閔橋油田古近系阜寧組火山巖儲層特征研究

張 莉，李維鋒，宋 為

曾玉蘭 (新疆油田公司采油二廠油田地質研究所，新疆 克拉瑪依 834008)

閔橋油田古近系阜寧組火山巖儲層特征研究

曾玉蘭 (新疆油田公司采油二廠油田地質研究所，新疆 克拉瑪依 834008)

通過大量巖心鑄體、熒光薄片及物性等資料，對閔橋油田古近系阜寧組主要油層儲集層的火山巖礦物巖石學特征、主要儲集空間類型等進行了詳細研究，分析影響儲層儲集性能的主要因素，并對研究區主要儲層進行分類。

閔橋油田；古近系；阜寧組；火山巖；儲層特征

閔橋油田位于江蘇省金湖縣閔橋鄉境內，區域構造位于金湖凹陷的東南部，其南為菱塘橋低凸起，東北為汜水次凹，西南為龍崗次凹，是一個夾在兩凹之間的斷裂背斜構造，構造面積76km2。根據鉆井資料顯示，閔橋油田鉆遇的地層較全，從上至下發育第四系東臺組(Qd)、新近系鹽城組二段(Ny2)、古近系的始新統三垛組(E2s)及戴南組二段(E2d2)、古新統阜寧組(E1f)及晚白堊系泰州組(K2t)。阜四段頂和垛二段頂為2個區域不整合面，構造主體部位缺失鹽一段和戴一段。目的層為阜寧組二段(E1f2)和一段(E1f1)。

1 儲層巖性特征

火山巖儲層屬于特殊的油氣儲層中的一種，由于儲層結構十分復雜，因此儲層發育的構造類型多種多樣，有構造裂縫和多種類型的成巖裂縫。由于非均質性很強，儲集空間也較為復雜[1]，因此儲層的巖性特征是火山巖儲層描述與評價的基礎。

依據取芯井巖心觀察、薄片鑒定并參考部分巖石化學成份的鑒定結果，從巖石的結構、構造和巖石的化學特征來看，該研究區火山巖屬于橄欖拉斑玄武巖系列，為熔巖類。玄武巖形成以后，造巖礦物普遍發生蝕變，并且各自有不同的演化規律。

根據巖心薄片資料、巖心觀察及成因的不同，閔橋油田阜寧組火山巖儲層的巖石類型有熔巖、火山沉積巖2大類，前者約占91%，后者僅占9%左右。其中，熔巖主要為玄武巖類，包括氣孔玄武巖、杏仁體玄武巖、致密玄武巖類；火山沉積巖包括火山碎屑巖、自碎角礫巖、巖屑角礫巖和構造角礫巖。

1.1熔巖類玄武巖

1)氣孔玄武巖 玄武巖中最發育的構造就是氣孔構造，在熔巖流的不同部位氣孔發育程度不同。該區這類巖石中氣孔含量大于5%，一般多在20%左右，個別巖石中可達40%，氣孔的形態和大小在一個巖流單元中變化較大，一般徑長在0.5cm左右，其底部常見扁平拉長的氣孔(見圖1(a))。該類巖性和玄武巖中的氣孔及溶蝕孔洞，既可當做油氣運移通道，又是儲集油氣的有利場所，是閔橋油田阜寧組火山巖中重要的儲集空間。

2)杏仁玄武巖 氣孔玄武巖中的氣孔如果全部或大部被方解石、綠泥石等蝕變礦物充填，則形成杏仁玄武巖[2](見圖1(b))。

3)致密玄武巖 研究區中致密玄武巖的氣孔、杏仁含量很少，其含量低于5%，并且氣孔、杏仁孤立分布，個大而形圓(見圖1(c))。以黑色、深灰色為主，蝕變后呈灰綠色、綠灰、綠黑色。該類巖石發育于單個巖流體的中部，故結晶程度略高于上部和底部，斑晶含量較多，斑晶粒徑較粗。致密玄武巖中一般見不到脈狀沉積物，但節理和裂縫較為發育[3]。

