北三臺(tái)地區(qū)火山巖儲(chǔ)層特征

杜 洋,羅明高,李 青,周 強(qiáng)

(1.中油川慶鉆探工程公司,四川 成都 610000;2.西南石油大學(xué),四川 成都 610500; 3.中油西南油氣田分公司,四川 遂寧 629000;

北三臺(tái)地區(qū)火山巖儲(chǔ)層特征

杜 洋1,羅明高2,李 青3,周 強(qiáng)1

(1.中油川慶鉆探工程公司,四川 成都 610000;2.西南石油大學(xué),四川 成都 610500; 3.中油西南油氣田分公司,四川 遂寧 629000;

北三臺(tái)地區(qū)石炭系火山巖地層作為儲(chǔ)層的巖性主要包括安山巖、玄武巖、火山角礫巖以及凝灰?guī)r,詳細(xì)敘述了其巖石學(xué)特征,同時(shí)闡述了對(duì)該地區(qū)儲(chǔ)層產(chǎn)生影響的主要因素。在對(duì)火山巖孔滲基本特征,孔隙結(jié)構(gòu)和孔滲關(guān)系的研究基礎(chǔ)上,對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),將其分為 5類(lèi),較好的火山巖儲(chǔ)層平面分布呈帶狀或塊狀分布,西地一號(hào)背斜帶及臺(tái) 50井阜康斷裂東部區(qū)域儲(chǔ)層類(lèi)型級(jí)別較高,臺(tái) 48井以南和吉木薩爾凹陷為較差區(qū)域。

北三臺(tái)地區(qū);火山巖;影響因素;儲(chǔ)層;

1 巖石學(xué)特征

結(jié)合工區(qū)內(nèi)巖屑錄井、薄片鑒定、巖心描述等資料,將工區(qū)內(nèi)巖性分為 16個(gè)類(lèi)別。其中在本區(qū)作為儲(chǔ)層的主要為安山巖、玄武巖、火山角礫巖[1-3]。

安山巖屬于中性火山巖,巖石具斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)交織結(jié)構(gòu),杏仁狀構(gòu)造。巖石中斑晶含量不多,主要為角閃石、輝石和黑云母等暗色礦物;基質(zhì)主要由斜長(zhǎng)石微晶和玻璃質(zhì)組成。北 87、馬莊 1、沙丘 10、沙丘 5等 18口井錄井均見(jiàn)到大量的安山巖段,其中沙丘5、沙丘10、北5、沙丘5井安山巖單層厚度達(dá)到了 50 m以上。

玄武巖屬于基性火山巖,巖石具間粒間隱結(jié)構(gòu),間隱結(jié)構(gòu),杏仁狀氣孔構(gòu)造。杏仁孔主要被方解石、綠泥石和濁沸石充填,方解石充填的杏仁孔溶蝕孔較發(fā)育,局部見(jiàn)方解石脈分布,伴有溶蝕現(xiàn)象,這種溶蝕孔隙對(duì)儲(chǔ)油較有利。

火山角礫巖,粒徑 2～64 mm,火山碎屑物角礫級(jí)含量大于 50%。北 12、北 201、北 48、北 8、北83、馬莊 1井等錄井見(jiàn)到大量火山角礫巖發(fā)育段,其中馬莊 1、北 87、北 88等單層厚度達(dá) 30 m以上。

2 火山巖儲(chǔ)層影響因素

2.1 地層埋深的影響

相對(duì)沉積巖而言,火山巖形成時(shí)一般具有較強(qiáng)的剛性,上覆地層對(duì)其影響不大。從孔隙度、滲透率跟埋深關(guān)系研究可以得到結(jié)論,工區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層物性幾乎不受到地層埋深的影響,在近 3 000 m仍具有較好的孔隙度和滲透率,但儲(chǔ)層的好壞受古風(fēng)化殼的影響,淋濾帶的深度約為 100 m,在淋濾帶內(nèi)儲(chǔ)集物性好,淋濾帶外儲(chǔ)集物性明顯偏差。北三臺(tái)地區(qū)目前獲得油流的 5口井的油氣層距石炭系頂面的埋深都在 100 m之內(nèi),這也證明油氣聚集在物性較好的風(fēng)化殼內(nèi)[4]。

