長白坳陷白堊系火山巖儲層特征

吳佳憶，施尚明，杜先利

(東北石油大學，黑龍江 大慶 163318)

?

長白坳陷白堊系火山巖儲層特征

吳佳憶，施尚明，杜先利

(東北石油大學，黑龍江 大慶 163318)

長白坳陷是一個典型多旋回疊合型盆地，蘊藏數量可觀的油氣資源?；?0余口探井資料、煤田鉆井的地質及測井資料和145塊巖石樣品的測試結果，結合火山巖巖相圖和產能資料分析，系統(tǒng)研究了長白坳陷白堊系火山巖儲層特征及其影響因素。綜合分析認為，長白坳陷的有利儲層主要發(fā)育在斷裂交匯部位、火山口—近火山口相帶中爆發(fā)相的火山碎屑巖及凝灰質砂巖巖層中。研究為綜合評價長白坳陷有利火山巖儲層提供了一定的依據。

火山巖儲層；白堊系；巖相；長白坳陷；鴨綠江盆地

0 引 言

長白坳陷位于鴨綠江盆地中部，整體呈東西向展布，受擠壓構造運動控制形成大量侏羅山式褶皺、沖斷背斜、披覆背斜等構造圈閉，形成凹凸相間的構造格局。受環(huán)太平洋火山活動帶的影響，火山活動自侏羅紀開始活躍，至白堊紀晚期結束，發(fā)育有多期、累計厚度多達千米的火山巖。由于盆地處于勘探前期，勘探資料少，且火山巖、巖性類型多樣，非均質性強，地震反射特征模糊，對區(qū)域內火山巖儲層的研究甚少。通過對研究區(qū)內探井、煤田鉆井的研究，對鴨綠江盆地長白坳陷白堊系火山巖儲層的巖性、巖相、儲集空間類型及物性特征進行分析，確定該區(qū)火山巖儲集層特征及儲層物性影響因素，為綜合評價研究鴨綠江盆地有利火山巖儲層提供一定的依據[1-5]。

1 火山巖巖性和巖相

1.1 火山巖巖性

根據研究區(qū)30余口探井、煤田鉆井鉆遇火山巖井段的統(tǒng)計，長白坳陷主要發(fā)育中、酸性火山巖及火山碎屑巖，主要有安山巖(23%)、流紋質角礫/凝灰?guī)r(18%)、英安巖(12%)、安山質角礫/凝灰?guī)r(12%)、英安質角礫/凝灰?guī)r(10%)、流紋巖(7%)、流紋質凝灰熔巖(5%)、安山質凝灰熔巖(4%)、沉角礫/凝灰?guī)r(4%)、英安質凝灰熔巖(2%)、凝灰質泥巖/砂巖(2%)和輝綠巖(小于1%)，常見7類火山巖鏡下及電性特征見表1[6-8]。

1.2 火山巖巖相

研究區(qū)白堊系火山巖側向上可分為3個相帶：火山口—近火山口相帶、過渡相帶和邊緣相帶，不同巖相以特定的規(guī)律分布在各相帶中(圖1、表2)。

2 儲層孔隙類型及儲層物性特征

通過統(tǒng)計300余塊巖心和巖石薄片鑒定結果，長白坳陷白堊系火山巖儲層的孔隙空間可劃分為原生孔縫和次生孔縫2類[9-10]。

2.1 原生孔縫

火山巖(火山碎屑巖除外)所發(fā)育的晶間孔、氣孔等原生孔隙分散，互不連通，難以形成儲滲空間。巖石內部形成的微裂縫(包括收縮縫、炸裂縫等)延伸有限，分布不規(guī)則，對儲集空間的貢獻很小。只有在風化、構造、冷凝收縮作用等外部因素的影響下，微裂縫才能與巖石內部氣孔和各種溶孔連通，形成有效的油氣儲集空間。

