云安廠構(gòu)造帶地質(zhì)特征及下一步勘探目標(biāo)

摘 要

摘要：由于勘探投入不足及高陡復(fù)雜構(gòu)造勘探目標(biāo)選擇難度較大等原因，四川省東部地區(qū)石炭系的天然氣勘探在近十多年有所停滯。為此，選擇該區(qū)內(nèi)勘探程度不高的云安廠構(gòu)造帶，研究其構(gòu)
摘要：由于勘探投入不足及高陡復(fù)雜構(gòu)造勘探目標(biāo)選擇難度較大等原因，四川省東部地區(qū)石炭系的天然氣勘探在近十多年有所停滯。為此，選擇該區(qū)內(nèi)勘探程度不高的云安廠構(gòu)造帶，研究其構(gòu)造特征、儲層分布特征及構(gòu)造模式，并重點(diǎn)分析了區(qū)域范圍內(nèi)的勘探失利井。綜合分析該構(gòu)造帶實(shí)鉆井剖面，結(jié)合構(gòu)造形成機(jī)理研究，認(rèn)為云安廠構(gòu)造帶的構(gòu)造模式應(yīng)為擠壓抬升倒轉(zhuǎn)型。根據(jù)該構(gòu)造帶東、西兩段構(gòu)造格局的對比分析認(rèn)為，主體西段為“上沖型半背斜圈閉”，東段為“斷壘型背斜圈閉”。西段主地層相對封閉性較差，有效圈閉受溢出點(diǎn)控制；東段由于屬較為對稱的斷壘型構(gòu)造，在抬升過程中形成的斷層封閉性較好，能較大范圍地形成有效圈閉。研究結(jié)果表明，云安廠下一步勘探的有利油氣聚集區(qū)為：①主體構(gòu)造東段的白楊灣-天乾坪高帶；②構(gòu)造帶東南翼斷下盤的沙塘潛伏構(gòu)造。
關(guān)鍵詞：川東；石炭紀(jì)；勘探；云安廠；構(gòu)造模式；失利井；勘探目標(biāo)
    目前，川東地區(qū)石炭系的天然氣勘探進(jìn)入了較為艱難的階段。近十多年來，由于川東地區(qū)的勘探重點(diǎn)轉(zhuǎn)移，石炭系勘探有所停滯，一是勘探投入不足，二是高陡構(gòu)造勘探目標(biāo)選擇難度加大。如云安廠、南門場、方斗山等高陡構(gòu)造，從勘探現(xiàn)狀來看，都遇到了較大的難題。一方面，是客觀存在的構(gòu)造高陡、斷裂復(fù)雜、地層缺失、氣水關(guān)系不清；另一方面，是構(gòu)造地質(zhì)模型需要修改、地震解釋模型需要完善[1]。所以，對高陡構(gòu)造需要進(jìn)行更深一步的認(rèn)識，開展更進(jìn)一步的工作[2～3]。
    云安廠構(gòu)造帶地理位置位于重慶萬州、云陽、開縣、梁平境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造屬于川東萬縣弧形構(gòu)造區(qū)，西北隔渠馬河向斜與南門場構(gòu)造帶相望；東南隔萬縣向斜和云陽向斜與大池干井構(gòu)造帶、方斗山構(gòu)造帶、何家營-苗子灣構(gòu)造帶相望；西南方向與黃泥塘構(gòu)造帶錯(cuò)鞍相接，向東傾沒于渠馬河向斜。
    云安廠構(gòu)造帶自1983年首鉆硐西1井以來，先后在硐村西、大坪埡、馮家灣、大貓坪、福祿場、三岔坪、轎頂山、沙塘這8個(gè)構(gòu)造進(jìn)行了鉆探工作，目前構(gòu)造主體上僅大坪埡的土城高點(diǎn)獲氣，東南翼斷下盤僅馮家灣、三岔坪、沙塘獲氣，截至2008年底，共完鉆井30口，獲氣井13口，發(fā)現(xiàn)嘉二2層、嘉二1層-嘉一段、長興組、石炭系4個(gè)氣藏。其中，以石炭系為目的層的井22口，鉆至石炭系的井16口，有6口井獲工業(yè)氣流。
    在云安廠構(gòu)造帶上，共發(fā)現(xiàn)圈閉14個(gè)，目前僅鉆探圈閉8個(gè)，總體來看，該構(gòu)造帶勘探程度不高。
1 云安廠構(gòu)造帶地質(zhì)特征
1.1 構(gòu)造特征
    云安廠構(gòu)造帶淺層構(gòu)造形態(tài)相對簡單，背斜隆起幅度高，兩翼不對稱，構(gòu)造較完整，斷層不發(fā)育；嘉四2層以下至二疊系、石炭系的中層構(gòu)造斷層發(fā)育，褶皺強(qiáng)烈，形態(tài)多變，為典型的川東“復(fù)斷壘”型構(gòu)造格局；地腹深層奧陶系以下地層相對平緩，斷層不發(fā)育[4]。
    從陽底構(gòu)造格局來看，構(gòu)造形態(tài)主要受云①號斷層控制，其斷層上盤存在大.坪埡口～蘆家坪、宮王頂、白楊灣、譚家灣、天乾坪、文昌宮等次一級構(gòu)造(高點(diǎn))，構(gòu)造走向與云安廠構(gòu)造帶軸線一致。其東南翼段下盤包括土門嘴、大貓坪、馮家灣、沙塘、三岔坪、硐村西、轎頂山、梅子壩等潛伏構(gòu)造[5]。在云安廠構(gòu)造帶南段，云①號斷層?xùn)|南翼潛伏高帶僅有一排潛伏構(gòu)造，即大貓坪、馮家灣、三岔坪潛伏構(gòu)造高帶。在云安廠構(gòu)造帶北段，東翼潛伏構(gòu)造在云陽向斜逐漸發(fā)育出三排潛伏構(gòu)造：三岔坪梅子壩、硐村西、轎頂山潛伏構(gòu)造。
1.2 地層及儲層分布特征
    云安廠構(gòu)造帶石炭系地層整體表現(xiàn)出西薄東厚的特征，西部從福祿場一帶的地層缺失到硐西一帶的60m以上，平均厚度為40～50m。在構(gòu)造帶中部及東端，出現(xiàn)兩個(gè)厚度高值區(qū)，石炭系厚度超過60m。從地層層序看，東端的三岔坪、硐村西一帶，出現(xiàn)了石炭系河洲組地層，巖性主要為云質(zhì)砂巖、粉砂巖。該區(qū)的石炭系黃龍組地層可三分，黃龍組一段巖性為石灰?guī)r、云質(zhì)石灰?guī)r，局部夾白云巖；黃龍組二段巖性為角礫云巖、溶孔云巖、粉晶云巖；黃龍組三段巖性為石灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r夾云巖。區(qū)域范圍內(nèi)普遍分布黃龍組一、二段地層，黃龍組三段地層在大貓坪、馮家灣、硐西一帶被剝蝕。
云安廠構(gòu)造帶范圍內(nèi)，西段儲層較為發(fā)育，普遍分布Ⅰ+Ⅱ類儲層(圖1)，東段主要發(fā)育Ⅲ類儲層。
 
