渤海灣盆地渤中凹陷西南部變質(zhì)巖潛山裂縫型儲(chǔ)層特征及主控因素

許鵬，牛成民，李慧勇，張?chǎng)危な龉?/p>

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司， 天津 300459)

0 引言

渤海灣盆地是我國(guó)東部典型的富油型湖相盆地，油氣資源豐富，已發(fā)現(xiàn)的油田較多，但大型天然氣田鮮有發(fā)現(xiàn)，呈現(xiàn)出“油多氣少”的特征(李欣等, 2013；薛永安等, 2019)。2018年，渤海油田在渤中凹陷西南部太古宇變質(zhì)巖潛山發(fā)現(xiàn)了渤中19-6大型整裝凝析氣田，打開(kāi)了渤海灣盆地天然氣勘探全新領(lǐng)域(薛永安等, 2007，2019; 劉小平等, 2009; 鄒華耀等, 2010；李欣等, 2013; 侯明才等, 2019；謝玉洪，2020)?？碧綄?shí)踐表明，渤中19-6氣田的主要含氣層系為深埋(平均埋深約4500～5500 m)變質(zhì)巖潛山(侯明才等, 2019)，潛山內(nèi)幕裂縫帶厚度可達(dá)600～700 m，目前最深探井鉆遇太古宇儲(chǔ)層發(fā)育段近1000 m，仍見(jiàn)到較好的儲(chǔ)層，整體凈毛比超過(guò)40%。

而此前，我國(guó)東部渤海灣盆地已發(fā)現(xiàn)大民屯、興隆臺(tái)、錦州25-1南、王莊等多個(gè)變質(zhì)巖油氣藏，但其所揭示儲(chǔ)層均為潛山頂面風(fēng)化殼型，以風(fēng)化淋濾所形成的孔隙和裂縫為主要儲(chǔ)集空間，影響儲(chǔ)層發(fā)育的根本因素主要為變質(zhì)巖巖性，另外構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿侵入和大氣淡水淋濾等也具有一定控制作用(袁靜，2004；朱毅秀等，2018)。渤中19-6氣田的發(fā)現(xiàn)突破了前人對(duì)于渤海灣盆地太古界儲(chǔ)層多分布于距潛山頂面300 m以內(nèi)范圍內(nèi)的傳統(tǒng)地質(zhì)認(rèn)識(shí)。然而，對(duì)于深層變質(zhì)巖潛山內(nèi)幕儲(chǔ)層的研究程度仍然較低，對(duì)其空間分布形式(類似于沉積巖的層狀分布或傳統(tǒng)塊狀分布)、儲(chǔ)集特征及控制因素還不明確，對(duì)于優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育機(jī)理的認(rèn)識(shí)較少，尤其是其非均質(zhì)性強(qiáng)、巖性橫向變化快、裂縫結(jié)構(gòu)復(fù)雜且發(fā)育不規(guī)則，嚴(yán)重制約了深層變質(zhì)巖潛山油氣的拓展勘探。由于該區(qū)域經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，造成有效儲(chǔ)層的形成及分布規(guī)律相對(duì)復(fù)雜。在此背景下，現(xiàn)有的潛山控儲(chǔ)理論不足以支撐該區(qū)下一步精細(xì)勘探。因此，有必要進(jìn)一步厘清變質(zhì)巖潛山優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育機(jī)制。

本文基于渤中19-6構(gòu)造帶共19口探井的巖芯、壁芯、薄片、成像測(cè)井等資料的分析，結(jié)合渤中凹陷西南部潛山帶區(qū)域構(gòu)造背景，對(duì)潛山優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的發(fā)育特征進(jìn)行總結(jié)梳理，探討儲(chǔ)層發(fā)育的內(nèi)在主控因素，為后續(xù)勘探提供參考和指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

