臨河坳陷變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層形成控制因素及特征

胡晨光,潘勇利,周鑫宇,陳洪芝,黃強(qiáng)基,梁 駿,薛 輝

(中國(guó)石油華北油田分公司 勘探開發(fā)研究院,河北 任丘 062552)

引 言

變質(zhì)巖潛山作為國(guó)內(nèi)外油氣勘探的重要領(lǐng)域之一[1-2],在俄羅斯西西伯利亞盆地、委內(nèi)瑞拉馬拉開波盆地、乍得 Bongor 盆地,以及我國(guó)渤海灣盆地、松遼盆地變質(zhì)巖潛山中均發(fā)現(xiàn)規(guī)模油氣儲(chǔ)量[3-7],顯示出巨大的勘探潛力。2020年以來(lái),華北油田公司在河套盆地臨河坳陷變質(zhì)巖潛山構(gòu)造帶上部署JHZK2井、JHZK7井、JH2x井3 口探井,均獲得高產(chǎn)工業(yè)油氣流,但后續(xù)鉆井發(fā)現(xiàn)含油氣性不一、井間油氣產(chǎn)量差異大、油水矛盾突出等問(wèn)題[8],嚴(yán)重制約該區(qū)變質(zhì)巖潛山的勘探開發(fā)工作。生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí),臨河坳陷變質(zhì)巖潛山經(jīng)歷長(zhǎng)期的變質(zhì)作用、風(fēng)化淋濾作用和多期次構(gòu)造作用,導(dǎo)致潛山儲(chǔ)層巖性多樣、儲(chǔ)集空間復(fù)雜、非均質(zhì)性強(qiáng)[9],前人對(duì)該區(qū)變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層特征及主控因素的研究較少,難以滿足下一步勘探開發(fā)要求。因此,本文在充分利用巖心、薄片、物性、壓汞等資料的基礎(chǔ)上,對(duì)變質(zhì)巖潛山巖性、儲(chǔ)集空間、孔喉結(jié)構(gòu)和物性進(jìn)行分析,探討優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的控制因素,總結(jié)變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層發(fā)育模式,以期為該區(qū)下一步變質(zhì)巖潛山勘探開發(fā)提供地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

臨河坳陷構(gòu)造上位于河套盆地西南部[10-11],整體沿狼山山前斷裂呈北東—南西向展布,具北深南淺、西低東高的不對(duì)稱箕狀構(gòu)造格局。研究區(qū)變質(zhì)巖潛山是在古元古界—太古界變質(zhì)結(jié)晶基底上發(fā)育起來(lái)的斷背斜構(gòu)造(圖1),受多幕裂陷及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的復(fù)合疊加,區(qū)內(nèi)斷裂系統(tǒng)發(fā)育,主要發(fā)育北東向與近東西向兩組斷裂。在古生代—侏羅紀(jì),研究區(qū)基本處于隆起狀態(tài)[12],經(jīng)歷長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕和沉積間斷,發(fā)育區(qū)域性不整合面,下白堊統(tǒng)固陽(yáng)組地層直接覆蓋在前寒武系烏拉山群組變質(zhì)巖上[13],后期受始新世—上新世構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響,研究區(qū)變質(zhì)巖潛山與東北向生烴洼槽直接對(duì)接,致使白堊系固陽(yáng)組、古近系臨河組2套咸水湖相烴源巖生成的油氣可直接向潛山構(gòu)造高部位運(yùn)移輸導(dǎo),潛山頂部源儲(chǔ)配置優(yōu)越,是油氣勘探的有利目標(biāo)。臨河坳陷變質(zhì)巖潛山埋藏淺,平均深度1 500 m,地層傾角較大,平均傾角29°,潛山頂部風(fēng)化淋濾嚴(yán)重,發(fā)育裂縫型和溶蝕型兩類儲(chǔ)層,是研究區(qū)主要的油氣生產(chǎn)層段。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨暗貙又鶢钍疽鈭DFig.1 Tectonic unit division and stratigraphic histogram of the study area

2 儲(chǔ)層特征

2.1 巖石學(xué)特征

通過(guò)巖心觀察、薄片鑒定、分析化驗(yàn)等資料認(rèn)為研究區(qū)變質(zhì)巖潛山巖性復(fù)雜多樣,可見(jiàn)區(qū)域變質(zhì)作用、動(dòng)力變質(zhì)作用與混合變質(zhì)作用形成的片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、碎裂巖、糜棱巖、混合片麻巖和混合花崗巖6類巖石。

