热河台油田火山岩储层特征及油气富集规律

孙立勋 （中石油辽河油田分公司兴隆台采油厂地质研究所，辽宁盘锦124011）

热河台油田火山岩储层特征及油气富集规律

孙立勋 （中石油辽河油田分公司兴隆台采油厂地质研究所，辽宁盘锦124011）

运用钻井揭露、测井解释、压汞测试、油藏解剖等多种分析测试手段，结合区域地质背景，系统研究了热河台油田的火山岩的形成地质背景、储层岩石类型及分布、油气展布特征，并分析其主控因素。研究表明研究区最主要的火成岩储层为粗面岩，粗面岩物性条件相对较好，有较好的产能，孔隙结构可分为3类；在纵向上粗面岩主要分布在沙三中亚段上部，可分为4个期次。4期火山岩沿北东－南西分布，Ⅱ期粗面岩厚度最大，Ⅲ期分布面积最广，Ⅱ期火山岩油层面积、厚度较大，是最好的勘探层。整个火山岩油藏类型属于构造－岩性油藏，油气水分布受构造、储层岩性、物性条件多重因素的控制和影响。

火山岩；油气分布；储层；成藏

含油气盆地火山岩中具有丰富的剩余资源，勘探潜力大，对未来油气勘探开发的转型具有重要的指导意义［1，2］。但从目前的研究现状上看，火山岩的岩性岩相划分、储层分布规律、油气成藏的主控因素等一系列的问题都亟待进一步研究。

1 储层特征

1.1 储层发育背景

辽河盆地东部凹陷的古近系沙河街组由沙一段（Es1）、沙三段（Es3）构成，缺失沙二段（Es2）。Es3可划分为上共3个亚段。东部凹陷古近系构造演化主要经历了张裂－裂陷－收敛等一系列过程［3，4］，Es3沉积期处于裂陷期，是东部凹陷伸张构造体系的主要发育时期，断裂活动规模大、数量多，在断裂的控制作用下，盆地不断拉张沉降，以裂谷段的方式形成了多个深陷湖盆区，裂谷间的传递带成为沉积体入湖的主要入口［5］。

整个沙河街组主要为一套扇三角洲－湖泊沉积体系，Es3沉积期为一次规模大、范围广、作用最强的湖盆水进期，该时期在经历前期的隆起之后，以强烈的断裂分割形式开始了Es3沉积时期的构造活动，区域性的茨东断裂与贯穿南北的佟二堡断裂强烈活动，并伴生一系列近东西向断层，热河台地区的热西和热东断层即为上述2条区域断裂的一部分。断裂强烈活动形成了的深水沉积，即以大段纯泥岩为主夹薄层砂岩和火山岩。沉积期，东部凹陷一度整体下沉，形成广泛的浅湖－半深湖－深湖环境，沉积了分布较广的大套泥岩段［6，7］。其后，盆地沉降幅度减慢，周缘物源区的多条水系注入湖盆，经过长期的沉积充填作用；沉积期裂陷活动减弱，整个东部凹陷大部分地区处于泛滥平原相内，河流往复改道，河道间的洪泛区内植物繁盛，先前存在的沟谷纵横、高差明显的裂谷盆地已基本填平，形成大套的碳质泥岩段沉积，具有很好的生烃条件。Es3沉积末期，区域应力场有所变化，全区抬升，部分地区遭受淋滤、剥蚀，这对改善储层具有重要作用。热河台地区Es3碳质泥岩发育的煤系地层中的粗面岩和砂岩，是该油田的主力含油层系。

1.2 储层物性分析

参考辽河油田火山岩储层评价标准，通过样品测试分析数据表明，热河台油田Es3（包括火山岩及砂岩类）处于中高孔、中高渗的背景下，低孔、低渗的样品数占30%左右。Es3孔隙度最大为30.3%，平均为24.1%；渗透率最高为6304×10－3μm2，平均为603×10－3μm2，储层厚度一般在1.5～5.0m之间；火山岩储层往往在孔渗条件好的部位可形成较好的油气聚集区。从岩心分析数据（表1）可以看出，研究区火山岩储层内，孔隙度最大为28.88%，平均为16.8%；渗透率最高为191×10－3μm2，52.9%样品值小于1×10－3μm2。总体看粗面岩物性条件相对较好，并获得了较好的产能。