渤中19-6構(gòu)造帶位于渤海灣盆地渤中凹陷西南部，北依沙壘田凸起，南接黃河口凹陷，西抵埕北低凸起，東至渤南低凸起，東北部向渤中凹陷主洼延伸(龔再升, 2004，2010)(圖1)。其構(gòu)造背景整體表現(xiàn)為近南北向的洼中隆起帶，潛山斷裂體系發(fā)育，被近北東向郯廬斷裂西支和北西向的張蓬斷裂帶所切割(趙重遠(yuǎn), 1984)，形成多個(gè)構(gòu)造高點(diǎn)。該區(qū)潛山經(jīng)歷了印支、燕山、喜山等多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的改造，發(fā)育一系列背斜型、斷鼻型和斷塊型潛山圈閉。

圖1 渤中19-6構(gòu)造區(qū)域位置(a)及構(gòu)造簡(jiǎn)圖(b)(據(jù)侯明才等，2019修改)

渤中19-6構(gòu)造帶潛山為基底的太古宇變質(zhì)巖，是最主要的儲(chǔ)層。太古宇之上被巨厚的新生界不整合披覆。凹陷內(nèi)發(fā)育3套優(yōu)質(zhì)烴源巖，分別為古近系東三段、沙一段和沙三段。其中，沙三段烴源巖具有埋深最大、有機(jī)質(zhì)熱演化程度最高的特點(diǎn)，平均有機(jī)質(zhì)鏡質(zhì)體反射率Ro>2.0%(謝玉洪等, 2019)。

2 儲(chǔ)層特征

2.1 巖石學(xué)特征

渤中19-6構(gòu)造基底發(fā)育一套變質(zhì)巖，按成因可劃分為區(qū)域變質(zhì)巖、動(dòng)力變質(zhì)巖和混合巖三大類。區(qū)域變質(zhì)巖可進(jìn)一步細(xì)分為花崗片麻巖和變質(zhì)花崗巖類；動(dòng)力變質(zhì)巖主要為碎裂化片麻巖、碎裂巖兩類；混合巖類主要包括混合片麻巖、混合花崗巖。太古宇潛山巖性整體以變質(zhì)花崗巖為主，本節(jié)主要討論這類巖性與其對(duì)應(yīng)的常規(guī)測(cè)井曲線特征(圖2)。

潛山變質(zhì)花崗巖可細(xì)分為二長(zhǎng)花崗巖與花崗閃長(zhǎng)巖，這兩類巖石均與自然伽馬曲線有較好的耦合關(guān)系：二長(zhǎng)花崗巖的自然伽馬值在120～170 API之間，有時(shí)局部會(huì)大于170 API，一般可能為二長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖，可能由于局部的黑云母富集導(dǎo)致鉀元素含量過(guò)高。而花崗閃長(zhǎng)質(zhì)巖石其自然伽馬值在70～110 API之間，但由于花崗閃長(zhǎng)質(zhì)巖石常與二長(zhǎng)花崗質(zhì)巖石互層，導(dǎo)致其整體的API值有些偏高，有時(shí)會(huì)達(dá)到120 API左右。

潛山巖石按照其變質(zhì)程度可劃分為片麻巖類與殘余變質(zhì)巖類，片麻巖類較殘余變質(zhì)巖類暗色礦物含量更高，其色率較高，整體顏色偏深，由于其原巖為花崗質(zhì)巖石，其變形程度較弱，一般為弱片麻或塊狀構(gòu)造。這兩類巖石其與深淺側(cè)向電阻率有較好的耦合關(guān)系，其表現(xiàn)為片麻巖類一般為致密巖段，其裂縫不發(fā)育，同時(shí)具有較高的電阻率，一般大于1100 Ω·m，局部高值區(qū)可達(dá)到18000 Ω·m左右，而且曲線波動(dòng)幅度大，其深淺幅度差通常大于200 Ω·m，聲波時(shí)差曲線表現(xiàn)為箱型。而殘余變質(zhì)巖類其暗色礦物含量低，巖石力學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為脆性，受構(gòu)造應(yīng)力易產(chǎn)生裂縫，其電阻率值為中等，一般在200～800 Ω·m之間，但其曲線波動(dòng)幅度不大，深淺幅度差一般小于200 Ω·m，聲波時(shí)差曲線表現(xiàn)為鋸齒型。