表1 長白坳陷白堊系常見火山巖巖性特征

2.2 次生孔縫

次生孔隙包括溶蝕孔和各種裂縫，其中裂縫是最重要的儲集空間類型。火山巖成巖過程中會產生大量風化縫、溶蝕縫，能夠有效地改善火山巖儲層的物性。而由于區(qū)域古構造應力的釋放所形成的構造縫可以改變巖石中的孔隙結構，提高儲層的儲集能力，對儲層的貢獻最為明顯?？偟膩碚f，鴨綠江盆地長白坳陷火山巖儲層最重要的孔隙類型是溶蝕孔—裂縫型。

2.3 儲層物性特征

研究區(qū)145塊巖心和井壁取心的樣品物性統(tǒng)計結果顯示(圖2)，區(qū)內儲層平均孔隙度為8.6%，平均滲透率為0.94×10-3μm2，多為低孔、低滲儲層，二者的相關系數R2為0.284 9，相關性差。研究區(qū)火山巖孔隙度與滲透率關系表現為：①滲透率隨孔隙度的增加而快速增加，表現為正相關，主要見于火山中心相帶及靠近斷裂帶，儲層裂縫發(fā)育，儲集空間連通性較好(R2=0.219 2)；②滲透率不隨孔隙度變化而變化，無明顯相關性，多見于遠離斷裂帶或火山邊緣相帶，其儲集空間連通性差(R2=0.304 4)。雖儲層孔滲不好，但通過巖心薄片鑒定和測井曲線分析，發(fā)現這些儲層多發(fā)育大量裂縫，能夠形成良好儲集空間，其類型為裂縫型和孔隙—裂縫型，儲層的儲集能力受控于裂縫發(fā)育情況。

圖1 長白坳陷白堊系火山巖旋回綜合柱狀圖

表2 長白坳陷白堊系火山巖巖相分類及發(fā)育比例

3 儲層物性影響因素

由于火山巖體自身結構的原因，火山巖儲層孔隙幾乎不隨埋深變化，火山巖儲集能力首先受控于火山巖巖性和巖相，其次受控于成巖作用和構造作用。火山巖巖性和巖相決定火山巖的孔喉特征，成巖和構造運動形成的裂縫可提高火山巖的儲集能力[11-14]。

圖2 長白坳陷白堊系火山巖孔隙度與滲透率關系(樣品數145個)

3.1 巖性和巖相

3.1.1 巖性與物性關系

從實測和測井兩方面入手，對8種不同巖性對應的物性進行統(tǒng)計(表3)。結果顯示，研究區(qū)的巖性具體可以分為3類：火山角礫巖、熔結凝灰?guī)r及凝灰質砂礫巖為形成有效儲層優(yōu)勢巖性；角礫凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r、流紋巖次之；沉凝灰?guī)r、英安巖較難形成有效儲層。

表3 長白坳陷火山巖孔隙度、滲透率與巖性對應關系

3.1.2 巖相與物性關系

統(tǒng)計研究區(qū)火山巖不同巖相的物性發(fā)現，孔隙度、滲透率與巖相也有明顯的相關性。按巖相序列，物性從火山沉積相、噴溢相到爆發(fā)相顯示出一定的變好趨勢，但各個巖相的不同亞相之間往往差別較大。儲層物性按照亞相大體可以分為3類(表4)：爆發(fā)相空落亞相、熱碎屑流亞相物性最好；火山沉積相的含外碎屑火山沉積亞相、爆發(fā)相的熱基浪亞相、噴溢相的上部亞相次之；火山沉積相的再搬運火山碎屑沉積亞相和噴溢相中部亞相的物性較差。

表4 長白坳陷火山巖孔隙度、滲透率與巖相對應關系

3.2 成巖作用

通過對該區(qū)145塊巖心和井壁取心的樣品薄片鏡下鑒定結果顯示，不同巖石類型由于屬性不同，受到的成巖作用方式也有所區(qū)別。研究區(qū)火山巖的主要成巖作用按照其對火山巖儲層的貢獻，可以分為建設性成巖作用和破壞性成巖作用。

