閔橋油田古近系阜寧組火山巖儲(chǔ)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(zhì)研究所，新疆 克拉瑪依 834008)

閔橋油田古近系阜寧組火山巖儲(chǔ)層特征研究

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

通過(guò)大量巖心鑄體、熒光薄片及物性等資料，對(duì)閔橋油田古近系阜寧組主要油層儲(chǔ)集層的火山巖礦物巖石學(xué)特征、主要儲(chǔ)集空間類型等進(jìn)行了詳細(xì)研究，分析影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的主要因素，并對(duì)研究區(qū)主要儲(chǔ)層進(jìn)行分類。

閔橋油田；古近系；阜寧組；火山巖；儲(chǔ)層特征

閔橋油田位于江蘇省金湖縣閔橋鄉(xiāng)境內(nèi)，區(qū)域構(gòu)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(gè)夾在兩凹之間的斷裂背斜構(gòu)造，構(gòu)造面積76km2。根據(jù)鉆井資料顯示，閔橋油田鉆遇的地層較全，從上至下發(fā)育第四系東臺(tái)組(Qd)、新近系鹽城組二段(Ny2)、古近系的始新統(tǒng)三垛組(E2s)及戴南組二段(E2d2)、古新統(tǒng)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(gè)區(qū)域不整合面，構(gòu)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(chǔ)層巖性特征

火山巖儲(chǔ)層屬于特殊的油氣儲(chǔ)層中的一種，由于儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，因此儲(chǔ)層發(fā)育的構(gòu)造類型多種多樣，有構(gòu)造裂縫和多種類型的成巖裂縫。由于非均質(zhì)性很強(qiáng)，儲(chǔ)集空間也較為復(fù)雜[1]，因此儲(chǔ)層的巖性特征是火山巖儲(chǔ)層描述與評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。

依據(jù)取芯井巖心觀察、薄片鑒定并參考部分巖石化學(xué)成份的鑒定結(jié)果，從巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和巖石的化學(xué)特征來(lái)看，該研究區(qū)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(fā)生蝕變，并且各自有不同的演化規(guī)律。

根據(jù)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(chǔ)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(gòu)造角礫巖。

1.1熔巖類玄武巖

1)氣孔玄武巖 玄武巖中最發(fā)育的構(gòu)造就是氣孔構(gòu)造，在熔巖流的不同部位氣孔發(fā)育程度不同。該區(qū)這類巖石中氣孔含量大于5%，一般多在20%左右，個(gè)別巖石中可達(dá)40%，氣孔的形態(tài)和大小在一個(gè)巖流單元中變化較大，一般徑長(zhǎng)在0.5cm左右，其底部常見(jiàn)扁平拉長(zhǎng)的氣孔(見(jiàn)圖1(a))。該類巖性和玄武巖中的氣孔及溶蝕孔洞，既可當(dāng)做油氣運(yùn)移通道，又是儲(chǔ)集油氣的有利場(chǎng)所，是閔橋油田阜寧組火山巖中重要的儲(chǔ)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(jiàn)圖1(b))。

3)致密玄武巖 研究區(qū)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(gè)大而形圓(見(jiàn)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(fā)育于單個(gè)巖流體的中部，故結(jié)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(jiàn)不到脈狀沉積物，但節(jié)理和裂縫較為發(fā)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(gòu)造角礫巖。

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

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

3)巖屑角礫巖 成因?yàn)橥练e作用；具有成分單一至復(fù)雜，粒徑大小懸殊，次棱-棱角狀，邊緣不規(guī)則及港灣狀碎屑特征；膠結(jié)物成分為泥晶白云石常見(jiàn)，灰質(zhì)少量，含藻類生物碎屑，陸源泥質(zhì)少見(jiàn)。

4)構(gòu)造角礫巖 成因?yàn)闃?gòu)造應(yīng)力作用；具有成分單一，碎屑大小懸殊，次棱-棱角狀，邊緣較規(guī)則，棱角狀，稍磨圓的碎屑特征；膠結(jié)物成分為亮晶白云石、含鐵方解石常見(jiàn)，綠泥石-蒙脫石以及方沸石少見(jiàn)。