另外，本區(qū)域潛山發(fā)育薄層侵入巖(2～50 m)，侵入到變質(zhì)巖中，巖性以輝綠巖、二長(zhǎng)斑巖等中基性火成巖為主，其自然伽馬值較低，一般在60 API左右，具有高密度、高中子的特點(diǎn)。

2.2 儲(chǔ)集空間特征

渤中19-6(代號(hào)：BZ19-6)太古宇變質(zhì)花崗巖潛山儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間類型可分為孔隙和裂縫兩大類(圖3)?？紫吨饕獮轱L(fēng)化淋濾造成的溶蝕孔洞(圖3a～c)。而裂縫則是主要的儲(chǔ)集空間類型，根據(jù)裂縫的成因可劃分為構(gòu)造縫和溶蝕縫兩大類；裂縫分布廣泛，多呈枝狀分布，互相切割形成網(wǎng)狀連通體系。巖芯和成像測(cè)井顯示，裂縫多以網(wǎng)狀縫和高角度剪切縫為主，局部裂縫被綠泥石、方解石或鐵質(zhì)礦物等充填；部分裂縫周圍的礦物(主要為堿性長(zhǎng)石)存在溶蝕現(xiàn)象，溶蝕孔洞呈串珠狀沿剪切裂縫分布。

圖3 渤中19-6構(gòu)造太古宇變質(zhì)巖儲(chǔ)集空間特征

2.2.1 弱溶蝕改造型裂縫

該類儲(chǔ)集空間主要為裂縫形成空隙，裂縫周圍無(wú)明顯的溶蝕改造。當(dāng)巖石中脆性礦物受到擠壓應(yīng)力時(shí)，易于形成高角度相交的共軛剪切縫，裂縫常以較密集的網(wǎng)狀裂縫形式存在(圖3d)，成為裂縫型儲(chǔ)層的最主要儲(chǔ)集空間和潛山油氣藏的運(yùn)移通道(圖3e)。根據(jù)充填現(xiàn)象可將沒(méi)有明顯溶蝕改造的裂縫分為未充填、半充填和全充填三種類型。未充填裂縫是潛山儲(chǔ)層最主要的儲(chǔ)集空間；充填—半充填縫多被方解石、鐵白云石、綠泥石等礦物所充填(圖3f)。早期形成的未充填裂縫伴隨著流體或熱液活動(dòng)影響，開(kāi)度逐漸變小至完全被充填，使得裂縫型儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能變差。若潛山的控圈斷層后期較為活躍，則充填—半充填裂縫易于再活化(圖3g)，孔隙度、滲透率能得到進(jìn)一步提升。當(dāng)變質(zhì)花崗質(zhì)巖石暗色礦物含量低于5%時(shí)，在巖石受到構(gòu)造應(yīng)力后，堿性長(zhǎng)石易于形成晶內(nèi)微裂縫(圖3h)，鏡下薄片可見(jiàn)，該類型裂縫可作為網(wǎng)狀裂縫系統(tǒng)的重要連通性通道。

2.2.2 溶蝕改造型裂縫

先存的構(gòu)造裂縫在遭受后期風(fēng)化剝蝕、淋濾和地下流體的溶蝕作用后，可造成裂縫的擴(kuò)溶現(xiàn)象，使裂縫的開(kāi)度增大從而使儲(chǔ)層物性變好。由于部分裂縫被少量方解石、綠泥石局部充填，部分斜長(zhǎng)石內(nèi)張性縫被鐵質(zhì)礦物充填后，則無(wú)法繼續(xù)溶蝕，需要構(gòu)造作用使其再次開(kāi)啟。鏡下溶蝕構(gòu)造縫多呈樹(shù)枝狀或網(wǎng)狀，開(kāi)度不一，縫寬在12～110 μm，部分裂縫寬度約0.8 mm(圖3b、i)。

