栗園地區(qū)基巖油氣儲層特征

朱偉鴻，蒲洪果，曾　明

(1.中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南南陽 473132；2.中國石油長慶油田分公司第二采油廠)

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栗園地區(qū)基巖油氣儲層特征

朱偉鴻1，蒲洪果1，曾明2

(1.中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南南陽 473132；2.中國石油長慶油田分公司第二采油廠)

利用野外露頭、巖心分析、顯微薄片和掃描電鏡等多種資料，對栗園地區(qū)基巖儲層特征進行了綜合研究，包括基巖的巖石學特征、儲集空間特征、儲集物性特征、儲集空間的控制因素等方面。研究表明，栗園地區(qū)基巖的主要巖石類型有片巖、片麻巖、角閃巖、大理巖和石英巖等變質巖類,其中大理巖的儲集物性最好。栗園地區(qū)基巖的主要儲集空間有裂縫、溶孔和晶孔, 油氣藏類型為斷塊裂縫型油氣藏，巖石類型是決定儲層發(fā)育程度的內(nèi)在因素，構造作用、溶蝕作用和充填作用等是影響儲層發(fā)育的外部條件。

栗園地區(qū);基巖特征；儲層特征； 儲層裂縫

栗園地區(qū)位于泌陽凹陷南部陡坡帶唐河-栗園斷裂與栗園-泌陽斷裂調節(jié)帶，面積大約50 km2。南部邊界斷裂上盤沉積巖鼻狀構造為深凹區(qū)的油氣運移提供了良好的構造背景，邊界斷裂的長期活動和南部小型砂礫巖體的發(fā)育為基巖油氣藏的形成提供有利的輸導條件，邊界斷裂下盤鼻狀構造形態(tài)的基巖面為油氣聚集提供了有利背景，在基巖裂縫帶和風化帶圈閉中形成一定規(guī)模的基巖油氣藏。因此，栗園地區(qū)具備形成基巖油氣藏的有利條件。

1　基巖的主要巖石類型

泌陽凹陷東南緣露頭區(qū)出露的基巖從老至新(從南至北)為中元古界大河群彭家寨組、蔡家凹組和孤山頭組，上元古界信陽群龜山組和南灣組，下古生界二郎坪群。通過野外露頭、巖心觀察和鉆井等多種資料揭示，栗園地區(qū)的基巖僅見蔡家凹組和孤山頭組，與上覆的核桃園組呈不整合接觸，其主要巖石類型有[1]：

(1)片巖類： 主要為斜長角閃片巖、絹云石英片巖、混合巖化斜長角閃片巖、鈣質絹云石英片巖、鈣質綠泥片巖、二云石英片巖、黑云石英片巖、黑云片巖、斜長角閃片巖及絹云長石片巖、灰化角閃石片巖，礦物成分為石英、長石、角閃石、黑云母、黃鐵礦、方解石等，具有細粒、柱狀變晶結構，片狀構造。

(2)片麻巖：主要為混合巖化斜長片麻巖，其次為混合巖化角閃片麻巖，主要礦物為石英、斜長石、黑云母，具有片麻狀構造。

(3)角閃巖：主要為斜長角閃巖、綠簾斜長角閃巖、透輝斜長角閃巖，主要礦物為角閃石、石英、長石、簾石、方解石，具有粒狀變晶結構，塊狀構造。

(4)大理巖：主要為蛇紋石化白云石大理巖、條帶狀含石墨白云巖大理巖、白云石大理巖、透閃白云石大理巖、碎裂大理巖，主要礦物成分為白云石、方解石，次要礦物有透閃石、白云母等，具有粒狀變晶結構、鱗片狀變晶結構、碎裂結構，斑狀或塊狀構造。

(5)石英巖：主要為石英巖、長石石英巖、灰化碎裂石英巖。主要礦物為石英、長石、黑云母，次要礦物為簾石、榍石等，具有不等粒、粒狀變晶結構、鱗片狀變晶結構及碎裂結構，斑狀構造。

