四川盆地二叠系－三叠系白云岩储层差异演化与油气差异富集机理

The dolostone and dolostone reservoirs are widely developed in Permian to Triassic in the Sichuan Basin, and many medium to large gas fields, such as Puguang, Yuanba and Luojiazhai, have been found in this basin. The gas exploration practices show that there is obvious difference in lithology, sedimentary facies, pore texture, porosity and permeability. This time-space closely related dolostone complex is a realistic area to discuss the “dolostone problem”. Basing on the petrology, rock geochemistry, petroleum geochemistry, physical experiments and numerical simulation, some important aspects will be studied, including the dolomitization, deep alteration of dolostone reservoirs, lithology, porosity and permeability, and differential gas enrichment, in order to reveal the dolomitization mechanism, the differential reservoirs quality destructions by solid bitumen fill, and the differential reservoir alteration by TSR, and then to clarify the differential gas enrichment mechanism and gas distribution features.

四川盆地二叠系－三叠系白云岩与白云岩储层广泛发育，发现了普光、元坝、罗家寨等一系列大中型气田，是我国碳酸盐岩层系天然气勘探开发的重要领域。勘探研究表明该层系岩性、岩相、孔隙结构与物性特征差异显著，这些时空上紧密联系的白云岩是探索“白云岩问题”前沿领域的理想场所。基于岩石学、岩石地球化学、油气地球化学，结合物理模拟实验与数字模拟，开展白云岩化作用、白云岩储层深部改造作用，及其对白云岩储层岩性、物性与油气差异富集影响等方面的研究，揭示各层位不同岩相白云岩化机制、沥青充填对储层的差异性破坏作用、以及TSR对储层的差异性改造作用，阐明天然气差异富集机理与天然气分布规律。

二叠系－三叠系海相白云岩是四川盆地重要的天然气储集层，白云岩成因和成储的差异性控制着优质储层的分布和油气富集的差异性。本项目以白云岩结构识别和原始结构恢复为基础，综合利用微量元素和碳、氧、锶同位素等地球化学数据，结合团簇同位素新技术，分析了不同结构类型白云岩化流体性质和来源，确定了二叠系－三叠系白云岩化模式，揭示白云岩储层差异演化及其主控因素，即沉积-准同生期成岩作用控制孔隙的形成，强抗压性、早期油气充注和封闭成岩体系使得早期孔隙在深埋环境下得到有效保存。基于碳酸盐团簇同位素和常规地球化学分析研究表明，四川盆地二叠系-三叠系白云岩形成于准同生-浅埋藏环境，白云岩化流体主要来源于飞仙关组沉积期的蒸发流体，并建立了长兴组-飞仙关组白云石化作用综合模式。普光气田飞仙关组主要发育颗粒白云岩、残余颗粒白云岩和晶粒白云岩，中-粗晶白云岩为颗粒白云岩在深埋藏环境中重结晶的产物。长兴组-飞仙关组白云岩储层孔隙主要形成于准同生期的大气淡水溶蚀和白云石化作用。白云岩的强抗压实性、早期的油气充注和相对封闭的成岩体系是白云岩储层孔隙有效保存的主要因素。深埋高温环境下，白云岩储层中普遍发生原油热裂解和TSR作用，导致储层孔隙的降低。TSR反应强度受白云岩化的规模控制，TSR所需硫酸根主要来源于白云石化相关的流体和石膏胶结物。基于对原油裂解产物-固体沥青的定量统计和原油裂解的模拟实验，根据沥青含量与古孔隙度（沥青含量+现今孔隙度）定量确定了古原油充注的孔隙度门限，并揭示了原油裂解过程中的固体沥青非均匀残留特点，对储层造成了差异性破坏。白云岩储层的规模决定了古原油的规模，也决定了现今天然气藏的规模。