歧口凹陷輝綠巖成藏條件分析

蘇立萍，王振升，史卜慶，孫福利，米興奪

(1.中油大港油田分公司，天津 300280;2.中油天然氣勘探開發(fā)公司，北京 100034;3.中科院地質與地球物理研究所，北京 100029)

歧口凹陷輝綠巖成藏條件分析

蘇立萍1，王振升1，史卜慶2，孫福利3，米興奪1

(1.中油大港油田分公司，天津 300280;2.中油天然氣勘探開發(fā)公司，北京 100034;3.中科院地質與地球物理研究所，北京 100029)

從鉆井標定、地震預測的侵入體宏觀分布及勘探現(xiàn)狀入手，依據(jù)鉆井實驗分析數(shù)據(jù)及對歧口凹陷輝綠巖體的巖心觀察、鑄體薄片鑒定、巖性及蝕變特征等研究，認為該類巖體主要侵入沙一段至東營組地層，其儲層以各種成因裂縫、接觸變質及圍巖蝕變形成的儲集空間為主。通過綜合分析歧口凹陷的油氣成藏要素及時空配置關系，得出其輝綠巖油氣藏的成藏模式，進一步指明歧口凹陷輝綠巖體的油氣勘探潛力。

油氣成藏;儲層特征;輝綠巖;成藏潛力;歧口凹陷

引 言

歧口凹陷位于大港探區(qū)的中北部，是渤海灣盆地富油氣凹陷之一。該凹陷新生代發(fā)育有大量侵入巖相輝綠巖體，平面上主要沿蘭聊基底走滑斷裂、張家口—蓬萊斷裂分布，縱向上沙一、東三、東二、東一段均有分布。

通過鉆遇輝綠巖的巖心分析可知，K3、K22、K39井侵入到沙一段的輝綠巖巖樣年齡為20.08～31.20 Ma，侵入時間為東營期—館陶早期，與區(qū)域上東營末期—館陶早期的大規(guī)?；鹕交顒幽幌鄬?。勘探實踐證明，在油氣輸導暢通的情況下，該類火成巖體可以成藏，但認識該類侵入巖體儲層與成藏主控因素是預測油氣成藏的前提［1－5］。

1 火成巖體巖性與儲層特征

1.1 火成巖巖性特征

通過對研究區(qū)內 Z16、T28－1、GS7、K51等 7口井進行巖心觀察可知，火成巖為灰綠色或灰黑色，巖性致密，無分層現(xiàn)象;主要由斜長石、輝石、橄欖石、黑云母和磷灰石組成，斜長石約占45%，晶體多為半自形粒狀，少量晶體呈自形板條狀，粒徑大小多為1～2 mm，具有聚片雙晶和卡鈉復合雙晶，晶體表面具有輕微的高嶺土化和碳酸鹽化現(xiàn)象(圖1a、b);大部分輝石和斜長石的自形程度相近，大小也相近，呈輝長結構，或者是輝石與板條狀斜長石構成的三角形格架，在格架中充填有較粗大的輝石或者橄欖石晶體(圖1c)，呈輝綠結構;部分輝石綠泥石化及橄欖石伊丁石化，少量的磁鐵礦呈自形充填在三角格架中(圖1c、d)。因此，該類巖體為基性淺成侵入輝綠(輝長)巖。

圖1 歧口凹陷侵入巖體輝綠(輝長)顯微照片

1.2 輝綠巖及圍巖儲層特征

輝綠巖的侵入改變了圍巖的熱力場、壓力場等，使得巖體自身發(fā)育有成巖縫、構造縫以及接觸變質形成的各種孔縫，同時也導致圍巖發(fā)生蝕變或變質，在輝綠巖及其周邊圍巖形成成因和性質截然不同的環(huán)帶狀儲集體［6－8］。但是，侵入體厚度小于15 m時，外變質帶厚度趨于零［9］，因此侵入體體積規(guī)模也是判斷能否形成工業(yè)性油流的條件之一。

根據(jù)對歧口凹陷鉆遇輝綠巖的巖心及顯微鏡觀察，該巖體與圍巖接觸的邊緣相帶蝕變程度較大，主要有橄欖石、伊丁石化或蛇紋石化、輝石綠泥石化和斜長石絹云母化等蝕變，使巖石較松散，形成一些變質成巖縫等;侵入體的中心相帶一般呈致密塊狀，但處于斷層邊緣時，由于構造作用易形成大規(guī)模的高角度構造裂縫，如GS7構造裂縫發(fā)育在中心帶，且?guī)r心可見高角度構造縫，油跡充填。

