埕島油田埕北古7潛山變質(zhì)巖儲層特征及影響因素

張在振，張尊香，彭定亮，周紅科，王艷珍

（1.中國石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266580；2.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司海洋采油廠，山東東營 257237；3.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司孤島采油廠，山東東營 257231）

埕島油田埕北古7潛山變質(zhì)巖儲層特征及影響因素

張在振1,2，張尊香2，彭定亮2，周紅科2，王艷珍3

（1.中國石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266580；2.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司海洋采油廠，山東東營 257237；3.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司孤島采油廠，山東東營 257231）

渤海灣盆地埕寧隆起帶埕北低凸起斷裂帶埕北古7潛山，是東部斷陷盆地基底造山期走滑擠壓作用下形成的逆推構(gòu)造。潛山地層為以前寒武紀花崗片麻巖為主的變質(zhì)巖類，因經(jīng)多期構(gòu)造運動及風(fēng)化改造，成為孔洞、裂縫發(fā)育的良好油氣儲層。但區(qū)域上這套地層巖性復(fù)雜、普遍發(fā)生混合變質(zhì)結(jié)晶作用，儲層具有極強的非均質(zhì)性。利用埕北古7塊潛山油藏開發(fā)過程中獲取的豐富的巖心及電成像測井資料，開展了區(qū)塊變質(zhì)巖類巖石特征、儲層物性及儲集空間類型研究，結(jié)合區(qū)塊構(gòu)造特征及井間對比分析，對儲層平面展布及縱向發(fā)育規(guī)律、影響因素進行了分析。埕北古7潛山變質(zhì)巖具有粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻巖構(gòu)造。儲層裂縫及溶蝕發(fā)育程度高，裂縫明顯受構(gòu)造及期次影響，發(fā)育具有平面差異性及縱向分段性。

埕島油田；儲層特征；變質(zhì)巖；裂縫；溶蝕；成像測井

位于渤海灣盆地埕寧隆起帶埕北低凸起的埕島油田，發(fā)現(xiàn)了眾多的潛山油氣藏，這些潛山的形成是盆地基底受印支、燕山期構(gòu)造運動作用以及多期伸展作用的結(jié)果[1-4]。由于遭受強烈構(gòu)造運動及剝蝕作用，潛山地層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，局部地區(qū)出露前寒武系變質(zhì)結(jié)晶巖層并發(fā)現(xiàn)油氣藏。該區(qū)前寒武系為一套巨厚的混合變質(zhì)巖，在漫長的歷史時間中，經(jīng)歷多次的巖漿活動以及構(gòu)造運動，使得這套地層巖石普遍發(fā)生熱變質(zhì)、區(qū)域變質(zhì)和強烈的混合巖化作用，形成了一套介于花崗巖和變質(zhì)巖之間的過渡性巖石[5-9]。巖性極為致密，且具有極強非均質(zhì)性，巖石原生孔隙不發(fā)育，能夠成為有效儲層取決于后期的地質(zhì)作用改造。因此利用埕北古7塊豐富的鉆井、測井、錄井以及三維地震資料，綜合分析前寒武系變質(zhì)巖潛山儲層特征及影響因素，指導(dǎo)區(qū)域儲層評價及勘探開發(fā)部署。

1 油藏地質(zhì)特征

埕北古7潛山位于埕島油田南部埕北斷裂帶，為燕山期區(qū)域埕島潛山中部潛山帶北北東向走滑構(gòu)造帶內(nèi)，走滑擠壓作用下形成的逆推潛山，潛山地層為前寒武紀花崗片麻巖，兩翼低部位有少量古生界殘留，中生界覆蓋潛山之上。潛山軸向北西向，西高東低，東北翼較陡，南翼稍緩。東西寬約1 000 m，南北長約3 000 m（圖1、圖2）。據(jù)測試及分析化驗資料，埕北古7潛山地層流體在地下為油氣兩相[10]，氣頂平均埋深3 150 m，油頂平均埋深3 300 m。平均地面原油密度為0.850 g/cm3，平均地面原油黏度8.48 mPa·s，地層水礦化度9 509.22 mg/L，水型為NaHCO3，油藏類型為斷塊—殘丘型凝析氣頂潛山油藏。

