五星潛山構(gòu)造帶重點探井目的層失利原因分析

冷云飛，段宏臻，孫子涵 （中國石油測井集團測井有限公司青海事業(yè)部，甘肅 敦煌736202）

伊通地塹位于吉林省東部長春與吉林市之間，是吉林省境內(nèi)的第三系斷陷盆地，呈北東45～55°方向狹長展布，其東南是廣闊的那丹哈達(dá)嶺，西北為大黑山山脈［1］。五星潛山是該地塹內(nèi)鹿鄉(xiāng)斷陷的一個三級構(gòu)造帶，位于鹿鄉(xiāng)斷陷二號斷層上升盤，受二號斷層控制，由花崗巖形成，是長期發(fā)育的古隆起，南北分別毗鄰大南凹陷和新安堡凹陷。預(yù)探井XM－1井設(shè)計在該構(gòu)造帶一個局部潛山上，緊鄰二號斷層，其基巖與北部新安堡凹陷烴源巖直接對接，同時該區(qū)也是南部大南凹陷油氣運移的有利指向區(qū)，說明該區(qū)油氣源條件較好。上覆雙一段地層不僅是良好的烴源巖層，也是該區(qū)穩(wěn)定分布的區(qū)域性蓋層。鉆探該井目的是了解該區(qū)基巖內(nèi)含油氣情況，以期開拓新的勘探領(lǐng)域。然而鉆井結(jié)果表明，基巖內(nèi)只是見到油氣顯示，并未發(fā)現(xiàn)工業(yè)性油氣層。而在該井的萬昌組地層中發(fā)現(xiàn)油氣，試油結(jié)果為日產(chǎn)油18.23t，產(chǎn)氣7500m3。XM－1井目的層處于典型的斷層遮擋圈閉內(nèi)，基巖儲層毗鄰雙一段源巖，可見其圈閉和運移條件均較好。因此，失利原因主要從保存條件、儲層評價以及蓋層封閉性這3方面分析。

1 保存條件

油氣藏的保存條件系指已經(jīng)形成的油氣藏，在漫長的地質(zhì)歷史時期中，圈閉條件是否改變，以及圈閉中的油氣聚集是否遭到破壞等［2］。XM－1井緊鄰二號斷裂帶，因此研究區(qū)油氣藏的保存條件主要受該斷裂活動的影響。根據(jù)兩凹陷內(nèi)具有代表性探井源巖實驗分析數(shù)據(jù)給出的生烴史可知，新安堡凹陷源巖的主要生烴期大致處于40～25Ma，大南凹陷源巖的主要生烴期為38～27Ma（見圖1和圖2）。而構(gòu)造研究認(rèn)為，伊通盆地在齊家組末期受大黑山地壘基底隆升派生的側(cè)向擠壓和那丹哈達(dá)嶺隆升共同作用發(fā)生了強烈的構(gòu)造反轉(zhuǎn)，至岔路河組沉積早期 （約25Ma），盆地經(jīng)歷短暫的張性斷陷過程之后，由于西太平洋板塊弧后擴張作用及印度板塊向歐亞板塊碰撞的遠(yuǎn)程擠壓效應(yīng)，以及郯廬斷裂發(fā)生右行擠壓和大黑山地壘與那丹哈達(dá)嶺由分離向匯聚轉(zhuǎn)化而使得盆地處于擠壓撓曲凹陷階段［3］。由此可見研究區(qū)在大量生烴期之后基底仍有過隆升活動，構(gòu)造尚未定型。因此，筆者認(rèn)為保存條件差是該井在基巖目的層失利的原因之一。

