遼河坳陷古潛山內(nèi)幕基性巖脈對(duì)油氣成藏影響

摘要：以測(cè)井資料、巖心化驗(yàn)及試油資料為基礎(chǔ)，研究了遼河坳陷太古宇古潛山基性侵入巖脈，，對(duì)內(nèi)幕油氣成藏的影響。通過(guò)對(duì)基性巖脈侵入后對(duì)巖層物性影響的分析，認(rèn)為基性巖脈侵入有利于提高下方巖層儲(chǔ)集性能。通過(guò)對(duì)基性巖脈侵入時(shí)間與古潛山油氣充注時(shí)間關(guān)系的分析，肯定了基性巖脈侵入帶對(duì)古潛山內(nèi)幕油氣聚集的積極作用。通過(guò)巖石學(xué)分析，認(rèn)識(shí)了基性巖脈的塑性特征，確定其在古潛山內(nèi)幕能夠成為有效隔層。基性巖脈對(duì)古潛山內(nèi)幕油氣成藏影響的研究豐富了遼河坳陷太古宇古潛山內(nèi)幕油氣成藏理論，對(duì)遼河坳陷太古宇古潛山內(nèi)幕油藏的深化勘探具有十分重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：基性巖脈；太古宇古潛山；內(nèi)幕油氣藏；地層水熱運(yùn)動(dòng)；油氣包裹體；油氣成藏；遼河坳陷

中圖分類號(hào)：TE122文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前言

我國(guó)東部各油田古近系勘探已進(jìn)入高成熟階段，太古宇古潛山油藏逐漸成為重要的勘探目標(biāo)。遼河坳陷在太古宇古潛山勘探中取得重大突破，在古潛山內(nèi)幕深層發(fā)現(xiàn)了可觀的油氣儲(chǔ)量。遼河油田在太古宇古潛山勘探過(guò)程中多口井鉆遇基性侵入巖脈，大量侵入體的發(fā)育必然對(duì)古潛山內(nèi)幕成藏產(chǎn)生較大影響。以遼河坳陷興隆臺(tái)及冷家太古宇古潛山為研究對(duì)象，系統(tǒng)總結(jié)了基性巖脈侵入對(duì)古潛山內(nèi)幕油氣成藏的影響。

1基性巖脈對(duì)巖層物性的影響

中生代早期以來(lái)，遼河坳陷基底受近南北向不均衡擠壓應(yīng)力控制，形成了一系列近東西向隆起帶與凹陷帶，伴隨著隆起帶與凹陷帶的形成，來(lái)自地幔的火山物質(zhì)沿?cái)嗔延砍龅乇砘虺蔀闇\成巖脈。遼河坳陷基底太古宇古潛山中的基性火成巖巖脈以煌斑巖、輝綠巖為主。前人研究認(rèn)為地層水運(yùn)動(dòng)對(duì)儲(chǔ)層的改造作用明顯，基性巖脈進(jìn)入古潛山后，持續(xù)的高溫使巖脈上、下地層水加速運(yùn)動(dòng)，但地層水對(duì)基性巖脈上、下巖層儲(chǔ)集性能的改造效果截然不同。

1，1基性巖脈對(duì)上覆巖層孔滲性質(zhì)影響

基性巖脈進(jìn)入古潛山后(圖1I)，上覆的地層中地層水受熱膨脹，密度變小，沿古潛山基性巖脈侵入方向上升；同時(shí)基性巖脈正上方的地層水相對(duì)密度增加，開(kāi)始下沉。巖脈上方的地層水受熱后形成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)(圖1 V)，釋放掉巖漿冷卻過(guò)程中散發(fā)的熱能。地層水在上升過(guò)程中溶解能力增強(qiáng)，將近巖脈地層中的礦物質(zhì)及放射性物質(zhì)帶走，因此，在巖脈未冷凝時(shí)，巖脈上方巖層儲(chǔ)集能力與滲流能力相對(duì)增強(qiáng)，放射性物質(zhì)含量降低。當(dāng)巖石趨于冷卻時(shí)，貼近巖脈上方的地層水溫度降低，溶解能力下降，地層水中的礦物質(zhì)析出，填充了孔隙，對(duì)巖脈上方的巖層儲(chǔ)集性和滲流能力造成傷害?？偟膩?lái)講，基性巖脈侵入后對(duì)于巖脈上方巖層的物性影響較小(圖1V)。

