遼河東部凹陷太古界潛山變質巖儲層成因分析與研究

郭 強

（中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦 124010）

1 地質概況

東部凹陷北段整體呈兩洼夾一隆的構造格局，東側的牛居——長灘洼陷為北段最主要的生烴洼陷，是茨榆坨潛山油氣的主要來源，西側的茨西洼陷相對較小，生烴能力較弱。茨榆坨潛山位于兩個洼陷中央，是受西側的茨西斷層與東側的茨東斷層所夾持而形成的翹傾斷塊地壘山，太古界地層緊鄰第三系沙河街組地層，地層剝蝕作用強。茨榆坨潛山頂面整體形態(tài)呈北高南低，西高東低的特點，根據埋深、分布特點、主要斷層控制作用，從南至北，可分為南部潛山、中部潛山和北部潛山三個潛山帶，中部與北部潛山帶潛山整體規(guī)模較大且緊鄰生烴洼陷，為有利勘探區(qū)帶。

2 太古界變質巖儲層成因

在茨榆坨地區(qū)，太古界潛山的基巖主要由2種巖石組成：①元古的變質巖；②不同地質歷史時代的巖漿巖侵入體或者巖脈[2]。在地質演化過程中，由于受到各種地質營力的作用，古老的變質巖系中發(fā)育的裂縫經歷了各種反復的演變，主要4種：形成、發(fā)展、充填以及再形成等。在裂縫的形成與發(fā)育過程中，起主要作用的因素有5種：構造、風化、交代溶蝕、充填以及巖漿侵入等，其中構造作用與風化作用對太古界潛山儲層改造作用最強[1—2]。

2.1 構造作用

在茨榆坨地區(qū)，構造裂隙（縫）主要的形成時期有2個：①前震旦期；②中新生代盆地發(fā)育期，這個時期的構造裂隙主要為張裂隙，這些裂隙通常在斷層周邊比較發(fā)育，具有一定的繼承性，隨著斷層活動的不斷增強，裂隙會不斷發(fā)育和持續(xù)擴大，有時會變窄或者被充填，這些充填物主要有3種：方解石、石英以及高嶺石等。結合區(qū)域構造演化特征，并且通過充填物中的流體包裹體，確定了研究區(qū)基巖儲層的張剪性復合裂縫所形成的時期為中生代中、晚期[2]。

通常情況下，構造裂隙（縫）主要分布在以下幾個部位：①裂隙發(fā)育和風化破碎的儲集區(qū)；②斷層交匯和分叉區(qū)；③彎曲斷層的內彎區(qū)域，這些區(qū)域的裂縫比較發(fā)育，易于形成油氣儲集空間與油氣成藏。研究區(qū)的構造裂隙（縫）比較發(fā)育，具有比較好的儲集空間，是基巖中最重要的儲層類型[2，3]。

2.2 古地表風化作用

在新生代時期，研究區(qū)大多數太古界的變質巖才被厚度非常大的沉積巖所覆蓋，在時間的演化過程中，由于受到各種地質作用的影響，如物理、化學風化等，長期暴露于地表的巖石被風化、剝蝕以及破壞，使得潛山的頂部發(fā)育有厚度非常大的風化殼，通常厚度可以達到40～50m。在風化殼的上部，大部分的孔隙被泥質所充填，而在風化殼的下部，通常存在非常多的縫洞，這些縫洞大小不一，從而為油氣提供了非常好的儲集場所。

風化破碎儲集帶是一個連續(xù)的巖石破碎帶，位于巖體的上部，主要是由于物理風化和構造破裂的綜合作用而形成。目前，在研究區(qū)鉆遇的所有基巖井中，絕大部分井都是在風化破碎儲集帶中進行完鉆，而且很多井都沒有鉆穿地層?；瘜W淋濾的作用非常強烈，使得巖石異常破碎，一些部位的地層破碎顆粒已經糜棱化，或者粒間存在非常多的似泥質的充填物。糜棱化作用比較強的部位以及碎屑顆粒非常細小的區(qū)域儲集空間通常都十分不發(fā)育，這些區(qū)域的裂隙基本都被碳酸鹽的礦物所充填。在該區(qū)域，一般的儲集空間類型有2種：①構造作用和物理風化作用形成的破碎裂縫；②破碎顆粒間形成的孔隙，另外，由于化學淋濾作用所形成的溶蝕孔隙也非常發(fā)育。

