彰武斷陷義縣組火山巖油氣成藏條件分析

郭洪宇，韓 雙

（中國石油化工股份有限公司東北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，吉林長(zhǎng)春 130062）

彰武斷陷義縣組火山巖油氣成藏條件分析

郭洪宇，韓 雙

（中國石油化工股份有限公司東北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，吉林長(zhǎng)春 130062）

針對(duì)彰武斷陷義縣組火山巖基本成藏條件、油氣藏特征及成藏控制因素進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，認(rèn)為彰武斷陷火山巖成藏主要受油源豐富程度、溝通斷層是否發(fā)育、構(gòu)造背景及火山巖儲(chǔ)層性能四個(gè)因素的影響。

彰武斷陷；火山巖；油氣藏；成藏條件

彰武斷陷位于遼寧省阜新市彰武縣境內(nèi)，該區(qū)海拔高度在100 m左右。彰武斷陷地層以斷陷期地層為主，坳陷期地層剝蝕殆盡。鉆井揭示斷陷自上而下鉆遇第四系、阜新組、沙海組、九佛堂組、義縣組。彰武斷陷鉆達(dá)義縣組的鉆井共31口，17口見油氣顯示，其中彰武5井義縣組火山巖壓裂獲得了工業(yè)油流，彰武12井義縣組火山巖常規(guī)抽汲獲低產(chǎn)油流，使義縣組成為本區(qū)油氣勘探的新層系。由于彰武斷陷義縣組火山巖油氣成藏條件研究較少，對(duì)火山巖油藏成藏規(guī)律及主要影響因素目前還不明確，因此分析彰武斷陷義縣組火山巖油氣成藏條件對(duì)本區(qū)義縣組未來油氣勘探具有重要意義[1-3]。

1 基本成藏條件分析

1.1區(qū)域構(gòu)造背景

彰武斷陷位于松遼盆地南部斷陷帶，構(gòu)造上位于松遼盆地南部，為一個(gè)東斷西超的箕狀斷陷，整體呈北北東向展布，面積150 km2，基底埋深3 000 m，軸向長(zhǎng)13.15 km，是一個(gè)早白堊紀(jì)沉積盆地。斷陷具有白堊系殘留盆地結(jié)構(gòu)特征，斷陷東部受控盆斷層控制，向西側(cè)地層逐漸超覆，具有東北高西南低的特征。彰武斷陷共經(jīng)歷了義縣組的初始裂陷期，九佛堂組、沙海組、阜新組的斷陷期，阜新組末期經(jīng)歷抬升剝蝕階段，隨后進(jìn)入了廣覆沉積的坳陷期。

1.2烴源巖條件

彰武斷陷8口探井揭示了本區(qū)發(fā)育沙海組和九佛堂組兩套烴源巖，巖性主要為暗色泥巖，部分層段還鉆遇碳質(zhì)泥巖、油頁巖及煤層。

彰武3井沙海組和九佛堂組烴源巖厚度分別為362.4 m和321.7 m；彰武2井沙海組和九佛堂組烴源巖厚度分別為239 m和299.91 m；彰武1井這兩個(gè)層位烴源巖厚度分別為77 m和276 m，其中彰武2井暗地比達(dá)到58%，九佛堂組Ⅴ砂組井段1 439.8 ～ 1 578.2 m暗色泥巖為主力烴源巖，厚度137 m。通過彰武2井九佛堂組巖屑和巖心樣品的烴源巖指標(biāo)評(píng)價(jià)，54個(gè)巖心樣品分析有機(jī)碳分布在0.53% ～ 6.56%之間，平均為3.38%，54個(gè)巖心樣品生烴潛力S1+S2分布在0.35 ～ 53.51 mg/g，平均值為18.2 mg/g，15塊巖心樣品氯仿瀝青“A”分布范圍為0.008 1% ～ 0.689 8%，平均值為0.243 6%；有機(jī)質(zhì)類型以Ⅰ、ⅡA型為主，具有較好的生烴潛力，綜合評(píng)價(jià)為好的烴源巖，這些烴源巖為本區(qū)油氣生成提供了雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。