1，2基性巖脈對(duì)下伏巖層的影響

巖脈下方地層水受熱后溫度迅速上升，由于上方覆蓋著巖脈，熱量不能夠得到及時(shí)的發(fā)散，溫度將持續(xù)升高，很可能使巖脈下方地層水溫度達(dá)到汽化溫度。溫度的升高導(dǎo)致巖脈下方壓力急劇上升，迫使地層水不斷尋找有效的泄流途徑。因此，巖脈下方地層水必然在高壓驅(qū)動(dòng)下，沿巖脈向上傾方向突破。巖脈完全固化前，高溫、高壓地層水無(wú)法突破巖脈，在巖脈下方形成一個(gè)層狀的高溫、高壓區(qū)，巖脈冷凝過(guò)程中釋放出的熱量，使封存于巖脈與熱波及面(距離巖脈最遠(yuǎn)的受巖脈影響的界面)之間的地層水體積增加、密度減小，并沿地層中的裂隙上升，溫度的升高增加了地層水溶解度，地層中的放射性物質(zhì)及礦物質(zhì)被攜帶到巖脈下方附近沿巖脈向上流動(dòng)(圖1Ⅳ)，巖脈以及熱波及面之間地層被溶蝕后儲(chǔ)集性能和滲流能力增強(qiáng)。當(dāng)巖脈趨于冷卻后，距離巖脈較近的地層水中礦物質(zhì)及放射性物質(zhì)得以保留下來(lái)，在巖脈上傾方向上形成結(jié)晶區(qū)，而熱波及面與巖脈間的巖層由于被高溫地層水溶蝕，儲(chǔ)集性能變好。

1，3巖脈熱液對(duì)巖層的影響

巖漿侵入過(guò)程中，大量巖漿熱液填充于地層孔隙中，由于巖脈本身儲(chǔ)集性能相對(duì)較差，巨大壓力條件下，巖脈中輕組分的熱液將在巖脈侵入體上傾方向形成侵入帶(圖1Ⅱ)。侵入帶內(nèi)，熱液物質(zhì)初期填充了地層中的全部孔隙和裂縫，后期熱液冷凝過(guò)程中，熱液體積縮小將引起巖石產(chǎn)生收縮裂縫，使巖層儲(chǔ)集物性變好。

2巖脈對(duì)油氣成藏的影響

2，1巖脈形成時(shí)間及成因探討

對(duì)遼河坳陷已鉆遇巖脈研究發(fā)現(xiàn)，基性巖脈的形成時(shí)間為238±21Ma(安141井2177.50 m煌斑巖)，即侵入時(shí)間為三疊紀(jì)。古近系地層中也見(jiàn)基性巖脈侵入(沈629井3271.5～3304.0m輝綠巖巖脈)，特別是東部凹陷沙三段有大量輝綠巖侵入(龍606井3186～3264m)，由此證明，基性巖脈侵入時(shí)間跨度較長(zhǎng)，自中生代至新生代的古近系均有發(fā)育。從侵入時(shí)間上看，基性巖脈的發(fā)育經(jīng)歷了印支一海西期、燕山期及喜山期3個(gè)大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)階段；從巖石成因上來(lái)看，基性侵入巖體多為淺成侵入巖體，反映侵入巖體主要為板內(nèi)造山運(yùn)動(dòng)成因，與形成遼河坳陷的各期構(gòu)造應(yīng)力密切相關(guān)。

2，2太古宇古潛山成藏時(shí)間探討

應(yīng)用油氣包裹體資料開(kāi)展興隆臺(tái)古潛山成藏時(shí)間研究。古潛山裂縫中的油氣包裹體均一化溫度主要分布于80～110℃，根據(jù)研究區(qū)古地溫梯度計(jì)算古潛山內(nèi)形成包裹體的埋深范圍為2000～2592m，根據(jù)古潛山埋藏一熱演化史分析認(rèn)為，古潛山成藏時(shí)間至少在30.6 Ma前，推算該古潛山成藏時(shí)間早于東營(yíng)組沉積期。