片麻巖。分布較廣,各井普遍鉆遇,單層厚度300～500 m,根據(jù)斜長(zhǎng)石比率和暗色礦物含量又可分為斜長(zhǎng)片麻巖和二長(zhǎng)片麻巖2類,主要礦物成分為長(zhǎng)石、石英、云母和角閃石,灰色或灰白色,常見(jiàn)弱片麻狀—片麻狀構(gòu)造及中—粗粒、片狀—粒狀變晶結(jié)構(gòu)(圖2(a)),薄片下巖石礦物晶粒較粗,見(jiàn)顆粒碎裂、交代和黑云母發(fā)生綠泥石化等現(xiàn)象。

圖2 臨河坳陷變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層巖石學(xué)特征Fig.2 Petrological characteristics of metamorphic rocks in Lihe Depression

斜長(zhǎng)角閃巖。單層厚度較薄,一般為 10～50 m,主要礦物成分為角閃石、斜長(zhǎng)石和石英,灰黑色,巖性致密堅(jiān)硬,見(jiàn)塊狀構(gòu)造和鱗片柱狀—粒狀變晶結(jié)構(gòu),巖心見(jiàn)角閃石等暗色礦物呈透鏡狀、層狀、條帶狀分布(圖2(b)),鏡下角閃石呈棕色、綠色,他形粒狀、柱狀,粒徑0.2～1.0 mm,顆粒邊界不規(guī)則,見(jiàn)重結(jié)晶和綠泥石化現(xiàn)象。

碎裂巖。為研究區(qū)動(dòng)力變質(zhì)巖主要類型,分布局限,集中發(fā)育在HZK1井區(qū),該區(qū)靠近狼山斷裂破碎帶。碎裂巖主要成分為石英和長(zhǎng)石,含少量黑云母,灰色、灰黑色,見(jiàn)塊狀構(gòu)造和碎裂結(jié)構(gòu)(圖2(c)),巖石遭受不同程度的破碎及變形作用,主要為碎裂化程度較高的碎斑巖、碎裂化片麻巖和碎裂化混合花崗巖,鏡下巖石顆粒受擠壓破碎,發(fā)生彎曲、折斷、錯(cuò)動(dòng),見(jiàn)波狀消光特征,碎裂巖構(gòu)造縫發(fā)育,部分被少量磨細(xì)礦物填充或被次生絹云母、綠泥石、方解石及鐵質(zhì)等充填。

糜棱巖。在變質(zhì)巖潛山中較為常見(jiàn),主要成分為長(zhǎng)石、石英和白云母,灰白色,見(jiàn)糜棱結(jié)構(gòu)、片狀—粒狀變晶結(jié)構(gòu)和葉理構(gòu)造,巖心上見(jiàn)礦物成分、顏色不同的紋理,條帶或透鏡狀分布(圖2(d)),鏡下觀察原巖結(jié)構(gòu)多被擠壓破壞,粒徑較小,0.1～0.2 mm,碎斑礦物中的石英多具微定向性和波狀消光的特點(diǎn)。

混合片麻巖和混合花崗巖?；旌掀閹r混合作用強(qiáng)烈,主要成分為石英、斜長(zhǎng)石、堿性長(zhǎng)石和黑云母,灰色或灰白色,暗色組分定向排列,見(jiàn)鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)、片麻構(gòu)造和條帶狀構(gòu)造(圖2(e));混合花崗巖混合巖化作用最強(qiáng),堿性長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英等淺色礦物體積分?jǐn)?shù)高,黑云母等暗色礦物體積分?jǐn)?shù)低,呈淺灰、淡紅色,巖石成分、顏色分布均勻(圖2(f)),局部見(jiàn)少量殘留體和不易變化的暗色礦物,鏡下晶粒大小相差懸殊,淺色和暗色礦物分布不均。