表1 热河台油田火山岩物性分析数据

根据多个火山岩油藏压汞资料统计分析，热河台油田火山岩储层孔隙结构大致可以分为以下3种类型（图1）：

Ⅰ类 孔喉半径相对较大，分选好，喉道粗，储层物性好，为最优储层。这类储层相对较少。

Ⅱ类 孔喉半径相对较小，分选较差，喉道较细，孔隙间连通不好，储层物性较差，可以作为储层，这类储层相对较多。

Ⅲ类 孔喉极小，连通极差，不能作为储层。

1.3 火山岩分布特征

1）Ⅰ期粗面岩 与沉积岩互层产出，钻遇该期火山岩的井有热23井、热24井、热26井、热6－8井等井。厚度均大于30m，最厚为热23井，揭露粗面岩大于60m。平面上分布在该块东北部，呈北东－南西条带状分布。

式中：α为收缩系数；ΔW为x处的含水率变化量，本文中称为变湿。式(3)对x求二阶导，得：由虎克定律，我们有故

2）Ⅱ期粗面岩 钻遇该期火山岩的井有热15井、热19井、热24井、热105井、热9－7井等井。厚度较大，最厚为热9－7井，揭露粗面岩大于90m。平面上分布在该块中部，呈北东－南西条带状分布。

图1 热河台油田火山岩储层孔隙结构特征

3）Ⅲ期粗面岩 钻遇该期火山岩的井有热8井、热15井、热22井、热12－6井、热14－6井等井。厚度较前2期变薄，最厚为热8井、热22井、热12－6井、热14－6井，揭露粗面岩大于60m。平面上分布在该块中部偏西南，呈北东－南西条带状分布。

4）Ⅳ期粗面岩 钻遇该期火山岩的井有热27井、热20－6井、热20－7井等井。厚度较薄，最厚为热20－7井，揭露粗面岩厚度仅大于30m。平面上分布在该块西南部，呈北东－南西条带状分布。

图2 热河台油田Es3粗面岩储层分期次平面分布特征

2 油气分布特征

试油资料及测井方法识别［8］油层显示：研究区Es3火山岩储层含油面积2.41km2，油层主要发育在热11－7井～热9－7井～热23井一带，单井钻遇油层最厚23.1m（热11－7井），平均16.31m（图3）。

图3 热河台油田Es3火山岩油层分布特征

Ⅰ期成因的火山岩油层主要发育在东北部，分布在热8－8井～热23井一带，在热23井附近最为发育，油层最厚达到14m，平均油层厚度12m；Ⅱ期成因的火山岩油层主要发育在中部，油层主要分布在热11－7井～热9－7井～热24井一带，在热24井附近油层最为发育，油层最厚达到34m，平均油层厚度15m；Ⅲ期成因的火山岩油层主要发育在中南部，油层主要分布在热12－6井～热11－7井一带，在热11－7井附近油层最为发育，油层最厚达到15m，平均油层厚度13.5m；Ⅳ期成因的火山岩油层主要发育在南部，分布在热20－6井附近，含油面积比较小，平均油层厚度10.5m。

3 油气藏特征分析

根据储层发育状况、油水分布特点及其控制因素，结合地质构造综合分析，热河台油田油藏类型以构造－岩性油藏为主。火山岩油层油气分布受构造控制较为明显，断裂发育部位粗面岩裂缝发育，油气层主要沿构造的高部位呈条带状、片状或孤立岛状分布，具有非常明显的构造控藏特点，在构造高部位油层比较发育（图3、4）。另外，油气平面分布部位与储层岩性有较大的关系，从而表现出火山岩岩性对油气层的分布具有一定的控制作用。在不同火山岩部位，由于不同火山岩储层发育状况以及相应的物性条件的不同，油气层分布有一定的差异。一般来说，粗面岩储层物性比较好，有利于油气的储集，是较好的储层，而玄武岩、安山岩等火山岩，储层物性很差，油气不发育［9］。造成这一差异的主要原因是，粗面岩自身的矿物成分导致其容易形成裂缝，裂缝的发育程度及裂缝的张开度随着暗色矿物的含量增加而变差，暗色矿物比浅色矿物的柔韧性强，因此含浅色矿物为主的粗面岩比含暗色矿物为主的玄武岩脆性大［10］；并且，暗色矿物的蚀变产物对裂缝的充填强度比浅色矿物强。

