緬甸Shwebo次盆島弧帶儲(chǔ)層特征與主控因素分析

程岳宏，趙厚祥，于 水，趙汝敏，周浩瑋

(中海油研究總院，北京 100028)

?

緬甸Shwebo次盆島弧帶儲(chǔ)層特征與主控因素分析

程岳宏，趙厚祥，于 水，趙汝敏，周浩瑋

(中海油研究總院，北京 100028)

針對(duì)火山碎屑巖儲(chǔ)層組分復(fù)雜、礦物易于轉(zhuǎn)化及孔隙演化過(guò)程復(fù)雜等問(wèn)題，應(yīng)用測(cè)井、錄井、薄片和掃描電鏡等多手段綜合分析方法，對(duì)緬甸Shwebo次盆中央島弧帶古—始新統(tǒng)儲(chǔ)層特征與主控因素進(jìn)行分析。研究表明：島弧帶整體為三角洲—淺海沉積，潛在儲(chǔ)層為凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖與砂巖；孔隙類型以次生溶蝕孔、微裂隙溶蝕孔為主，殘余粒間原生孔隙次之，孔隙度為4%～14%；火山活動(dòng)、凝灰質(zhì)組分含量及成巖壓實(shí)與膠結(jié)作用是控制該區(qū)儲(chǔ)層質(zhì)量的主要因素。該研究為下一步勘探提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

儲(chǔ)層特征；火山碎屑巖；凝灰質(zhì)砂巖；成巖作用；緬甸Shwebo次盆

0 引 言

緬甸陸上從西至東發(fā)育有印緬山脈、中央盆地、中緬山脈和禪邦臺(tái)地4個(gè)構(gòu)造單元，其中Shwebo次盆位于中央盆地的東北部，為中—新生代盆地，具有“東西分帶，南北分塊”的構(gòu)造特征[1-3]。Shwebo盆地充填了晚白堊世—古近紀(jì)—新近紀(jì)碎屑巖系沉積，晚白堊世—始新世早期，Shwebo次盆與Chindwin次盆基本上為統(tǒng)一的盆地，島弧帶處于建造、發(fā)展期，未形成明顯的弧前、弧后盆地格局；漸新世晚期，島弧帶構(gòu)造定型、抬升，地層強(qiáng)烈剝蝕，形成弧前、弧后沉積盆地格局；中新世—上新世區(qū)域再次沉降，發(fā)育大規(guī)模河流—三角洲粗碎屑沉積；上新世晚期，區(qū)域隆起剝蝕，形成目前隆坳相間的構(gòu)造格局。由于受多期構(gòu)造碰撞與火山活動(dòng)的影響以及4口探井鉆探效果不理想的影響，有學(xué)者認(rèn)為島弧帶及周緣古新—始新統(tǒng)碎屑巖儲(chǔ)層質(zhì)量差，非均質(zhì)性強(qiáng)，空間展布規(guī)律復(fù)雜，嚴(yán)重制約著中央島弧帶的下一步勘探。因此，結(jié)合鉆井、測(cè)井，巖石薄片以及分析化驗(yàn)資料對(duì)島弧帶火山碎屑巖儲(chǔ)層特征進(jìn)行總結(jié)，明確了Shwebo次盆島弧帶東南隆起為下一步有利勘探區(qū)。

1 儲(chǔ)層特征

1.1 火山碎屑巖

該區(qū)火山碎屑巖主要發(fā)育晶屑巖屑凝灰?guī)r和玻屑凝灰?guī)r，前者主要由巖屑和晶屑組成，巖屑含量為30%～80%，其中塑性巖屑多為次圓狀、扁長(zhǎng)狀，可見(jiàn)假流紋—斑雜構(gòu)造，剛性巖屑以安山巖為主，有少量火山角礫巖產(chǎn)出，并見(jiàn)港灣狀的熔蝕；晶屑含量為10%～30%，以石英為主，少量斜長(zhǎng)石，凝灰結(jié)構(gòu)，石英多為棱角狀，表面較光潔、鮮亮，可見(jiàn)表面裂開紋；部分玻屑已脫玻化重結(jié)晶，火山灰普遍綠泥石化和褐鐵礦化，少量顆粒被鐵方解石交代氧化。玻屑凝灰?guī)r主要由玻屑與泥級(jí)的火山灰組成，少量晶屑和巖屑，表面光潔，玻屑可見(jiàn)脫?；亟Y(jié)晶，火山灰被綠泥石化和褐鐵礦化，凝灰結(jié)構(gòu)，孔隙不發(fā)育，不能作為儲(chǔ)層。