3.3 構造作用

構造運動對火山巖儲層物性影響主要表現為：①斷裂活動使巖體內形成大量裂縫，其不僅是新的儲集空間，還可連通巖石的原生孔縫，提高巖石孔隙的連通性，同時，地下流體在形成的裂縫中運移，巖體受溶解、溶蝕等作用形成大量溶蝕孔縫，進一步改善了火山巖儲層的物性，其中，以位于構造裂縫集中區(qū)的火山巖儲層物性改善最明顯；②構造抬升使巖體處于地表或近地表環(huán)境，在風化淋濾作用下原生孔縫溶蝕擴大，孔縫連通性變好，形成優(yōu)質儲層。因此，發(fā)育在斷裂交匯部位的火山巖巖層往往具有良好的儲集能力。

4 結 論

(1) 長白坳陷白堊系火山巖儲層巖性多為火山角礫巖和凝灰?guī)r，巖相主要為爆發(fā)相，孔隙度平均為8.6%，滲透率平均為0.94×10-3μm2，多為低孔、低滲儲層。研究區(qū)火山巖的有利儲集空間主要為大量發(fā)育的次生溶蝕孔縫，儲層的儲集能力受控于裂縫的發(fā)育情況。

(2) 長白坳陷白堊系火山巖有利儲層主要發(fā)育在斷裂交匯部位、火山口—近火山口相帶中爆發(fā)相的火山碎屑巖及凝灰質砂巖巖層中。

[1] 羅靜蘭，邵紅梅，張成立.火山巖油氣藏研究方法與勘探技術綜述[J].石油學報，2003，24(1)：31-38.

[2] 文百紅，等.中國典型火山巖油氣藏地球物理特征及有利區(qū)帶預測[J].勘探技術，2006，69(4)：67-74.

[3] 鄒才能，等.中國沉積盆地火山巖油氣藏形成與分布[J].石油勘探與開發(fā)，2008，35(3)：257-271.

[4] 吉林省地質礦產局.吉林省區(qū)域地質志[M].北京：地質出版社，1989：200-350.

[5] 邵建波，畢守業(yè).吉林省東部主要北東向斷裂帶地質特征及地殼演化[J].吉林地質，1995，14(1)：35-39.

[6] 高曄，蘇立萍，王莉，等.大港探區(qū)南部油田火山巖及儲層測井識別[J].特種油氣藏，2015，22(3)：66-69.

[7] 張新榮，王東坡.火山巖油氣儲層特征淺析[J].世界地質，2001，20(3)：272-278.

[8] 陳慶春，朱東亞，胡文瑄，等.試論火山巖儲層的類型及其成因特征[J].地質論評，2003，49(3)：286-290.

[9] 朱超，等.二連盆地白堊系火山巖儲層特征及有利儲層預測[J].特種油氣藏，2013，20(2)：38-41.

[10] 孫巍，張?zhí)炀?遼河油田桃園—大平房地區(qū)火山巖儲層特征研究[J].長江大學學報(自然科學版)，2012，9(6)：31-33.

[11] 王巖泉，等.遼河盆地東部凹陷火山巖儲層特征與主控因素[J].石油學報，2013，34(5)：896-904.

[12] 唐華風，等.松遼盆地營城組火山巖儲層流動單元特征和控制因素[J].巖石學報，2010，26(1)：55-62.

[13] 侯啟軍.松遼盆地南部火山巖儲層主控因素[J].石油學報，2011，32(5)：749-756.

[14] 陳亞新，等.松遼盆地英臺斷陷營二段火山碎屑巖儲層預測技術[J].中國石油勘探，2013，18(3)：50-56.

編輯 林樹龍

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.01.007

20150617；改回日期：20151129

東北石油大學研究生創(chuàng)新科研項目“鴨綠江盆地長白坳陷油氣資源評價”(YJSCX2014-001NEPU)

吳佳憶(1988-)，女，2010年畢業(yè)于東北石油大學地球物理學專業(yè)，現為該校地質資源與地質工程專業(yè)在讀博士研究生，主要研究方向為儲層地質學與油藏描述。

TE121

A

1006-6535(2016)01-0028-05