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摘要:永和地区构造上位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠折带,上古生界地层发育完整,生储盖条件优越,构造平缓,主要发育海陆过渡相、河流-三角洲沉积相,储层发育。气藏类型为低渗、特低渗砂岩岩性气藏;与苏里格大气田具有相同的地质背景,埋藏在1500-2500m,探井试气效果较好,显示鄂尔多斯盆地东缘挠折带巨大的天然气勘探开发潜力。
关键词:永和地区 地层 沉积相 低渗砂岩 气藏
一、基本情况
永和地区位于山西省永和县境内,黄河以东,吕梁山以西,构造位置位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠折带。黄土山地地貌,地势总体趋势东高西低,北高南低,海拔在900-1200m,经长期侵蚀切割形成塬、梁、峁、坡、沟的复杂地形。
目前该区钻探井30多口,永和XX井山西组试气获天然气无阻流量一百万方以上,天然气勘探取得了重大突破,展示了鄂尔多斯盆地东缘天然气勘探开发的良好前景。
二、地层特征
本溪组:底部为一套铝土岩沉积,顶部以太原组底部的“晋祠砂岩”为界,厚约0~60m。下部本2段是一套铁铝岩,属奥陶系风化壳上坡积或残积的黄铁矿或灰白色铝土质泥岩,厚约4~15m;上部本l段为深灰色、灰黑色泥岩夹薄层细砂岩、灰岩及煤线,厚约10~20m。
太原组:是指庙沟灰岩至北岔沟砂岩底面之间的所有岩性组合,包括庙沟、毛儿沟、钭道灰岩段及东大窑段地层。分为2段,岩性主要为海陆交互沉积的潮坪相泥岩、炭质泥岩、灰岩、煤层及发育程度不等的砂岩互层。
山西组:顶界为下石盒子组底砂岩,底部为“北岔沟砂岩”。上部砂岩较发育,下部以煤层发育为特征,地层厚80~120m,向西变薄。分为2段:
山2段厚40~60m,为含煤沉积,由深灰色、灰色中粗砂岩夹深黑色泥岩、砂质泥岩和煤层组成,泥岩中多含有黄铁矿及菱铁矿颗粒。
山1段厚40~60m,为分流河道砂泥岩沉积,夹数层薄煤。砂岩主要为细一中粒、粗粒岩屑砂岩及岩屑质石英砂岩,泥岩中常含有不规则砂质条带及保存较为完整的植物化石。
下石盒子组:为内陆河流-湖泊沉积。底部以一套黄绿色厚层状含砾中、粗砂岩与山西组分界,往上为灰绿、黄绿色铝土质泥岩与同色长石质砂岩互层。分4段,即盒4-盒8段。
上石盒子组:属湖泊-河流沉积,以黄绿、紫灰、兰灰砂质泥岩、泥岩和灰紫、黄绿色长石质砂岩互层,局部含锰质结核,顶部夹有薄层硅质泥岩或硅质层,夹薄层状或透镜状砾岩,底部以浅灰绿、黄绿色含砾石粗砂岩与下石盒子为界,厚310-490m。分4段,即盒1-盒4段。
三、构造特征
永和地区,主要位于伊陕斜坡东侧,总体为东高西低的西倾单斜构造,构造线近南北走向。永和以西构造相对平缓、平均坡降6~8m/km,地层倾角小,倾角不足1°,局部发育低幅度背斜和向斜;永和以东构造梯度急剧增加,平均坡降达30~40m/km,倾角为1.5~4.5°。
四、沉积相及储层特征
1.沉积相特征
永和地区处于盆地东缘,远离北部物源区,上古生界的沉积,正处于向内陆湖盆演化的重要阶段。此阶段的古构造背景、古气侯环境、古地质特征及物源条件决定了总体沉积格局。
晚石炭世本溪期,为广阔的浅海陆棚环境。平面上发育障壁岛,局部形成碳酸盐岩潮坪、碳酸盐岩潮道,北部受障壁作用而发育泻湖沉积。
早二叠世太原期,局部发育规模不大的障壁岛外,大部分为广阔的潮坪环境。由于潮汐作用,太原期的沉积以浅水陆棚环境的微晶灰岩、生物碎屑灰岩和煤层沉积为主,沉积速率低,补偿慢,沉积厚度较小,潮汐层理发育。