圖1 玄武巖巖石類型

1.2火山沉積巖

火山沉積巖按成因又可分為火山碎屑巖、自碎角礫巖、巖屑角礫巖和構造角礫巖。

1)火山碎屑巖 它是由火山爆發作用形成的；具有單一至復雜，碎屑大小懸殊，次園-棱角狀，邊緣弧形凹面及不規則熔渣狀的碎屑特征；膠結物成分為火山塵及其風化蝕變產物綠泥石-蒙脫石、泥質鐵、方沸石等。

2)自碎角礫巖 成因為巖流作用；具有成分單一，碎屑大小比較均勻，棱角狀，邊緣不規則，稍磨圓的碎屑特征；膠結物成分為綠泥石-蒙脫石常見，方沸石、亮晶方解石和白云石也常見。

3)巖屑角礫巖 成因為同生沉積作用；具有成分單一至復雜，粒徑大小懸殊，次棱-棱角狀，邊緣不規則及港灣狀碎屑特征；膠結物成分為泥晶白云石常見，灰質少量，含藻類生物碎屑，陸源泥質少見。

4)構造角礫巖 成因為構造應力作用；具有成分單一，碎屑大小懸殊，次棱-棱角狀，邊緣較規則，棱角狀，稍磨圓的碎屑特征；膠結物成分為亮晶白云石、含鐵方解石常見，綠泥石-蒙脫石以及方沸石少見。

2 儲集層特征

2.1火山巖儲層物性分析

對閔北地區常規物性分析資料、全直徑物性分析資料以及徑向著色資料統計分析表明，不同巖類的火山巖其物性特征不同。其中灰色自碎角礫巖的孔隙度和滲透率相對較好，沉積礫巖的含油飽和度相對較好。

火山巖的常規物性表現以中-低孔隙度、低滲透率為特點。中-低孔隙度、低滲透率占50%，中孔隙度、低滲透率占25.8%，中孔、中滲占22.3%。全直徑孔隙度、滲透率值與同一巖樣小園柱孔隙度、滲透率值的差異顯示出規律性較差，單向K(滲透率)值與徑向K值亦有差異，表明了玄武巖的非均質性極強，另外，對閔15井五塊巖樣加壓到100kg后有效孔隙度增加甚微，說明玄武巖的超微孔隙很少。閔橋油田阜寧組火山巖取心井雖說較多，但做常規物性分析、全直徑物性分析以及徑向著色成功的資料的較少，同時火山巖儲層比碎屑巖儲層具有更大的復雜性和更強的非均質性。

2.2儲集空間類型

火山巖的儲集空間主要是由于烴源巖中的有機質在沉積埋藏過程中演化產生有機酸和碳酸對玄武巖產生溶蝕改造作用，使玄武巖中的微量金屬元素被活化、遷移到烴源巖中，使其火山巖的礦物結構發生改變。閔橋地區玄武巖多數經歷了第1溶蝕階段，形成了弱蝕變現象，對原生氣孔和收縮裂縫均有擴大作用；緊靠烴源巖的玄武巖經歷了第2溶蝕階段，多數火山礦物顆粒被溶蝕，原始氣孔和裂縫已相互連通，形成了良好的儲集層[4-7]。

通過巖芯描述、顯微鏡下的觀察以及電鏡掃描的觀測，發現該區火山巖儲集空間有多種類型， 筆者研究主要采用成因分類方法，將閔橋地區火山巖儲層的儲集空間類型劃分為2類：原生儲集空間和次生儲集空間[8]。

該區火山巖原生孔隙較發育，但多處于孤立分散的狀態，并且又多被它物所充填；后來發生的風化、淋濾作用以及構造作用等產生的次生孔隙極大地改善了其儲集性能，尤其是構造節理將孤立分布的原生孔隙串聯成一體，起到了橋梁的作用。因此，構造節理對火山巖儲集性能的改善起到關鍵的作用。