2.2 巖性的影響

火山巖巖性對(duì)儲(chǔ)層的影響較大[5]。一般來(lái)說(shuō),火山碎屑巖由于粒度較粗,原始孔隙度較大,并且后期沿裂縫的溶蝕導(dǎo)致孔隙度的增加,減弱壓實(shí)固結(jié)對(duì)孔隙度的影響,火山熔巖由于其內(nèi)部比較致密,導(dǎo)致孔隙度較小。工區(qū)內(nèi)平均孔隙度最大為玄武巖,蝕變安山巖次之,平均滲透率最大為蝕變安山巖。

2.3 裂縫的影響

按火山巖裂縫成因類(lèi)型不同,其對(duì)火山巖儲(chǔ)層影響也各異。構(gòu)造縫制約著整個(gè)區(qū)域儲(chǔ)層裂縫程度和好壞。成巖縫對(duì)工區(qū)內(nèi)致密低 (特低)滲透儲(chǔ)層中起良好的溝通作用,可較好改善儲(chǔ)滲系統(tǒng)。收縮縫對(duì)溢流相火山巖儲(chǔ)層影響很大。風(fēng)化縫是由于風(fēng)化作用形成的,受巖性、氣候、地貌等因素控制,溶蝕縫的形成是由于巖石的溶蝕作用沿某一方向溶蝕而成的,這兩類(lèi)火山巖裂縫在研究工區(qū)內(nèi)制約著石炭系古風(fēng)化殼附近物性分布特征,在風(fēng)化縫較為發(fā)育帶儲(chǔ)層物性明顯變好[6]。

3 火山巖儲(chǔ)集層物性特征

3.1 孔滲基本特征

圖 1 各巖性孔隙度與滲透率關(guān)系圖

工區(qū)內(nèi)石炭系 355個(gè)孔隙度分析樣品統(tǒng)計(jì)表明,孔隙度主要分布在 4%～16%,分布峰值為11%～12%,最小值為 0.01%,最大值為 25.3%,平均值為 9.82%。252個(gè)滲透率分析樣品統(tǒng)計(jì)表明,滲透率主要分布于 0.01×10-3～10×10-3μm2范圍內(nèi),分布峰值位于 0.01×10-3～0.025×10-3μm2,最小值為 0.001×10-3μm2,最大值為 293× 10-3μm2,平均值為 0.372×10-3μm2。

3.2 孔隙度與滲透率的關(guān)系

由于工區(qū)裂縫很發(fā)育,導(dǎo)致巖樣滲透率與全直徑巖心滲透率相差很大,例如北 403井玄武巖小巖樣測(cè)得的孔隙度為 2.3%,滲透率為 0.08×10-3μm2,而同一深度用全直徑巖心測(cè)得的孔隙度為2.74%,滲透率卻高達(dá) 2 824×10-3μm2,觀察巖心有裂縫發(fā)育。從圖 1可以看出,各巖性樣品點(diǎn)孔滲相關(guān)性R2=0.725 6,表明工區(qū)內(nèi)孔滲關(guān)系較為復(fù)雜,各巖性樣品點(diǎn)孔隙度與滲透率相關(guān)性較好,說(shuō)明巖性是影響儲(chǔ)層孔隙度和滲透率的一個(gè)重要因素。

3.3 孔隙結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)工區(qū)內(nèi)石炭系火山巖儲(chǔ)層鑄體薄片分析結(jié)果表明,工區(qū)常見(jiàn)的孔隙類(lèi)型有基質(zhì)溶孔、斑晶溶孔、半充填溶孔、半充填氣孔、角礫間溶孔、杏仁狀氣孔、半充填縫、微裂縫等,以溶蝕孔隙為主,孔隙大小及連通特征最大孔隙直徑為 263.62 mm,最小孔隙直徑為 4.93 mm,平均孔隙直徑為 92.93 mm,孔喉配位數(shù)絕大多數(shù)為 0,平均面孔率為0.31%,從鑄體薄片看孔隙不是很發(fā)育,且連通性較差[7]。

4 火山巖儲(chǔ)層分布

4.1 儲(chǔ)層分類(lèi)

本區(qū)火山巖由于裂縫很發(fā)育,滲透率變化巨大,但各巖性孔隙度與滲透率具有良好的正相關(guān)性。依據(jù)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DZ/T 0217-2005,結(jié)合本區(qū)孔隙度、滲透率、毛細(xì)管壓力孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù),以及巖性、孔隙類(lèi)型將工區(qū)火山巖儲(chǔ)層分為5個(gè)類(lèi)型(表 1)。