1.3火山巖儲(chǔ)層條件

1.3.1 巖性和巖相特征

本區(qū)義縣組主要發(fā)育的巖性是一套熔巖及火山碎屑巖。熔巖主要包括玄武巖、玄武質(zhì)安山巖及安山巖，熔巖整體分布廣且厚度大；火山碎屑巖主要包括凝灰?guī)r、火山角礫巖等。彰武5井實(shí)鉆顯示義縣組儲(chǔ)集層巖性主要為玄武質(zhì)安山巖、玄武巖、玄武安山質(zhì)凝灰熔巖，為近火山口火山溢流相，可以形成流動(dòng)構(gòu)造、氣孔構(gòu)造、杏仁構(gòu)造。

1.3.2 物性特征

義縣組所取44個(gè)巖心樣品物性分析數(shù)據(jù)中有40個(gè)是彰武5井?dāng)?shù)據(jù)點(diǎn)，4個(gè)來自彰武12井（表1）。其中彰武5井統(tǒng)計(jì)孔隙度范圍在1.6% ～ 22%，平均為11.5%；滲透率在0.016×10-3～ 43.3×10-3μm2之間，平均值為1.61×10-3μm2。彰武12井物性分析4個(gè)樣品孔隙度范圍在11.3% ～ 14.3%，平均為12.45%，滲透率0.04×10-3～ 1 050×10-3μm2（裂縫處）。

根據(jù)彰武5井孔隙度和滲透率百分比統(tǒng)計(jì)圖（圖1、圖2）看出孔隙度大部分≥10%，滲透率大部分＜1%，根據(jù)非碎屑巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，綜合來看本區(qū)義縣組火山巖儲(chǔ)層為高孔特低滲儲(chǔ)層。

圖1 彰武5井義縣組孔隙度統(tǒng)計(jì)圖

圖2 彰武5井義縣組滲透率統(tǒng)計(jì)圖

此外，本區(qū)火山巖巖性對(duì)儲(chǔ)層物性影響較小，根據(jù)本區(qū)實(shí)驗(yàn)室物性分析數(shù)據(jù)顯示安山巖孔隙度均值為12.665%，凝灰熔巖為10.345%，凝灰?guī)r為13.5%，玄武巖為11.4%，滲透率扣除裂縫處異常高值，各巖性滲透率范圍在0.071 5×10-3～ 2.678× 10-3μm2，差距較小，均為高孔特低滲儲(chǔ)層。

表1 儲(chǔ)層物性分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

1.3.3 儲(chǔ)集空間類型

火山巖自身演化、成藏、冷卻過程中可形成氣孔和冷凝縫，埋藏成巖過程和沸石礦物的形成，將形成各種次生孔隙和對(duì)原生孔隙的改造[4-5]。

本區(qū)義縣組火山巖的儲(chǔ)集類型可以分為孔隙和裂縫兩類。在火山巖儲(chǔ)層中，孔隙提供了油氣的儲(chǔ)集空間，而裂縫提供了油氣的運(yùn)移通道。根據(jù)巖心鑄體薄片樣（圖3、圖4）顯示，面孔率范圍在0.13% ～ 18.35%，平均孔隙半徑范圍在11.03～ 587.43 μm，平均孔喉比為3.74% ～ 8.63%，平均配位數(shù)為0.02 ～ 1.09，顯示該段巖心孔隙發(fā)育，連通性好，總體物性較好。

圖3 義縣組1 197.3 m鑄體薄片照片（彰武5井）

圖4 義縣組1 195.99 m鑄體薄片照片（彰武5井）

從巖心觀察來看主要發(fā)育構(gòu)造縫，類型主要以張開縫為主，裂縫角度偏高，多數(shù)在20 ～ 70°之間分布，高角度裂縫較為發(fā)育（圖5）。彰武5井1 170 ～ 1 310 m井段共發(fā)育張開縫50條，平均裂縫長(zhǎng)度3.05 m/m2，裂縫密度平均為3.18條/m（表2）。部分裂縫因其局部被充填或膠結(jié)（圖6），可能不具備典型的裂縫滲流特征，但在溶蝕發(fā)育段，構(gòu)造縫的存在可以很好的溝通溶孔或溶洞，使儲(chǔ)層的滲流能力增強(qiáng)[6-7]。

圖5 彰武5井1 201.09 m巖心裂縫照片

圖6 彰武12井1 455.21 m巖心裂縫照片

電成像圖像上顯示張開縫圖像表現(xiàn)為深色（黑色）的正弦曲線，曲線彎曲的幅度越大裂縫傾角越高（圖7）。張開縫的傾向并不一致，變化較大，這種傾向變化大的張開縫很大程度地改善了儲(chǔ)層的滲透率。