2.3儲集空間的含油性

該研究區玄武巖中孔、洞、縫的形態、大小、成因等方面是極為多樣的，這些孔、洞、縫在空間的有效連通便形成玄武巖儲集層。根據1600余米玄武巖巖心的描述，結合薄片、鑄體薄片、熒光薄片、儲層物性、壓汞、試油和試采等資料的分析成果經綜合研究認為，該區玄武巖儲層劃分為宏觀孔、洞、縫系統和基塊微孔隙系統組成的雙重介質儲層。

孔洞縫組合的含油性受控于含油玄武巖的巖流單元相帶和巖相構造類型，古風化剝蝕面含油最豐富，巖流單元上部相帶及淬碎角礫巖相含油較穩定，而巖流單元中下部相帶含油較貧乏。孔洞縫充填的方式與含油性無關，但充填礦物的顏色、類型與含油性之間存在著對應關系，并服從于巖流單元相帶和儲油巖相構造類型。其中綠色礦物與白色礦物多分布于巖流單元中下部相帶，氣孔、氣孔洞中發育，含油性較差(30%)；黃色礦物與白色礦物多分布于巖流單元頂部，古風化剝蝕面，淬碎巖相，較普遍含油(60%)；綠色礦物與黃色礦物多發生于巖流單元中下部相帶內的橄欖石礦物周圍，(不完全)蝕變而形成的顏色組合，含油性較差(30%)；3種及以上礦物顏色組合最主要分布于巖流單元的上部帶及古風化剝蝕面的中下部，洞縫隙中發育，含油性較高(60%～80%)。

在礦物類型中，硅質型礦物含油性較高(60%～80%)，碳酸鹽型較普遍含油(60%)，復合型礦物也是較普遍含油(60%)。儲油巖石的構造類型中，古風化剝蝕面(古風化殼)普遍含油(gt;80%)，表現為層狀；巖流單元上部相帶，較普遍含油(gt;60%)，表現為似層狀；巖流單元中下部相帶含油較差(30%)，為非層狀；淬碎角礫巖相、碎裂裂縫、節理縫較普遍含油(60%)的為透鏡狀，其中含油較一般(30%～50%)的為不規則狀。

2.4火山巖儲集層評價

閔橋火山巖儲層可分為基塊和宏觀孔洞縫2大系統。

1)基塊 基塊的儲集性主要是通過巖芯的物性資料的統計結果來表征的，玄武巖致密堅硬，各類孔縫被充填破壞，儲集性均不理想。綜合基塊的巖性和各項分析化驗資料，將基塊分成3類：1類基塊為具有較高孔隙度、低滲-特低滲類型的含油基塊；2類基塊為具有中等孔隙度，特低滲類型含油基塊；3類基塊為具有低孔-特低孔隙度，超特低滲類型的不含油基塊。

2)宏觀孔洞縫 宏觀孔洞縫的發育程度對儲層性質的好壞具有直接影響，且對產能大小起著決定性作用。因此在火山巖儲層的綜合分類中，首先將宏觀孔洞縫的發育程度分為2大類，然后根據火山巖基塊性質的差異對各大類細分成3個亞類。第1大類中包括宏觀孔洞縫發育或較發育、基塊性質較好的雙孔隙模型；宏觀孔洞縫發育或較發育、基塊性質一般的雙孔隙模型；宏觀孔洞縫發育或較發育、基塊性質無效的雙孔隙模型；第2大類包括宏觀孔洞縫不發育、基塊性質較好的雙孔隙模型；宏觀孔洞縫不發育、基塊性質一般的雙孔隙模型；宏觀孔洞縫不發育、基塊性質無效的雙孔隙模型。