晚二迭世千5期,伴随区域构造活动继续加强,北部物源区继续抬升,季节性水系异常活跃,沉积物供给充分,丰富的陆源碎屑导致相对湖平面的迅速下降。并使冲积-三角洲沉积体系快速向南推进,并在本区形成辫状河沉积。
2.砂岩展布特征
储层的研究认为,气层受物性的控制,物性受岩性控制及成岩作用控制。原生孔隙较好的中、粗砂砾岩发育的储层是气藏的最佳储层。寻找原生孔隙发育带就要抓住渗透砂岩的分布,同时渗透砂岩的发育带也指示着河道带最活跃的部分。
山2段以潮道砂岩为主,晚期则为水下分流河道与决口扇砂体,单砂体厚度2-8m,单砂带宽度一般4-6km,并由北西向南东方向延伸展布。
山1段主要以三角洲水下分流河道砂体为主,河口坝砂体不发育;砂岩厚度一般5-27m,最薄1.6-2m;单砂带2-8km,由北向南延伸。
盒8段为三角州缘水下分流河道砂,砂体厚度一般5-15m,最厚达29.5m,支流分布连续,宽度2-10km,由北向南延伸稳定。
石千峰底部千5段,辫状河砂体大面积分布,砂体的展布总体呈北东-南北向,具有中部厚两侧薄的特点,砂体厚度一般5.6-32.2m,最厚39.8m,砂带一般宽4-8km,且由北向南延伸距离较长。
3.物性特征
物性资料分层初步统计平均值显示,盒2、3砂体平均孔隙度最高,达9.22-10.8%;盒5、盒6砂体,平均介于7.53%~7.66%之间。盒4、盒7、盒8上、盒8下、山1、山2砂体的平均孔隙度介于5.15%~6.78%之间。
上古砂体平均渗透率超过1md的只有山2砂体,平均为3.95md,最小为盒7与盒8上砂体,仅为0.1md,其余砂体平均渗透率介于0.1md~0.83md之间,属于低渗、特低渗砂岩储层。
砂岩孔隙度与苏里格气田、乌审旗气田、榆林气田、双山气田、米脂气田相比较低,物性差,究其原因,除了沉积、成岩因素外,构造演化及应力场分布亦是不可忽视的因素。
五、气藏特征
气层分布受渗透砂岩控制,纵向分布层系多,横向叠合连片,气藏流体性质稳定,属岩性圈闭气藏。
1.气藏温度与压力
探井测试结果表明,地温梯度介于2.0-2.9℃/100m,平均为2.5℃/100m,地温梯度较低。
地层压力与深度相关性较差,相同深度下的压力变化较大。气层中部深度下的地层静压13.65~23.7Mpa,盒8段平均地层静压17.5Mpa,山2段平均地层静压19.5Mpa。地层压力系数范围为0.71~1.08,平均地层压力系数为0.87,属低压-正常压力气藏。
2.气藏流体性质
天然气組份资料分析,山1、山2、盒8气藏主要组份:甲烷含量91.16-97.71%,乙烷含量0.473-5.31%,干燥系数0.93-0.994。
山西组和本溪組气层水分析,水型均为CaCI2型,总矿化度分别为23.5g/l与72.96g/l,分析认为其为成藏滞留水,分布范围有限。
六、结论
永和地区构造上位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠折带,生储盖条件优越,发育上古生界砂岩岩性气藏;与苏里格大气田具有相同的地质背景,埋藏深度适中,探井试气效果较好,具备形成大-中型天然气田的基本地质条件,因此,鄂尔多斯盆地东缘低渗砂岩天然气具有巨大勘探开发潜力。
参考文献
[1]杨仁超《沉积学报》2012年01期,苏里格气田东二区砂岩成岩作用与致密储层成因.
[2]郑聪斌等,1997,长庆气田成藏地质条件及气藏分布规律[A],见戴金星等主编,天然气地质研究新进展[M],石油工业出版社.
[3]闵琪、付金华等.2000.鄂尔多斯盆地上古生界天然气运移聚集特征,石油勘探与开发2000年27(4).
