長(zhǎng)白坳陷白堊系火山巖儲(chǔ)層特征

吳佳憶，施尚明，杜先利

(東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163318)

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長(zhǎng)白坳陷白堊系火山巖儲(chǔ)層特征

吳佳憶，施尚明，杜先利

(東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163318)

長(zhǎng)白坳陷是一個(gè)典型多旋回疊合型盆地，蘊(yùn)藏?cái)?shù)量可觀的油氣資源?；?0余口探井資料、煤田鉆井的地質(zhì)及測(cè)井資料和145塊巖石樣品的測(cè)試結(jié)果，結(jié)合火山巖巖相圖和產(chǎn)能資料分析，系統(tǒng)研究了長(zhǎng)白坳陷白堊系火山巖儲(chǔ)層特征及其影響因素。綜合分析認(rèn)為，長(zhǎng)白坳陷的有利儲(chǔ)層主要發(fā)育在斷裂交匯部位、火山口—近火山口相帶中爆發(fā)相的火山碎屑巖及凝灰質(zhì)砂巖巖層中。研究為綜合評(píng)價(jià)長(zhǎng)白坳陷有利火山巖儲(chǔ)層提供了一定的依據(jù)。

火山巖儲(chǔ)層；白堊系；巖相；長(zhǎng)白坳陷；鴨綠江盆地

0 引 言

長(zhǎng)白坳陷位于鴨綠江盆地中部，整體呈東西向展布，受擠壓構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制形成大量侏羅山式褶皺、沖斷背斜、披覆背斜等構(gòu)造圈閉，形成凹凸相間的構(gòu)造格局。受環(huán)太平洋火山活動(dòng)帶的影響，火山活動(dòng)自侏羅紀(jì)開始活躍，至白堊紀(jì)晚期結(jié)束，發(fā)育有多期、累計(jì)厚度多達(dá)千米的火山巖。由于盆地處于勘探前期，勘探資料少，且火山巖、巖性類型多樣，非均質(zhì)性強(qiáng)，地震反射特征模糊，對(duì)區(qū)域內(nèi)火山巖儲(chǔ)層的研究甚少。通過(guò)對(duì)研究區(qū)內(nèi)探井、煤田鉆井的研究，對(duì)鴨綠江盆地長(zhǎng)白坳陷白堊系火山巖儲(chǔ)層的巖性、巖相、儲(chǔ)集空間類型及物性特征進(jìn)行分析，確定該區(qū)火山巖儲(chǔ)集層特征及儲(chǔ)層物性影響因素，為綜合評(píng)價(jià)研究鴨綠江盆地有利火山巖儲(chǔ)層提供一定的依據(jù)[1-5]。

1 火山巖巖性和巖相

1.1 火山巖巖性

根據(jù)研究區(qū)30余口探井、煤田鉆井鉆遇火山巖井段的統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)白坳陷主要發(fā)育中、酸性火山巖及火山碎屑巖，主要有安山巖(23%)、流紋質(zhì)角礫/凝灰?guī)r(18%)、英安巖(12%)、安山質(zhì)角礫/凝灰?guī)r(12%)、英安質(zhì)角礫/凝灰?guī)r(10%)、流紋巖(7%)、流紋質(zhì)凝灰熔巖(5%)、安山質(zhì)凝灰熔巖(4%)、沉角礫/凝灰?guī)r(4%)、英安質(zhì)凝灰熔巖(2%)、凝灰質(zhì)泥巖/砂巖(2%)和輝綠巖(小于1%)，常見7類火山巖鏡下及電性特征見表1[6-8]。

1.2 火山巖巖相

研究區(qū)白堊系火山巖側(cè)向上可分為3個(gè)相帶：火山口—近火山口相帶、過(guò)渡相帶和邊緣相帶，不同巖相以特定的規(guī)律分布在各相帶中(圖1、表2)。

2 儲(chǔ)層孔隙類型及儲(chǔ)層物性特征

通過(guò)統(tǒng)計(jì)300余塊巖心和巖石薄片鑒定結(jié)果，長(zhǎng)白坳陷白堊系火山巖儲(chǔ)層的孔隙空間可劃分為原生孔縫和次生孔縫2類[9-10]。

2.1 原生孔縫

火山巖(火山碎屑巖除外)所發(fā)育的晶間孔、氣孔等原生孔隙分散，互不連通，難以形成儲(chǔ)滲空間。巖石內(nèi)部形成的微裂縫(包括收縮縫、炸裂縫等)延伸有限，分布不規(guī)則，對(duì)儲(chǔ)集空間的貢獻(xiàn)很小。只有在風(fēng)化、構(gòu)造、冷凝收縮作用等外部因素的影響下，微裂縫才能與巖石內(nèi)部氣孔和各種溶孔連通，形成有效的油氣儲(chǔ)集空間。