輝綠巖圍巖變質帶存在2種類型的儲層。一是變質泥巖儲層，由相對疏松的泥巖變?yōu)橹旅?、堅硬的變質巖，視其變質程度分為角巖、板巖及變余泥巖，變質泥巖環(huán)繞侵入體分布，儲層段主要發(fā)育在靠近侵入體角巖帶或板巖帶。而變余泥巖的儲層物性相對較差，儲集空間主要是裂縫，具有平直、延伸遠等特征，成巖裂縫或構造裂縫均有發(fā)育。二是變質砂巖儲層，熱接觸變質主要發(fā)育在膠結物中，容易變質結晶生成相應的變質礦物組合。如K34井，位于輝綠巖體外接觸帶5 m左右的石英長石砂巖，除個別石英顆粒略有重結晶外，石英、長石等砂級碎屑物幾乎沒有任何變化，即使緊靠巖體，也沒有出現(xiàn)類似重熔的現(xiàn)象，而碎屑間的黏土膠結物已變質重結晶，生成鱗片狀絹云母、綠泥石，一些泥質粉砂巖中的黏土礦物轉變成黑云母、白云母和綠泥石，定向分布。

2 輝綠巖油氣成藏條件

輝綠巖及相關接觸變質帶油氣藏具有特殊的儲層發(fā)育機理及成藏條件，勘探程度偏低，隨著隱蔽油氣藏勘探的深化，近年來該類火成巖再度成為勘探熱點之一。

2.1 有利的油氣配置關系

歧口凹陷主要烴源巖發(fā)育于歧北次凹、歧南次凹及歧口主凹內，厚層優(yōu)質烴源巖發(fā)育，發(fā)育有沙三、沙二、沙一段及東營組4套生油層系，其中沙三與沙一段為主要生油層段，凹陷內烴源巖具有產烴量高、有機質豐度高、有機質類型好及熱演化系列完整等特點。

斷裂的強烈活動期形成大斷距，從沙三期單斷式半地塹到沙一晚期邊界斷層由伸展轉向走滑，沉降中心與沉積中心靠近深大斷裂一側，導致生油巖系的發(fā)育、生油中心的形成。沙一段烴源巖成熟且大規(guī)模運移是在館陶中晚期，東三段烴源巖目前已進入大量生油階段。同時，深大斷裂也是巖漿活動的通道，控制了火成巖的空間展布，歧口凹陷內侵入巖體的發(fā)育期是在東營晚期—館陶早期(31.20～20.08 Ma)，形成于油源大規(guī)模運移之前，為油氣成藏創(chuàng)造有利的儲集空間。無論是沿斷層界面或不整合面的順層侵入體，還是侵入到未固結或半固結塑性砂泥巖中的穿層、盆狀侵入體，均處在較好的油源輸導體系內，尤其被生油巖包圍的侵入體，油源條件極為有利，加之侵入體的熱補償與催化對烴源巖成熟與油源排驅的促進作用，對凹陷內低洼處輝綠巖透鏡體成藏十分有利。由于渤海灣盆地在中新世以后構造活動明顯減弱，以穩(wěn)定沉降為主，因此該類侵入體成藏后受晚期構造活動的改造與破壞幾率較小。

2.2 有利的儲集空間

侵入體輝綠巖及其接觸變質帶儲集體的形成和分布主要受到巖漿侵入期的圍巖環(huán)境和有效儲集空間成因類型控制(表1)。

表1 輝綠巖及其接觸變質帶儲集空間特征

原生儲集空間是巖漿冷凝、固結、成巖過程中形成的各種裂縫，主要包括冷凝收縮縫、隱爆縫及節(jié)理縫，發(fā)育在侵入體的外環(huán)及拱高部位;次生儲集空間為構造應力、熱接觸蝕變引起的巖石脆性發(fā)生改變而形成的各種成因孔縫，發(fā)育在一定厚度的侵入體的外邊緣及斷層附近，其中，圍巖蝕變的變質砂巖是較為特殊的儲集空間，孔隙間膠結物的重結晶可致使儲層物性品質有較大的改善，形成優(yōu)質儲層。

2.3 圈閉與成藏類型

歧口凹陷輝綠巖侵入體多以同生斷層作為巖漿上涌通道，在地層中的產狀多種多樣，大體可歸納為2類。一是侵入到下降盤塑性地層中或沿不整合面侵入，形成順層、穿層或盆狀巖床(圖2A);二是巖漿上涌在淺層脫離斷層侵入到塑性地層中，但未達到地表噴發(fā)形成巖株(圖2B)。根據(jù)火成巖在油氣成藏中的作用，該類侵入體輝綠巖及接觸變質帶油藏分為以下3種類型:火成巖為儲集體的油氣藏、接觸變質帶為儲集體的油氣藏及火成巖為蓋層或遮擋層的伴生油氣藏。