作者简介:王春仲 男 1965年9月出生,天津,大本 学士 高级工程师,1988年毕业于天大石油分校石油地质专业,在大港油田一直从石油地质及油田开发研究工作。
关键词:永和地区 地层 沉积相 低渗砂岩 气藏
一、基本情况
永和地区位于山西省永和县境内,黄河以东,吕梁山以西,构造位置位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠折带。黄土山地地貌,地势总体趋势东高西低,北高南低,海拔在900-1200m,经长期侵蚀切割形成塬、梁、峁、坡、沟的复杂地形。
目前该区钻探井30多口,永和XX井山西组试气获天然气无阻流量一百万方以上,天然气勘探取得了重大突破,展示了鄂尔多斯盆地东缘天然气勘探开发的良好前景。
二、地层特征
本溪组:底部为一套铝土岩沉积,顶部以太原组底部的“晋祠砂岩”为界,厚约0~60m。下部本2段是一套铁铝岩,属奥陶系风化壳上坡积或残积的黄铁矿或灰白色铝土质泥岩,厚约4~15m;上部本l段为深灰色、灰黑色泥岩夹薄层细砂岩、灰岩及煤线,厚约10~20m。
太原组:是指庙沟灰岩至北岔沟砂岩底面之间的所有岩性组合,包括庙沟、毛儿沟、钭道灰岩段及东大窑段地层。分为2段,岩性主要为海陆交互沉积的潮坪相泥岩、炭质泥岩、灰岩、煤层及发育程度不等的砂岩互层。
山西组:顶界为下石盒子组底砂岩,底部为“北岔沟砂岩”。上部砂岩较发育,下部以煤层发育为特征,地层厚80~120m,向西变薄。分为2段:
山2段厚40~60m,为含煤沉积,由深灰色、灰色中粗砂岩夹深黑色泥岩、砂质泥岩和煤层组成,泥岩中多含有黄铁矿及菱铁矿颗粒。
山1段厚40~60m,为分流河道砂泥岩沉积,夹数层薄煤。砂岩主要为细一中粒、粗粒岩屑砂岩及岩屑质石英砂岩,泥岩中常含有不规则砂质条带及保存较为完整的植物化石。
下石盒子组:为内陆河流-湖泊沉积。底部以一套黄绿色厚层状含砾中、粗砂岩与山西组分界,往上为灰绿、黄绿色铝土质泥岩与同色长石质砂岩互层。分4段,即盒4-盒8段。
上石盒子组:属湖泊-河流沉积,以黄绿、紫灰、兰灰砂质泥岩、泥岩和灰紫、黄绿色长石质砂岩互层,局部含锰质结核,顶部夹有薄层硅质泥岩或硅质层,夹薄层状或透镜状砾岩,底部以浅灰绿、黄绿色含砾石粗砂岩与下石盒子为界,厚310-490m。分4段,即盒1-盒4段。
三、构造特征
永和地区,主要位于伊陕斜坡东侧,总体为东高西低的西倾单斜构造,构造线近南北走向。永和以西构造相对平缓、平均坡降6~8m/km,地层倾角小,倾角不足1°,局部发育低幅度背斜和向斜;永和以东构造梯度急剧增加,平均坡降达30~40m/km,倾角为1.5~4.5°。
四、沉积相及储层特征
1.沉积相特征
永和地区处于盆地东缘,远离北部物源区,上古生界的沉积,正处于向内陆湖盆演化的重要阶段。此阶段的古构造背景、古气侯环境、古地质特征及物源条件决定了总体沉积格局。
晚石炭世本溪期,为广阔的浅海陆棚环境。平面上发育障壁岛,局部形成碳酸盐岩潮坪、碳酸盐岩潮道,北部受障壁作用而发育泻湖沉积。
早二叠世太原期,局部发育规模不大的障壁岛外,大部分为广阔的潮坪环境。由于潮汐作用,太原期的沉积以浅水陆棚环境的微晶灰岩、生物碎屑灰岩和煤层沉积为主,沉积速率低,补偿慢,沉积厚度较小,潮汐层理发育。
晚二迭世千5期,伴随区域构造活动继续加强,北部物源区继续抬升,季节性水系异常活跃,沉积物供给充分,丰富的陆源碎屑导致相对湖平面的迅速下降。并使冲积-三角洲沉积体系快速向南推进,并在本区形成辫状河沉积。
2.砂岩展布特征