表1 長(zhǎng)白坳陷白堊系常見火山巖巖性特征

2.2 次生孔縫

次生孔隙包括溶蝕孔和各種裂縫，其中裂縫是最重要的儲(chǔ)集空間類型?；鹕綆r成巖過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量風(fēng)化縫、溶蝕縫，能夠有效地改善火山巖儲(chǔ)層的物性。而由于區(qū)域古構(gòu)造應(yīng)力的釋放所形成的構(gòu)造縫可以改變巖石中的孔隙結(jié)構(gòu)，提高儲(chǔ)層的儲(chǔ)集能力，對(duì)儲(chǔ)層的貢獻(xiàn)最為明顯?？偟膩?lái)說(shuō)，鴨綠江盆地長(zhǎng)白坳陷火山巖儲(chǔ)層最重要的孔隙類型是溶蝕孔—裂縫型。

2.3 儲(chǔ)層物性特征

研究區(qū)145塊巖心和井壁取心的樣品物性統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(圖2)，區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層平均孔隙度為8.6%，平均滲透率為0.94×10-3μm2，多為低孔、低滲儲(chǔ)層，二者的相關(guān)系數(shù)R2為0.284 9，相關(guān)性差。研究區(qū)火山巖孔隙度與滲透率關(guān)系表現(xiàn)為：①滲透率隨孔隙度的增加而快速增加，表現(xiàn)為正相關(guān)，主要見于火山中心相帶及靠近斷裂帶，儲(chǔ)層裂縫發(fā)育，儲(chǔ)集空間連通性較好(R2=0.219 2)；②滲透率不隨孔隙度變化而變化，無(wú)明顯相關(guān)性，多見于遠(yuǎn)離斷裂帶或火山邊緣相帶，其儲(chǔ)集空間連通性差(R2=0.304 4)。雖儲(chǔ)層孔滲不好，但通過(guò)巖心薄片鑒定和測(cè)井曲線分析，發(fā)現(xiàn)這些儲(chǔ)層多發(fā)育大量裂縫，能夠形成良好儲(chǔ)集空間，其類型為裂縫型和孔隙—裂縫型，儲(chǔ)層的儲(chǔ)集能力受控于裂縫發(fā)育情況。

圖1 長(zhǎng)白坳陷白堊系火山巖旋回綜合柱狀圖

表2 長(zhǎng)白坳陷白堊系火山巖巖相分類及發(fā)育比例

3 儲(chǔ)層物性影響因素

由于火山巖體自身結(jié)構(gòu)的原因，火山巖儲(chǔ)層孔隙幾乎不隨埋深變化，火山巖儲(chǔ)集能力首先受控于火山巖巖性和巖相，其次受控于成巖作用和構(gòu)造作用。火山巖巖性和巖相決定火山巖的孔喉特征，成巖和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的裂縫可提高火山巖的儲(chǔ)集能力[11-14]。

圖2 長(zhǎng)白坳陷白堊系火山巖孔隙度與滲透率關(guān)系(樣品數(shù)145個(gè))

3.1 巖性和巖相

3.1.1 巖性與物性關(guān)系

從實(shí)測(cè)和測(cè)井兩方面入手，對(duì)8種不同巖性對(duì)應(yīng)的物性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表3)。結(jié)果顯示，研究區(qū)的巖性具體可以分為3類：火山角礫巖、熔結(jié)凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)砂礫巖為形成有效儲(chǔ)層優(yōu)勢(shì)巖性；角礫凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r、流紋巖次之；沉凝灰?guī)r、英安巖較難形成有效儲(chǔ)層。

表3 長(zhǎng)白坳陷火山巖孔隙度、滲透率與巖性對(duì)應(yīng)關(guān)系

3.1.2 巖相與物性關(guān)系

統(tǒng)計(jì)研究區(qū)火山巖不同巖相的物性發(fā)現(xiàn)，孔隙度、滲透率與巖相也有明顯的相關(guān)性。按巖相序列，物性從火山沉積相、噴溢相到爆發(fā)相顯示出一定的變好趨勢(shì)，但各個(gè)巖相的不同亞相之間往往差別較大。儲(chǔ)層物性按照亞相大體可以分為3類(表4)：爆發(fā)相空落亞相、熱碎屑流亞相物性最好；火山沉積相的含外碎屑火山沉積亞相、爆發(fā)相的熱基浪亞相、噴溢相的上部亞相次之；火山沉積相的再搬運(yùn)火山碎屑沉積亞相和噴溢相中部亞相的物性較差。

表4 長(zhǎng)白坳陷火山巖孔隙度、滲透率與巖相對(duì)應(yīng)關(guān)系

3.2 成巖作用

通過(guò)對(duì)該區(qū)145塊巖心和井壁取心的樣品薄片鏡下鑒定結(jié)果顯示，不同巖石類型由于屬性不同，受到的成巖作用方式也有所區(qū)別。研究區(qū)火山巖的主要成巖作用按照其對(duì)火山巖儲(chǔ)層的貢獻(xiàn)，可以分為建設(shè)性成巖作用和破壞性成巖作用。

