你知道風景秀麗的峨眉山是由火山岩組成的嗎?在四川盆地,與峨眉山同一時期噴發且埋於地下的火山岩富含大量天然氣。2018年12月,中國石油在位於四川盆地簡陽市周家鄉的永探1井二疊系火山岩儲層,測試獲日產22.5萬立方米工業氣流。這是四川盆地第一口火山碎屑岩工業氣井。
永探1井放噴排液
永探1井和峨眉山的火山岩都是在距今約2.6億年前的二疊紀噴發的。四川盆地內噴發的火山岩巖性為玄武岩和火山碎屑岩,大部分厚度在50米~400米。盆地內火山岩被後來沉積的地層覆蓋,深埋地下3000米-6000米。
那麼,熾熱噴發的火山岩裏怎麼會有天然氣呢?火山岩裏的天然氣藏又是怎麼形成的?
為了搞清楚四川盆地火山岩的氣來源,勘探科研人員對它做了“親子鑑定”。把火山岩裏產出的天然氣分離出甲烷、乙烷,對它們的C13同位素進行測定,與可能的烴源巖進行比對,發現其與寒武紀早期泥岩的乾酪根碳同位素具有相似特徵,確定它們之間具有親緣關係。因此,永探1井火山岩的天然氣是來自下部寒武系,通過斷層向上運移至火山岩地層,形成天然氣藏的。
寒武紀早期沉積的泥岩被稱為筇竹寺組地層,是一套優質的烴源巖。所謂的烴源巖,就是能夠生成烴類流體的地層,巖性主要是泥岩、泥頁岩、頁岩。筇竹寺組地層內含有大量的低等水生生物,這些生物死亡後埋葬在缺氧的海底,後期經過長時間熱氧化生成烴類流體。這個過程有點類似埋在池塘淤泥下的水草和植物經過一段時間後會產生沼氣,只不過烴源巖在地下埋藏得更深、演化時間更長、形成烴類流體更多。
生成的烴類流體只有運移到火山岩裏才能形成具有工業價值的天然氣藏,永探1井地區主要是通過深部斷層溝通寒武紀烴源巖和火山岩。火山岩和烴源巖之間的斷層就像一根根細小的管子,把烴源巖裏生成的烴類流體吸到火山岩裏。地下斷層作為通道運移烴類流體的過程十分緩慢,烴類向上運移時動力主要來自自身的浮力、生烴後形成的超壓以及構造應力。
火山岩內用什麼來裝天然氣?火山岩作為一種非常規的油氣勘探對象,其儲層具有與沉積岩不同、且更為複雜的儲集空間。勘探科研人員利用先進的鈉離子薄片拋光技術、掃描電鏡技術和巖芯CT掃描技術,觀察和分析火山岩內發育的孔隙類型和特徵。研究發現永探1井地區火山岩內發育大量的溶蝕孔和微孔,是火山岩的兩種主要儲集空間類型。
為什麼峨眉山的火山岩沒有天然氣?火山岩成藏必須同時具備生儲蓋三個條件,三者缺一不可。永探1井火山岩的烴源巖、儲層和蓋層組成有利的“三明治”結構:中間是具溶蝕孔和微孔的火山岩碎屑岩優質儲層,下部發育寒武系筇竹寺組烴源巖,上部為區域性分佈的三疊紀嘉陵江組膏巖蓋層。而峨眉山地區的火山岩巖性為玄武岩,巖性較緻密,沒有可供儲集天然氣的空間;下部也未發現有好的烴源巖地層,不能生成烴類流體;上部是敞開的,沒有蓋層,即使有天然氣運移上來,也會散失掉。(來源:中國石油報)