歧口凹陷新生界火成岩油藏特征及分布规律
2014-06-06李双文吴永平刘化清周立宏肖敦清倪长宽
李双文,吴永平,刘化清,周立宏,肖敦清,姚 军,倪长宽
1.中国石油勘探开发研究院西北分院,兰州 7300202.中国石油大港油田公司,天津 300280
歧口凹陷新生界火成岩油藏特征及分布规律
李双文1,2,吴永平2,刘化清1,周立宏2,肖敦清2,姚 军1,倪长宽1
1.中国石油勘探开发研究院西北分院,兰州 730020
2.中国石油大港油田公司,天津 300280
歧口凹陷新生界发育了两类与火成岩相关的油藏:基性火山岩油藏和浅成侵入相辉绿岩蚀变带油藏,两者都为构造-岩性油藏。这两类油藏区域上受岩浆活动带控制,主要集中于NE向和EW向断裂转换带,并受烃源岩分布范围的影响而紧邻烃源岩分布;垂向上受区域盖层控制,集中于沙一中亚段和东三段。在转换带沙一中亚段和东三段内,火成岩能否富集成藏主要取决于储集系统的类型。开放式储集系统一方面利于流体替换使火成岩储集空间中的矿化水被及时排出减少次生矿物的形成,从而保护储集空间;另一方面利于富含有机酸流体进入火成岩储集体,通过溶蚀先期形成的杏仁体、裂缝充填物及火成岩中不稳定的矿物组分,使其储集空间扩大、容积增加,使火成岩的储集性能得以改善;另外,火成岩中的断裂通过与烃源岩的沟通为烃类注入富集成藏提供了必要的输导通道,致使这类储集系统能够富集烃类成藏。封闭式储集系统缺少这些条件,岩浆期后热液流体与成岩流体被包裹在火成岩储集空间内不能被排出,易形成次生矿物充填并堵塞这些空间,丧失其储集性能。部分未被充填的空间往往相互之间难以连通,并与生排烃地层隔绝而成为烃类难以注入的死孔隙,从而使这类储集系统难以聚集成藏。
歧口凹陷;火山岩油藏;辉绿岩蚀变带油藏;封闭式储集系统;开放式储集系统
0 前言
随着全球油气勘探步伐的加快、领域的扩展,火成岩作为一类特殊的、新的接替领域逐步受到油气勘探家的重视[1-3]。目前全球多个国家已发现了一系列火成岩油气藏,如印度尼西亚的贾蒂巴郎玄武岩油气藏、日本新生代的吉井—东柏崎火山岩油气藏、委内瑞拉的拉帕斯火山岩油气藏、阿塞拜疆穆拉德汉雷粗面玄武岩及安山岩油气藏,古巴、阿根廷、墨西哥、俄罗斯、乌克兰、加纳及巴基斯坦、联邦德国等国也均有发现[4-13];2000年以来,我国相继在渤海湾盆地、松辽盆地、二连盆地、三塘湖盆地、准噶尔盆地、塔里木盆地、四川盆地等火成岩油气勘探中取得了重大突破,显示了火成岩油气勘探和开发的巨大潜力[14-20]。对于火成岩油气成藏的类型、成藏主控因素逐步有了较深刻的认识[21-33],并且在油气勘探中也发挥了重要作用。但前期的成果基本都停留在油藏静态解剖的研究阶段,很少涉及在火成岩储层有利区及有利层段内动态分析油气能否成藏的控制因素,这必然影响油气勘探部署及开发的成功率。笔者通过对歧口凹陷新生界火成岩油藏基本特征及成藏主要控制因素研究,提出了在火成岩储层有利分布区和有利层段内具有开放式储集系统的火成岩才能够聚集烃类成藏,而封闭式储集系统难以聚集油气成藏。此认识一方面可为歧口凹陷火成岩勘探部署指明方向,另一方面可为丰富、发展火成岩油气成藏理论起到推动作用。
1 火成岩油藏类型及基本特征
1.1 火山岩油藏类型及特征