2 儲(chǔ)集層特征

2.1火山巖儲(chǔ)層物性分析

對(duì)閔北地區(qū)常規(guī)物性分析資料、全直徑物性分析資料以及徑向著色資料統(tǒng)計(jì)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(duì)較好，沉積礫巖的含油飽和度相對(duì)較好。

火山巖的常規(guī)物性表現(xiàn)以中-低孔隙度、低滲透率為特點(diǎn)。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(guī)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(zhì)性極強(qiáng)，另外，對(duì)閔15井五塊巖樣加壓到100kg后有效孔隙度增加甚微，說(shuō)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(shuō)較多，但做常規(guī)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(shí)火山巖儲(chǔ)層比碎屑巖儲(chǔ)層具有更大的復(fù)雜性和更強(qiáng)的非均質(zhì)性。

2.2儲(chǔ)集空間類型

火山巖的儲(chǔ)集空間主要是由于烴源巖中的有機(jī)質(zhì)在沉積埋藏過(guò)程中演化產(chǎn)生有機(jī)酸和碳酸對(duì)玄武巖產(chǎn)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(jié)構(gòu)發(fā)生改變。閔橋地區(qū)玄武巖多數(shù)經(jīng)歷了第1溶蝕階段，形成了弱蝕變現(xiàn)象，對(duì)原生氣孔和收縮裂縫均有擴(kuò)大作用；緊靠烴源巖的玄武巖經(jīng)歷了第2溶蝕階段，多數(shù)火山礦物顆粒被溶蝕，原始?xì)饪缀土芽p已相互連通，形成了良好的儲(chǔ)集層[4-7]。

通過(guò)巖芯描述、顯微鏡下的觀察以及電鏡掃描的觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)該區(qū)火山巖儲(chǔ)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(qū)火山巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間類型劃分為2類：原生儲(chǔ)集空間和次生儲(chǔ)集空間[8]。

該區(qū)火山巖原生孔隙較發(fā)育，但多處于孤立分散的狀態(tài)，并且又多被它物所充填；后來(lái)發(fā)生的風(fēng)化、淋濾作用以及構(gòu)造作用等產(chǎn)生的次生孔隙極大地改善了其儲(chǔ)集性能，尤其是構(gòu)造節(jié)理將孤立分布的原生孔隙串聯(lián)成一體，起到了橋梁的作用。因此，構(gòu)造節(jié)理對(duì)火山巖儲(chǔ)集性能的改善起到關(guān)鍵的作用。

2.3儲(chǔ)集空間的含油性

該研究區(qū)玄武巖中孔、洞、縫的形態(tài)、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(chǔ)集層。根據(jù)1600余米玄武巖巖心的描述，結(jié)合薄片、鑄體薄片、熒光薄片、儲(chǔ)層物性、壓汞、試油和試采等資料的分析成果經(jīng)綜合研究認(rèn)為，該區(qū)玄武巖儲(chǔ)層劃分為宏觀孔、洞、縫系統(tǒng)和基塊微孔隙系統(tǒng)組成的雙重介質(zhì)儲(chǔ)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(gòu)造類型，古風(fēng)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(wěn)定，而巖流單元中下部相帶含油較貧乏?？锥纯p充填的方式與含油性無(wú)關(guān)，但充填礦物的顏色、類型與含油性之間存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系，并服從于巖流單元相帶和儲(chǔ)油巖相構(gòu)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(fā)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(fēng)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(fā)生于巖流單元中下部相帶內(nèi)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(fēng)化剝蝕面的中下部，洞縫隙中發(fā)育，含油性較高(60%～80%)。

在礦物類型中，硅質(zhì)型礦物含油性較高(60%～80%)，碳酸鹽型較普遍含油(60%)，復(fù)合型礦物也是較普遍含油(60%)。儲(chǔ)油巖石的構(gòu)造類型中，古風(fēng)化剝蝕面(古風(fēng)化殼)普遍含油(gt;80%)，表現(xiàn)為層狀；巖流單元上部相帶，較普遍含油(gt;60%)，表現(xiàn)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(jié)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(guī)則狀。

2.4火山巖儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)

