黄骅坳陷X1地区基浪堆积物油藏地质特征研究

季 岭，李晓良，王庆魁，张家良，孙 建

(1.中油勘探开发研究院，北京 100083;2.中油大港油田分公司，河北 沧州 061023)

引 言

近年来，随着岩性油藏勘探开发工作的深入，火成岩和火山活动沉积形成的油气藏越来越受到科研人员的重视，但目前火山活动沉积背景下的岩性油藏研究还比较薄弱，特别是对基浪堆积物形成的油气藏研究还是空白[1]。中国东部渤海湾新生代盆地中，火山活动强烈，形成了大量的岩浆岩，且在喷出岩和侵入岩中均发现了油气藏[2]。黄骅坳陷南部X1地区沙三段为滨浅湖沉积环境，沙三段时期火成岩分布广泛，具备火山活动沉积条件，但是储层识别难度大，一直处于停滞状态。通过研究，在此区域发现了火山活动形成的基浪堆积物，并探讨了基浪堆积物形成的油藏的分布特征和滚动增储方法。

基浪堆积物是一种特殊的火山碎屑物，主要是岩浆在上升的过程中与地表水或地下水相作用发生爆炸，产生巨大的向上冲击力，造成上覆地层的挠曲、破裂、坍塌等一系列过程，形成近圆形的低平火山口和基浪堆积物[3-7]。基浪堆积物兼具火山碎屑和沉积岩的特征，储集空间以原生孔隙为主，后期溶孔为辅，完全有可能成为很好的油气储集层[8-10]，具有较高的研究价值。

1 地质概况

X1地区位于黄骅坳陷南部沧东—南皮生油凹陷之间，区内发育一条主控断层Y1，为油气运移通道(图1)。Y1断层附近，自下向上在中生界、孔店组、沙河街组、馆陶组都发现有油气聚集，沙三段火山岩中已经发现油藏。

该区沙三段时期是火山活动强度最大，范围最广的时期。火成岩为多个火山口同时喷发形成，主要分布于Y1断层附近，发育北、中、南3个厚度中心，沿Y1断层北东向延伸，呈串珠状分布，且厚度自北向南由厚变薄。北部火成岩厚度中心为X77井区，厚度为200 m;中部厚度中心为X185井区，厚度为93 m;南部厚度中心为X142井区，厚度为55 m。其他地区火成岩厚度一般为20～50 m。

2 基浪堆积物沉积模式

2.1 沉积环境

从黄骅坳陷沉积背景分析资料看，沙三段为盆地断陷期，在潮湿气候下，发育了扇三角洲、近岸水下扇、水下冲积扇和湖泊沉积体系等[2]，X1地区沙三段以扇三角洲前缘和滨浅湖沉积为主，偶见生物滩堆积。在火山活动沉积地层以上发育一套火山岩，火山岩为基性岩浆喷出形成的爆发相和溢流相玄武岩体，沿Y1断层展布。整体来看，此区域火山活动沉积体沉积环境为盆地断陷期的滨浅湖环境。

图1 X1地区区域构造

2.2 沉积模式

基浪堆积物的下伏地层被爆炸力破坏，靠近火山口地层减薄。因为在火山口附近形成沉积中心，基浪堆积物靠近充填了被破坏的下伏地层，形成锥体，在火山口附近基浪堆积物厚度最大，向周围迅速减薄，呈指数递减，与前人研究基本相似[11]。火山口内部因为后期火山爆发没有留下基浪堆积物，由玄武岩组成。在平面上，火山口为后期火山喷发留下的玄武岩相，在火山口半径10倍的范围内为基浪堆积物相，向外为滨浅湖泥岩相，根据湖盆大小向外扩展，基浪堆积物围绕火山口成串珠状分布。

3 基浪堆积物识别

3.1 测录井响应特征

根据基浪堆积物特征及X1地区钻井、测井资料，识别标志主要归纳为2类。一类为岩屑录井标志。特征为棕红色、灰绿色砂泥同时出现，并且含大小不等的砾石，部分玄武岩中夹杂生物灰岩。岩石组合代表了当时沉积环境为湖相水下沉积，而沉积物中夹杂棕色泥岩，沉积物中含大小不等的砾石，证明为快速近物源堆积和特殊的搬运方式。另一类为测井相标志。俄罗斯学者聂鲁乔夫(1999)[12]在研究地质和生物事件周期性时发现与火山喷发有关的地层中富含铀。该段沉积物电性特征为伽马曲线上有明显异常，在U和K曲线上表现明显的高值，表现出富含放射性元素铀。