2.3 儲(chǔ)層物性特征

通過(guò)對(duì)渤中19-6構(gòu)造帶19口井巖芯、壁芯常規(guī)物性分析的結(jié)果進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析可知，太古宇潛山孔隙度為0.1%～21.9%，平均5.4%，中值4.5%，滲透率0.003～614.78 mD，平均6.25 mD，中值0.17 mD。其中潛山上段(進(jìn)入潛山0～300 m范圍)孔隙度0.1%～21.9%，平均6.2%，中值5.6%，滲透率0.003～614.78 mD，平均7.41 mD，中值0.18 mD；潛山下段(潛山300～900 m范圍)孔隙度0.1%～11.4%，平均3.3%，中值2.8%，滲透率0.02～0.88 mD，平均0.09 mD，中值0.04 mD。整體屬于中—低孔、特低滲儲(chǔ)層(圖4)。

圖4 渤中19-6構(gòu)造太古宇變質(zhì)巖儲(chǔ)集層物性特征

3 潛山儲(chǔ)層分帶特征

綜合對(duì)比鉆井和地震資料，渤中19-6氣田潛山儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)垂向上可以劃分為兩個(gè)帶，即風(fēng)化裂縫帶(距離潛山頂面0～300 m范圍)和內(nèi)幕裂縫帶(距離潛山頂面300～1000 m范圍)。渤中19-6構(gòu)造風(fēng)化裂縫帶和內(nèi)幕裂縫帶在垂向結(jié)構(gòu)剖面上具有層次但又無(wú)明顯界限，該區(qū)古潛山在前新近紀(jì)曾遭受了長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕，其頂部風(fēng)化裂縫帶在各個(gè)井區(qū)普遍發(fā)育，受風(fēng)化淋濾作用影響更大，儲(chǔ)層易發(fā)育；內(nèi)幕裂縫帶的展布則具有較強(qiáng)非均質(zhì)性，受風(fēng)化淋濾作用的影響較小，其儲(chǔ)層發(fā)育程度受構(gòu)造活動(dòng)和巖性的影響較大(圖5)。

圖5 渤中19-6構(gòu)造太古宇潛山變質(zhì)巖儲(chǔ)層分帶特征

3.1 風(fēng)化裂縫帶

變質(zhì)巖潛山在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中經(jīng)歷強(qiáng)烈風(fēng)化、淋濾作用，溶蝕孔、縫均較發(fā)育，儲(chǔ)層物性較好，橫向分布穩(wěn)定，連通性好。構(gòu)造帶各鉆井揭示風(fēng)化裂縫帶厚度分布在60.5～315.9 m，平均厚度156.1 m，儲(chǔ)層厚度24.5～191.9 m，平均為92.6 m，儲(chǔ)層凈毛比33.5%～81.7%，平均為59.3%。大氣淡水的風(fēng)化淋濾作用是變質(zhì)巖潛山風(fēng)化裂縫帶儲(chǔ)層形成的主要因素，其對(duì)花崗巖潛山的改造主要體現(xiàn)在改善了巖石物性，形成了大量的次生孔隙裂縫，為變質(zhì)巖潛山提供了大量?jī)?chǔ)集空間。

太古宇潛山變質(zhì)巖風(fēng)化裂縫帶位于新生界孔店組風(fēng)化砂礫巖層之下，受構(gòu)造應(yīng)力和風(fēng)化作用共同影響，儲(chǔ)集空間類型以“孔隙—裂縫型”為主。變質(zhì)巖潛山受歷次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，裂縫本身較為發(fā)育；新生代地層沉積前，潛山頂面長(zhǎng)期暴露地表，接受長(zhǎng)時(shí)間的物理風(fēng)化、剝蝕淋濾作用，地面流體沿裂縫下滲產(chǎn)生溶蝕作用，在網(wǎng)狀縫的基礎(chǔ)上產(chǎn)生沿裂縫的擴(kuò)溶孔和粒內(nèi)溶蝕孔。裂縫也起到了相互溝通的作用，儲(chǔ)集空間連通性較好。掃描電鏡分析顯示，長(zhǎng)石顆粒沿微縫、解理面溶蝕強(qiáng)烈，發(fā)育溶蝕孔隙和喉道，部分孔隙和裂縫填充了高嶺石、伊利石、伊蒙混層等黏土礦物、鐵白云石、方解石等碳酸鹽類礦物和石英、黃鐵礦、菱鐵礦等自生礦物。風(fēng)化裂縫帶“孔隙—裂縫型”儲(chǔ)層在常規(guī)測(cè)井曲線上表現(xiàn)為電阻率值低，中子—密度曲線較基質(zhì)背景有明顯的孔隙特征，其中聲波曲線有增大趨勢(shì)?？紫丁芽p型儲(chǔ)層常規(guī)測(cè)井曲線表現(xiàn)為電阻率值略高，中子—密度曲線較基質(zhì)背景有明顯的孔隙特征，聲波時(shí)差曲線增大(圖5)。