(1)火成巖為儲集體的油氣藏。侵入體邊緣相帶蝕變孔縫以及揮發(fā)組分溢出形成的角礫巖帶均可做為儲集體，在侵入體中具有明顯的橫向不均勻性。該類火成巖體侵入的塑性圍巖以泥巖為主，一般為原生油氣藏，巖體在侵位及冷凝過程中形成的局部構造高點可成為油氣聚集的最有利部位。如Z7井位于局部高點且靠近斷層，鉆遇工業(yè)油流。

(2)接觸變質帶為儲集體的油氣藏。接觸變質帶儲集體主要發(fā)育在靠近厚層侵入體的圍巖中，侵入體主要為變質泥巖類的各種角巖及變質砂巖。該類儲集體發(fā)育在侵入體的上覆、下伏地層，或是在巖株側向接觸的地層，油氣直接來自其周圍成熟的烴源巖，以近源型原生油藏為主。如Z7井輝綠巖頂部夾層變質砂巖，鉆遇工業(yè)油流。

(3)伴生油氣藏。侵入體具典型的穿層特征，在其巖體相鄰的碎屑巖地層中形成一些伴生油氣藏。一是巖漿侵入使原始沉積地層上拱或形成巖漿底辟成因的拱升背斜圈閉;二是侵入體側向或頂部遮擋形成地層巖性圈閉。

圖2 輝綠巖體及其接觸變質帶成藏模式

3 成藏潛力分析

目前，歧口凹陷已追蹤出來的輝綠巖，主要侵入到沙一段至東營組各段的地層，為漸新世后期各類巖漿活動的產物。沙一段成熟烴源巖供給侵入體及相關接觸變質類儲集體中，其成藏幾率最大，屬于近源型成藏機制，如K22、GS7井;東三段侵入體油源為上覆未成熟烴源巖和下伏沙一段成熟烴源巖;東二段、東一段暗色泥巖在歧北及歧南次凹、歧口主凹斜坡區(qū)帶已證實屬未成熟烴源巖，但從埋藏深度及熱補償角度推測，在侵入體周邊的烴源巖已成熟的幾率較大，因此該類侵入體存在成藏的可能性。

4 結論

(1)歧口凹陷沙一段至東營組地層中，侵入體輝綠巖廣泛發(fā)育，其儲層以各種成因孔縫、接觸變質帶及圍巖蝕變形成的儲集空間為主。

(2)從整個凹陷勘探成果的分析，該類巖體存在有利的油源配置關系，可形成火成巖為儲集體的油氣藏、接觸變質帶為儲集體的油氣藏及火成巖為蓋層或遮擋層的伴生油氣藏3大類。

(3)從該類巖體的成藏潛力分析，進一步勘探可以沙一段與東三段為主，歧口主凹東二段也可成為勘探目標。

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Analysis of hydrocarbon reservoirs associated with diabase in the Qikou depression of Dagang oilfield，eastern China

SU Li－ping1，WANG Zhen－sheng1，SHI Bu－qing2，SUN Fu－li3，MI Xing－duo1
(1．Dagang Oilfield Company，PetroChina，Tianjin300280，China;2．China National Oil and Gas Exploration and Development Corporation，Beijing100034，China;3．Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences，Beijing100029，China)

The diabase in the Qikou depression of Dagang oilfield，eastern China is analyzed for lithology and alteration characteristics through core observation and cast thin section identification based on analytical data of drilling demarcated and seismic predicted distribution of diabase intrusion．It is concluded that the diabase intrusion mainly occurs in formations from Es1 to Ed，with dominant reservoir space formed by fractures of various genesis，contact metamorphism and wall rock alteration．This paper analyzes the key elements of hydrocarbon accumulation and their spatial and temporal configuration，presents the accumulation model of diabase reservoir，and indicates exploration potential in the diabase rocks in Qikou depression．

hydrocarbon accumulation;reservoirs characteristics;diabase;reservoir potential;Qikou depression

TE122.1

A

1006－6535(2011)05－0029－04

20110301;改回日期20110318

中石油股份公司歧口專項之四“潛山、火成巖油氣藏條件及勘探突破口選擇”(2008E－0604)

蘇立萍(1968－)，女，高級工程師，2007年畢業(yè)于中國科學院地質與地球物理所，獲博士學位，現(xiàn)從事油氣勘探工作。

編輯 黃華彪