闵桥油田古近系阜宁组火山岩储层特征研究

2012-11-10李维锋

长江大学学报(自科版) 2012年10期

关键词：阜宁储集含油

张莉，李维锋，宋为

曾玉兰 (新疆油田公司采油二厂油田地质研究所，新疆克拉玛依 834008)

闵桥油田古近系阜宁组火山岩储层特征研究

曾玉兰 (新疆油田公司采油二厂油田地质研究所，新疆克拉玛依 834008)

通过大量岩心铸体、荧光薄片及物性等资料，对闵桥油田古近系阜宁组主要油层储集层的火山岩矿物岩石学特征、主要储集空间类型等进行了详细研究，分析影响储层储集性能的主要因素，并对研究区主要储层进行分类。

闵桥油田；古近系；阜宁组；火山岩；储层特征

闵桥油田位于江苏省金湖县闵桥乡境内，区域构造位于金湖凹陷的东南部，其南为菱塘桥低凸起，东北为汜水次凹，西南为龙岗次凹，是一个夹在两凹之间的断裂背斜构造，构造面积76km2。根据钻井资料显示，闵桥油田钻遇的地层较全，从上至下发育第四系东台组(Qd)、新近系盐城组二段(Ny2)、古近系的始新统三垛组(E2s)及戴南组二段(E2d2)、古新统阜宁组(E1f)及晚白垩系泰州组(K2t)。阜四段顶和垛二段顶为2个区域不整合面，构造主体部位缺失盐一段和戴一段。目的层为阜宁组二段(E1f2)和一段(E1f1)。

1 储层岩性特征

火山岩储层属于特殊的油气储层中的一种，由于储层结构十分复杂，因此储层发育的构造类型多种多样，有构造裂缝和多种类型的成岩裂缝。由于非均质性很强，储集空间也较为复杂[1]，因此储层的岩性特征是火山岩储层描述与评价的基础。

依据取芯井岩心观察、薄片鉴定并参考部分岩石化学成份的鉴定结果，从岩石的结构、构造和岩石的化学特征来看，该研究区火山岩属于橄榄拉斑玄武岩系列，为熔岩类。玄武岩形成以后，造岩矿物普遍发生蚀变，并且各自有不同的演化规律。

根据岩心薄片资料、岩心观察及成因的不同，闵桥油田阜宁组火山岩储层的岩石类型有熔岩、火山沉积岩2大类，前者约占91%，后者仅占9%左右。其中，熔岩主要为玄武岩类，包括气孔玄武岩、杏仁体玄武岩、致密玄武岩类；火山沉积岩包括火山碎屑岩、自碎角砾岩、岩屑角砾岩和构造角砾岩。

1.1熔岩类玄武岩

1)气孔玄武岩玄武岩中最发育的构造就是气孔构造，在熔岩流的不同部位气孔发育程度不同。该区这类岩石中气孔含量大于5%，一般多在20%左右，个别岩石中可达40%，气孔的形态和大小在一个岩流单元中变化较大，一般径长在0.5cm左右，其底部常见扁平拉长的气孔(见图1(a))。该类岩性和玄武岩中的气孔及溶蚀孔洞，既可当做油气运移通道，又是储集油气的有利场所，是闵桥油田阜宁组火山岩中重要的储集空间。

2)杏仁玄武岩气孔玄武岩中的气孔如果全部或大部被方解石、绿泥石等蚀变矿物充填，则形成杏仁玄武岩[2](见图1(b))。

3)致密玄武岩研究区中致密玄武岩的气孔、杏仁含量很少，其含量低于5%，并且气孔、杏仁孤立分布，个大而形圆(见图1(c))。以黑色、深灰色为主，蚀变后呈灰绿色、绿灰、绿黑色。该类岩石发育于单个岩流体的中部，故结晶程度略高于上部和底部，斑晶含量较多，斑晶粒径较粗。致密玄武岩中一般见不到脉状沉积物，但节理和裂缝较为发育[3]。