1.3 構(gòu)造地質(zhì)模式
    云安廠構(gòu)造帶屬川東高陡構(gòu)造萬縣弧形構(gòu)造區(qū)的一個(gè)次一級弧形構(gòu)造帶，其構(gòu)造走向從南到北由北東向漸變?yōu)闁|西向。該區(qū)域受力復(fù)雜，在近東西向擠壓力作用的同時(shí)，受到大巴山方向的側(cè)向擠壓，形成西北翼緩、東南翼陡的弧形高陡構(gòu)造格局。
    從云安廠構(gòu)造帶的實(shí)鉆恢復(fù)剖面上看，云安廠構(gòu)造上盤，整體表現(xiàn)出擠壓、抬升、上沖的構(gòu)造特征，與下盤構(gòu)造的組合關(guān)系體現(xiàn)為反“S”型構(gòu)造格局體系。由于上沖塊隆起幅度高、水平位移大，構(gòu)造形變過程中使斷層下盤斷塊發(fā)生地層倒轉(zhuǎn)，倒轉(zhuǎn)層位為嘉四4層-石炭系。
云安廠構(gòu)造中段，在云安1、2、3井實(shí)鉆剖面上，主體構(gòu)造上土城高點(diǎn)的云安3井鉆遇云1號斷層，云安2井在馮家灣潛伏構(gòu)造上。該剖面構(gòu)造形態(tài)表現(xiàn)為擠壓、抬升、上沖的構(gòu)造特征，與下盤構(gòu)造的組合關(guān)系體現(xiàn)為反“S”型構(gòu)造格局體系(圖2)。
 