2.2 儲(chǔ)集空間特征

臨河坳陷變質(zhì)巖潛山經(jīng)歷長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕、淡水淋濾和構(gòu)造破碎作用的改造,造成儲(chǔ)集空間類型多樣,根據(jù)巖心觀察、薄片鑒定及成像測(cè)井資料,認(rèn)為研究區(qū)變質(zhì)巖潛山主要發(fā)育孔隙和裂縫兩大類儲(chǔ)集空間?？紫吨饕獮轱L(fēng)化淋濾和溶蝕作用形成的次生孔隙,其次為碎裂粒間孔。裂縫包括構(gòu)造縫、溶蝕縫和微裂縫。

2.2.1 孔隙

風(fēng)化淋濾溶蝕孔。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致潛山抬升,暴露地表,接受長(zhǎng)期的風(fēng)化淋濾作用,在潛山頂面形成大量風(fēng)化淋濾溶蝕孔,孔隙大小不等,常呈串珠狀分布(圖3(a)),邊緣似港灣,溶蝕孔受巖性控制明顯,多具有選擇性,常見(jiàn)長(zhǎng)石粒內(nèi)溶孔、高嶺石粒間溶孔、綠泥石粒內(nèi)溶孔等,巖心上見(jiàn)各種形態(tài)的溶蝕孔洞,常與裂縫組合發(fā)育,是變質(zhì)巖潛山主要的儲(chǔ)集空間類型。

碎裂粒間孔。碎裂粒間孔是巖石破碎后在礦物和巖石碎塊間形成的孔隙,多發(fā)育在變質(zhì)巖潛山頂部風(fēng)化破碎帶,碎裂粒間孔孔隙細(xì)小,呈條帶狀聚集分布(圖3(b)),常組合發(fā)育形成破碎縫,縫窄而短,縫面光滑。

2.2.2 裂縫

研究區(qū)變質(zhì)巖潛山受多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的擠壓和剪切作用[14-15],潛山內(nèi)部裂縫發(fā)育,可分為宏觀裂縫和微觀裂縫。宏觀裂縫主要為構(gòu)造縫和溶蝕縫。構(gòu)造縫是在構(gòu)造應(yīng)力作用下形成的縫隙。巖心顯示研究區(qū)構(gòu)造縫以高角度縫為主,占裂縫總數(shù)的65%以上,裂縫傾角60°～90°,延伸長(zhǎng)度20～50 cm,縫寬0.1～0.3 cm,裂縫面一般較平直,常成組出現(xiàn),產(chǎn)狀及展布形態(tài)相似,見(jiàn)泥質(zhì)和方解石等礦物填充或半填充(圖3(c))。成像測(cè)井圖上裂縫為北東—南西走向,表現(xiàn)為深色(黑色)的正弦條帶。溶蝕縫沿構(gòu)造縫溶蝕形成。巖心顯示裂縫面凸凹不平,邊緣呈鋸齒狀(圖2(d))。鏡下觀察溶蝕縫多呈樹枝狀、網(wǎng)狀(圖3(d)),縱橫交錯(cuò),常與溶蝕孔洞組合發(fā)育,有效性好。溶蝕縫在變質(zhì)巖潛山中分布不均勻,在頂面集中發(fā)育,具較好的溝通作用,可大幅提高儲(chǔ)層的滲透性。

研究區(qū)微觀裂縫發(fā)育,主要為粒內(nèi)縫和穿?？p。粒內(nèi)縫發(fā)育在礦物顆粒內(nèi),縱橫交錯(cuò),密如蛛網(wǎng)(圖3(e)),無(wú)規(guī)律性,縫寬較小,一般小于10 μm,延伸長(zhǎng)度小,小于10 mm。穿粒縫可切穿數(shù)個(gè)礦物顆粒,延伸較長(zhǎng),呈平行狀密集分布(圖3(f)),規(guī)模較大,長(zhǎng)度可達(dá)50 mm,縫寬約20 μm。薄片觀察發(fā)現(xiàn),研究區(qū)微觀裂縫縫寬較窄,多被方解石(或泥質(zhì))填充或半填充。該類裂縫儲(chǔ)集性能較差,對(duì)儲(chǔ)滲能力改善有限。

2.3 孔隙結(jié)構(gòu)特征

對(duì)研究區(qū)變質(zhì)巖潛山5口井35塊壓汞樣品數(shù)據(jù)和18塊核磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,認(rèn)為研究區(qū)孔隙結(jié)構(gòu)整體較差,可識(shí)別劃分出中孔細(xì)喉型(Ⅰ類)、小孔細(xì)-微喉型(Ⅱ類)、微孔微喉型(Ⅲ類)3類(圖4、表1)。