3.2 內(nèi)幕裂縫帶

BZ19-6構(gòu)造帶鉆至潛山內(nèi)幕共11口井，揭示內(nèi)幕裂縫帶厚度分布在37.6～740.2 m，平均301.2 m，其中儲(chǔ)層厚度5.0～255.8 m，平均68.5 m，凈毛比0.6%～34.7%，平均為22.7%。儲(chǔ)層發(fā)育程度較上部風(fēng)化裂縫帶較差，凈毛比降低。垂向上，由于距離潛山頂面較遠(yuǎn)(>300 m)，內(nèi)幕裂縫帶接受的風(fēng)化淋濾作用減弱，沿裂縫的溶蝕擴(kuò)大的孔洞欠發(fā)育，主要儲(chǔ)集空間為多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制下形成的各種裂縫，主要發(fā)育“裂縫型”儲(chǔ)層。潛山內(nèi)幕致密夾層較多，部分裂縫被碳酸鹽礦物充填。裂縫型儲(chǔ)層常規(guī)測(cè)井曲線表現(xiàn)為電阻率值較高，有一定的“刺刀狀”，孔隙度、滲透率曲線反映物性整體較差，但存在局部高值區(qū)(圖5)。

4 儲(chǔ)層發(fā)育主控因素

4.1 裂縫主要成因機(jī)制

影響儲(chǔ)層裂縫發(fā)育程度的因素比較多，通過(guò)對(duì)潛山儲(chǔ)層裂縫的不同成因機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，巖性(礦物)組合及多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是渤海海域太古宇變質(zhì)巖潛山裂縫發(fā)育的主要控制因素。

4.1.1 巖礦組合對(duì)裂縫發(fā)育的影響

在構(gòu)造變形幅度較大的巖層中，不同的構(gòu)造位置決定了裂縫密度發(fā)育的差異性(羅世偉, 2019; 萬(wàn)遠(yuǎn)飛等, 2021)，巖性是控制巖層裂縫密度發(fā)育的重要因素(鄒才能等, 2015)?；◢忛W長(zhǎng)質(zhì)片麻巖、變質(zhì)花崗閃長(zhǎng)巖及變質(zhì)二長(zhǎng)花崗巖是渤海海域的主要變質(zhì)巖類型，其中，不同的造巖礦物直接影響到巖石的成縫能力。渤海海域太古宇潛山變質(zhì)巖多以脆性礦物含量較高的淺色礦物組成，鑄體薄片分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)，變質(zhì)巖中長(zhǎng)石+石英百分含量在20.0%～100.0%，平均為91%，云母和角閃石礦物百分含量主要分布在5%～15%，平均為9%，在構(gòu)造應(yīng)力作用下有利于形成良好的儲(chǔ)集體。薄片中常見(jiàn)堿性長(zhǎng)石發(fā)育粒內(nèi)裂縫，斜長(zhǎng)石中則相對(duì)較少。在變質(zhì)花崗閃長(zhǎng)巖與變質(zhì)二長(zhǎng)花崗巖體集中發(fā)育的巖性帶中，裂縫相對(duì)更發(fā)育，儲(chǔ)層較為破碎。由于長(zhǎng)石易形成節(jié)理縫，結(jié)合地層水滲流作用，晶體構(gòu)造縫隙和原生的晶間縫發(fā)生溶蝕、風(fēng)化淋濾作用。而石英對(duì)比長(zhǎng)石較為穩(wěn)定，不易蝕變(湯建榮等, 2016; 劉小洪等, 2019)，但在應(yīng)力作用下易發(fā)生破裂形成構(gòu)造縫。但短柱狀或粒狀習(xí)性的暗色礦物和片狀云母則相對(duì)難于破裂，不易形成好的儲(chǔ)集體，說(shuō)明淺色礦物含量高的二長(zhǎng)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖最易于形成裂縫。