歧口凹陷新生界目前仅发现了Bh5井区沙河街组沙一段(Es1)一个喷出岩类的构造-岩性油藏,该油藏所在火山岩处于歧中断层下降盘。通过地震剖面、属性分类与聚类分析,确定为具有从溢流相开始、爆发相结束的完整单旋回盾状火山岩,由火山口向边缘依次可划分为近火山口、近源和远源3种相带[34]。近火山口相带以爆发相角砾岩/集块岩为主、隐爆角砾岩和溢流熔岩为辅,延伸距离小(分布面积2km2左右)、厚度大(200~320m);近源相带主体为块状熔岩,离火山口较近的部位夹杂少量爆发相的火山角砾岩,向外逐渐过渡为纯熔岩,再向外出现少量的火山灰混杂堆积,但整体结构以熔岩占绝对优势。这个相带火山岩厚度中等(80~200 m)、延伸较远(分布面积21km2左右);远源相带以火山爆发中漂浮的由火山灰沉积固结而成的凝灰岩为主,向内局部含极少量的熔岩,预测其面积为6 km2左右。
根据毛管压力曲线的形态与孔隙结构参数,结合铸体薄片和扫描电镜分析,将歧口凹陷新生界火山岩孔隙结构分为5种类型(表1)。Bh5井区火山岩储层岩性主要为溢流相玄武岩和爆发相火山角砾岩。其中:溢流相玄武岩III型孔隙结构类型约占12%,少量为II型与IV型;爆发相火山角砾岩I型孔隙结构类型占41%,少量II型,储集条件较好。
表1 歧口凹陷新生界火成岩孔隙结构分类参数Table 1 Cenozoic igneous rock pore structure classification parameter list,Qikou depression
Bh5井区火山岩体为由爆发相、溢流相、沉火山岩相组成的锥状体,完全包裹于沙一段500多米的厚层泥岩中,向南下倾部位与歧中断层沟通,向北、向西上倾部位岩性尖灭,构成完整的火山岩锥体控制的构造-岩性圈闭。Bh5井钻遇火成岩锥体的边部,在溢流相玄武岩中获得日产近20t的工业油流,证实该火山岩体已成藏。其火山机构特征与王华崇等[35]发现的黄骅坳陷南区枣园枣35基性岩油藏类似,结合井壁取心、地震-地质岩相预测结果,确定其为溢流相和爆发相,并为储层、外围泥岩做封堵的构造-岩性油藏(图1)。
1.2 浅成侵入相辉绿岩蚀变带油藏类型及特征
自1964年港3井钻遇火成岩以来,歧口凹陷发现的4个火成岩油藏中有3个是辉绿岩蚀变带油藏,分别为Zh7井区东三段(Ed3)中的辉绿岩蚀变带油藏、Gs7井区沙一中亚段(Es中1)的辉绿岩蚀变带油藏和K22井区沙三段(Es3)中的辉绿岩蚀变带油藏,说明该区域辉绿岩蚀变带比其他岩类更利于烃类聚集成藏。这3个油藏都是以发育裂缝的蚀变带为储层、高点富集的构造-岩性油藏。其中Zh7井区辉绿岩蚀变带油藏最具代表性,面积最大(70 km2左右)。
通过地质、测井、地震相结合落实了Zh7井区火成岩体蚀变带的分布范围、顶面构造形态及裂缝发育程度(图2)。蚀变带的分布、顶面形态受控于侵入岩的分布范围、产出形态及厚度,其平面大小和辉绿岩体基本一致,只是在岩体中心部位随着辉绿岩厚度的增厚而增厚。顶面形态类似于辉绿岩体,整体为向NNE倾伏的箕状,东部、南部、西部边缘带翘倾,在Zh20井处形成一个东西向的微幅低隆起,南部、北部各发育一个低凹。切穿辉绿岩及蚀变带与沙河街组深层沟通的南大港断层、Zh16井西断层(走向NEE、倾向ESS)、张北断层、Zh5井南断层、Zh5井北断层(走向NE、倾向NW),一方面将岩体分割形成多个构造-岩性圈闭,另一方面为各圈闭注入油气提供了有效的输导通道(图3)。