表1 臨河坳陷變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)分類Tab.1 Classification of pore throat structure of metamorphic buried-hill reservoirs in Lihe Depression

2.3.1 中孔細(xì)喉型

該類儲(chǔ)層壓汞曲線具有較寬緩的平臺(tái)(圖4(a)),孔喉半徑直方圖呈單峰偏粗態(tài)型,分選好至中等,排驅(qū)壓力和中值壓力低,分別為0.7 MPa和8.98 MPa,以中孔細(xì)喉為主,吼道中值半徑0.44 μm,最大進(jìn)汞飽和度71.71%,退汞效率52.08%。核磁測(cè)量的可動(dòng)流體飽和度較高,一般大于60%,T2截止值較大(圖4(b)),大于10 ms。中孔細(xì)喉型儲(chǔ)層物性相對(duì)較好,平均孔隙度為2.75%,平均滲透率為0.83×10-3μm2,主要分布在潛山頂面的碎裂巖和糜棱巖中,儲(chǔ)集空間以風(fēng)化淋濾溶蝕孔和溶蝕裂縫為主,孔喉連通性較好。

2.3.2 小孔細(xì)-微喉型

該類儲(chǔ)層壓汞曲線呈略向右凸的陡坡?tīng)?圖4(a)),孔喉半徑直方圖呈雙峰偏細(xì)態(tài)型,排驅(qū)壓力和中值壓力較高,分別為3.57 MPa和15.83 MPa,以小孔細(xì)-微喉為主?？紫额愋鸵蚤L(zhǎng)石粒內(nèi)溶蝕孔為主,少量粒間孔和基質(zhì)孔,喉道類型主要是片狀喉道,少量縮頸喉道和彎片狀喉道,最大進(jìn)汞飽和度45.84%,退汞效率30.72%。核磁測(cè)量可動(dòng)流體飽和度主要分布在40%～60%,T2截止值較小(圖4(b))。小孔細(xì)-微喉型儲(chǔ)層物性較差,孔隙度為1.23%,平均滲透率為0.34×10-3μm2,主要發(fā)育在片麻巖和斜長(zhǎng)角閃巖中,該類型儲(chǔ)層在研究區(qū)廣泛發(fā)育,儲(chǔ)滲能力較差。

2.3.3 微孔微喉型

該類儲(chǔ)層壓汞曲線呈向右上凸的斜坡?tīng)?遠(yuǎn)離橫坐標(biāo)(圖4(a)),孔喉半徑直方圖呈單峰偏細(xì)態(tài)型,排驅(qū)壓力和中值壓力高,分別為5.25 MPa和22.40 MPa,以微孔微喉為主,孔隙主要為基質(zhì)孔,少量粒內(nèi)溶孔,且多被方解石、白云石、泥質(zhì)填充,喉道主要為彎片狀,少量片狀喉道,最大進(jìn)汞飽和度僅為16.05%,退汞效率23.57%。核磁測(cè)量可動(dòng)流體飽和度小于40%,T2截止值小于1 ms(圖4(b))。該類儲(chǔ)層多為差儲(chǔ)層或無(wú)效儲(chǔ)層,孔隙度0.4%,滲透率0.02×10-3μm2,主要發(fā)育在混合花崗巖和混合片麻巖中,儲(chǔ)集空間狹小,孔喉連通性差,基本不具備儲(chǔ)集能力。

2.4 物性特征

統(tǒng)計(jì)研究區(qū)3口井1 170塊樣品物性數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層物性較差,孔隙度分布在0.1%～14.2%(圖5),平均孔隙度2.8%;滲透率分布在(0.01～58.6)×10-3μm2,平均滲透率1.65×10-3μm2。其中孔隙度集中分布在1%～4%,約占樣本的54.6%,滲透率集中分布在(0.01～0.5)×10-3μm2,約占樣本的65.2%,反映變質(zhì)巖潛山整體具有低孔低滲特點(diǎn),同時(shí)由于裂縫和溶蝕孔洞的發(fā)育,發(fā)育少量高孔隙度和高滲透率儲(chǔ)層。