結(jié)合巖石力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，制作力學(xué)三軸抗壓強(qiáng)度柱狀圖(圖6)，綜合柱狀圖與數(shù)據(jù)得到暗色礦物與三軸破壞強(qiáng)度關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在相同巖性條件下，抗壓強(qiáng)度會(huì)隨著深度的增加而增強(qiáng)，從而導(dǎo)致較淺部位更容易產(chǎn)生裂縫；而相同深度下暗色礦物含量高的巖石抗壓強(qiáng)度更高，不易產(chǎn)生裂縫。這論證了巖性影響了裂縫發(fā)育，即暗色礦物含量較少的巖石其造縫能力較強(qiáng)。

圖6 渤中19-6構(gòu)造區(qū)三軸抗壓強(qiáng)度柱狀圖

4.1.2 多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)裂縫發(fā)育的影響

對(duì)于致密的變質(zhì)巖，在暴露期大氣淡水的風(fēng)化淋濾作用影響有限，難以對(duì)深部潛山內(nèi)幕(距離潛山面300 m以下)的變質(zhì)巖進(jìn)行有效改造。因此，潛山內(nèi)幕裂縫型儲(chǔ)層的形成主要因素是內(nèi)幕裂縫能夠成為大氣淡水往深部基巖滲濾拓展的通道(于海波等, 2015; 楊一珉等, 2020；侯明才等, 2021)，從而發(fā)生進(jìn)一步的擴(kuò)溶。印支期、燕山期、喜山期三期重要構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造應(yīng)力疊加是渤中19-6潛山形成高密度裂縫發(fā)育的基礎(chǔ)(趙重遠(yuǎn), 1984)。通過(guò)對(duì)研究區(qū)多口鉆井的成像測(cè)井進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)幕裂縫型或溶蝕孔隙—裂縫型儲(chǔ)層的發(fā)育規(guī)模與分布受控于多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的疊加作用，三組方向裂縫分別對(duì)應(yīng)三期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。裂縫性質(zhì)、走向和傾角統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：北東、東西向裂縫以中高角度為主，北西向裂縫以中低角度為主(圖7)。通過(guò)研究區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析可知，北西方向低角度裂縫，為走滑斷裂轉(zhuǎn)彎部位所形成，處在擠壓應(yīng)力場(chǎng)中，裂縫多為閉合無(wú)效裂縫，而北東向裂縫多處在拉張應(yīng)力下，因此多為張開(kāi)有效裂縫。結(jié)合研究區(qū)構(gòu)造演化過(guò)程與裂縫發(fā)育關(guān)系可知，印支期的大規(guī)模近南北向擠壓造山運(yùn)動(dòng)是太古宇潛山內(nèi)幕所有裂縫的主要形成時(shí)期，燕山期的多次隆升與反轉(zhuǎn)在此基礎(chǔ)上主要起到疊加改造作用，其走滑應(yīng)變較強(qiáng)，產(chǎn)生了一系列共軛剪切縫，喜山期主要起到了先存裂縫再活化的作用(萬(wàn)遠(yuǎn)飛等, 2021)，對(duì)裂縫有效性起到了較強(qiáng)的控制的作用。

圖7 渤中19-6構(gòu)造區(qū)構(gòu)造活動(dòng)對(duì)太古宇潛山構(gòu)造控制作用

4.2 太古宇潛山變質(zhì)巖成儲(chǔ)模式

渤中19-6構(gòu)造的巖性復(fù)雜，影響到了儲(chǔ)層的分布，同時(shí)，研究區(qū)太古宇潛山儲(chǔ)集層垂向發(fā)育規(guī)律明顯，整體呈現(xiàn)為風(fēng)化裂縫帶和內(nèi)幕裂縫帶兩層的發(fā)育模式。其中風(fēng)化作用和構(gòu)造裂縫共同控制了風(fēng)化裂縫帶儲(chǔ)層的發(fā)育，裂縫發(fā)育程度較高，巖性較全，形成多套碎裂帶組成的立體空間網(wǎng)狀裂縫體系。