其中第Ⅰ類(lèi)火山巖儲(chǔ)層孔隙度和滲透率較高,具有該類(lèi)儲(chǔ)層特征的火山巖在工區(qū)內(nèi)各區(qū)塊油水界面以上皆容易成為油氣富集的最佳場(chǎng)所;第Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層類(lèi)別在構(gòu)造高部位同樣可以形成同第Ⅰ類(lèi)相同或相近級(jí)別的油氣富集地;第Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層往往在有裂縫作為油氣通道或存儲(chǔ)場(chǎng)所時(shí)也能形成良好油氣藏;第Ⅳ類(lèi)儲(chǔ)集層在裂縫相對(duì)較為發(fā)育區(qū)帶,處于構(gòu)造高部位及距離石炭系頂界面較近區(qū)帶亦能成藏;第Ⅴ類(lèi)火山巖地層成藏所需條件苛刻,但由于火山巖油氣聚集的特殊性、不均質(zhì)性,亦不排除有成藏可能[8-9]。

表 1 北三臺(tái)地區(qū)石炭系火山巖儲(chǔ)層分類(lèi)評(píng)價(jià)

4.2 儲(chǔ)層分布

在工區(qū)內(nèi)第Ⅰ類(lèi)好儲(chǔ)層主要分布在北 87井、北 6井、北 15井及西泉 011井所在區(qū)域和沙丘 6井西北區(qū)域;第Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)層則主要分布在阜康斷裂帶北部周緣及北三臺(tái)凸起北部地區(qū);第Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層主要分布在北三臺(tái)部位;第Ⅳ類(lèi)儲(chǔ)層分布在火山巖有裂縫發(fā)育,但儲(chǔ)能系數(shù)較低的Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)層周緣;第Ⅴ類(lèi)差儲(chǔ)層或非儲(chǔ)層主要分布在吉木薩爾凹陷以及阜康凹陷北部地區(qū)。總體上,較好的火山巖儲(chǔ)層平面分布往往呈帶狀或塊狀分布,北三臺(tái)凸起西地一號(hào)背斜面帶及臺(tái) 50井阜康斷裂東部區(qū)域火山巖儲(chǔ)層類(lèi)型級(jí)別較高,臺(tái) 48井以南和吉木薩爾凹陷為較差區(qū)域。

5 結(jié) 論

(1)北三臺(tái)地區(qū)石炭系巖性主要分為 16個(gè)類(lèi)別,作為儲(chǔ)層的巖性主要有安山巖、玄武巖、火山角礫巖。

(2)火山巖儲(chǔ)層的主要影響因素包括地層埋深、巖性以及裂縫影響。

(3)工區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型有基質(zhì)溶孔、斑晶溶孔、半充填溶孔、半充填縫、微裂縫等,以溶蝕孔隙為主。孔滲關(guān)系較為復(fù)雜,各巖性樣品點(diǎn)孔隙度與滲透率相關(guān)性較好。

(4)結(jié)合本區(qū)實(shí)際情況將工區(qū)火山巖儲(chǔ)層分為 5個(gè)類(lèi)型,較好的火山巖儲(chǔ)層平面分布往往呈帶狀或塊狀分布,北三臺(tái)凸起西地一號(hào)背斜面帶及臺(tái)50井阜康斷裂東部區(qū)域火山巖儲(chǔ)層類(lèi)型級(jí)別較高,臺(tái) 48井以南和吉木薩爾凹陷為較差區(qū)域。

[1]郭齊軍,焦守詮,萬(wàn)智民,等 .火山巖儲(chǔ)層的巖石學(xué)評(píng)價(jià)[J].特種油氣藏,1995,2(3):6-8.

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編輯 王 威 孟凡勤

TE12

A

1006-6535(2010)05-0048-03

20100120;改回日期:20100625

四川省“礦產(chǎn)普查與勘探 -準(zhǔn)東地區(qū)石炭系火山巖巖相與儲(chǔ)層研究”重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目 (SZD0414)

杜洋 (1984-),男,工程師,2009年碩士畢業(yè)于西南石油大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專(zhuān)業(yè),現(xiàn)從事石油天然地質(zhì)的生產(chǎn)和科研工作。