储层的研究认为,气层受物性的控制,物性受岩性控制及成岩作用控制。原生孔隙较好的中、粗砂砾岩发育的储层是气藏的最佳储层。寻找原生孔隙发育带就要抓住渗透砂岩的分布,同时渗透砂岩的发育带也指示着河道带最活跃的部分。
山2段以潮道砂岩为主,晚期则为水下分流河道与决口扇砂体,单砂体厚度2-8m,单砂带宽度一般4-6km,并由北西向南东方向延伸展布。
山1段主要以三角洲水下分流河道砂体为主,河口坝砂体不发育;砂岩厚度一般5-27m,最薄1.6-2m;单砂带2-8km,由北向南延伸。
盒8段为三角州缘水下分流河道砂,砂体厚度一般5-15m,最厚达29.5m,支流分布连续,宽度2-10km,由北向南延伸稳定。
石千峰底部千5段,辫状河砂体大面积分布,砂体的展布总体呈北东-南北向,具有中部厚两侧薄的特点,砂体厚度一般5.6-32.2m,最厚39.8m,砂带一般宽4-8km,且由北向南延伸距离较长。
3.物性特征
物性资料分层初步统计平均值显示,盒2、3砂体平均孔隙度最高,达9.22-10.8%;盒5、盒6砂体,平均介于7.53%~7.66%之间。盒4、盒7、盒8上、盒8下、山1、山2砂体的平均孔隙度介于5.15%~6.78%之间。
上古砂体平均渗透率超过1md的只有山2砂体,平均为3.95md,最小为盒7与盒8上砂体,仅为0.1md,其余砂体平均渗透率介于0.1md~0.83md之间,属于低渗、特低渗砂岩储层。
砂岩孔隙度与苏里格气田、乌审旗气田、榆林气田、双山气田、米脂气田相比较低,物性差,究其原因,除了沉积、成岩因素外,构造演化及应力场分布亦是不可忽视的因素。
五、气藏特征
气层分布受渗透砂岩控制,纵向分布层系多,横向叠合连片,气藏流体性质稳定,属岩性圈闭气藏。
1.气藏温度与压力
探井测试结果表明,地温梯度介于2.0-2.9℃/100m,平均为2.5℃/100m,地温梯度较低。
地层压力与深度相关性较差,相同深度下的压力变化较大。气层中部深度下的地层静压13.65~23.7Mpa,盒8段平均地层静压17.5Mpa,山2段平均地层静压19.5Mpa。地层压力系数范围为0.71~1.08,平均地层压力系数为0.87,属低压-正常压力气藏。
2.气藏流体性质
天然气組份资料分析,山1、山2、盒8气藏主要组份:甲烷含量91.16-97.71%,乙烷含量0.473-5.31%,干燥系数0.93-0.994。
山西组和本溪組气层水分析,水型均为CaCI2型,总矿化度分别为23.5g/l与72.96g/l,分析认为其为成藏滞留水,分布范围有限。
六、结论
永和地区构造上位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠折带,生储盖条件优越,发育上古生界砂岩岩性气藏;与苏里格大气田具有相同的地质背景,埋藏深度适中,探井试气效果较好,具备形成大-中型天然气田的基本地质条件,因此,鄂尔多斯盆地东缘低渗砂岩天然气具有巨大勘探开发潜力。
参考文献
[1]杨仁超《沉积学报》2012年01期,苏里格气田东二区砂岩成岩作用与致密储层成因.
[2]郑聪斌等,1997,长庆气田成藏地质条件及气藏分布规律[A],见戴金星等主编,天然气地质研究新进展[M],石油工业出版社.
[3]闵琪、付金华等.2000.鄂尔多斯盆地上古生界天然气运移聚集特征,石油勘探与开发2000年27(4).
作者简介:王春仲 男 1965年9月出生,天津,大本 学士 高级工程师,1988年毕业于天大石油分校石油地质专业,在大港油田一直从石油地质及油田开发研究工作。