    馮家灣潛伏構(gòu)造鉆探的云安21井，在嘉一段發(fā)生地層倒轉(zhuǎn)、嘉四4層地層層序恢復(fù)正常。剖面特征表現(xiàn)為擠壓-抬升-上沖-倒轉(zhuǎn)的構(gòu)造格局。大貓坪潛伏構(gòu)造的云安7-1井，同樣表現(xiàn)出擠壓-抬升-上沖-倒轉(zhuǎn)的構(gòu)造格局。
綜合分析云安廠構(gòu)造帶實(shí)鉆井剖面，結(jié)合構(gòu)造形成機(jī)理研究，認(rèn)為云安廠構(gòu)造帶構(gòu)造模式應(yīng)為擠壓抬升倒轉(zhuǎn)型。其構(gòu)造格局為上盤擠壓抬升上沖，下盤倒轉(zhuǎn)形成一定規(guī)模的斷凹，斷凹兩側(cè)以斷層相隔，一側(cè)與潛伏構(gòu)造相連，潛伏構(gòu)造主要表現(xiàn)為反沖“斷壘”型構(gòu)造(圖3)。
 
2 主要失利井分析
    云安廠石炭系勘探失利井主要有：云安5井、云安9井、云安1井、云安7-1井、云安10井、云安12井、云安21井、云安23井、云安8井、硐西1、2、3、4井。失利井大致分為兩大類：一是鉆遇構(gòu)造復(fù)雜帶，二是鉆遇地層水。這些井的失利主要與構(gòu)造模式、構(gòu)造解釋精度有關(guān)。
    以云安10井為例，該井位于沙塘潛伏構(gòu)造西段近軸部，鉆探目的是了解潛伏構(gòu)造西高點(diǎn)的含流體性質(zhì)，為該潛伏構(gòu)造的一口預(yù)探井。設(shè)計(jì)石炭系頂界海拔-4520m，預(yù)計(jì)井深5520m。實(shí)鉆鉆遇構(gòu)造陡帶。
    在鉆后地質(zhì)剖面上(圖4)，可清晰地看出，該井鉆遇構(gòu)造復(fù)雜帶，飛仙關(guān)出現(xiàn)地層倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，地層倒轉(zhuǎn)點(diǎn)在海拔-2150m附近，嘉四段地層恢復(fù)正常(-3400m左右)地層程序，該井下方為低洼部位，已無鉆達(dá)潛伏構(gòu)造的可能，而其剖面右側(cè)的“斷壘”部位為馮家灣潛伏構(gòu)造的東傾末端。
 