圖5 臨河坳陷變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層孔隙度和滲透率分布Fig.5 Distribution characteristics of porosity and permeability of metamorphic buried-hill reservoirs in Lihe Depression

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層物性縱向差異明顯(圖6),潛山頂面為風(fēng)化淋濾帶,巖石破碎、疏松,發(fā)育不規(guī)則網(wǎng)狀裂縫、破碎粒間孔及溶蝕孔,孔縫連通性好,多為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層,平均孔隙度3.5%,平均滲透率4.7×10-3μm2,在常規(guī)測(cè)井曲線上表現(xiàn)為較高自然伽瑪、高聲波時(shí)差、高補(bǔ)償中子、低電阻率等特點(diǎn)。往下為內(nèi)幕裂縫帶,該區(qū)“枝狀”裂縫發(fā)育,特別是在深大斷層附近裂縫發(fā)育程度較高,儲(chǔ)集空間以裂縫和溶蝕孔隙為主,內(nèi)幕裂縫帶、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層受斷裂(裂縫)控制明顯,裂縫發(fā)育程度越高,儲(chǔ)層物性越好,優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層多分布在局部裂縫發(fā)育區(qū)域,該區(qū)平均孔隙度為2.1%,平均滲透率為0.75×10-3μm2。最下部為基巖帶,該區(qū)埋深較大,巖性致密,裂縫不發(fā)育,風(fēng)化和構(gòu)造破碎作用弱,以非儲(chǔ)集層為主,平均孔隙度0.24%,平均滲透率0.02×10-3μm2。

圖6 JK1-73井變質(zhì)巖儲(chǔ)層縱向特征Fig.6 Vertical characteristics of metamorphic reservoirs in well JK1-73

3 儲(chǔ)層發(fā)育控制因素

3.1 巖性

巖性是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的基礎(chǔ)[16],不同的巖性具有不同的礦物成分、含量、硬度、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等[17],導(dǎo)致變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層具有不同的儲(chǔ)集空間和物性特征。分析認(rèn)為研究區(qū)巖性對(duì)儲(chǔ)層的控制作用主要體現(xiàn)在礦物成分和巖石結(jié)構(gòu)上。

3.1.1 礦物成分

礦物成分與儲(chǔ)層發(fā)育程度關(guān)系密切[18],礦物成分的不同導(dǎo)致變質(zhì)巖破碎程度和風(fēng)化溶蝕作用的差異,進(jìn)而影響儲(chǔ)層的發(fā)育程度。巖石薄片鑒定發(fā)現(xiàn),研究區(qū)變質(zhì)巖潛山造巖礦物主要由淺色礦物(長(zhǎng)石、石英)和暗色礦物(角閃石、黑云母)組成,石英、長(zhǎng)石等淺色礦物體積分?jǐn)?shù)越高,巖石脆性越強(qiáng),越容易形成裂縫,且越不易被充填,也越有利于風(fēng)化溶蝕作用發(fā)生,溶蝕孔縫也越發(fā)育,多形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。如研究區(qū)碎裂巖和混合花崗巖中淺色礦物成分體積分?jǐn)?shù)最高(圖7(a)),集中分布在85%～95%,巖石性脆,裂縫發(fā)育程度最高,物性最好,薄片觀察粒間縫、構(gòu)造縫、溶蝕縫發(fā)育,平均孔隙度2.81%,為研究區(qū)最有利的巖石類型。對(duì)比發(fā)現(xiàn),隨著淺色礦物體積分?jǐn)?shù)的減少,云母礦物體積分?jǐn)?shù)增加,增強(qiáng)了變質(zhì)巖的韌性和塑性,很難發(fā)生大規(guī)模碎裂[19],裂縫不發(fā)育,即便形成少量裂縫也多被方解石和綠泥石等充填,有效性差,形成儲(chǔ)層難度大,如斜長(zhǎng)角閃巖中角閃石體積分?jǐn)?shù)高,主要分布在60%～75%,平均68%,巖心觀察發(fā)現(xiàn)該類巖性致密,裂縫不發(fā)育,測(cè)井平均孔隙度為0.54%,平均滲透率0.05×10-3μm2,為非有效儲(chǔ)層。