当辉绿岩体侵入地层时,在围岩中发生烘烤变质,形成一定宽度的烘烤变质带。加之辉绿岩侵入体中心及边缘冷却时间快慢不同,致使辉绿岩体不同部位的结晶程度不一。因此,从侵入中心到变质带,岩石结构、成分发生规律变化,由中心向外围依次可分为侵入体内部相带、侵入体边缘相带、围岩变质相带。位于辉绿岩体中心的侵入体内部相带由于冷却缓慢、矿物结晶较大,具典型的辉长辉绿结构和辉绿结构;位于辉绿岩体边缘的侵入体边缘相带由于围岩温度下降快,几乎全为玻璃质,并且受到热液作用影响发生一定程度的蚀变,形成结构特征貌似玄武岩的蚀变辉绿岩;位于与侵入体接触的围岩变质相带具有变余泥质结构,远离侵入体,变质程度减弱,并逐渐过渡到正常沉积岩。其中:围岩变质相带较泥质围岩变硬变脆、裂缝发育,具有较好的储集性能;侵入岩边缘相带由于岩浆冷凝收缩形成众多的收缩缝(图4),也成为油气聚集的相带。通过薄片观察及储层研究,侵入体边缘相带-围岩变质相带面孔率达13%,成为歧口主凹区目前发现的火成岩中面孔率最高的储集类型,并且Ⅰ型、Ⅱ型、III型孔隙结构分别占12%、16%、40%,表明其孔隙结构类型较好(表1),能够为油气富集成藏提供必要的储集条件。
歧口凹陷辉绿岩全部集中在东营组及以下的泥岩地层内,巨厚的泥岩一方面为火成岩提供了近距离的油源条件,同时也为蚀变带聚集烃类成藏奠定了良好的保存条件,这也是歧口凹陷沙河街组(Es)、东营组(Ed)内的辉绿岩蚀变带都能含油的重要原因。
图1 歧口凹陷Bh5-Bh9井区喷发岩油藏三维模式图Fig.1 3Deruptive rock oil reservoir model in well Bh5and well Bh9area,Qikou depression
图2 歧口凹陷Zh7井区辉绿岩上蚀变带顶面形态图(a)及厚度、裂缝发育叠合(b)图Fig.2 Top surface structure figure(a)and overlap map about thickness and fracture density(b)of diabase upper alteration zone in well Zh7area,Qikou depression
图3 歧口凹陷Zh7井区辉绿岩蚀变带成藏模式图Fig.3 Diabase alteration zone oil accumulation pattern in well Zh7area,Qikou depression
图4 歧口凹陷新生界辉绿岩蚀变带薄片Fig.4 Cenozoic diabase alteration belt microphotographs,Qikou depression
2 油藏分布规律分析
2.1 油藏垂向分布规律
歧口凹陷新生界从沙河街组至明化镇组(Nm)都已发现了规模性的碎屑岩油气藏,但Bh5井区玄武岩油藏、Zh7井区辉绿岩蚀变带油藏、Gs7井区辉绿岩蚀变带油藏和K22井区辉绿岩蚀变带油藏及油气显示井都处于东三段及以下地层,这主要受火成岩所在地层的单层泥岩厚度的控制(图5)。沙一中亚段、东三段是古近系两套主要的泥岩发育层段,也是歧口凹陷中深层油气富集的两套主要的区域性盖层,泥岩单层厚度主要集中在100~500m。出油井如 Gs7、Bh5、Zh7、Zh5、Zh16钻遇的火成岩上下都为泥岩,上部单层泥岩和下部单层泥岩厚度累加超过200m,远大于火成岩的厚度,使火成岩如蛋黄一样包裹于泥岩当中,为油气聚集成藏形成了良好的生油与保存条件。