結合閔橋油田阜寧組火山巖的物性資料將閔橋油田阜寧組火山巖儲層劃分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類，其中Ⅰ類儲層主要反映了宏觀孔洞縫發育，基塊性質較好的雙重介質儲層；Ⅱ類儲層主要反映了宏觀孔洞縫發育，基塊性質一般的雙重介質儲層；Ⅲ類儲層主要反映了宏觀孔洞縫不發育，無基塊、無效儲集空間的單孔隙度介質儲層。

3 結 論

1)閔橋油田阜寧組火山巖巖石類型有熔巖、火山沉積巖2大類，前者約占91%，后者僅占9%。其中熔巖主要為玄武巖類，其中包括氣孔玄武巖、杏仁體玄武巖、致密玄武巖類；火山沉積巖包括火山碎屑巖、自碎角礫巖、巖屑角礫巖和構造角礫巖。

2)閔橋油田阜寧組玄武巖的物性與巖石類型關系密切。總體上儲層以中、低孔、低滲為主，還有中孔中滲2類，同一巖類發生次生作用時，物性明顯改善，一般蝕變杏仁-氣孔玄武巖，自碎角礫巖，巖屑角礫巖等儲集性能較好，前者受古地形影響，后者近火山口地區厚度增大。

3)閔橋油田阜寧組火山巖儲層以殘余粒間、氣孔的原生孔隙為主，次生孔隙為次，原、次生孔隙多較孤立，但有較好的儲集空間。后來發生的風化、淋濾作用以及構造作用等產生的次生孔隙極大地改善了其儲集性能，尤其是構造節理將孤立分布的原生孔隙串聯成一體，起到了橋梁的作用。

4) 閔橋油田阜寧組火山巖孔洞縫組合的含油性受控于含油玄武巖的巖流單元相帶和巖相構造類型，古風化剝蝕面含油最為豐富，巖流單元上部相帶及淬淬角礫巖相含油較穩定，而巖流單元中下部相帶含油較貧乏。

5) 火山巖儲層以雙重介質儲層為主，綜合評價將閔橋油田阜寧組火山巖儲層劃分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類，其中Ⅰ類儲層主要反映了宏觀孔洞縫發育，基塊性質較好的雙重介質儲層；Ⅱ類儲層主要反映了宏觀孔洞縫發育，基塊性質一般的雙重介質儲層；Ⅲ類儲層主要反映了宏觀孔洞縫不發育，無基塊、無效儲集空間的單孔隙度介質儲層。

[1] 章志英,楊新明,蔡洪芽，等.金湖凹陷閔橋地區玄武巖儲層特征研究[J].特種油氣藏, 2001，8(3)：1-6.

[2] 王德滋, 周新民. 火山巖巖石學[M]. 北京: 科學出版社, 1982.

[3] 邱家驤,陶奎元,趙俊磊，等.火山巖[M].北京：地質出版社,1996.

[4] 楊獻忠,楊祝良,陶奎元，等. 金湖凹陷含油玄武巖中孔洞縫的特征及其含油性[J]. 礦物巖石,2004，24(3):88-92.

[5] 楊新民.江蘇閔橋地區火山巖油藏裂縫閉合條件研究[J].特種油氣藏,2003,10(1):76-85.

[6] 冀國盛,戴俊生,馬欣本，等.蘇北盆地閔北地區阜寧組一、二段火山巖的儲集特征[J].石油與天然氣地質, 2002，2(3)：289-292.

[7] 章志英,楊新明,蔡洪芽，等.金湖凹陷閔橋地區玄武巖儲層特征研究[J].特種油氣藏, 2001，8(3)：1-6.

[8] 冀國盛,戴俊生,馬欣本，等.蘇北盆地閔北地區阜寧組一、二段火山巖的儲集特征[J].石油與天然氣地質, 2002，2(3)：289-292.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.04.011

P618.13

A

1673-1409(2012)04-N033-04

2012-02-17

張莉(1984-)，女，2007年大學畢業，碩士生，現主要從事油藏描述方面的研究工作。