1.2 火山—沉積碎屑巖

(1) 沉凝灰?guī)r。為火山碎屑巖與沉積巖的過(guò)渡類型，具有一定的沉積結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，距離火山口相對(duì)較遠(yuǎn)，主要發(fā)育于上白堊統(tǒng)與古新統(tǒng)下部地層。鏡下巖屑含量為48%，晶屑為20%，砂質(zhì)為20%，鐵方解石為7%，沉凝灰結(jié)構(gòu)，巖屑多為剛性巖屑，以安山巖為主，少量流紋巖巖屑；晶屑主要為石英，表面較光鮮潔凈，形狀多不規(guī)則或棱角狀，可見(jiàn)其表面不規(guī)則裂開，裂縫被硅質(zhì)交代。

(2) 凝灰質(zhì)砂巖。在迎春構(gòu)造古新統(tǒng)和始新統(tǒng)較發(fā)育，從北至南砂層逐漸減少、減薄，巖屑主要為安山巖巖屑，礦物成分以石英、長(zhǎng)石為主，可見(jiàn)云母，分選中等，次棱角狀—次圓狀，火山灰綠泥石化與鐵化現(xiàn)象嚴(yán)重，見(jiàn)黃鐵礦富集帶，火山灰雜基和方解石膠結(jié)物，較致密。

1.3 孔隙類型與結(jié)構(gòu)特征

由于受火山活動(dòng)的影響，該區(qū)儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間類型比較復(fù)雜[4]。根據(jù)鑄體薄片和掃描電鏡等資料，結(jié)合其成因機(jī)理和形態(tài)特征，認(rèn)為凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)砂巖孔隙類型主要為次生溶蝕粒間孔、裂縫、微裂隙溶蝕孔，多呈港灣狀和窄條帶狀，不均勻分布，原生粒間孔次之(圖1)。對(duì)凝灰質(zhì)砂巖孔隙度統(tǒng)計(jì)認(rèn)為，始新統(tǒng)孔隙度主要分布于8%～14%，古新統(tǒng)與上白堊統(tǒng)孔隙度普遍低于4%，滲透率低于1×10-3μm2，屬于低孔、低滲—特低滲儲(chǔ)層，局部可見(jiàn)中孔、低滲—特低滲儲(chǔ)層；始新統(tǒng)晶屑巖屑凝灰?guī)r孔隙度低于6%，迎春2井在8%～20%均有分布；古新統(tǒng)與上白堊統(tǒng)孔隙度低，普遍低于2%，屬于低孔、低滲—特低滲儲(chǔ)層。