圖1 埕北古7潛山頂面構(gòu)造

2 儲層特征

區(qū)域上這套巨厚的混合變質(zhì)巖，巖性以混合巖化二長片麻巖、混合花崗巖和多種片麻巖為主，斜長角閃巖、黑云母石英片巖、黑云母斜長變粒巖及偉晶巖和各類脈巖也有分布等。地層儲集空間與碳酸鹽巖類似，主要包括次生溶蝕孔隙及裂縫[11]，但受其巖性、風(fēng)化程度以及變質(zhì)作用的影響，這套巖石的裂縫及溶蝕孔隙發(fā)育有其特殊性。

2.1儲層巖石學(xué)特征

圖2 埕北古7井東西向疊前時間偏移地震解釋剖面

埕北古7塊已鉆的7口井揭示垂直厚度在200 m以內(nèi)。錄井描述主要為片麻巖，偶見其它巖性（埕北古7井見5 m煌斑巖，埕北古701井見4 m角閃巖），測井解釋主要巖性為花崗巖、混合花崗巖、混合片麻巖、片麻巖和構(gòu)造角礫巖。據(jù)鏡下資料，巖石為粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻巖構(gòu)造，礦物成分主要為斜長石、石英和黑云母等，巖屑主要是結(jié)晶巖屑，另見砂巖和泥巖巖屑，黏土礦物包含伊利石、高嶺石、綠泥石和伊/蒙間層，6 ～ 29 μm孔隙不均分布，見有鉀長石溶蝕現(xiàn)象，見有石英、鈉長石、片狀伊利石和金紅石等充填分布，裂縫發(fā)育，充填方解石，部分充填泥紋雜基（圖3）。

2.2儲層物性特征

依據(jù)巖心分析埕北古7塊太古界平均孔隙度為2.0%，巖心分析滲透率為0.298×10-3μm2；依據(jù)測井解釋結(jié)果平均孔隙度為5.2%，滲透率為0.593×10-3μm2，為低孔、特低滲儲層（圖4）。但巖心測定的為巖塊物性，說明基巖較為致密，對裂縫型油藏的儲層物性不具有代表性。

2.3儲集空間特征

與巖性描述相比，電成像圖像不僅能夠提供沉積構(gòu)造、成巖作用、地層巖性、裂縫及孔洞發(fā)育信息，而且能夠通過井壁誘導(dǎo)縫及破損分析給出地應(yīng)力信息[12]。埕北古7塊共有5口井獲取了微電阻率成像測井資料。借助這些資料，進行裂縫、溶蝕以及井旁構(gòu)造應(yīng)力分析。這套地層的儲集空間主要為裂縫及溶蝕孔洞，目前利用取心及成像測井資料可以實現(xiàn)裂縫的定量評價，而溶蝕程度多以定性觀察對比為主。巖心觀測及微電阻率成像測井圖顯示，埕北古7塊太古界裂縫非常發(fā)育，主要為高導(dǎo)縫，高阻縫發(fā)育較少，鉆井誘導(dǎo)縫在個別井局部井段有發(fā)育，裂縫有效性和延展性較好（圖5）。高導(dǎo)縫在電成像圖上裂縫特征都表現(xiàn)為低阻暗色的正弦條紋曲線，沿裂縫常常有溶蝕現(xiàn)象發(fā)育。高阻縫為閉合縫或充填縫，在成像圖上表現(xiàn)為亮黃色或白色的正弦線，常是前期裂縫為后期膠結(jié)物充填或閉合。裂縫發(fā)育程度以及裂縫產(chǎn)狀差異較大。受溶蝕的影響，常見裂縫寬度相對擴大的現(xiàn)象，但溶蝕程度存在較大差異。

圖3 埕北古7井巖心掃描電鏡圖像

圖4 埕北古7井3 145 ～ 3 146.1 m巖心照片

從成像測井裂縫評價統(tǒng)計分析看（表1），裂縫集中發(fā)育段在150 m以內(nèi)，裂縫水動力寬度在23 ～ 99.8 μm，裂縫傾角在10 ～ 90°，傾向及走向受構(gòu)造應(yīng)力方向影響，與主應(yīng)力方向一致或小角度斜交，受構(gòu)造期次影響部分井縱向上發(fā)育兩期不同產(chǎn)狀的裂縫。埕北古7井210 m井段中總體裂縫相對發(fā)育段合計158 m，裂縫密度為3.4 ～12.1條/m?？v向上發(fā)育兩期裂縫，且順裂縫發(fā)育方向有明顯的溶蝕擴大。上段主應(yīng)力方向為北北東向，裂縫走向北西向，傾向北東向；下段主應(yīng)力方向為北西向，裂縫走向北東向，傾向北西向，儲集空間類型為孔洞—裂縫型。