3.3 構(gòu)造作用

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)火山巖儲(chǔ)層物性影響主要表現(xiàn)為：①斷裂活動(dòng)使巖體內(nèi)形成大量裂縫，其不僅是新的儲(chǔ)集空間，還可連通巖石的原生孔縫，提高巖石孔隙的連通性，同時(shí)，地下流體在形成的裂縫中運(yùn)移，巖體受溶解、溶蝕等作用形成大量溶蝕孔縫，進(jìn)一步改善了火山巖儲(chǔ)層的物性，其中，以位于構(gòu)造裂縫集中區(qū)的火山巖儲(chǔ)層物性改善最明顯；②構(gòu)造抬升使巖體處于地表或近地表環(huán)境，在風(fēng)化淋濾作用下原生孔縫溶蝕擴(kuò)大，孔縫連通性變好，形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。因此，發(fā)育在斷裂交匯部位的火山巖巖層往往具有良好的儲(chǔ)集能力。

4 結(jié) 論

(1) 長(zhǎng)白坳陷白堊系火山巖儲(chǔ)層巖性多為火山角礫巖和凝灰?guī)r，巖相主要為爆發(fā)相，孔隙度平均為8.6%，滲透率平均為0.94×10-3μm2，多為低孔、低滲儲(chǔ)層。研究區(qū)火山巖的有利儲(chǔ)集空間主要為大量發(fā)育的次生溶蝕孔縫，儲(chǔ)層的儲(chǔ)集能力受控于裂縫的發(fā)育情況。

(2) 長(zhǎng)白坳陷白堊系火山巖有利儲(chǔ)層主要發(fā)育在斷裂交匯部位、火山口—近火山口相帶中爆發(fā)相的火山碎屑巖及凝灰質(zhì)砂巖巖層中。

[1] 羅靜蘭，邵紅梅，張成立.火山巖油氣藏研究方法與勘探技術(shù)綜述[J].石油學(xué)報(bào)，2003，24(1)：31-38.

[2] 文百紅，等.中國(guó)典型火山巖油氣藏地球物理特征及有利區(qū)帶預(yù)測(cè)[J].勘探技術(shù)，2006，69(4)：67-74.

[3] 鄒才能，等.中國(guó)沉積盆地火山巖油氣藏形成與分布[J].石油勘探與開發(fā)，2008，35(3)：257-271.

[4] 吉林省地質(zhì)礦產(chǎn)局.吉林省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1989：200-350.

[5] 邵建波，畢守業(yè).吉林省東部主要北東向斷裂帶地質(zhì)特征及地殼演化[J].吉林地質(zhì)，1995，14(1)：35-39.

[6] 高曄，蘇立萍，王莉，等.大港探區(qū)南部油田火山巖及儲(chǔ)層測(cè)井識(shí)別[J].特種油氣藏，2015，22(3)：66-69.

[7] 張新榮，王東坡.火山巖油氣儲(chǔ)層特征淺析[J].世界地質(zhì)，2001，20(3)：272-278.

[8] 陳慶春，朱東亞，胡文瑄，等.試論火山巖儲(chǔ)層的類型及其成因特征[J].地質(zhì)論評(píng)，2003，49(3)：286-290.

[9] 朱超，等.二連盆地白堊系火山巖儲(chǔ)層特征及有利儲(chǔ)層預(yù)測(cè)[J].特種油氣藏，2013，20(2)：38-41.

[10] 孫巍，張?zhí)炀?遼河油田桃園—大平房地區(qū)火山巖儲(chǔ)層特征研究[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012，9(6)：31-33.

[11] 王巖泉，等.遼河盆地東部凹陷火山巖儲(chǔ)層特征與主控因素[J].石油學(xué)報(bào)，2013，34(5)：896-904.

[12] 唐華風(fēng)，等.松遼盆地營(yíng)城組火山巖儲(chǔ)層流動(dòng)單元特征和控制因素[J].巖石學(xué)報(bào)，2010，26(1)：55-62.

[13] 侯啟軍.松遼盆地南部火山巖儲(chǔ)層主控因素[J].石油學(xué)報(bào)，2011，32(5)：749-756.

[14] 陳亞新，等.松遼盆地英臺(tái)斷陷營(yíng)二段火山碎屑巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)[J].中國(guó)石油勘探，2013，18(3)：50-56.

編輯 林樹龍

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.01.007

20150617；改回日期：20151129

東北石油大學(xué)研究生創(chuàng)新科研項(xiàng)目“鴨綠江盆地長(zhǎng)白坳陷油氣資源評(píng)價(jià)”(YJSCX2014-001NEPU)

吳佳憶(1988-)，女，2010年畢業(yè)于東北石油大學(xué)地球物理學(xué)專業(yè)，現(xiàn)為該校地質(zhì)資源與地質(zhì)工程專業(yè)在讀博士研究生，主要研究方向?yàn)閮?chǔ)層地質(zhì)學(xué)與油藏描述。

TE121

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1006-6535(2016)01-0028-05