北三臺地區(qū)火山巖儲層特征

杜 洋,羅明高,李 青,周 強

(1.中油川慶鉆探工程公司,四川 成都 610000;2.西南石油大學(xué),四川 成都 610500; 3.中油西南油氣田分公司,四川 遂寧 629000;

北三臺地區(qū)火山巖儲層特征

杜 洋1,羅明高2,李 青3,周 強1

(1.中油川慶鉆探工程公司,四川 成都 610000;2.西南石油大學(xué),四川 成都 610500; 3.中油西南油氣田分公司,四川 遂寧 629000;

北三臺地區(qū)石炭系火山巖地層作為儲層的巖性主要包括安山巖、玄武巖、火山角礫巖以及凝灰?guī)r,詳細敘述了其巖石學(xué)特征,同時闡述了對該地區(qū)儲層產(chǎn)生影響的主要因素。在對火山巖孔滲基本特征,孔隙結(jié)構(gòu)和孔滲關(guān)系的研究基礎(chǔ)上,對儲層進行綜合評價,將其分為 5類,較好的火山巖儲層平面分布呈帶狀或塊狀分布,西地一號背斜帶及臺 50井阜康斷裂東部區(qū)域儲層類型級別較高,臺 48井以南和吉木薩爾凹陷為較差區(qū)域。

北三臺地區(qū);火山巖;影響因素;儲層;

1 巖石學(xué)特征

結(jié)合工區(qū)內(nèi)巖屑錄井、薄片鑒定、巖心描述等資料,將工區(qū)內(nèi)巖性分為 16個類別。其中在本區(qū)作為儲層的主要為安山巖、玄武巖、火山角礫巖[1-3]。

安山巖屬于中性火山巖,巖石具斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)交織結(jié)構(gòu),杏仁狀構(gòu)造。巖石中斑晶含量不多,主要為角閃石、輝石和黑云母等暗色礦物;基質(zhì)主要由斜長石微晶和玻璃質(zhì)組成。北 87、馬莊 1、沙丘 10、沙丘 5等 18口井錄井均見到大量的安山巖段,其中沙丘5、沙丘10、北5、沙丘5井安山巖單層厚度達到了 50 m以上。

玄武巖屬于基性火山巖,巖石具間粒間隱結(jié)構(gòu),間隱結(jié)構(gòu),杏仁狀氣孔構(gòu)造。杏仁孔主要被方解石、綠泥石和濁沸石充填,方解石充填的杏仁孔溶蝕孔較發(fā)育,局部見方解石脈分布,伴有溶蝕現(xiàn)象,這種溶蝕孔隙對儲油較有利。

火山角礫巖,粒徑 2～64 mm,火山碎屑物角礫級含量大于 50%。北 12、北 201、北 48、北 8、北83、馬莊 1井等錄井見到大量火山角礫巖發(fā)育段,其中馬莊 1、北 87、北 88等單層厚度達 30 m以上。

2 火山巖儲層影響因素

2.1 地層埋深的影響

相對沉積巖而言,火山巖形成時一般具有較強的剛性,上覆地層對其影響不大。從孔隙度、滲透率跟埋深關(guān)系研究可以得到結(jié)論,工區(qū)內(nèi)儲層物性幾乎不受到地層埋深的影響,在近 3 000 m仍具有較好的孔隙度和滲透率,但儲層的好壞受古風(fēng)化殼的影響,淋濾帶的深度約為 100 m,在淋濾帶內(nèi)儲集物性好,淋濾帶外儲集物性明顯偏差。北三臺地區(qū)目前獲得油流的 5口井的油氣層距石炭系頂面的埋深都在 100 m之內(nèi),這也證明油氣聚集在物性較好的風(fēng)化殼內(nèi)[4]。

2.2 巖性的影響

火山巖巖性對儲層的影響較大[5]。一般來說,火山碎屑巖由于粒度較粗,原始孔隙度較大,并且后期沿裂縫的溶蝕導(dǎo)致孔隙度的增加,減弱壓實固結(jié)對孔隙度的影響,火山熔巖由于其內(nèi)部比較致密,導(dǎo)致孔隙度較小。工區(qū)內(nèi)平均孔隙度最大為玄武巖,蝕變安山巖次之,平均滲透率最大為蝕變安山巖。