图1 玄武岩岩石类型

1.2火山沉积岩

火山沉积岩按成因又可分为火山碎屑岩、自碎角砾岩、岩屑角砾岩和构造角砾岩。

1)火山碎屑岩它是由火山爆发作用形成的；具有单一至复杂，碎屑大小悬殊，次园-棱角状，边缘弧形凹面及不规则熔渣状的碎屑特征；胶结物成分为火山尘及其风化蚀变产物绿泥石-蒙脱石、泥质铁、方沸石等。

2)自碎角砾岩成因为岩流作用；具有成分单一，碎屑大小比较均匀，棱角状，边缘不规则，稍磨圆的碎屑特征；胶结物成分为绿泥石-蒙脱石常见，方沸石、亮晶方解石和白云石也常见。

3)岩屑角砾岩成因为同生沉积作用；具有成分单一至复杂，粒径大小悬殊，次棱-棱角状，边缘不规则及港湾状碎屑特征；胶结物成分为泥晶白云石常见，灰质少量，含藻类生物碎屑，陆源泥质少见。

4)构造角砾岩成因为构造应力作用；具有成分单一，碎屑大小悬殊，次棱-棱角状，边缘较规则，棱角状，稍磨圆的碎屑特征；胶结物成分为亮晶白云石、含铁方解石常见，绿泥石-蒙脱石以及方沸石少见。

2 储集层特征

2.1火山岩储层物性分析

对闵北地区常规物性分析资料、全直径物性分析资料以及径向着色资料统计分析表明，不同岩类的火山岩其物性特征不同。其中灰色自碎角砾岩的孔隙度和渗透率相对较好，沉积砾岩的含油饱和度相对较好。

火山岩的常规物性表现以中-低孔隙度、低渗透率为特点。中-低孔隙度、低渗透率占50%，中孔隙度、低渗透率占25.8%，中孔、中渗占22.3%。全直径孔隙度、渗透率值与同一岩样小园柱孔隙度、渗透率值的差异显示出规律性较差，单向K(渗透率)值与径向K值亦有差异，表明了玄武岩的非均质性极强，另外，对闵15井五块岩样加压到100kg后有效孔隙度增加甚微，说明玄武岩的超微孔隙很少。闵桥油田阜宁组火山岩取心井虽说较多，但做常规物性分析、全直径物性分析以及径向着色成功的资料的较少，同时火山岩储层比碎屑岩储层具有更大的复杂性和更强的非均质性。

2.2储集空间类型

火山岩的储集空间主要是由于烃源岩中的有机质在沉积埋藏过程中演化产生有机酸和碳酸对玄武岩产生溶蚀改造作用，使玄武岩中的微量金属元素被活化、迁移到烃源岩中，使其火山岩的矿物结构发生改变。闵桥地区玄武岩多数经历了第1溶蚀阶段，形成了弱蚀变现象，对原生气孔和收缩裂缝均有扩大作用；紧靠烃源岩的玄武岩经历了第2溶蚀阶段，多数火山矿物颗粒被溶蚀，原始气孔和裂缝已相互连通，形成了良好的储集层[4-7]。

通过岩芯描述、显微镜下的观察以及电镜扫描的观测，发现该区火山岩储集空间有多种类型，笔者研究主要采用成因分类方法，将闵桥地区火山岩储层的储集空间类型划分为2类：原生储集空间和次生储集空间[8]。

该区火山岩原生孔隙较发育，但多处于孤立分散的状态，并且又多被它物所充填；后来发生的风化、淋滤作用以及构造作用等产生的次生孔隙极大地改善了其储集性能，尤其是构造节理将孤立分布的原生孔隙串联成一体，起到了桥梁的作用。因此，构造节理对火山岩储集性能的改善起到关键的作用。