在相同的應(yīng)力條件下,巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造控制儲(chǔ)層的發(fā)育和分布。巖心觀察發(fā)現(xiàn)研究區(qū)變質(zhì)巖具有塊狀、片麻狀、條帶狀3類結(jié)構(gòu)。具塊狀結(jié)構(gòu)的變質(zhì)巖巖性均一,在構(gòu)造應(yīng)力作用下,巖石容易發(fā)生破裂,裂縫比較發(fā)育,儲(chǔ)集性能較好(圖7(b)),儲(chǔ)層分布較為均勻。具有片麻狀、條帶狀等不均一結(jié)構(gòu)的巖石,在應(yīng)力作用下,容易發(fā)生塑性變形,將應(yīng)力消減,不易產(chǎn)生裂縫,即便形成裂縫,多在巖石內(nèi)部晶粒強(qiáng)度最弱部位產(chǎn)生[20],裂縫分布不均勻,有效性差。巖石中礦物的結(jié)晶程度和均勻程度對(duì)儲(chǔ)層也有一定的影響,如糜棱巖中暗色礦物在巖石中分布均勻,晶粒細(xì)小,結(jié)晶程度高,在相同應(yīng)力作用下易發(fā)生破碎形成裂縫,也有利于后期溶蝕作用的發(fā)生,多形成有效儲(chǔ)層,而角閃巖中暗色礦物分布不均,多呈斑塊狀(圖2(b)),礦物結(jié)晶程度也較差,裂縫不發(fā)育,多為非儲(chǔ)層。

3.2 溶蝕作用

溶蝕作用是改善儲(chǔ)層物性的重要建設(shè)性成巖作用,對(duì)變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層控制作用明顯[21]。研究區(qū)變質(zhì)巖潛山經(jīng)歷多期次構(gòu)造隆升,長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕和淡水淋濾,造成抗風(fēng)化能力差的長(zhǎng)石類變質(zhì)巖石破碎程度高,裂縫發(fā)育,最終形成大量的溶蝕孔縫。結(jié)合測(cè)井及地震資料,發(fā)現(xiàn)研究區(qū)溶蝕作用具有分帶性特點(diǎn),在潛山頂部發(fā)育風(fēng)化淋濾帶(圖6),該區(qū)長(zhǎng)期暴露剝蝕,接受風(fēng)化淋濾溶蝕作用,特別是在潛山頂面溶蝕孔洞、粒內(nèi)(間)溶孔、溶蝕縫普遍發(fā)育,該區(qū)放空擴(kuò)徑段長(zhǎng),鉆井液漏失量大,為主要的油氣生產(chǎn)層段,如JHZK7井,在距離潛山頂面80 m處,泥漿漏失0.35 m3,在428.20～456.40 m取芯,巖心破碎,收獲率65.4%,巖心觀察發(fā)現(xiàn)高角度溶蝕縫發(fā)育,縱橫交錯(cuò),在該層段試油,日產(chǎn)油27.84 t,說(shuō)明溶蝕作用對(duì)形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集空間、改善儲(chǔ)層物性具有重要的控制作用。

除風(fēng)化淋濾帶外,在斷層附近發(fā)育的裂隙溶蝕帶也是有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū),斷層起到供(泄)水通道作用[22],加快了大氣淡水的溶蝕,且斷距越大,裂隙溶蝕帶寬度也越大,優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布范圍也越廣,如研究區(qū)東部?jī)?yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育,該區(qū)靠近深大斷層,溶蝕帶寬度約200 m,而研究區(qū)西部斷層斷距小,斷裂溶蝕帶平均50 m,有利儲(chǔ)層分布范圍小。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),越靠近斷層,裂縫發(fā)育程度越高,溶蝕作用可以沿著早期形成的裂縫進(jìn)行,進(jìn)一步增大裂縫的開度,使部分失去儲(chǔ)集性能的充填—半充填縫又具備儲(chǔ)集能力,改善變質(zhì)巖的儲(chǔ)層性能。如JHZK2井,距離斷層30 m處,鉆具放空0.15 m,巖心及薄片觀察到儲(chǔ)集空間以溶蝕孔隙和溶蝕縫為主,在447.86～600.00 m試油,獲日產(chǎn)油21.59 t,日產(chǎn)水3.13 t,而遠(yuǎn)離斷層帶的JH1-125井無(wú)鉆具放空現(xiàn)象,巖心觀察裂縫多被填充,有效性差,試油為干層。