2.3 裂縫的影響

按火山巖裂縫成因類型不同,其對火山巖儲層影響也各異。構(gòu)造縫制約著整個區(qū)域儲層裂縫程度和好壞。成巖縫對工區(qū)內(nèi)致密低 (特低)滲透儲層中起良好的溝通作用,可較好改善儲滲系統(tǒng)。收縮縫對溢流相火山巖儲層影響很大。風(fēng)化縫是由于風(fēng)化作用形成的,受巖性、氣候、地貌等因素控制,溶蝕縫的形成是由于巖石的溶蝕作用沿某一方向溶蝕而成的,這兩類火山巖裂縫在研究工區(qū)內(nèi)制約著石炭系古風(fēng)化殼附近物性分布特征,在風(fēng)化縫較為發(fā)育帶儲層物性明顯變好[6]。

3 火山巖儲集層物性特征

3.1 孔滲基本特征

圖 1 各巖性孔隙度與滲透率關(guān)系圖

工區(qū)內(nèi)石炭系 355個孔隙度分析樣品統(tǒng)計表明,孔隙度主要分布在 4%～16%,分布峰值為11%～12%,最小值為 0.01%,最大值為 25.3%,平均值為 9.82%。252個滲透率分析樣品統(tǒng)計表明,滲透率主要分布于 0.01×10-3～10×10-3μm2范圍內(nèi),分布峰值位于 0.01×10-3～0.025×10-3μm2,最小值為 0.001×10-3μm2,最大值為 293× 10-3μm2,平均值為 0.372×10-3μm2。

3.2 孔隙度與滲透率的關(guān)系

由于工區(qū)裂縫很發(fā)育,導(dǎo)致巖樣滲透率與全直徑巖心滲透率相差很大,例如北 403井玄武巖小巖樣測得的孔隙度為 2.3%,滲透率為 0.08×10-3μm2,而同一深度用全直徑巖心測得的孔隙度為2.74%,滲透率卻高達 2 824×10-3μm2,觀察巖心有裂縫發(fā)育。從圖 1可以看出,各巖性樣品點孔滲相關(guān)性R2=0.725 6,表明工區(qū)內(nèi)孔滲關(guān)系較為復(fù)雜,各巖性樣品點孔隙度與滲透率相關(guān)性較好,說明巖性是影響儲層孔隙度和滲透率的一個重要因素。

3.3 孔隙結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)工區(qū)內(nèi)石炭系火山巖儲層鑄體薄片分析結(jié)果表明,工區(qū)常見的孔隙類型有基質(zhì)溶孔、斑晶溶孔、半充填溶孔、半充填氣孔、角礫間溶孔、杏仁狀氣孔、半充填縫、微裂縫等,以溶蝕孔隙為主,孔隙大小及連通特征最大孔隙直徑為 263.62 mm,最小孔隙直徑為 4.93 mm,平均孔隙直徑為 92.93 mm,孔喉配位數(shù)絕大多數(shù)為 0,平均面孔率為0.31%,從鑄體薄片看孔隙不是很發(fā)育,且連通性較差[7]。

4 火山巖儲層分布

4.1 儲層分類

本區(qū)火山巖由于裂縫很發(fā)育,滲透率變化巨大,但各巖性孔隙度與滲透率具有良好的正相關(guān)性。依據(jù)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標準 DZ/T 0217-2005,結(jié)合本區(qū)孔隙度、滲透率、毛細管壓力孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù),以及巖性、孔隙類型將工區(qū)火山巖儲層分為5個類型(表 1)。

其中第Ⅰ類火山巖儲層孔隙度和滲透率較高,具有該類儲層特征的火山巖在工區(qū)內(nèi)各區(qū)塊油水界面以上皆容易成為油氣富集的最佳場所;第Ⅱ類儲層類別在構(gòu)造高部位同樣可以形成同第Ⅰ類相同或相近級別的油氣富集地;第Ⅲ類儲層往往在有裂縫作為油氣通道或存儲場所時也能形成良好油氣藏;第Ⅳ類儲集層在裂縫相對較為發(fā)育區(qū)帶,處于構(gòu)造高部位及距離石炭系頂界面較近區(qū)帶亦能成藏;第Ⅴ類火山巖地層成藏所需條件苛刻,但由于火山巖油氣聚集的特殊性、不均質(zhì)性,亦不排除有成藏可能[8-9]。