圖1 中央島弧帶儲(chǔ)層孔隙類型

2 火山巖相與沉積相特征

火山巖巖相是儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)，包括巖石形成條件和巖石特征，是火山噴發(fā)類型的真實(shí)記錄，是火山作用最本質(zhì)、最重要的地質(zhì)實(shí)體，其反映了火山噴發(fā)類型、搬運(yùn)介質(zhì)及方式、堆積環(huán)境等地質(zhì)特征[4-5]。晚白堊世早期，緬甸中央盆地屬于統(tǒng)一的大陸邊緣盆地，隨著印度板塊向緬甸陸塊的俯沖，火山活動(dòng)強(qiáng)烈，導(dǎo)致火山帶發(fā)展并定型。晚白堊世和始新世發(fā)育的巖石多為火山碎屑巖，主要為凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)沉積巖；古新世發(fā)育薄層凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)沉積巖和正常沉積巖，進(jìn)一步說(shuō)明火山灰降落與正常陸源碎屑混雜堆積，在機(jī)械分異作用下形成層狀沉積巖，并與凝灰質(zhì)砂、泥巖互層構(gòu)成韻律層，側(cè)向穩(wěn)定，地震同相軸連續(xù)性好，主要為火山碎屑巖相、沉火山巖相、濱淺海—三角洲相?？v向上，火山碎屑巖在晚白堊世和始新世最發(fā)育，古新世不太發(fā)育，反映了火山活動(dòng)強(qiáng)—弱—強(qiáng)的過(guò)程；橫向上，始新世迎春3井區(qū)凝灰?guī)r最發(fā)育，凝地比可達(dá)61%，向北、向南均減薄，白堊系—古新統(tǒng)呈現(xiàn)北厚南薄的趨勢(shì)，向南凝灰?guī)r厚度變薄，層數(shù)變少，證實(shí)了不同時(shí)期火山活動(dòng)范圍不同，巖性分布規(guī)律多受控于火山活動(dòng)強(qiáng)度、離火山口距離和所處沉積環(huán)境。

3 儲(chǔ)層主控因素探討

3.1 火山活動(dòng)對(duì)儲(chǔ)層的影響

在該區(qū)上白堊統(tǒng)—古新統(tǒng)—始新統(tǒng)沉積與火山旋回對(duì)比的基礎(chǔ)上，認(rèn)為地層格架內(nèi)火山旋回與沉積相都影響該區(qū)的儲(chǔ)層質(zhì)量。而理想的火山旋回是指火山活動(dòng)強(qiáng)弱交替發(fā)展的變化過(guò)程，一般火山總遵循開始噴發(fā)—強(qiáng)烈噴發(fā)—平靜溢流—蒸汽涌流—火山活動(dòng)寧?kù)o的規(guī)律，稱之為一個(gè)火山噴發(fā)旋回[5-6]?；鹕絿姲l(fā)強(qiáng)度控制凝灰質(zhì)含量及凝灰?guī)r厚度，上白堊統(tǒng)與始新統(tǒng)火山活動(dòng)強(qiáng)烈，研究區(qū)表現(xiàn)為厚層凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r夾薄層凝灰質(zhì)砂巖、泥巖的巖性組合，厚度穩(wěn)定，橫向?qū)Ρ群?，具有多旋回性，反映了不同旋回火山活?dòng)以及火山活動(dòng)由強(qiáng)到弱火山灰降落堆積的過(guò)程，其中凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層質(zhì)量比其他巖性均好。古新統(tǒng)火山活動(dòng)處于間歇期，陸源碎屑砂巖與含凝灰砂巖火山碎屑物含量少，儲(chǔ)層物性整體較好。

3.2 凝灰質(zhì)組分的影響

凝灰質(zhì)來(lái)源、成因及物質(zhì)成分等影響著儲(chǔ)層質(zhì)量，中基性火山碎屑更容易形成次生溶蝕孔[7-8]。研究區(qū)晚白堊世—始新世凝灰質(zhì)主要為降落型火山灰，未經(jīng)長(zhǎng)距離的搬運(yùn)，火山碎屑物質(zhì)組分保留齊全，晶屑與巖屑顆粒分選為中等—差，多為次棱角狀—棱角狀，碎屑顆粒松散堆積或火山灰分散于砂質(zhì)沉積物中，進(jìn)而使部分化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的易溶組分未經(jīng)風(fēng)化便殘存下來(lái)，這為后期成巖過(guò)程中的溶蝕次生孔隙提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。雖然研究區(qū)火山灰填隙物以中基性為主，但處于中成巖早期階段，有機(jī)酸作用弱，次生孔隙形成的條件不足，導(dǎo)致火山灰填隙物起著堵塞孔隙的作用，進(jìn)而降低了儲(chǔ)層質(zhì)量。