3.3 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是變質(zhì)巖潛山形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的又一重要因素[23],對(duì)儲(chǔ)集性能的改善主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使巖石和礦物發(fā)生不同程度的破碎,形成大量的構(gòu)造裂縫,溝通原生及次生孔隙,改善儲(chǔ)集條件,提高滲透能力。研究區(qū)高角度裂縫發(fā)育,對(duì)儲(chǔ)層滲流性能改善明顯。根據(jù)全直徑的巖心分析,發(fā)現(xiàn)含裂縫的全直徑巖心樣品滲透率在(1～10)×10-3μm2,不含裂縫的巖心樣品滲透率一般小于0.5×10-3μm2,說(shuō)明裂縫能夠有效改善儲(chǔ)層的滲透性,使儲(chǔ)層滲透率提高2個(gè)數(shù)量級(jí)以上。同時(shí),裂縫還為后期大氣淡水溶蝕和深層熱液溶蝕提供運(yùn)移通道,造成裂縫與溶蝕孔隙復(fù)合連通,對(duì)儲(chǔ)集性能的改善起積極的建設(shè)性作用。

另一方面,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成研究區(qū)太古界變質(zhì)巖潛山抬升,使地層承受的壓力得到釋放而減小,儲(chǔ)層遭受的壓實(shí)作用也相應(yīng)減弱,物性變好。通過(guò)分析研究區(qū)構(gòu)造演化史,發(fā)現(xiàn)在晚侏羅世—始新世早期,伴隨喜山期區(qū)域性大規(guī)模構(gòu)造運(yùn)動(dòng),研究區(qū)發(fā)生翹傾,進(jìn)入抬升剝蝕階段,形成早期的斜坡隆起帶,如在斜坡西部JH1構(gòu)造帶,變質(zhì)巖潛山向上抬升的幅度超過(guò)1 000 m,且一直處于淺埋藏狀態(tài),儲(chǔ)層遭受壓實(shí)作用弱,在相同構(gòu)造應(yīng)力作用下,裂縫的開度較大,有效性好,而在斜坡東部,作為洼陷的沉積中心沉積了巨厚地層,變質(zhì)巖潛山埋藏較深,裂縫發(fā)育程度低, 且多被壓實(shí)填充,巖性致密,儲(chǔ)層物性差。統(tǒng)計(jì)研究區(qū)20口變質(zhì)巖潛山井,發(fā)現(xiàn)變質(zhì)巖潛山裂縫發(fā)育程度與埋藏深度負(fù)相關(guān)性明顯(圖8),即埋藏越淺,裂縫發(fā)育程度越高,孔隙度越大。埋藏越淺,變質(zhì)巖潛山越容易遭受風(fēng)化淋濾溶蝕作用,裂縫、溶蝕孔洞等優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集空間也就越發(fā)育。

圖8 臨河坳陷變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層發(fā)育程度與埋深的關(guān)系Fig.8 Relationship between development degree and burial depth of metamorphic buried-hill reservoirs in Lihe Depression

4 變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層發(fā)育模式

臨河坳陷變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層主要受巖性、溶蝕作用、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)綜合控制,在綜合分析儲(chǔ)層特征的基礎(chǔ)上,結(jié)合埋藏深度、斷層遠(yuǎn)近及古地貌差異,認(rèn)為研究區(qū)變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層具有“縱向頂面富集,橫向高點(diǎn)有利”的發(fā)育模式(圖9)。

鄉(xiāng)建主體的多元化導(dǎo)致了鄉(xiāng)建類型的多元化，不同主體來(lái)自不同的社會(huì)階層，站在不同的立場(chǎng)，自然形成了多樣的理念與實(shí)踐。但多元化的主體都不可避免的要直面鄉(xiāng)村的現(xiàn)狀問(wèn)題，并且以解決問(wèn)題為目標(biāo)確定鄉(xiāng)建內(nèi)容和方式，因此以“問(wèn)題——目標(biāo)——實(shí)踐”模式為導(dǎo)向來(lái)分析鄉(xiāng)建的類型更具有通用性，論文提出鄉(xiāng)建的四大類型為：以經(jīng)濟(jì)可持續(xù)為目標(biāo)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展、以社會(huì)可持續(xù)為目標(biāo)的社區(qū)重構(gòu)、以文化可持續(xù)為目標(biāo)的文化復(fù)興、以生態(tài)可持續(xù)為目標(biāo)的環(huán)境保護(hù)。