基浪堆积物兼具火山碎屑和沉积岩的特征，以自然伽马曲线异常为对比标志，参考岩石组合特征，进行X1地区井间对比。通过已知井对比(图2)，X77井200 m井段全部为玄武岩，为火山口所在地，X40-63井基浪堆积物厚度为50 m，X40-65井基浪堆积物厚度为20 m，与基浪堆积物沉积模式剖面图一致。

图2 X1地区基浪堆积物连井对比剖面

3.2 地震响应特征

由于该区处于火山活动频繁区域，受火山沉积物影响，地震反射杂乱，通过井震结合，精确标定基浪堆积物在地震上的顶部和底部位置，在三维地震数据体中追踪基浪堆积物顶部构造(图3)，经过分析，该区基浪堆积物呈楔形形态分布，类似于火山口两侧。

图3 X1地区地震剖面

3.3 储层平面分布

以基浪堆积物沉积模式为指导，通过井震结合，在基浪堆积物储层地震解释基础上，结合测井单井识别，描述基浪堆积物储层发育情况，形成基浪堆积物平面分布图(图4)。

4 储层特征研究

4.1 岩性特征

基浪堆积物在形成过程中，已沉积的砂泥岩爆炸后夹杂火山物质再次沉积，因此其颜色多变，表现为灰绿色、紫红色、棕褐色泥岩与浅灰色砂砾岩的互层。砂砾岩成分以石英为主，长石次之，最大粒径达到7 mm，泥质含量高，颗粒磨圆呈半棱角状，分选差，泥质胶结，局部见裂缝，裂缝被泥质充填。岩石中可见玄武质岩屑和凝灰质碎屑等火山物质，是区别于常规储层的重要标志。

图4 X1地区基浪堆积物顶界井位分布图

4.2 储层物性特征

根据资料分析，基浪堆积物储层储集空间以孔隙为主，根据与该区正常深度储层对比，基浪堆积物储层孔渗性较高，其中孔隙度最高为35.6%，平均孔隙度达到28.3%，比正常储层高9%，渗透率最高为1 198.3 ×10-3μm2，平均为508 ×10-3μm2，比正常储层高200×10-3μm2，具有较好的孔渗性。

4.3 储层控制因素

4.3.1 爆炸作用有利于孔缝的发育

由于岩浆遇冷水发生爆炸作用，加之原始未固结的沉积物具有较高的孔渗性，发生爆炸后，沉积物破碎再次沉积，一方面岩石颗粒之间形成了缝隙;另一方面二次沉积时火山碎屑颗粒的加入对储层岩石颗粒起到支撑作用，在机械压实过程中使原生孔隙保存较好。

4.3.2 火山物质的溶蚀

基浪堆积物储层中含有火山物质，这些火山物质在后期成岩作用中，受到地层有机酸或者来自地表的酸性溶液的溶蚀，使储层中形成较好的溶蚀孔隙。火山物质的溶解实际上对孔隙度的贡献高达30%[13]，这也是该区储层物性较好的重要原因。

5 成果应用研究

5.1 区块井位方案研究

在对基浪堆积物储层的分布及储层储集空间特征进行综合研究的基础上，根据基浪堆积物火山口附近厚度大，向周围变薄的发育特点，以“楔形体”计算油藏体积，预测油层有效厚度为17.8 m，含油面积为0.38 km2，石油地质储量为80×104t。

根据已知井，在构造高部位并靠近火山口处的X40-63井含油性好，最高日产油达80 t/d，累计产油5.8×104t;而构造低部位的X40-65井全部为水层，井位部署存在一定风险，故先部署评价井1口，实施成功后部署产能井10口。

5.2 方案实施效果

通过井位的实施，部署的评价井X38-28井在构造低部位钻遇油层5.5 m，投产后初期日产油为15 t/d。后期投产新井7口，最高部位油层厚度达到18 m，且地层能量充足，初期总日产油达160 t/d，平均单井日产油为23 t/d，含水为10%，新建产能5.2×104t，取得较好的开发效果。

6 结论

(1)在前人基浪堆积物研究成果的基础上，建立了该区基浪堆积物沉积模式，分析了基浪堆积物的测录井识别标志和地震识别方法，通过测井地震相结合在地震剖面上对基浪堆积物进行了刻画。

(2)基浪堆积物储层以含火山碎屑物质的砂砾岩和泥岩互层为主，并夹杂玄武质的火山物质，与邻区正常储层相比，具有较好的孔渗性。分析表明，岩浆遇水的爆炸作用及后期火山物质的溶蚀作用是储集空间改善的主要原因。

(3)根据基浪堆积物的特征，刻画出基浪堆积物储层发育形态，计算石油地质储量为80×104t，并制订了井位部署方案，通过方案的实施，取得较好效果。

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