2.3 溶蝕（淋濾）作用

這種作用對儲集空間的變化具有非常大的影響，對于其形成、發(fā)展都有著十分積極的作用。由于溶蝕（淋濾）作用的影響，易溶礦物以及構造作用形成的縫隙形成了非常多的粒內溶孔，在一定程度上增加了縫隙的儲集空間，從而讓裂縫朝著裂隙和溶洞方向不斷演化。通過對巖石（鑄體）薄片的觀察分析可以發(fā)現，由于溶蝕（淋濾）作用的影響，研究區(qū)變質巖中的一些易溶礦物、構造作用形成的各種縫隙出現了一些改造，總而言之，潛山頂部的溶蝕程度比較強，而潛山下部的溶蝕程度比較弱。但是由于受到其他因素的影響，如礦物種類、巖石種類等，不同區(qū)域的溶蝕程度不同，非常不均勻。易于蝕變的礦物，其溶蝕作用通常會沿著蝕變的區(qū)域開展，最終在該區(qū)域形成大量的溶蝕孔隙。與此同時，溶蝕作用還會在早期被礦物充填的裂縫中開展，使一些沒有儲集功能的裂縫又重新具備儲集功能[2—3]。

溶孔是由于礦物蝕變溶蝕的作用以及裂縫變寬之后的溶蝕而形成的，部分巖層中的溶孔比較發(fā)育，孔隙度也比較高，一般為6%～7%。在研究區(qū)的潛山基巖儲層中，溶蝕作用比較差，在其余的儲層中，孔隙并不是十分發(fā)育，而且井段中的孔隙也比較少。

溶蝕孔隙的形狀十分不均一，孔隙的寬度通常比構造裂隙大許多，通?？讖綖?.05～1mm，在構造裂隙拐角的區(qū)域以及礦物交匯等地方的溶蝕孔隙都比較發(fā)育，絕大多數的溶孔都不是聚集在一起的，而是孤立的，也有小部分溶孔是連接在一起的。

2.4 巖漿侵入作用

在中生代末期到古近紀早期的這一階段，茨榆坨地區(qū)出現了大范圍的巖漿噴發(fā)，并且侵入了太古界的巖層，使得基巖出現了各種形式的混合和碎裂巖化現象。其次，由于巖漿的侵入作用，使得一些片麻巖出現了重熔和巖石碎裂的現象，變成了碎裂狀片麻巖，進而形成了儲集性能更好的裂縫和孔隙。

2.5 孔縫充填作用

堵塞早期的孔縫，溶蝕作用不但可以對部分礦物起到一定的水解和溶解作用，而且可以產生交代反應。如果地層中水離子的濃度比被帶物質的臨界濃度小，這時水解物和溶解物會被帶走，在這個過程中，溶解作用在一定程度上促進了儲集空間的形成和發(fā)展。如果離子濃度沒有低于被帶物的臨界濃度，而且溶液達到飽和，這時被帶物在合適的環(huán)境中會發(fā)生沉淀，進而出現重結晶。在這一過程中，會使得沉淀物堵塞早期階段形成的孔（縫）隙，導致開啟的縫隙會逐漸閉合，最終形成沒有儲集作用的死縫。與此同時，巖漿后期階段的熱液流體和上覆的地層會形成巖流體，侵入早期階段所形成的裂縫，進而出現沉淀，最終堵塞裂縫儲集空間。研究區(qū)的構造運動十分強烈，出現了非常多的裂縫，但是裂縫受到了各種物質的充填，最終成為了死縫，破壞了儲集空間。在長期演化過程中，裂縫經過各種充填、溶蝕、再充填、再溶蝕，循環(huán)往復，任何一次的循環(huán)都會稍微改變基巖的儲集性能，使得裂縫的寬度逐漸增大、充填物逐漸增多、變得非常復雜，從單一進而變成多種[3]。

3 結論

1）裂縫為油氣聚集提供運移及聚集空間，研究裂縫的發(fā)育程度、尋找裂縫發(fā)育帶，是進行潛山勘探的關鍵。

2）榆坨太古界潛山的儲集空間分成兩類，一類為構造裂隙，另一類在構造裂隙基礎上擴大的溶孔和溶縫。

3）茨榆坨潛山風化殼儲層與內幕儲層形成機制有區(qū)別，發(fā)育模式也存在差異。風化殼儲集層以褶皺相關裂縫、斷層相關裂縫為主；內幕儲集層以斷層相關裂縫為主。