3.3 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層的影響

3.3.1 壓實(shí)作用

島弧帶火山碎屑巖多以降落型為主，火山碎屑物噴出并降落堆積后，一般未經(jīng)搬運(yùn)或只經(jīng)短距離搬運(yùn)后被快速埋藏，在上覆重力作用下經(jīng)過(guò)壓實(shí)固結(jié)而形成。壓實(shí)作用是降低本區(qū)儲(chǔ)層孔隙度的主要原因，隨著深度的增加，凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)砂巖的孔隙度呈降低趨勢(shì)。表現(xiàn)為剛性碎屑顆粒(石英、長(zhǎng)石、晶屑和巖屑)內(nèi)部機(jī)械壓實(shí)作用強(qiáng)，脆性破裂發(fā)育，剛性顆粒間以點(diǎn)、線接觸為主(圖1a、b)；抗壓性弱的塑性顆粒和礦物多呈凹凸接觸和縫合線接觸而變形，見(jiàn)假流紋構(gòu)造，片狀礦物黑云母被壓彎壓折、碎裂。隨著埋深的增加，壓實(shí)作用逐漸增強(qiáng)，剛性顆粒被壓實(shí)而排列緊密時(shí)，孔隙變小，顆粒間吼道大大變窄，儲(chǔ)集物性變差。

3.3.2 膠結(jié)作用

研究區(qū)膠結(jié)類型為碳酸鹽膠結(jié)和斜長(zhǎng)石次生加大，呈現(xiàn)環(huán)帶構(gòu)造(圖2)。碳酸鹽膠結(jié)多以方解石、鐵方解石呈孔隙式膠結(jié)，其中薄片下茜素紅染色方解石膠結(jié)物呈紫紅色，陰極發(fā)光下可見(jiàn)兩期方解石膠結(jié)、交代碎屑顆粒，后期橘紅色隱晶方解石環(huán)狀交代亮橘黃色細(xì)—中晶方解石(圖2b)。總之，膠結(jié)作用使原生孔隙大幅度減少，堵塞孔隙的喉道，降低孔隙質(zhì)量。

圖2 凝灰質(zhì)細(xì)砂巖膠結(jié)特征

3.3.3 蝕變作用

形成于高溫條件下的火山物質(zhì)進(jìn)入盆地水體中，在這種“水火”交融時(shí)易發(fā)生蝕變作用。蝕變程度除受凝灰質(zhì)自身組分的約束外，還受成巖場(chǎng)流體、溫度和壓力因素影響[7-9]。該區(qū)凝灰質(zhì)在成巖過(guò)程中，隨著時(shí)間、溫度和壓力的變化，脫?；F(xiàn)象明顯，常見(jiàn)泥級(jí)火山灰經(jīng)水解脫?；渲幸徊糠殖煞蛛S孔隙水流失，剩余組分發(fā)生重組、重結(jié)晶作用轉(zhuǎn)化為綠泥石和褐鐵礦，同時(shí)在脫水收縮過(guò)程中易形成微收縮縫隙，改善儲(chǔ)層性能，局部收縮縫常被硅質(zhì)充填，導(dǎo)致儲(chǔ)層連通性降低(圖1d、f)。長(zhǎng)石蝕變?nèi)芪g，轉(zhuǎn)化為片狀云母、高嶺石和伊利石，長(zhǎng)英質(zhì)微粒充填于粒間孔隙儲(chǔ)層質(zhì)量變得更差(圖3)。

圖3 掃描電鏡下凝灰質(zhì)蝕變作用

通過(guò)對(duì)緬甸Shwebo次盆島弧帶儲(chǔ)層特征及控制因素的分析，認(rèn)為島弧帶受多期次火山活動(dòng)的影響，火山碎屑巖發(fā)育且成巖壓實(shí)與膠結(jié)作用使其物性變差，不能作為該區(qū)的有利儲(chǔ)層，而島弧帶東南側(cè)離島弧帶較遠(yuǎn)，受火山活動(dòng)影響小，火山碎屑巖不很發(fā)育，正常三角洲砂巖發(fā)育，圈閉發(fā)育且鄰近烴源巖，是下一步有利勘探區(qū)。