2.4儲層主控因素分析

根據(jù)錄井顯示、常規(guī)測井以及成像測井的綜合解釋成果，埕北古7井儲層厚145.6 m，儲地比達69.4%（表2），有效儲層達108.3 m，占總儲層的74.0%。埕北古701井構(gòu)造部位低，儲層發(fā)育相比埕北古7井差，儲層厚度103.4 m，儲地比達47.7%，有效儲層47.5 m，占總儲層的45.9%。5口開發(fā)井有效儲層厚度及儲地比差別大，其中CBG7-1井儲地比為40.7%，其余4口井在57% ～72%之間。鉆井過程中多口井發(fā)生嚴重漏失，可見儲層內(nèi)部發(fā)育大的裂縫或溶蝕孔洞。

2.4.1 儲層發(fā)育平面差異性及影響因素

圖5 埕北古7井微電阻率成像測井上的裂縫和溶蝕孔洞特征

表1 成像測井裂縫評價

表2 埕北古7塊儲層鉆遇統(tǒng)計分析

從平面上分析，儲層具有構(gòu)造高部位最為發(fā)育，東側(cè)發(fā)育程度較高，北翼次之，而南翼發(fā)育較差的特點。儲層發(fā)育受構(gòu)造曲率、斷層距離兩個方面影響。構(gòu)造曲率反映了構(gòu)造應(yīng)力的強弱，從而間接反映了儲層裂縫發(fā)育程度。整個埕北古7潛山是夾持于北北東向走滑斷層間的逆推擠壓斷塊潛山（圖1、圖2），整個山體受逆推擠壓作用，構(gòu)造變形軸部曲率最大，北翼構(gòu)造較陡曲率次之，南翼構(gòu)造平緩曲率最小。而東側(cè)主要受緊鄰的走滑斷層影響。從實鉆情況看，埕北古7井處于褶皺變形軸部，儲層最為發(fā)育。而埕北古701井及埕北古7-1井處于構(gòu)造平緩的南翼，鉆井證實儲層發(fā)育程度低；北翼及東側(cè)構(gòu)造較陡，緊鄰斷層，儲層均較發(fā)育，3口井在鉆井過程中發(fā)生了不同程度的鉆井液漏失。

2.4.2 儲層發(fā)育縱向分段性及影響因素

從埕北古7塊太古界儲層對比結(jié)果看（圖6），潛山儲層普遍發(fā)育，但受多種因素影響，縱向上發(fā)育上下兩套儲層集中段，根據(jù)其控制因素可分為風(fēng)化裂縫型儲層及構(gòu)造裂縫型儲層段。

（1）風(fēng)化裂隙型儲層段

風(fēng)化裂隙型儲層段是不整合面附近風(fēng)化及溶蝕作用下形成的以小微裂縫及溶蝕孔隙為主要儲集空間的儲層集中發(fā)育段。分布于不整合面以下100 m以內(nèi)，儲層以風(fēng)化破裂縫為主，裂縫發(fā)育程度高，裂縫規(guī)模較小，溶蝕孔均勻，儲集性能良好。從對比圖上可以看出，風(fēng)化殼儲層鉆井過程中油氣顯示比較集中，巖屑錄井一般為熒光級別，測井曲線上表現(xiàn)為伽馬尖峰高值、電位正異常（海水基泥漿）、較低電阻率。從地層發(fā)育及風(fēng)化剝蝕期的角度分析，這套地層形成到寒武系沉積之間經(jīng)歷了數(shù)十億年的風(fēng)化期[13]，后期又經(jīng)歷了多次構(gòu)造運動，風(fēng)化淋濾對孔、縫儲層進一步改造，形成了區(qū)域整體發(fā)育，且具有一定厚度的風(fēng)化殼儲層。