东一段(Ed1)中上部、馆陶组(Ng)下部、明化镇组都有较多的火成岩发育,但这3个层段都属于比较富砂的层段,泥岩单层厚度较薄,集中在25m以内,而火成岩厚度为40~220m,火成岩边缘受泥岩包裹的同时也与砂岩相接,加之这些层段埋藏较浅、砂岩的压实程度较低,其孔渗优于火成岩,使这些层段的火成岩降低甚至失去聚集油气的封盖条件。Chh14、Chh16、Chh1201在馆陶组均钻遇了30m左右的火山角砾岩,实测与测井解释联合确定其孔隙度为15.0%~24.6%,平均为22.97%,渗透率为(0.63~23.80)×10-3μm2,平均为6.13×10-3μm2;其上、下围岩中砂岩的孔隙度为15%~41%,平均为31.28%,渗透率为(1.36~3 426.00)×10-3μm2,平均为447.13×10-3μm2。砂岩的输导、聚集能力明显优于火成岩,使油气优先进入砂岩成藏,而火成岩由于其较强的非均质性及较高含量的细粒凝灰质导致其物性较差,成为影响这些钻井火成岩虽然局部有油气显示却未成藏的主要因素。
2.2 油藏平面分布规律
歧口凹陷火成岩油气藏的区域分布与准噶尔盆地、松辽盆地、三塘湖盆地及歧口凹陷邻区[15,17,32,36-38]类似,主要分布在近源岩的部位,距离有效烃源岩越近其成藏越有利。沙河街组烃源岩主要分布在歧口主凹、歧北次凹、歧南次凹、北塘次凹,而有效烃源岩最厚部位主要在滨海Ⅰ号构造带—滨海斜坡—歧南斜坡一线。目前发现的Bh5井区玄武岩油藏、Gs7井区辉绿岩蚀变带油藏、Zh7井区辉绿岩蚀变带油藏和K22井区辉绿岩蚀变带油藏及油气显示井也都位于这一线(图6),沿这一线正好是北东向断层和东西向断层的转换带,也是近几年预测的黄骅坳陷沿岸基底断裂分布区。基底断裂控制了深部岩浆向浅部运移的通道,并由此控制了火成岩及火成岩储集体的区域性分布。北东向断裂和东西向断裂一方面在岩浆喷发、侵入的过程中在中浅层起局部路径的调整作用,另一方面也沟通了火成岩与烃源岩,为烃类运移、注入与聚集成藏提供了必要的输导通道。
2.3 储集系统对油气成藏的影响
由前面论述可知,歧口凹陷新生界火成岩油藏主要集中在北东向断裂和东西向断裂的转换带,即塘沽—滨海—歧南—扣村一线的沙河街组至东三段地层内,钻井揭示具备这种时空分布的火成岩多数都能成藏,但也有未成藏的。下面通过Bh5、Bh9井钻遇火成岩成岩、成藏动态类比,结合Zh7井辉绿岩蚀变带油气成藏分析,研究储集系统对油气成藏的影响及控制作用。
系统论自从20世纪40年代理论生物学家路·贝塔朗菲(L.Von.Bertalanffy)提出以来,90年代后逐步被引入到油气勘探研究中,并逐步受到越来越多专家的认可与青睐,但多数集中在成藏这一研究领域[40-42],在储层研究中仅潘建国等[43]在塔中地区中—下奥陶统碳酸盐岩研究中对岩溶孔洞-裂缝储集系统给予了定义。作者认为,火成岩储集系统应当是在相同的地质背景下,由不同类型的孔、缝按多种组织结构组成,包裹于相对致密的岩体内,具有流体存储和输导功能的天然空间联合体。根据火成岩与起包裹作用的致密岩体外是否连通,可分为开放式储集系统和封闭式储集系统两类。
Bh5、Bh9两口井位于歧中断层下降盘约5.3 km处,区域上处于NE向断层和EW向断层转换带的中部,钻遇的火成岩都形成于沙一中沉积后期,包裹于沙一中亚段及上覆沙一上段(Es上1)底部厚层泥岩中,油源、封盖条件都很有利,并具有相同的岩性与岩相(图1)。但Bh5井测试获得了工业油流,Bh9井无油气成藏。造成油气聚集明显差异的原因是:Bh5井火成岩是被歧中断层与沙一中亚段、沙一上段底部致密泥岩封堵以外的地层及与地表连通的开放式储集系统,这种开放式储集系统中火成岩的各类储集空间(其类型有原生砾间孔、气孔、收缩缝和次生的溶蚀扩大孔、构造缝)相互连通成为有效的储集空间;而Bh9钻遇的火成岩完全包裹于沙一中亚段与沙一上段底部的致密泥岩内,这种封闭式储集系统由于缺乏与外界沟通的通道(图1),火成岩的原生孔隙、裂缝都被充填,无次生裂缝发育,因此失去了有效的储集能力。