    分析該井鉆探失利的原因：首先是構(gòu)造復(fù)雜；其次，構(gòu)造倒轉(zhuǎn)部位的回轉(zhuǎn)波與陡帶地震波相互交織，給構(gòu)造解釋帶來很大難度；第三，在地震同相軸追蹤上將飛仙關(guān)四段的“凹部”回轉(zhuǎn)反射認(rèn)為是下二疊統(tǒng)頂?shù)恼驑?gòu)造反射，將地層陡帶下部“凹部”處理成“斷壘”型構(gòu)造，從而導(dǎo)致勘探的失利。
    從鉆后地質(zhì)分析來看，云安廠構(gòu)造帶由于構(gòu)造解釋因素導(dǎo)致勘探失利的井主要有硐西2井、硐西3井、云安5井、云安7-1井(云安7井)、云安10井、云安12井。失利的主要原因有兩方面：①該區(qū)域受側(cè)向擠壓力作用，地腹中部(嘉陵江組石炭系)構(gòu)造復(fù)雜、斷層發(fā)育，在構(gòu)造陡翼常伴有地層倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，給構(gòu)造解釋帶來很大的困難，同時(shí)構(gòu)造陡翼下部又是云安廠構(gòu)造帶的有利勘探區(qū)域——存在一個(gè)“斷壘”型潛伏高帶，構(gòu)造解釋的成功與否直接決定勘探的成敗；②地震解釋的偏差，首先存在構(gòu)造模式的偏差，如云安10井、硐西2井、硐西3井，其次是地震斷面波的認(rèn)識偏差，如云安5井，第三是“喇叭口”下部地層偏移量、時(shí)深轉(zhuǎn)換速度偏差導(dǎo)致的圈閉可靠性差，如云安7-1井、云安12井[6]。
3 構(gòu)造帶勘探潛力區(qū)塊
    根據(jù)云安廠構(gòu)造地質(zhì)模式，結(jié)合構(gòu)造帶獲氣情況分析，云安廠主體構(gòu)造及東南翼斷下盤為有利天然氣聚集區(qū)。綜合分析認(rèn)為勘探潛力區(qū)塊如下：
3.1 白楊灣-天乾坪高帶
    從云安廠主體東、西兩段構(gòu)造格局分析結(jié)果看，西段構(gòu)造表現(xiàn)為上沖型半背斜圈閉(圖5-a)，東段表現(xiàn)為斷壘型背斜圈閉(圖5-d)。在東、西兩段的鞍部接觸部位，可見明顯的構(gòu)造格局漸變，在地震02YST05測線部位，出現(xiàn)一條南傾逆斷層，該斷層在二疊系地層內(nèi)部發(fā)生斷裂(圖5-b)，在02YST08測線部位，該條斷層斷距明顯增大，向上消失于嘉陵江，向下消失于志留系，與主斷層結(jié)合，形成了明顯的“斷壘”型構(gòu)造格局(圖5-c)。
 
從云安3井與云安9井的鉆井情況看，由于上沖型半背斜構(gòu)造圈閉溢出點(diǎn)高且斷層的封閉性相對較差，造成構(gòu)造有效圈閉面積較小，故海拔相對高但在構(gòu)造溢出點(diǎn)之下的云安9井產(chǎn)水，而海拔相對低但在構(gòu)造溢出點(diǎn)之上的云安3井產(chǎn)氣。在肖家溝、天池鋪、龍頭-吊鐘壩等，都反映出上沖型構(gòu)造主要受主斷層控制的半背斜，其主斷層封閉性往往較差。而形成“斷壘型背斜圈閉”的構(gòu)造，斷層的封閉性都相對較好，如西河口、萬順場、大方城等，“斷壘型背斜圈閉”兩翼斷層的良好封閉性在川東高陡構(gòu)造帶得到普遍證實(shí)[7]。
云安廠構(gòu)造帶主體東段的白楊灣-天乾坪高帶，為“斷壘型背斜圈閉”，石炭系含氣面積以海拔-3100m為最低圈閉線計(jì)算為56.4km2。按馮家灣石炭系儲量豐度1.99×108m3/km2計(jì)算，資源量為112.24×108m3，為有一定規(guī)模的有利勘探區(qū)。
3.2 沙塘潛伏構(gòu)造
    沙塘潛伏構(gòu)造位于云安廠構(gòu)造帶東南翼斷下盤，為一個(gè)“斷壘型背斜圈閉”的潛伏構(gòu)造，兩翼分別受云13、云19號斷層控制，下二疊統(tǒng)底構(gòu)造長軸11.5km短軸1.9km，閉合度390m，以海拔-5200m作為圈閉邊界，面積19.3km2。以馮家灣儲量豐度1.99×108m3/km2計(jì)算，石炭系資源量為38.41×108m3；云安1O在嘉二2層段獲氣，該井在嘉二2層頂界圈閉線附近，構(gòu)造以-3900m圈閉，面積38.7km2，以三岔坪儲量豐度1.1×108m3/km2計(jì)算，嘉二2層氣藏資源量為42.57×108m3。兩層累計(jì)資源量達(dá)80.98×108m3，為有一定規(guī)模的有利勘探區(qū)。
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(本文作者：黨錄瑞 李瑜 鄭超 李爽 朱宜新 文其兵 中國石油西南油氣田公司重慶氣礦)