2.3储集空间的含油性

该研究区玄武岩中孔、洞、缝的形态、大小、成因等方面是极为多样的，这些孔、洞、缝在空间的有效连通便形成玄武岩储集层。根据1600余米玄武岩岩心的描述，结合薄片、铸体薄片、荧光薄片、储层物性、压汞、试油和试采等资料的分析成果经综合研究认为，该区玄武岩储层划分为宏观孔、洞、缝系统和基块微孔隙系统组成的双重介质储层。

孔洞缝组合的含油性受控于含油玄武岩的岩流单元相带和岩相构造类型，古风化剥蚀面含油最丰富，岩流单元上部相带及淬碎角砾岩相含油较稳定，而岩流单元中下部相带含油较贫乏。孔洞缝充填的方式与含油性无关，但充填矿物的颜色、类型与含油性之间存在着对应关系，并服从于岩流单元相带和储油岩相构造类型。其中绿色矿物与白色矿物多分布于岩流单元中下部相带，气孔、气孔洞中发育，含油性较差(30%)；黄色矿物与白色矿物多分布于岩流单元顶部，古风化剥蚀面，淬碎岩相，较普遍含油(60%)；绿色矿物与黄色矿物多发生于岩流单元中下部相带内的橄榄石矿物周围，(不完全)蚀变而形成的颜色组合，含油性较差(30%)；3种及以上矿物颜色组合最主要分布于岩流单元的上部带及古风化剥蚀面的中下部，洞缝隙中发育，含油性较高(60%～80%)。

在矿物类型中，硅质型矿物含油性较高(60%～80%)，碳酸盐型较普遍含油(60%)，复合型矿物也是较普遍含油(60%)。储油岩石的构造类型中，古风化剥蚀面(古风化壳)普遍含油(gt;80%)，表现为层状；岩流单元上部相带，较普遍含油(gt;60%)，表现为似层状；岩流单元中下部相带含油较差(30%)，为非层状；淬碎角砾岩相、碎裂裂缝、节理缝较普遍含油(60%)的为透镜状，其中含油较一般(30%～50%)的为不规则状。

2.4火山岩储集层评价

闵桥火山岩储层可分为基块和宏观孔洞缝2大系统。

1)基块基块的储集性主要是通过岩芯的物性资料的统计结果来表征的，玄武岩致密坚硬，各类孔缝被充填破坏，储集性均不理想。综合基块的岩性和各项分析化验资料，将基块分成3类：1类基块为具有较高孔隙度、低渗-特低渗类型的含油基块；2类基块为具有中等孔隙度，特低渗类型含油基块；3类基块为具有低孔-特低孔隙度，超特低渗类型的不含油基块。

2)宏观孔洞缝宏观孔洞缝的发育程度对储层性质的好坏具有直接影响，且对产能大小起着决定性作用。因此在火山岩储层的综合分类中，首先将宏观孔洞缝的发育程度分为2大类，然后根据火山岩基块性质的差异对各大类细分成3个亚类。第1大类中包括宏观孔洞缝发育或较发育、基块性质较好的双孔隙模型；宏观孔洞缝发育或较发育、基块性质一般的双孔隙模型；宏观孔洞缝发育或较发育、基块性质无效的双孔隙模型；第2大类包括宏观孔洞缝不发育、基块性质较好的双孔隙模型；宏观孔洞缝不发育、基块性质一般的双孔隙模型；宏观孔洞缝不发育、基块性质无效的双孔隙模型。

结合闵桥油田阜宁组火山岩的物性资料将闵桥油田阜宁组火山岩储层划分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，其中Ⅰ类储层主要反映了宏观孔洞缝发育，基块性质较好的双重介质储层；Ⅱ类储层主要反映了宏观孔洞缝发育，基块性质一般的双重介质储层；Ⅲ类储层主要反映了宏观孔洞缝不发育，无基块、无效储集空间的单孔隙度介质储层。