖性控制，且具有大范圍、低豐度、連續(xù)性分布的成藏特點(diǎn)［5］。

洛伊地區(qū)是南華北地區(qū)三疊系保存最完整的地區(qū)，其中三疊系上統(tǒng)殘存厚度一般為800～3 000 m，面積約3 000 km2，而且烴源巖和砂巖均較發(fā)育，厚度大、分布廣、橫向分布穩(wěn)定，具備形成大面積含油氣的地質(zhì)條件。

洛伊地區(qū)三疊系上統(tǒng)譚莊組和椿樹(shù)腰組砂巖儲(chǔ)集層普遍以細(xì)砂巖為主，槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理發(fā)育，屬三角洲前緣水下分流河道沉積，與鄂爾多斯盆地三疊系上統(tǒng)砂巖儲(chǔ)層具有相似的沉積發(fā)育特點(diǎn)。

目前區(qū)內(nèi)在不同構(gòu)造部位鉆遇上三疊統(tǒng)的伊1井、屯1井、屯2井和3001孔、4001孔，在譚莊組含油成藏組合和椿樹(shù)腰組含氣成藏組合中均見(jiàn)到良好的油氣顯示。其中屯1 井在椿樹(shù)腰組試獲工業(yè)氣流，初步展現(xiàn)出洛伊地區(qū)三疊系上統(tǒng)椿樹(shù)腰組連續(xù)性含氣，大面積含氣，且呈規(guī)模分布的良好勘探前景，顯示了該區(qū)三疊系上統(tǒng)具備滿盆含砂、滿盆含氣的地質(zhì)條件，具有巨大的增儲(chǔ)上產(chǎn)的勘探潛力。

4 結(jié)論

（1）伊川盆地三疊系上統(tǒng)椿樹(shù)腰組氣藏屬于“低孔、低滲、低壓、低豐度、低產(chǎn)能”的先成型致密砂巖氣藏。

（2）伊川盆地及鄰區(qū)三疊系上統(tǒng)烴源巖厚度大、豐度高，分布廣，資源潛力較大，具備形成規(guī)模性致密砂巖氣藏的物質(zhì)基礎(chǔ)。

（3）砂巖儲(chǔ)層發(fā)育，存在孔隙和裂縫兩種儲(chǔ)集空間類型。裂縫既增加了油氣儲(chǔ)集空間又增強(qiáng)了油氣的滲流能力，對(duì)改善儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集性能具有重要的作用。

（4）源儲(chǔ)緊密接觸，油氣近距離運(yùn)聚，洛伊地區(qū)三疊系具備大面積連續(xù)含油氣的地質(zhì)條件，勘探潛力大，勘探前景良好。

［1］ 冉新權(quán)，李安琪.蘇里格氣田開(kāi)發(fā)概論［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2008.

［2］ 周新科，許化政，胡宗全，等.豫西地區(qū)晚三疊世原型盆地及含油氣性分析［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2005，27（3）：211-217.

［3］ 趙文智，汪澤成，朱怡翔，等.鄂爾多斯盆地蘇里格氣田低效氣藏的形成機(jī)理［J］.石油學(xué)報(bào)，2005，26（5）：5-9.

［4］ 姜振學(xué)，林世國(guó)，龐維奇，等.兩種類型致密砂巖氣藏對(duì)比［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2006，28（3）：210-214.

［5］ 鄒才能，陶士振，張響響，等.中國(guó)低孔滲大氣區(qū)地質(zhì)特征、控制因素和成藏機(jī)制［J］.中國(guó)科學(xué)（D 輯：地球科學(xué)），2009，39（11）：1607-1624.