2　基巖的儲集空間特征

通過野外露頭、巖心、顯微薄片、掃描電鏡觀察，栗園地區(qū)基巖儲層段儲集空間類型主要包括：裂縫、溶蝕孔隙及晶間孔隙和晶內(nèi)孔隙[2]。

2.1裂縫

裂縫是基巖儲層最主要的孔隙類型。宏觀上，栗園地區(qū)的野外露頭發(fā)育有縱橫裂縫；在巖層面上，構造裂縫相互交切成網(wǎng)格狀，相互連通；縱向上，組合呈平行線狀、菱形塊狀或網(wǎng)格狀，相互連通，縫洞也較為發(fā)育，裂縫寬度變化大(一般為0.1～2.0 mm)，裂縫間距小(最大15 cm，最小2 cm左右，平均5.3 cm左右)。此外，地下縫洞發(fā)育段在鉆井過程中經(jīng)常發(fā)生泥漿漏失、鉆具放空、掉鉆具等鉆井事故。栗園地區(qū)鉆遇基巖的20余口井中有5口井在鉆遇基巖段發(fā)生過不同類型的鉆井事故。其中以L1井最具代表性，該井在鉆遇基巖時發(fā)生裂縫性井漏，共漏失泥漿近2 000 m3，側鉆時亦發(fā)生裂縫性井漏，漏失泥漿大于1 000 m3,這說明地下基巖縫洞是發(fā)育的。其余4口井在鉆遇基巖時也發(fā)生掉牙輪和斷鉆具事故,這些事故可能也與縫洞發(fā)育密切相關。

巖心觀察到，栗園地區(qū)基巖儲層裂縫通常以高角度、平行或低角度斜交于巖心軸。依據(jù)王允誠裂縫與巖心中線垂直面的夾角(裂縫傾角)分類方法(表1)，其裂縫發(fā)育的產(chǎn)狀有水平縫、低角度斜交縫、高角度斜角縫及垂直縫，以及高角度裂縫切割低角度平行縫形成的網(wǎng)狀裂縫(圖1a、圖1b)，伴隨裂縫的還有縫合線構造。構造裂縫是由構造運動特別是斷裂作用形成的，沿斷裂帶可形成裂縫高密度帶，這是油氣在基巖中的主要儲集空間和滲流通道。

表1　裂縫分類(王允誠，1992)

微觀上，通過顯微薄片及掃描電鏡觀察，地下基巖中還具有微裂縫(圖1c、圖1d)、解理縫，其中微裂縫多被方解石充填(圖1 e)，微裂縫幾微米到幾十微米者居多，長度可達0.1 mm至數(shù)個毫米，面孔率一般0.0075%～0.5%。

2.2溶蝕孔隙

從巖心上可以直接觀察到地下溶蝕特征。L2井取心井段的灰色碎裂白云石大理巖中可見溶蝕縫洞，縫洞中充填方解石簇晶，可觀察到5 mm左右的方解石晶體。顯微薄片觀察，溶蝕孔隙多沿裂縫發(fā)育,多被方解石充填(圖1e),在掃描電鏡下也可觀察到溶蝕孔(圖1f)，溶孔直徑幾微米至幾十微米，面孔率一般在1%以下。溶蝕縫洞的發(fā)育情況受表生的雨水、地下水等多種因素的控制和影響，其發(fā)育程度在橫向展布和縱向分布上規(guī)律性極差，其次沿裂縫產(chǎn)生的一些溶孔和溶縫等溶蝕現(xiàn)象對裂縫的開啟加大起著重要作用[2]。

2.3晶間孔和晶內(nèi)孔

在顯微薄片及掃描電鏡下，可以觀察到基巖中還存在微晶孔。

圖1　基巖主要儲集空間類型

3　基巖儲層的物性特征

對泌陽凹陷B129、B150、B151、B169、X5-510共5口井的孔滲數(shù)據(jù)進行分析，大理巖孔隙度最高，最大可達9.34%，最低0.38%，平均5.14%；其次是花崗巖孔隙度為0.35%～6.41%，平均2.5%；輝綠巖孔隙度0.25%～1.45%，平均0.65%；片巖孔隙度0.30%～0.93%，平均0.52%。樣品滲透率大多小于1×10-3μm2，個別樣品最大值2.14×10-3μm2。

物性分析說明基巖雙重孔隙介質對滲透率的貢獻不同。微裂縫發(fā)育的樣品滲透率較高，溶孔洞發(fā)育的樣品，雖然孔隙度較高，但滲透性反而較低。泌陽凹陷的基巖儲層中，大理巖的物性最好，其次是花崗巖，然后是片巖。對栗園地區(qū)而言，大理巖的儲層物性最好。