火成岩的成岩作用研究表明,研究区火成岩的早期成岩作用阶段是以冷凝固结成岩和埋藏压实固结成岩为主。冷凝固结成岩时期,Bh5井、Bh9井火成岩体经历了熔结作用、冷凝收缩、挥发分逸出、熔蚀作用、等容冷凝结晶作用,形成了以气孔、收缩缝为主的原生储集空间[43]。因沙一中期是歧口凹陷在古近纪扩张最快、水体最深的时期,Bh5、Bh9火成岩体在水下喷发冷凝后快速地埋藏于深湖泥岩中,之后经历了埋藏压实成岩作用。在埋藏成岩过程中,火成岩气孔、收缩缝包裹了大量的矿化热液,泥岩中也富含了大量的孔隙水,这为随着埋深的增加发生孔缝内准同生流体沉淀、火山碎屑粒间压实胶结作用奠定了物质基础。
图5 歧口凹陷火成岩钻井地层对比图Fig.5 Igneous rock stratigraphic correlation diagram,Qikou depression
图6 歧口凹陷沙河街组—东三段火成岩、火成岩油藏与沙三段优质烃源岩叠合图Fig.6 Superimposed map of igneous rocks,igneous rock oil reservoir in Es-Ed3strata and high quality hydrocarbon source in Es3,Qikou depression
Bh5井火成岩与长期活动的歧中断层沟通,埋藏过程中火成岩体内部流体通过其与沙一中亚段、沙一上段围岩砂岩地层及地表沟通,流体长期处于开放交换状态,火成岩冷凝时俘获的热液以及泥岩压实过程中排出的地层水与砂岩内地层水及沿断层下渗的大气降水可发生连续性的流体交换,使孔缝中的矿化水长期处于未饱和状态,制约了次生矿物充填原生孔缝的流体沉淀作用,从而使大部分原生储集空间保留了下来;Bh9井火成岩体由于缺少与火成岩以外渗透性地层内地层水和地表大气降水沟通的路径,在埋藏过程中一直处于局部封闭的状态,原生孔缝中包含的矿化热液逐渐发生沉淀结晶,形成次生绿泥石、方解石、蛋白石等次生矿物充填原生气孔(图7a)和收缩缝(图7b),使在冷凝固结时形成的原生储集空间多数消失,仅存很少的残留孔缝。这一阶段主要发生在34~29.3Ma,即沙一中亚段—东营组沉积之间。馆陶组沉积前歧口凹陷整体抬升,但滨海地区只有微弱的剥蚀,沙一中期形成的火成岩距离地表仍有2.1km左右,处于深埋状态。因此在29.3Ma以后,Bh5、Bh9火成岩都经历了脱玻化、蚀变交代等后期成岩作用,缺少对储层具有很大改善的风化淋滤作用。在这一阶段,Bh5井火成岩体中的储集空间在岩体蚀变过程中因矿化流体与火成岩以外渗透性地层内地层水和地表大气降水持续性发生交换,抑制了次生矿物沉淀结晶,并且受新近系断裂活动影响形成新一期的构造裂缝,加之歧中断层输导油气充注后有机酸溶蚀火成岩基质及残余孔缝中的充填物(图7c),因此,有效储集空间的大小及连通性得到了进一步改善。而Bh9井火成岩体在这一阶段只是随围岩一起发生了整体性的沉降,无断裂及裂缝发育,仍然处于局部封闭状态,原生残留孔缝随着脱玻化、蚀变交代作用进一步被钙质、硅质矿物充填(图7d、e、f),而且缺少油气生成时形成的有机酸性流体注入的输导体系而失去成藏阶段的溶蚀作用,因此其有效储集空间基本丧失殆尽。