2，3基性巖脈對(duì)太古字古潛山油氣運(yùn)移的影響

巖脈的侵入過(guò)程中總是伴隨多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，而巖脈侵入段往往為古應(yīng)力釋放帶，裂隙豐富。雖然巖脈侵入后裂隙被填充，但巖脈發(fā)育區(qū)的巖層(不包括巖脈)在后期構(gòu)造應(yīng)力改造作用下容易產(chǎn)生裂縫，加之巖脈侵入有利于其下部巖層滲流能力的提高，使巖脈侵入帶能夠形成較好的油氣滲流通道。由此可見(jiàn)，巖脈侵入不僅為油氣聚集提供了有利的儲(chǔ)集條件，還為油氣向古潛山內(nèi)幕運(yùn)移提供了有效通道，因此，巖脈侵入對(duì)古潛山油氣充注具有十分重要的意義。

2，4基性巖脈可以形成有效隔層

從礦物組成分析，遼河坳陷太古宇基性巖脈暗色礦物含量較高，煌斑巖和輝綠巖基性巖脈巖石重礦物總體積含量多為25％～32％。根據(jù)“優(yōu)勢(shì)巖性”理論，暗色重金屬礦物含量高必然導(dǎo)致巖石韌性較高，因此，古潛山中的基性巖脈不容易受構(gòu)造應(yīng)力作用而產(chǎn)生裂縫，從而成為好的內(nèi)幕隔層(圖1I)。從基性巖脈的熱效應(yīng)來(lái)看，在高溫基性巖脈逐漸冷卻的過(guò)程中，基性巖脈下部地層水中的礦物質(zhì)不斷被帶到基性巖脈下方并且冷凝結(jié)晶，封堵地層原有孔隙和裂縫，從而在基性巖脈下方形成第二層隔層(圖1Ⅲ)。因此，基性巖脈本身和基性巖脈侵入造成的礦物質(zhì)凝結(jié)對(duì)古潛山內(nèi)幕隔層的形成具有十分重要的意義。

3實(shí)例分析

遼河坳陷的太古宇古潛山鉆探過(guò)程中發(fā)現(xiàn)大量古潛山地層受基性巖脈侵入影響的實(shí)例。根據(jù)

遼河坳陷興隆臺(tái)及冷南古潛山實(shí)際鉆井資料，進(jìn)行基性巖脈侵入后對(duì)古潛山內(nèi)幕巖層影響的研究。以興隆臺(tái)古潛山為例，對(duì)巖脈對(duì)其下伏巖層的影響及巖脈熱液侵入后對(duì)古潛山儲(chǔ)層的改造作用進(jìn)行分析；以冷南古潛山為例，對(duì)古潛山中高放射性地層存在的原因進(jìn)行研究。

(1)興隆臺(tái)古潛山興古7井于3580～3590 m存在輝綠巖的巖脈，在巖脈的下方鉆探過(guò)程中發(fā)現(xiàn)煌斑巖巖脈下方存在較好儲(chǔ)集段，于3590～3635m試油獲高產(chǎn)油流。興古7井鉆遇情況相當(dāng)于圖1中模擬井1，由于侵入古潛山的基性巖脈下部地層水的熱流動(dòng)或汽化逃逸，使巖脈下方儲(chǔ)集空間變好，并出現(xiàn)較好的儲(chǔ)集層，該現(xiàn)象在興隆臺(tái)古潛山中較常見(jiàn)。分析認(rèn)為，太古宇古潛山內(nèi)部，基性巖脈可以在古潛山中形成內(nèi)幕圈閉，從而使太古宇古潛山中發(fā)育內(nèi)幕油氣藏。

(2)興隆臺(tái)古潛山興氣9井3247～3276m地層光電吸收截面指數(shù)(PE)表現(xiàn)為巖脈侵入特征(PE>5.0)，同時(shí)，巖石放射性值相對(duì)比較平直，巖性相對(duì)均勻，油氣顯示良好，解釋油氣層，后經(jīng)過(guò)試油證實(shí)為油層。興氣9井鉆遇基性巖脈段相當(dāng)于圖1中模擬井4，為巖脈熱液侵入帶，巖脈熱液侵入后期由于熱脹冷縮在巖脈熱液侵入帶產(chǎn)生大量裂縫，從而形成好的儲(chǔ)集層。