閔橋火山巖儲(chǔ)層可分為基塊和宏觀孔洞縫2大系統(tǒng)。

1)基塊 基塊的儲(chǔ)集性主要是通過(guò)巖芯的物性資料的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)表征的，玄武巖致密堅(jiān)硬，各類孔縫被充填破壞，儲(chǔ)集性均不理想。綜合基塊的巖性和各項(xiàng)分析化驗(yàn)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(fā)育程度對(duì)儲(chǔ)層性質(zhì)的好壞具有直接影響，且對(duì)產(chǎn)能大小起著決定性作用。因此在火山巖儲(chǔ)層的綜合分類中，首先將宏觀孔洞縫的發(fā)育程度分為2大類，然后根據(jù)火山巖基塊性質(zhì)的差異對(duì)各大類細(xì)分成3個(gè)亞類。第1大類中包括宏觀孔洞縫發(fā)育或較發(fā)育、基塊性質(zhì)較好的雙孔隙模型；宏觀孔洞縫發(fā)育或較發(fā)育、基塊性質(zhì)一般的雙孔隙模型；宏觀孔洞縫發(fā)育或較發(fā)育、基塊性質(zhì)無(wú)效的雙孔隙模型；第2大類包括宏觀孔洞縫不發(fā)育、基塊性質(zhì)較好的雙孔隙模型；宏觀孔洞縫不發(fā)育、基塊性質(zhì)一般的雙孔隙模型；宏觀孔洞縫不發(fā)育、基塊性質(zhì)無(wú)效的雙孔隙模型。

結(jié)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(chǔ)層劃分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類，其中Ⅰ類儲(chǔ)層主要反映了宏觀孔洞縫發(fā)育，基塊性質(zhì)較好的雙重介質(zhì)儲(chǔ)層；Ⅱ類儲(chǔ)層主要反映了宏觀孔洞縫發(fā)育，基塊性質(zhì)一般的雙重介質(zhì)儲(chǔ)層；Ⅲ類儲(chǔ)層主要反映了宏觀孔洞縫不發(fā)育，無(wú)基塊、無(wú)效儲(chǔ)集空間的單孔隙度介質(zhì)儲(chǔ)層。

3 結(jié) 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(gòu)造角礫巖。

2)閔橋油田阜寧組玄武巖的物性與巖石類型關(guān)系密切?？傮w上儲(chǔ)層以中、低孔、低滲為主，還有中孔中滲2類，同一巖類發(fā)生次生作用時(shí)，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(chǔ)集性能較好，前者受古地形影響，后者近火山口地區(qū)厚度增大。

3)閔橋油田阜寧組火山巖儲(chǔ)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(chǔ)集空間。后來(lái)發(fā)生的風(fēng)化、淋濾作用以及構(gòu)造作用等產(chǎn)生的次生孔隙極大地改善了其儲(chǔ)集性能，尤其是構(gòu)造節(jié)理將孤立分布的原生孔隙串聯(lián)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(gòu)造類型，古風(fēng)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(wěn)定，而巖流單元中下部相帶含油較貧乏。

5) 火山巖儲(chǔ)層以雙重介質(zhì)儲(chǔ)層為主，綜合評(píng)價(jià)將閔橋油田阜寧組火山巖儲(chǔ)層劃分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類，其中Ⅰ類儲(chǔ)層主要反映了宏觀孔洞縫發(fā)育，基塊性質(zhì)較好的雙重介質(zhì)儲(chǔ)層；Ⅱ類儲(chǔ)層主要反映了宏觀孔洞縫發(fā)育，基塊性質(zhì)一般的雙重介質(zhì)儲(chǔ)層；Ⅲ類儲(chǔ)層主要反映了宏觀孔洞縫不發(fā)育，無(wú)基塊、無(wú)效儲(chǔ)集空間的單孔隙度介質(zhì)儲(chǔ)層。

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

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

[8] 冀國(guó)盛,戴俊生,馬欣本，等.蘇北盆地閔北地區(qū)阜寧組一、二段火山巖的儲(chǔ)集特征[J].石油與天然氣地質(zhì), 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(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事油藏描述方面的研究工作。