2 儲層評價

XM－1井設(shè)計之初，認(rèn)為基巖儲層發(fā)育程度的好壞將是該井成功的關(guān)鍵，那么該區(qū)基巖內(nèi)是否存在好儲層，它是否是制約研究區(qū)油氣成藏的主要因素呢？鉆井結(jié)果揭示，研究區(qū)基巖巖性為花崗巖，系侵入巖，巖石較致密。基質(zhì)物性極差，從32塊井壁取心的試驗分析結(jié)果得知，平均孔隙度只有2.33%，一半樣品的滲透率小于0.001×10－3μm2，另一半的平均滲透率也只有0.047×10－3μm2。但是，由于風(fēng)化殼的存在以及構(gòu)造裂縫的發(fā)育，使得基巖內(nèi)不乏好儲層的存在。

圖1 新安堡凹陷干酪根生油史

圖2 大南凹陷干酪根生油史

筆者在基巖內(nèi)選取了4個樣品做了鋯石定年分析，測試結(jié)果顯示，該區(qū)基巖在距今約184Ma時期形成，而上覆雙陽組地層在距今大約58Ma才開始沉積，這中間有126Ma的沉積間斷時期，說明該基巖頂面應(yīng)該存在風(fēng)化殼，這也印證了前人的認(rèn)識［4］。從常規(guī)測井曲線上，也能看出風(fēng)化殼段與下伏基巖的明顯區(qū)別 （見表1）。風(fēng)化殼段的聲波時差和中子測井值均高于下伏基巖，而密度值較低，說明其經(jīng)過風(fēng)化剝蝕后，物性明顯變好。由于該段基巖沒有FMI成像測井資料，所以不能確定它的裂縫發(fā)育情況。研究中筆者引入裂縫指示曲線［5］，根據(jù)聲波、密度、中子測井資料計算得出全井基巖層段裂縫指示曲線值，經(jīng)與FMI成像資料對比，驗證了其可靠性。下伏基巖被評價為Ⅱ類裂縫發(fā)育段，其裂縫指示曲線平均值為0.22，而風(fēng)化殼段的平均值達(dá)到了0.33，說明風(fēng)化殼內(nèi)的裂縫也是很發(fā)育的。以上分析證明，該區(qū)風(fēng)化殼可以成為較好的儲層。

勘探實踐表明，巖石基質(zhì)物性極差，但裂縫較發(fā)育的情況下，也能使之成為好儲層。對XM－1井FMI成像測井資料處理結(jié)果顯示，除了風(fēng)化殼以外，該井基巖存在2段裂縫發(fā)育很好的層段，裂縫各項參數(shù)如表2所示。這2段基巖內(nèi)裂縫密度較高，孔隙度和裂縫寬度較大，根據(jù)斯倫貝謝評價裂縫標(biāo)準(zhǔn)和松遼盆地火山巖裂縫發(fā)育程度與儲層物性及產(chǎn)能關(guān)系表［6］，這2段基巖內(nèi)的裂縫屬于Ⅱ類裂縫，即經(jīng)過裂縫改造，在這2段基巖內(nèi)可以聚集油氣并成藏。

根據(jù)以上研究分析可知，XM－1井區(qū)基巖內(nèi)存在好儲層，所以儲層因素不是該區(qū)基巖失利的主要原因。

表1 風(fēng)化殼與下伏基巖三孔隙度測井值對比表

表2 基巖內(nèi)Ⅱ類裂縫各項參數(shù)統(tǒng)計表

3 蓋層封閉性

五星潛山構(gòu)造帶上覆雙一段泥巖單層厚度大，橫向分布穩(wěn)定，是良好的區(qū)域蓋層。在微觀封閉性研究方面，筆者主要進(jìn)行了毛細(xì)管封閉能力的研究，而能夠表征毛細(xì)管封閉能力的主要參數(shù)是排替壓力，系指烴類進(jìn)入巖石孔隙空間并形成連續(xù)的烴類流體所需的最小壓力。這受到是否有取心樣品條件的限制，由于排替壓力和聲波測井值有一定的相關(guān)性，因此可以根據(jù)2者之間的關(guān)系間接研究該區(qū)泥巖蓋層的封閉性。