表 1 北三臺地區(qū)石炭系火山巖儲層分類評價

4.2 儲層分布

在工區(qū)內(nèi)第Ⅰ類好儲層主要分布在北 87井、北 6井、北 15井及西泉 011井所在區(qū)域和沙丘 6井西北區(qū)域;第Ⅱ類儲層則主要分布在阜康斷裂帶北部周緣及北三臺凸起北部地區(qū);第Ⅲ類儲層主要分布在北三臺部位;第Ⅳ類儲層分布在火山巖有裂縫發(fā)育,但儲能系數(shù)較低的Ⅲ類儲層周緣;第Ⅴ類差儲層或非儲層主要分布在吉木薩爾凹陷以及阜康凹陷北部地區(qū)。總體上,較好的火山巖儲層平面分布往往呈帶狀或塊狀分布,北三臺凸起西地一號背斜面帶及臺 50井阜康斷裂東部區(qū)域火山巖儲層類型級別較高,臺 48井以南和吉木薩爾凹陷為較差區(qū)域。

5 結(jié) 論

(1)北三臺地區(qū)石炭系巖性主要分為 16個類別,作為儲層的巖性主要有安山巖、玄武巖、火山角礫巖。

(2)火山巖儲層的主要影響因素包括地層埋深、巖性以及裂縫影響。

(3)工區(qū)內(nèi)儲層孔隙類型有基質(zhì)溶孔、斑晶溶孔、半充填溶孔、半充填縫、微裂縫等,以溶蝕孔隙為主。孔滲關(guān)系較為復(fù)雜,各巖性樣品點孔隙度與滲透率相關(guān)性較好。

(4)結(jié)合本區(qū)實際情況將工區(qū)火山巖儲層分為 5個類型,較好的火山巖儲層平面分布往往呈帶狀或塊狀分布,北三臺凸起西地一號背斜面帶及臺50井阜康斷裂東部區(qū)域火山巖儲層類型級別較高,臺 48井以南和吉木薩爾凹陷為較差區(qū)域。

[1]郭齊軍,焦守詮,萬智民,等 .火山巖儲層的巖石學(xué)評價[J].特種油氣藏,1995,2(3):6-8.

[2]賀凱,李培俊,何賢英,等 .北三臺地區(qū)石炭系成藏條件及勘探方向[J].新疆石油地質(zhì),2001,22(5):421-423.

[3]李培俊 .北三臺南部地區(qū)含油氣系統(tǒng)分析 [J].新疆石油地質(zhì),1999,20(增刊),591-593.

[4]羅靜蘭,曲志浩,等 .風(fēng)化店火山巖巖相、儲集性與油氣的關(guān)系[J].石油學(xué)報,1996,17(1):32-39.

[5]Mark E M,John GM.Volcaniclastic deposits:implication for hydrocarbon exploration.In:Richard V,Fisher, Smith G A,eds.Sedimentation in volcanic settings[J]. Society for Sedimentary Geology,Special Publication 1991 (45):20-27.

[6]羅蟄潭,王允誠 .油氣儲集層的孔隙結(jié)構(gòu)[M].北京:科學(xué)出版社,1986:5-8.

[7]Secmann U,SchereM.Volcaniclastics as potential hydrocarbon reservoirs[J].ClayMinerals,1984,19(9):457 -470.

[8]Wang P,et al.Relationship between Volcanic facies and Volcanic Reservoirs in Songliao Basin[J].Oil Gas Geol, 2003:18-23.

編輯 王 威 孟凡勤

TE12

A

1006-6535(2010)05-0048-03

20100120;改回日期:20100625

四川省“礦產(chǎn)普查與勘探 -準東地區(qū)石炭系火山巖巖相與儲層研究”重點學(xué)科建設(shè)項目 (SZD0414)

杜洋 (1984-),男,工程師,2009年碩士畢業(yè)于西南石油大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè),現(xiàn)從事石油天然地質(zhì)的生產(chǎn)和科研工作。