（2）構(gòu)造裂縫型儲層段

圖6 埕北古7塊太古界儲層對比

構(gòu)造裂縫型儲層段是受構(gòu)造應(yīng)力及后期溶蝕作用改造形成的以較大裂縫及孔洞為儲集空間的儲層集中發(fā)育段。該儲層發(fā)育段主要集中在100 m以下井段，一般井上鉆遇顯示厚度大，鉆井過程中常發(fā)生井漏，巖屑錄井顯示級別較高，常見到油斑、油浸級別顯示，測井曲線上伽馬基值明顯抬升，電位接近基值，電阻率表現(xiàn)為明顯抬升。儲集空間以規(guī)模較大的構(gòu)造裂縫及順裂縫發(fā)育的溶蝕孔洞為主，由于溶蝕作用發(fā)育，裂縫極少被充填。鉆井過程中往往發(fā)生油氣侵或鉆井液嚴重漏失。該段儲層發(fā)育明顯受到構(gòu)造應(yīng)力作用影響，在擠壓褶皺軸部、斷層附近發(fā)育，而斜坡或褶皺翼部發(fā)育較少[14]。

3 結(jié)論

通過巖石薄片觀察、巖心及成像測井資料分析，結(jié)合構(gòu)造演化及斷層發(fā)育情況，對埕北古7塊前寒武系潛山變質(zhì)巖儲層特征及影響因素進行了分析，取得了以下認識：

（1）該區(qū)變質(zhì)巖具有粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻巖構(gòu)造，礦物成分主要為斜長石、石英和黑云母等，巖屑主要是結(jié)晶巖屑，另見砂巖和泥巖巖屑，黏土礦物包含伊利石、高嶺石、綠泥石和伊/蒙間層。

（2）通過對區(qū)塊巖心描述及電成像分析得出，該區(qū)裂縫發(fā)育程度高，順裂縫面常見溶蝕擴大現(xiàn)象，成為良好的油氣儲集空間。裂縫產(chǎn)狀與地應(yīng)力分析結(jié)果一致，包括風(fēng)化破裂縫及構(gòu)造裂縫。

（3）儲層發(fā)育具有平面差異性及縱向分段性。構(gòu)造曲率及斷層展布影響了儲層的平面差異性，沉積演化及構(gòu)造期次影響了儲層的縱向分段性。

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本刊加入數(shù)據(jù)庫的聲明

Characteristics of Metamorphic Rock Reservoirs and Its Influencing Factors on Chengbeigu 7 Buried Hill in Chengdao Oilfield

ZHANG Zaizhen1,2, ZHANG Zunxiang2, PENG Dingliang2, ZHOU Hongke2, WANG Yanzhen3
（1. College of Geo-Resource and Information,China University of Petroleum in East China,Qingdao Shandong266580,China; 2. Offshore Oil Production Plant of SINOPEC Shengli Oilfield Company,Dongying Shandong, 257237,China; 3.Gudao Oil Production Plant of SINOPEC Shengli Oilfield Company,Dongying Shangdong257231,China）

Chengbeigu 7 buried hill is strike slip thrust structure, developed under the strike slip extrusion of the basement of the eastern fault basin during orogenic period in Chengbei low uplift fracture zone of Chengning uplift belt in Bohai Bay Basin. The strata of buried hill consist mainly of metamorphic rocks, dominated by granitic gneiss. Due to the multi phase tectonic movement and weathering alteration, excellent reservoirs with pores and fractures are well developed. However, this set of reservoir is serious in heterogeneity, with complex lithology, and mixed metamorphic crystallization has occurred commonly. In this study, by using the rich core and electric imaging logging data which obtained during the process of reservoir development, study has been conducted on the characteristics of metamorphic rock, the reservoir physical properties and the types of reservoir space. Through study of the structure characteristics and interwell correlation, analysis has been finished on the reservoir planar distribution, vertical development and the influence factors. The metamorphic rocks have granoblastic texture, gneiss structure. Reservoirs are rich in fractures and karsts, with planar difference and vertical partition, and the crack development was significantly affected by structure and tectonic stage.

Chengdao Oilfield; reservoir characteristics; metamorphic rock; fracture; corrosion; imaging logging

TE122.2

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2014.04.022

國信息化建設(shè)，擴大本刊及作者知識信息交流渠道，本刊已許可《中國學(xué)術(shù)期刊

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《海洋石油》編輯部

1008-2336（2014）04-0022-06

國家重大科技專項“渤海灣盆地精細勘探關(guān)鍵技術(shù)”（2011ZX05006）。

2014-06-30；改回日期：2014-08-30

張在振，男，1983年生，工程師，學(xué)士，石油地質(zhì)專業(yè)，目前從事渤海灣淺海海域石油地質(zhì)研究工作。Email：zzzhen@126.com。