图4 热20－5井～热20－6井～热27火山岩油气藏剖面特征

4 结 论

1）火山岩储层岩石类型主要为粗面岩，其次为安山岩及少量的砂岩。粗面岩物性条件相对较好，有较好的产能。孔喉半径相对较大，分选好，喉道粗，是最优储层。

3）4期粗面岩储层的油水分布面积及厚度有差异，油藏没有统一的油水界面，Ⅱ期成因的火山岩油层面积、厚度较大，是最具潜力的勘探层。

4）油藏类型属于构造－岩性油藏，油气水分布受构造、储层岩性、物性条件多重因素的控制和影响，造成了该区火山岩储层油气发育程度的差异，不同程度地影响着油气在平面上和纵向上的分布，其中构造活动控制了火山岩的分布，改善了火山岩的储集性能，尤其对粗面岩的储集空间的形成有重要作用。

［1］石磊，李书兵，黄亮，等.火山岩储层研究现状与存在的问题［J］.西南石油大学学报（自然科学版），2009，31（5）：68～72.

［2］Benyamin.Facies distribution approach from log and seismic to identification hydrocarbon distribution in volcanic fracture［J］.9th SPWLA Japan Formation Evaluation SYMP，2007，（9）：25～26.

［3］孙卉.辽河东部凹陷中新生代火山事件与构造作用［J］.中国石油勘探，2005，（5）：28～33.

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［5］季东民，韩芸.辽河坳陷东部凹陷构造演化及与油气关系探讨［J］.石油天然气学报，2008，30（4）：10～15.

［6］回雪峰，管守锐，张凤莲，等.辽河盆地东部凹陷中段深层沙河街组沉积相［J］.古地理学报，2003，5（3）：291～302.

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［9］蔡国刚.辽河裂谷东部凹陷粗面岩成因机理探讨［J］.地球学报，2010，31（2）：245～250.

［10］李明生，孟召平，杨长有，等.辽河东部凹陷火成岩储集特征及其影响因素分析［J］.石油地质与工程，2007，21（6）：22～25.

［编辑］ 宋换新

20 Characteristics of Volcanic Rock Reservoirs and Hydrocarbon Accumulation Rules in Rehetai Oilfield

SUN Li－xun

（Authors Address：Xinglongtai Oil Production Plant，Liaohe Oilfield Company，PetroChina，Panjin 124011，Liaoning，China）

By using various testing means，such as drilling revealing，well logging interpretation，mercury injection and reservoir analysis，and in combination with regional geological background，the geological background of volcanic rocks，reservoir rock types and distribution of oil and gas were systematically studied，and its main control factors were analyzed in Rehetai Oilfield.Research showed that the trachyte was the main reservoir，which had relatively good rock property conditions and good productivity.The pore structure could be divided into three types.In vertical rough surface rocks were mainly distributed in the upper position of the mid member of Es3and it was divided into four periods，four stages of volcanic rocks were distributed respectively along the northeast to the southwest，the trachyte had the maximum thickness in PeriodⅡ，but the trachyte in PeriodⅢwas widely distributed and volcanic reservoirs were big thickness and it was the best exploration layer.The whole volcanic reservoir belongs to structural－lithologic reservoir，where oil－gas－water distribution is controlled and influenced by multi－factors such as structure，reservoir lithology and physical properties.

volcanic rock；hydrocarbon distribution；reservoir；hydrocarbon accumulation

book=92,ebook=92

TE122.2

A

1000－9752（2012）05－0020－05

2011－08－24

孙立勋（1979－），男，2004年成都理工大学毕业，工程师，现主要从事石油地质研究工作。