黃驊坳陷X1地區(qū)基浪堆積物油藏地質(zhì)特征研究

季 嶺，李曉良，王慶魁，張家良，孫 建

(1.中油勘探開發(fā)研究院，北京 100083;2.中油大港油田分公司，河北 滄州 061023)

引 言

近年來，隨著巖性油藏勘探開發(fā)工作的深入，火成巖和火山活動沉積形成的油氣藏越來越受到科研人員的重視，但目前火山活動沉積背景下的巖性油藏研究還比較薄弱，特別是對基浪堆積物形成的油氣藏研究還是空白[1]。中國東部渤海灣新生代盆地中，火山活動強烈，形成了大量的巖漿巖，且在噴出巖和侵入巖中均發(fā)現(xiàn)了油氣藏[2]。黃驊坳陷南部X1地區(qū)沙三段為濱淺湖沉積環(huán)境，沙三段時期火成巖分布廣泛，具備火山活動沉積條件，但是儲層識別難度大，一直處于停滯狀態(tài)。通過研究，在此區(qū)域發(fā)現(xiàn)了火山活動形成的基浪堆積物，并探討了基浪堆積物形成的油藏的分布特征和滾動增儲方法。

基浪堆積物是一種特殊的火山碎屑物，主要是巖漿在上升的過程中與地表水或地下水相作用發(fā)生爆炸，產(chǎn)生巨大的向上沖擊力，造成上覆地層的撓曲、破裂、坍塌等一系列過程，形成近圓形的低平火山口和基浪堆積物[3-7]?；硕逊e物兼具火山碎屑和沉積巖的特征，儲集空間以原生孔隙為主，后期溶孔為輔，完全有可能成為很好的油氣儲集層[8-10]，具有較高的研究價值。

1 地質(zhì)概況

X1地區(qū)位于黃驊坳陷南部滄東—南皮生油凹陷之間，區(qū)內(nèi)發(fā)育一條主控斷層Y1，為油氣運移通道(圖1)。Y1斷層附近，自下向上在中生界、孔店組、沙河街組、館陶組都發(fā)現(xiàn)有油氣聚集，沙三段火山巖中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)油藏。

該區(qū)沙三段時期是火山活動強度最大，范圍最廣的時期?；鸪蓭r為多個火山口同時噴發(fā)形成，主要分布于Y1斷層附近，發(fā)育北、中、南3個厚度中心，沿Y1斷層北東向延伸，呈串珠狀分布，且厚度自北向南由厚變薄。北部火成巖厚度中心為X77井區(qū)，厚度為200 m;中部厚度中心為X185井區(qū)，厚度為93 m;南部厚度中心為X142井區(qū)，厚度為55 m。其他地區(qū)火成巖厚度一般為20～50 m。

2 基浪堆積物沉積模式

2.1 沉積環(huán)境

從黃驊坳陷沉積背景分析資料看，沙三段為盆地斷陷期，在潮濕氣候下，發(fā)育了扇三角洲、近岸水下扇、水下沖積扇和湖泊沉積體系等[2]，X1地區(qū)沙三段以扇三角洲前緣和濱淺湖沉積為主，偶見生物灘堆積。在火山活動沉積地層以上發(fā)育一套火山巖，火山巖為基性巖漿噴出形成的爆發(fā)相和溢流相玄武巖體，沿Y1斷層展布。整體來看，此區(qū)域火山活動沉積體沉積環(huán)境為盆地斷陷期的濱淺湖環(huán)境。

圖1 X1地區(qū)區(qū)域構(gòu)造

2.2 沉積模式

基浪堆積物的下伏地層被爆炸力破壞，靠近火山口地層減薄。因為在火山口附近形成沉積中心，基浪堆積物靠近充填了被破壞的下伏地層，形成錐體，在火山口附近基浪堆積物厚度最大，向周圍迅速減薄，呈指數(shù)遞減，與前人研究基本相似[11]?；鹕娇趦?nèi)部因為后期火山爆發(fā)沒有留下基浪堆積物，由玄武巖組成。在平面上，火山口為后期火山噴發(fā)留下的玄武巖相，在火山口半徑10倍的范圍內(nèi)為基浪堆積物相，向外為濱淺湖泥巖相，根據(jù)湖盆大小向外擴展，基浪堆積物圍繞火山口成串珠狀分布。

3 基浪堆積物識別

3.1 測錄井響應特征

根據(jù)基浪堆積物特征及X1地區(qū)鉆井、測井資料，識別標志主要歸納為2類。一類為巖屑錄井標志。特征為棕紅色、灰綠色砂泥同時出現(xiàn)，并且含大小不等的礫石，部分玄武巖中夾雜生物灰?guī)r。巖石組合代表了當時沉積環(huán)境為湖相水下沉積，而沉積物中夾雜棕色泥巖，沉積物中含大小不等的礫石，證明為快速近物源堆積和特殊的搬運方式。另一類為測井相標志。俄羅斯學者聶魯喬夫(1999)[12]在研究地質(zhì)和生物事件周期性時發(fā)現(xiàn)與火山噴發(fā)有關(guān)的地層中富含鈾。該段沉積物電性特征為伽馬曲線上有明顯異常，在U和K曲線上表現(xiàn)明顯的高值，表現(xiàn)出富含放射性元素鈾。

基浪堆積物兼具火山碎屑和沉積巖的特征，以自然伽馬曲線異常為對比標志，參考巖石組合特征，進行X1地區(qū)井間對比。通過已知井對比(圖2)，X77井200 m井段全部為玄武巖，為火山口所在地，X40-63井基浪堆積物厚度為50 m，X40-65井基浪堆積物厚度為20 m，與基浪堆積物沉積模式剖面圖一致。