內(nèi)幕型裂縫儲(chǔ)層主要受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的斷裂發(fā)育控制，在相同構(gòu)造應(yīng)力條件下，脆性礦物高而暗色礦物少的層位有利于形成碎裂帶。渤中19-6構(gòu)造位于渤海郯廬西支走滑斷裂帶上，自中生代以來(lái)經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成了復(fù)雜的斷裂體系與應(yīng)力場(chǎng)展布。其整體位于印支期擠壓背斜構(gòu)造內(nèi)，鄰近走滑斷裂帶，為典型的擠壓背景，已鉆井揭示暗色礦物含量低的長(zhǎng)英質(zhì)巖石發(fā)育，易于破碎，是內(nèi)幕裂縫型儲(chǔ)層的有利發(fā)育區(qū)。

渤中19-6構(gòu)造太古宇變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層垂向展布特征明顯，多期構(gòu)造應(yīng)力的疊加使渤中19-6潛山形成風(fēng)化裂縫帶+內(nèi)幕裂縫帶的立體網(wǎng)狀儲(chǔ)集體系，頂部風(fēng)化裂縫帶受控于沿?cái)嗔训娘L(fēng)化淋濾作用，容易形成良好的儲(chǔ)層，深部?jī)?nèi)幕裂縫帶在巖性與多期構(gòu)造活動(dòng)的影響下，儲(chǔ)層規(guī)模較大，形成太古宇深埋潛山“優(yōu)勢(shì)巖性—多期裂縫”的耦合控儲(chǔ)機(jī)制。

5 結(jié)論

(1)渤中19-6氣田太古宇潛山巖性以二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖以及部分后期侵入體為主；儲(chǔ)集空間以構(gòu)造裂縫為主，包括剪切縫、充填—半充填縫、構(gòu)造溶蝕縫；研究區(qū)物性統(tǒng)計(jì)表明該區(qū)儲(chǔ)層屬于中—低孔、特低滲儲(chǔ)層。

(2)長(zhǎng)時(shí)間暴露的大氣淡水淋濾溶蝕，使得富含長(zhǎng)英質(zhì)礦物的潛山變質(zhì)巖易于溶蝕，風(fēng)化淋濾作用影響風(fēng)化裂縫帶儲(chǔ)層發(fā)育，改變了巖石的物理化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)也改善了巖石物性，形成了大量的次生孔隙裂縫，為變質(zhì)巖潛山提供了大量?jī)?chǔ)集空間。

(3)相同應(yīng)力體系下，暗色礦物含量較低的巖石更容易發(fā)育裂縫，多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的擠壓作用是形成構(gòu)造裂縫的基礎(chǔ)，印支期、燕山強(qiáng)烈的擠壓造山運(yùn)動(dòng)是規(guī)模性裂縫型儲(chǔ)層發(fā)育的基礎(chǔ)，喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使部分裂縫晚期再活化形成有效裂縫，多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是內(nèi)幕裂縫帶儲(chǔ)層發(fā)育的有利條件。

(4)研究區(qū)儲(chǔ)層發(fā)育模式(圖8)受控于“優(yōu)勢(shì)巖性—多期裂縫”耦合控儲(chǔ)機(jī)制，風(fēng)化淋濾作用和斷裂體系相互疊加形成優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層發(fā)育帶，多期構(gòu)造應(yīng)力的疊加使渤中19-6潛山內(nèi)幕裂縫帶形成規(guī)模型儲(chǔ)層，風(fēng)化裂縫帶與內(nèi)幕裂縫帶的結(jié)合使太古宇儲(chǔ)層發(fā)育段最厚可達(dá)1000 m。

圖8 渤中19-6構(gòu)造區(qū)裂縫型儲(chǔ)層發(fā)育模式