首先根據(jù)該區(qū)實測排替壓力 （經(jīng)校正后的）與聲波測井值建立擬合關(guān)系 （見圖3），其相關(guān)系數(shù)R＝0.82，相關(guān)程度較高，可信度較大。再利用該關(guān)系估算XM－1井區(qū)泥巖蓋層的排替壓力，經(jīng)計算雙陽組泥巖的平均排替壓力為0.27MPa，其值很低，分析原因可能是由于它處于二號斷層附近，構(gòu)造活動導(dǎo)致該區(qū)泥巖破碎嚴(yán)重，因此它的排替壓力較低，從前人的研究結(jié)果［7］可知，這么小的排替壓力基本不具備封閉油氣的能力。

研究中，筆者發(fā)現(xiàn)XM－1井在雙一段泥巖內(nèi)聲波測井值有隨著深度增加而增大的現(xiàn)象。由于沉積壓實作用，泥巖應(yīng)隨埋深增加而變得更加致密，即聲波時差值逐漸變小。為了求證該現(xiàn)象是否在五星潛山上普遍存在，筆者統(tǒng)計了所有潛山上鉆穿雙陽組地層的探井，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)井在雙一段的大套泥巖內(nèi)都出現(xiàn)了這種現(xiàn)象。排除擴徑的影響，一般認(rèn)為泥巖內(nèi)聲波測井值出現(xiàn)異?？赡苡梢韵?個原因造成：泥巖內(nèi)存在異常地層壓力；泥巖較破碎，裂縫較發(fā)育。根據(jù)該區(qū)實測地層壓力可以排除第1種可能性。因此，推斷是由于裂縫的存在才導(dǎo)致聲波測井值出現(xiàn)異常的，這得到了鉆井取心的證實。根據(jù)上述估算的排替壓力結(jié)果，有理由認(rèn)為雙一段內(nèi)裂縫的發(fā)育程度已經(jīng)嚴(yán)重影響了它作為蓋層的封閉性。為了研究方便，筆者將每口井雙一段泥巖的聲波測井值與深度的關(guān)系投到圖4中，然后統(tǒng)計了α角度值，當(dāng)它大于或等于90°時是正常的；小于90°時就說明泥巖內(nèi)發(fā)育裂縫，角度越小，裂縫越發(fā)育。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果繪制了該角度的平面分布圖 （見圖5）。

圖3 排替壓力與聲波時差測井值關(guān)系圖

圖4 某井雙一段泥巖聲波時差與深度關(guān)系圖

圖5 α角度值平面分布圖

α角度值整體自東向西逐漸變大，結(jié)合五星潛山雙一段泥巖等厚圖 （見圖6）可以看出，在潛山中部泥巖越厚的地方該值越大，在北部靠近2號斷裂附近以及東部和南部泥巖較薄的地方α值最小。究其原因，應(yīng)該和該區(qū)多期的構(gòu)造活動有關(guān)，泥巖越薄，越容易受構(gòu)造活動影響而變得破碎。從下伏雙一段砂礫巖儲層和基巖儲層的試油結(jié)果看，具有產(chǎn)能的井基本都處于α值相對較高的地方，而XM－1井的α值為64.9°，相對較小，結(jié)合排替壓力的計算結(jié)果，有理由認(rèn)為蓋層的封閉性差是該井基巖內(nèi)失利的主要原因。同時可以看出，蓋層條件也是該區(qū)深層油氣勘探不可忽略的重要因素。

圖6 五星潛山雙一段泥巖等厚圖

4 結(jié) 論

（1）雙陽組泥巖是研究區(qū)主要烴源巖層，新安堡凹陷內(nèi)的奢嶺組和永吉組也有一定的生烴能力。

（2）大南凹陷雙陽組源巖對XM－1井發(fā)現(xiàn)的油氣藏起主要貢獻(xiàn)作用。

（3）XM－1井基巖內(nèi)失利與圈閉的有效性和儲層條件無關(guān)，而是由于蓋層封閉性差，油氣藏形成后保存條件不好所導(dǎo)致。因此，建議應(yīng)將蓋層作為研究區(qū)深層油氣勘探主要考慮的風(fēng)險因素。

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