4 結(jié) 論

(1) 緬甸Shwebo次盆島弧帶晚白堊世—始新世儲(chǔ)層以正常陸源砂巖、凝灰質(zhì)砂巖和凝灰?guī)r為主?；鹕交顒?dòng)強(qiáng)烈期凝灰?guī)r及砂巖凝灰質(zhì)含量高，儲(chǔ)層質(zhì)量差，孔隙度普遍小于4%；火山活動(dòng)間隙期，陸源砂巖和凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層質(zhì)量相對(duì)較好，孔隙度為8%～12%。

(2) 儲(chǔ)層質(zhì)量的好壞主要受控于同沉積火山作用與后期成巖作用，火山灰填隙物和火山碎屑沉積堆積，粘結(jié)在一起，為儲(chǔ)層質(zhì)量變差奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。且研究區(qū)處于中成巖早期，壓實(shí)作用強(qiáng)，方解石膠結(jié)作用嚴(yán)重，中基性火山灰填隙物或碎屑沒(méi)有發(fā)生強(qiáng)烈的溶蝕，多發(fā)生蝕變，即脫?；?、綠泥石化和褐鐵礦化嚴(yán)重，使儲(chǔ)層孔隙變小變窄，降低了儲(chǔ)層質(zhì)量，進(jìn)而導(dǎo)致該區(qū)儲(chǔ)層為低孔、低滲—特低滲儲(chǔ)層。

(3) 針對(duì)火山碎屑巖油氣勘探，需重視火山巖巖性以及后期成巖條件能否形成大量次生孔隙和裂縫，同時(shí)，明確Shwebo次盆島弧帶東南隆起為下一步有利勘探區(qū)。

[1] 謝楠，姜燁，朱光輝，等.緬甸Sagaing走滑斷裂及對(duì)睡寶盆地構(gòu)造演化的控制和影響[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2010，24(2)：268-272.

[2] 謝楠，趙汝敏.緬甸Shwebo盆地油氣地質(zhì)特征及勘探潛力[J].天然氣地球科學(xué)，2014，25(4)：558-564.

[3] VIGNY C， SOCQUET A， RANGIN C， et al. Present-day crustal deformation around Sagaing fault， Myanmar[J]. Journal of Geophysical Research， 2003，18(B11)：2533-2543.

[4] 鄒才能，陶士振，候連華，等.非常規(guī)油氣地質(zhì)[M].北京：地質(zhì)出版社，2011：192-231.

[5] 李光云.三塘湖盆地馬朗凹陷上石炭統(tǒng)火山巖油藏形成條件與主控因素[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2010.

[6] 郝彬.火山旋回劃分方案對(duì)比及在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的意義[J].特種油氣藏，2014，21(2)：70-74.

[7] 王宏語(yǔ)，樊太亮，肖瑩瑩，等.凝灰質(zhì)成分對(duì)砂巖儲(chǔ)集性能的影響[J].石油學(xué)報(bào)，2010，31(3)：432-439.

[8] 李向博，王建偉.煤系地層中砂巖火山灰填隙物的成巖作用特征——以鄂爾多斯盆地天然氣儲(chǔ)層為例[J].巖石礦物學(xué)雜志，2007，26(1)：42-48.

[9] 余衛(wèi)衛(wèi)，武群虎.樁海中生界火成巖儲(chǔ)層特征及有利區(qū)分析[J].特種油氣藏，2014，21(6)：52-56.

編輯 朱雅楠

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.01.016

20150629；改回日期：20151107

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“亞太地區(qū)油氣資源評(píng)價(jià)及未來(lái)戰(zhàn)略發(fā)展方向”(2011ZX05028-006)

程岳宏(1985-)，男，工程師，2008年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)資源勘查專業(yè)，2011年畢業(yè)于該校礦產(chǎn)與普查勘探專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)主要從事沉積學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)方面研究工作。

TE122.2

A

1006-6535(2016)01-0072-04