1.3.4 含油氣性

彰武斷陷共31口鉆井鉆遇義縣組，其中17口見油氣顯示，從顯示級(jí)別和顯示厚度來看，在安山巖、凝灰?guī)r中顯示相對(duì)較好。

彰武5井錄井義縣組油氣顯示共20 m/8層，油跡8 m/4層、油斑4 m/1層、熒光8 m/3層；測(cè)井解釋裂縫含油層4.1 m/1層、含油層3.6 m/1層、含油水層56.4 m/1層。含油層伽馬值平均值56API，深側(cè)向電阻率均值125 Ω·m，聲波均值為243 μs/m，中子值為17%，密度均值2.48 g/cm3。

1.4成藏模式

火山巖儲(chǔ)層與深洼區(qū)九佛堂組油源的側(cè)向位置關(guān)系，或者斷層向上向下溝通義縣組火山巖儲(chǔ)層，這兩種方式均可形成油氣的聚集。義縣組之上的九佛堂組泥巖作為穩(wěn)定蓋層，形成上生下儲(chǔ)型儲(chǔ)蓋組合（圖8）。

表2 裂縫發(fā)育段參數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖7 彰武5井義縣組1 170 ～ 1 226 m電成像測(cè)井圖片

圖8 義縣組油氣成藏模式圖

2 油氣藏特征及主要控制因素

2.1油氣藏特征

根據(jù)彰武斷陷彰武5井、彰武12井實(shí)鉆顯示，義縣組火山巖油氣藏在具有一定構(gòu)造背景的區(qū)域油氣較為富集，彰武斷陷彰武5井區(qū)、彰武12井區(qū)均為斷塊構(gòu)造油藏，區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育，溝通油源斷層對(duì)油氣起到溝通作用，斷塊高部位斷層對(duì)油氣藏起到了封擋作用。

2.2流體性質(zhì)

（1）原油性質(zhì)

為較高黏度、低含硫、高含蠟中質(zhì)原油。密度0.896 g/cm3，黏度83.34 mm2/s，初餾點(diǎn)106.8℃，凝點(diǎn)33.5 ℃，含蠟16.02 ω(B)/%，含硫0.235 ω(B)/%，乳化水4.22 ω(B)/%。

（2）地層水性質(zhì)

地層水礦化度較低，分析樣品數(shù)據(jù)為1 772.64 mg/L，主要成分Ca2+：46.32 mg/L，Na+、K+：602.47 mg/L，Cl-：847.40 mg/L，：19.11 mg/L，：257.34 mg/L，水型：碳酸氫鈉。

2.3油氣聚集成藏的主要控制因素

油氣聚集成藏的主要控制因素有4個(gè)方面：

不少人對(duì)這兩句詩的評(píng)價(jià)是：反對(duì)天神，即反對(duì)薩滿最高神。從行文語氣上看，不少著述大有否定這一人物為正面形象的意思。前文已經(jīng)講了，這兩句詩中所說“天神”究竟當(dāng)屬哪個(gè)宗教范疇尚是較為復(fù)雜、難以一刀切的問題。其次，這兩句詩除表現(xiàn)出一定的宗教思想之外，難道就不蘊(yùn)含著其他的人文思想嗎？詩文中何嘗不是體現(xiàn)出蒙古民族勇敢、尚武、不畏強(qiáng)暴、不怕艱險(xiǎn)的精神和性格，怎么能說其中不蘊(yùn)含著很高的文學(xué)審美價(jià)值呢？“緊緊”抓住這兩句詩文是不錯(cuò)的，但“僅僅”看到其中所反映出的宗教意識(shí)就失之偏頗了。

（1）油源豐富程度

本區(qū)義縣組油氣主要來源于九佛堂組烴源巖，油氣成藏必不可少的環(huán)節(jié)就是要有一定的烴源巖供給能力，而義縣組火山巖油藏正是靠九佛堂組的油源供給才得以成藏，且油氣的運(yùn)移通常以縱向通道為主，橫向運(yùn)移較短，所以距離烴源巖發(fā)育的范圍較近區(qū)域，與九佛堂組呈側(cè)向?qū)拥牧x縣組火山巖就具有一定的成藏能力。

（2）火山巖儲(chǔ)集性能

本區(qū)火山巖孔隙及裂縫發(fā)育程度、孔和縫之間的匹配關(guān)系，決定了火山巖儲(chǔ)層的好壞，從而決定了油氣能否成藏。構(gòu)造決定油氣能否聚集，而火山巖物性則影響油氣的富集程度。