4　油氣層分布特征

栗園地區(qū)基巖油氣層分布特征及油藏類型主要受控于圈閉條件。區(qū)域性南傾的蔡家凹組大理巖，孔隙和縫洞比較發(fā)育，是良好的儲層；其上部的孤山頭組的片(麻)巖孔隙和裂縫不發(fā)育，可以作為蓋層，邊界斷裂上盤沉積巖中的泥巖起遮擋作用，構建了栗園地區(qū)基巖良好的屋脊式斷塊圈閉條件。據(jù)露頭資料及鉆井資料分析，該區(qū)蔡家凹組大理巖中發(fā)育多套大理巖夾片(麻)巖，形成多個斷塊圈閉，預測的疊合圈閉面積為20 km2，單個閉合幅度300～400 m，高點埋深700～3 500 m。經(jīng)分析，邊界斷裂上盤沉積巖鼻狀構造為深凹區(qū)的油氣運移提供了良好的構造背景，邊界斷裂的長期活動和南部小型砂礫巖體為基巖圈閉的油氣充注提供有利的輸導條件?；鶐r油氣藏類型為斷塊裂縫型油氣藏，油氣主要賦存于邊界斷裂的蔡家凹組大理巖風化殼中，含油氣層位較多(圖2)，含油井段長，油層分布相對集中，從基巖斷裂面向基巖內(nèi)部延伸約300 m。

圖2　基巖油氣藏剖面示意圖

5　基巖儲集空間控制因素

栗園地區(qū)基巖儲層由于受到了多種因素的綜合作用，才形成了現(xiàn)今多裂縫、多孔隙的基巖儲集層，為基巖油氣藏準備了良好的儲集條件[3-5]。

(1)巖性因素：由于原巖的礦物成分和變質程度不同，巖石及部分造巖礦物的儲集空間發(fā)育程度表現(xiàn)出差異性，所以原巖的性質對儲集空間的形成起著重要作用。栗園地區(qū)基巖的巖性主要以脆性的大理巖為主，其次為片巖類、片麻巖、角閃巖、石英巖類，在遭受構造運動時容易產(chǎn)生大量裂縫。另外，斜長石、暗色礦物和方解石等礦物不穩(wěn)定，易于受到溶蝕而產(chǎn)生次生孔隙，這也使儲層發(fā)育較多的溶蝕孔洞。

(2)構造作用：構造作用受區(qū)域構造應力場的控制，在構造應力作用強烈部位，產(chǎn)生了大量碎裂變質巖及大量的裂縫，裂縫還形成了酸性水溶液和油氣運移的通道，為油氣的儲集運移提供了有利的場所。構造作用是栗園地區(qū)基巖儲層最主要的控制因素。

(3)風化(淋濾)作用：風化侵蝕作用是影響儲集空間變化的重要因素，它對儲集空間的形成、發(fā)展起著積極的作用。通過對構造成因的縫隙進行溶蝕作用，擴大了縫隙的空間，促使縫隙沿擴大的方向演化。另外，溶蝕作用還可以沿著早期充填的裂縫進行，使部分失去儲集性的充填縫又具備儲集能力。

(4)充填作用：礦物的充填作用常常使儲集空間被充填，堵塞巖石的孔隙，降低了儲層的孔隙度和滲透率，對巖石的儲油物性產(chǎn)生不利影響，栗園地區(qū)基巖常見的充填物多為方解石充填裂縫。

6　結論

(1)栗園地區(qū)基巖油氣儲層巖石類型主要為片巖、片麻巖、角閃巖、大理巖、和石英巖類，其中大理巖的儲層物性最好。

(2)栗園地區(qū)基巖儲層的儲集空間主要為構造作用產(chǎn)生的裂縫，其次為風化淋濾作用形成的溶蝕孔隙及晶間孔。

(3)栗園地區(qū)基巖儲層受巖性、構造作用、風化淋濾、充填作用等多種因素的控制，其中，巖性是基礎條件，構造作用為最主要的控制因素。巖性不同、構造改造程度不同，儲層發(fā)育程度也不同，儲集空間類型具有多樣性組合。栗園地區(qū)基巖油氣藏類型為斷塊裂縫型油氣藏，含油氣段主要分布在蔡家凹組大理巖中,含油井段長。

[1]馬志宏.遼河坳陷基巖油氣藏類型及其特征探討[J].復雜油氣藏,2011，4(1)：25-29.

[2]郝琦，劉震，查明.遼河茨榆坨潛山太古界裂縫型儲層特征及其控制因素[J].吉林大學學報：地球科學版，2006，36(3)：384-389.

[3]張攀，胡明，何冰，等.東營凹陷太古界基巖儲層主控因素分析[J].斷塊油氣田，2011，18(1)：18-21.

[4]程學峰.泌陽凹陷基巖油氣成藏條件分析[J].新疆石油地質,2006，27(3)：294-298.

[5]趙澄林.特殊油氣儲層[M].北京:石油工業(yè)出版社, 1987：100-105.

編輯：黨俊芳

1673-8217(2016)04-0039-03

2016-02-10

朱偉鴻，工程師，1972年生，1997年畢業(yè)于石油大學(華東)石油與天然氣地質勘查專業(yè)，現(xiàn)從事油田勘探研究工作。

TE112.23

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