圖9 臨河坳陷變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層發(fā)育模式Fig.9 Developmental mode of metamorphic rock burial hill reservoirs in Lihe Depression

受溶蝕作用影響,變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層縱向差異性明顯。潛山頂部風(fēng)化淋濾作用強(qiáng)烈,特別是在隆起帶,幾乎所有井均發(fā)育風(fēng)化殼巖溶儲(chǔ)層, 厚度較大。

在風(fēng)化淋濾帶,儲(chǔ)集空間類型以孔隙-裂縫型和裂縫型為主,裂縫及沿裂縫的溶蝕孔隙發(fā)育,連通性好,油藏沿不整合面呈準(zhǔn)層狀分布,該帶受構(gòu)造控制明顯,在構(gòu)造高部位試油多顯示為油層,低部位為水層;在中部發(fā)育內(nèi)幕裂縫帶,特別是在深大斷層附近,裂縫發(fā)育程度較高,儲(chǔ)集空間以裂縫和溶蝕孔隙為主,裂縫呈網(wǎng)狀或樹枝狀,橫向連續(xù)性差,該類儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng),優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層和致密儲(chǔ)層間互發(fā)育,油藏分布受斷裂控制明顯,局部裂縫發(fā)育區(qū)多為油藏富集甜點(diǎn)區(qū);最下部為基巖帶,受風(fēng)化和構(gòu)造破碎作用弱,巖性致密,裂縫不發(fā)育,且埋深越大,儲(chǔ)層越不發(fā)育。

橫向上,潛山儲(chǔ)層分布受古地貌條件控制明顯。中部位于構(gòu)造高點(diǎn)的地塹區(qū)風(fēng)化作用強(qiáng)烈,形成的砂礫巖容易被快速剝蝕搬運(yùn),不易保存,該區(qū)高角度構(gòu)造裂縫發(fā)育,為內(nèi)幕層溶蝕提供通道,表生溶蝕作用與裂縫相互配合可形成優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)。東部和西部斷層下降盤屬構(gòu)造低部位,風(fēng)化淋濾作用對(duì)儲(chǔ)層改造時(shí)間短,且風(fēng)化淋濾作用形成的黏土層易于保存,使得裂縫和溶蝕孔隙容易被填充而變得無(wú)效,造成該區(qū)潛山儲(chǔ)層整體發(fā)育程度較差。

5 結(jié) 論

(1)臨河坳陷變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層巖石類型多樣,發(fā)育片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、碎裂巖、糜棱巖、混合片麻巖和混合花崗巖6種類型,儲(chǔ)集空間主要為構(gòu)造縫、溶蝕縫、風(fēng)化淋濾溶蝕孔,其次為碎裂粒間孔和微裂縫。

(2)研究區(qū)變質(zhì)巖潛山孔隙結(jié)構(gòu)多樣,發(fā)育中孔細(xì)喉型(Ⅰ類)、小孔細(xì)-微喉型(Ⅱ類)、微孔微喉型(Ⅲ類)3種類型,孔隙結(jié)構(gòu)整體較差,以Ⅱ類為主。變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層物性較差,整體具低孔低滲的特點(diǎn),物性縱向差異性明顯,頂面儲(chǔ)層物性最好,為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)。

(3)臨河坳陷變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層受巖性、溶蝕作用、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)共同控制。巖性是變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層發(fā)育的基礎(chǔ),淺色礦物體積分?jǐn)?shù)越高,巖石結(jié)構(gòu)越均一,儲(chǔ)層越發(fā)育。溶蝕作用是儲(chǔ)層形成的關(guān)鍵,是潛山頂面和裂縫發(fā)育區(qū)形成溶蝕孔縫等優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集空間的重要控制因素。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制斷裂及裂縫的形成,改善儲(chǔ)集性能,同時(shí)構(gòu)造抬升使得埋藏變淺,有助于溶蝕作用的發(fā)生,有助于孔隙及裂縫的保存。潛山儲(chǔ)層具有“縱向頂面富集,橫向高點(diǎn)有利”的發(fā)育特點(diǎn)。