（3）溝通斷層發(fā)育與否

縱向上，彰武斷陷陡坡以及深洼區(qū)早期斷層及同沉積斷層十分發(fā)育（圖9），并且部分?jǐn)鄬酉蛏蠑噙_(dá)九佛堂組主力烴源巖層段，成為油源斷層，使油氣向上或向下運(yùn)移成藏。從平面上看，本區(qū)義縣組實(shí)鉆的17口油氣顯示井均發(fā)育在斷層附近（圖10），可見，斷層對(duì)油氣的分布具有控制作用。

（4）構(gòu)造背景

彰武5井區(qū)、彰武12井區(qū)均處于一定構(gòu)造背景下（斷塊構(gòu)造），而彰武8井區(qū)9口良好油氣顯示井分布密集，為斷鼻構(gòu)造背景下的圈閉，說明本區(qū)油氣聚集成藏還受所處構(gòu)造環(huán)境的影響。

圖9 過彰武5井地震剖面圖

圖10 義縣組油氣顯示井分布圖

3 結(jié)束語

目前松南新區(qū)火山巖油氣藏的勘探十分復(fù)雜，彰武斷陷已發(fā)現(xiàn)的義縣組火山巖油氣藏都為斷塊油藏。斷塊油藏處于構(gòu)造高部位，緊鄰油源中心，深洼區(qū)主力烴源巖層段與火山巖之間發(fā)育良好的疏導(dǎo)斷層，并且火山巖儲(chǔ)層物性較好，孔隙和裂縫較發(fā)育。深入研究火山巖儲(chǔ)層空隙和裂縫的發(fā)育程度、火山巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集特征、斷層的溝通作用以及斷塊油氣藏邊界斷層的封堵性能等對(duì)本區(qū)義縣組火山巖油氣藏后續(xù)的勘探開發(fā)具有十分重要的意義。

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2013年我國石油探明儲(chǔ)量增加10.83×108t

國土資源部日前發(fā)布的《中國礦產(chǎn)資源報(bào)告(2014)》顯示，2013年，我國石油新增探明儲(chǔ)量10.83× 108t，天然氣新增探明儲(chǔ)量6 159.11×108m3，探明儲(chǔ)量均實(shí)現(xiàn)大幅增加。

報(bào)告顯示，2013年全國一次能源生產(chǎn)總量為34×108t標(biāo)準(zhǔn)煤，較上年增長(zhǎng)2.4%；消費(fèi)總量達(dá)37.5 ×108t標(biāo)準(zhǔn)煤，增長(zhǎng)3.7%，能源自給率為90.7%，較上年下降1.3個(gè)百分點(diǎn)。中國為世界第一大能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國。

報(bào)告指出，中國能源結(jié)構(gòu)不斷改善，天然氣等清潔能源比重不斷上升。2013年能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)為：原煤占75.6%，原油占8.9%，天然氣占4.6%，水電、核電、風(fēng)電等占10.9%；能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)為：煤炭占66.0%，石油占18.4%，天然氣占5.8%，水電、核電、風(fēng)電等占9.8%。

摘編自《中國石化報(bào)》2014年10月23日

Analysis of Hydrocarbon Accumulation Conditions of Volcanic Reservoirs in Yixian Formation, Zhangwu Fault Depression

GUO Hongyu, HAN Shuang
（Exploration and Development Research Institute of Northeast Oil & Gas Branch,SINOPEC,Changchun Jilin130062,China）

In this article, we analyze the basic geologic conditions for hydrocarbon accumulation in volcanic reservoirs, the oil and gas reservoir characteristics, and the main controlling factors on hydrocarbon accumulation in Yixian formation of Zhangwu fault depression. It is believed that the hydrocarbon accumulation in Zhangwu faulted volcanic reservoirs is mainly affected by the four factors, including the richness of oil sources, the development of communication faults, the tectonic setting, and the volcanic reservoir properties.

Zhangwu fault depression; volcanic; reservoirs; forming conditions

TE122.3

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2014.04.039

1008-2336（2014）04-0039-05

2014-02-10；改回日期：2014-03-19

郭洪宇，女，1984年生，助理工程師，2010年7月畢業(yè)于吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，碩士，從事石油地質(zhì)勘探方面生產(chǎn)科研工作。E-mail：44718101@qq.com。