圖2 X1地區(qū)基浪堆積物連井對比剖面

3.2 地震響應特征

由于該區(qū)處于火山活動頻繁區(qū)域，受火山沉積物影響，地震反射雜亂，通過井震結(jié)合，精確標定基浪堆積物在地震上的頂部和底部位置，在三維地震數(shù)據(jù)體中追蹤基浪堆積物頂部構(gòu)造(圖3)，經(jīng)過分析，該區(qū)基浪堆積物呈楔形形態(tài)分布，類似于火山口兩側(cè)。

圖3 X1地區(qū)地震剖面

3.3 儲層平面分布

以基浪堆積物沉積模式為指導，通過井震結(jié)合，在基浪堆積物儲層地震解釋基礎(chǔ)上，結(jié)合測井單井識別，描述基浪堆積物儲層發(fā)育情況，形成基浪堆積物平面分布圖(圖4)。

4 儲層特征研究

4.1 巖性特征

基浪堆積物在形成過程中，已沉積的砂泥巖爆炸后夾雜火山物質(zhì)再次沉積，因此其顏色多變，表現(xiàn)為灰綠色、紫紅色、棕褐色泥巖與淺灰色砂礫巖的互層。砂礫巖成分以石英為主，長石次之，最大粒徑達到7 mm，泥質(zhì)含量高，顆粒磨圓呈半棱角狀，分選差，泥質(zhì)膠結(jié)，局部見裂縫，裂縫被泥質(zhì)充填。巖石中可見玄武質(zhì)巖屑和凝灰質(zhì)碎屑等火山物質(zhì)，是區(qū)別于常規(guī)儲層的重要標志。

圖4 X1地區(qū)基浪堆積物頂界井位分布圖

4.2 儲層物性特征

根據(jù)資料分析，基浪堆積物儲層儲集空間以孔隙為主，根據(jù)與該區(qū)正常深度儲層對比，基浪堆積物儲層孔滲性較高，其中孔隙度最高為35.6%，平均孔隙度達到28.3%，比正常儲層高9%，滲透率最高為1 198.3 ×10-3μm2，平均為508 ×10-3μm2，比正常儲層高200×10-3μm2，具有較好的孔滲性。

4.3 儲層控制因素

4.3.1 爆炸作用有利于孔縫的發(fā)育

由于巖漿遇冷水發(fā)生爆炸作用，加之原始未固結(jié)的沉積物具有較高的孔滲性，發(fā)生爆炸后，沉積物破碎再次沉積，一方面巖石顆粒之間形成了縫隙;另一方面二次沉積時火山碎屑顆粒的加入對儲層巖石顆粒起到支撐作用，在機械壓實過程中使原生孔隙保存較好。

4.3.2 火山物質(zhì)的溶蝕

基浪堆積物儲層中含有火山物質(zhì)，這些火山物質(zhì)在后期成巖作用中，受到地層有機酸或者來自地表的酸性溶液的溶蝕，使儲層中形成較好的溶蝕孔隙?；鹕轿镔|(zhì)的溶解實際上對孔隙度的貢獻高達30%[13]，這也是該區(qū)儲層物性較好的重要原因。

5 成果應用研究

5.1 區(qū)塊井位方案研究

在對基浪堆積物儲層的分布及儲層儲集空間特征進行綜合研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)基浪堆積物火山口附近厚度大，向周圍變薄的發(fā)育特點，以“楔形體”計算油藏體積，預測油層有效厚度為17.8 m，含油面積為0.38 km2，石油地質(zhì)儲量為80×104t。

根據(jù)已知井，在構(gòu)造高部位并靠近火山口處的X40-63井含油性好，最高日產(chǎn)油達80 t/d，累計產(chǎn)油5.8×104t;而構(gòu)造低部位的X40-65井全部為水層，井位部署存在一定風險，故先部署評價井1口，實施成功后部署產(chǎn)能井10口。

5.2 方案實施效果

通過井位的實施，部署的評價井X38-28井在構(gòu)造低部位鉆遇油層5.5 m，投產(chǎn)后初期日產(chǎn)油為15 t/d。后期投產(chǎn)新井7口，最高部位油層厚度達到18 m，且地層能量充足，初期總?cè)债a(chǎn)油達160 t/d，平均單井日產(chǎn)油為23 t/d，含水為10%，新建產(chǎn)能5.2×104t，取得較好的開發(fā)效果。

6 結(jié)論

(1)在前人基浪堆積物研究成果的基礎(chǔ)上，建立了該區(qū)基浪堆積物沉積模式，分析了基浪堆積物的測錄井識別標志和地震識別方法，通過測井地震相結(jié)合在地震剖面上對基浪堆積物進行了刻畫。

(2)基浪堆積物儲層以含火山碎屑物質(zhì)的砂礫巖和泥巖互層為主，并夾雜玄武質(zhì)的火山物質(zhì)，與鄰區(qū)正常儲層相比，具有較好的孔滲性。分析表明，巖漿遇水的爆炸作用及后期火山物質(zhì)的溶蝕作用是儲集空間改善的主要原因。

(3)根據(jù)基浪堆積物的特征，刻畫出基浪堆積物儲層發(fā)育形態(tài)，計算石油地質(zhì)儲量為80×104t，并制訂了井位部署方案，通過方案的實施，取得較好效果。

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