(3)冷南古潛山冷123井于2010～2060m井段揭示4套輝綠巖巖脈，巖脈間存在2段高放射性的巖層。分析認(rèn)為，冷123井高放射性井段相當(dāng)于圖1中模擬井2，該高放射性地層為巖脈下方礦物質(zhì)及放射性物質(zhì)重新冷凝形成，在巖脈冷卻過(guò)程中，下方高放射性物質(zhì)在巖脈上傾方向上重新凝結(jié)，高放射性條帶與巖脈共同構(gòu)成古潛山內(nèi)幕有效隔層。

(4)冷南古潛山冷124井于1730～1750 m揭露大段高放射性巖層，伽馬測(cè)井曲線位于400～500API的高值區(qū)。分析認(rèn)為，冷124井相當(dāng)于圖1中模擬井3，該高放射性地層由巖脈與熱波及面之間的高溫、高壓、高礦化度、高放射性地層水在巖脈上傾方向逸散、冷凝而形成，在古潛山內(nèi)幕形成較好的內(nèi)幕隔層。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)基性巖脈侵入后對(duì)儲(chǔ)集層、疏導(dǎo)體系及內(nèi)幕隔層形成的影響，對(duì)遼河坳陷太古宇古潛山內(nèi)幕基性侵入巖脈對(duì)古潛山內(nèi)幕成藏的影響進(jìn)行了分析，確定太古宇古潛山內(nèi)幕基性巖脈侵入有利于潛內(nèi)幕成藏：基性巖脈侵入能夠改造古潛山內(nèi)幕侵入巖脈下方儲(chǔ)層，提高儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能；巖脈侵入帶在后期構(gòu)造應(yīng)力改造下形成裂隙時(shí)間及其對(duì)下伏巖層儲(chǔ)集物性改造均早于古潛山大規(guī)模油氣運(yùn)移期，與基性巖脈侵入相關(guān)的裂縫、溶蝕孔隙為古潛山內(nèi)幕油氣聚集成藏提供了良好的儲(chǔ)集空間以及運(yùn)移通道；基性巖脈及其下部礦物結(jié)晶能夠在太古宇古潛山內(nèi)幕形成良好的內(nèi)幕隔層，為古潛山內(nèi)幕油氣成藏和保存提供了有利的內(nèi)幕蓋層條件。

參考文獻(xiàn)

[1]牛嘉玉，張映紅，渤海灣盆地侵入巖一外變質(zhì)帶油氣藏類型及成藏條件[J]，特種油氣藏，2003，10(1)：22～26

[2]牛彥良，海拉爾盆地古潛山油藏油氣沿不整合面、斷層和砂體運(yùn)移的控制因素[J]，大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2007，26(2)：27～30

[3]牛文，梁江平，江濤，等，貝爾凹陷布達(dá)特群古潛山裂縫發(fā)育特征及有利區(qū)預(yù)測(cè)[J]，大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2006，25(4)：21～23

[4]牛彥良，陳友福，海拉爾盆地貝爾凹陷變質(zhì)巖古潛山裂縫的表征方法[J]，大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2006，25(5)：1～3

[5]王長(zhǎng)城，施澤進(jìn)，田亞銘，等，東營(yíng)凹陷純化古潛山構(gòu)造特征與勘探目標(biāo)選擇[J]，大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2006，25(5)：12～13

[6]謝文彥，孟衛(wèi)工，張占文，等，遼河坳陷古潛山內(nèi)幕多期裂縫油藏成藏模式[J]，石油勘探與開(kāi)發(fā)，2006，33(6)：649～652

[7]李曉光，單俊峰，劉興周，等，變質(zhì)巖古潛山內(nèi)幕油氣成藏規(guī)律研究[A]遼河油田勘探開(kāi)發(fā)研究院優(yōu)秀論文集(2006)[c]，北京：石油工業(yè)出版社，2007：21～29

[8]劉翠敏，廖健德，向?qū)毩?，等，莫北油田油氣水成因及其分布?guī)律[J]，天然氣勘探與開(kāi)發(fā)，2004，27(2)：57～61