综上所述,将Bh5、Bh9井区油气动态成藏过程总结归纳如下:
沙一中晚期、东营组沉积中期(图8a),烃源岩还未大量成熟排烃,火成岩经历了早期成岩阶段,Bh5井火成岩在开放式的储集环境下,因流体交换抑制次生矿物形成,原生储集空间得以保存;而Bh9井在封闭式的储集环境下,矿化热液沉淀形成绿泥石、方解石、蛋白石等充填大部分孔缝,仅保留很少的残余储集空间。
东营组沉积晚期—明化镇组沉积早期,沙一中亚段以下地层的烃源岩全部进入生烃高峰大量排烃,形成沙三段—沙一下亚段内部自生自储的原生油藏(图8b、c),即也是歧口重大专项研究所提出的早期成藏①廖前进.《歧口富油气凹陷大油气田勘探及综合配套技术研究》课题1:歧口凹陷大油气田形成条件及富集规律研究.2012.;而沙一中亚段烃源岩未全部进入生烃门限,火成岩中无油气运移注入,Bh5井火成岩储集空间在开放式储集环境下仍然处于保留与极少数空间部分充填状态;而Bh9井火成岩继续经历热液沉淀及蚀变交代作用,残留的孔缝进一步被充填。
明化镇组沉积晚期—第四系沉积期,沙一中全部进入生烃期,受烃源岩所含有机质丰度及优质烃源岩分布影响,沙一中亚段生烃中心集中于歧中断层上升盘,即滨海地区南部,歧中断层下降盘以北地层中的烃源岩质量变差,难以为形成油气藏提供充足的油气源,这时沙三段、沙一下亚段(Es下1)、沙一中亚段生成的油气经歧中断层进入Bh5井区火成岩体后聚集成藏(图8d、e);同时富含有机酸的流体溶蚀火成岩及残留孔缝中的方解石等充填物,加之 该阶段断裂活动形成的构造缝,使火成岩中的孔缝连通而成为有效储集空间,使其储集、渗透能力得到进一步改善。Bh9井区由于沙一中泥岩有机质丰度很低且远离断层,为一个封闭的储集系统,火成岩直接接触的围岩难以提供大量富含有机酸的烃类流体,距火成岩体较远的围岩及下部地层形成的油气及富含有机酸的流体由于缺乏有效的输导体系难以进入火成岩;另一方面火成岩中的流体由于缺乏与外界沟通的路径而在埋藏成岩阶段沉淀充填在火成岩的孔缝中,且长期处于难以改善的状态,从而导致Bh9井火成岩难以成藏。
图7 歧口凹陷Bh5、Bh9井火成岩显微镜照片Fig.7 Microphotographs of igneous rock in well Bh5and Bh9,Qikou depression
图8 歧口凹陷Bh5、Bh9井区成藏演化剖面Fig.8 Oil reservoir evolution section of well Bh5and well Bh9,Qikou sag
Zh7井辉绿岩蚀变带油藏也处于NE向断层和EW向断层的转换带,是歧口凹陷规模最大、最具有代表性的侵入岩相关油藏。辉绿岩形成于东一段末期,赋存于东三段泥岩地层内,在辉绿岩与泥岩接触的部位因挤压底劈、烘烤蚀变及冷凝收缩形成了蚀变带储层,其储集空间以同生裂缝为主,发育少量的溶蚀孔(图4)。蚀变带储层虽然不同部位厚度不同,但彼此连通,为通过南大港断层、张北断层、Zh5井南断层、Zh5井北断层、Zh16井西断层与沙河街组相互沟通的开放式储集系统。由于辉绿岩形成于东营组沉积末期,其挤压底劈、冷凝固结、烘烤蚀变稍早于沙河街组烃源岩大面积成熟排烃期,其埋藏成岩过程正好与下伏烃源岩大量排烃、运移成藏同期。开放式储集环境一方面为沙三段、沙一段烃源岩排烃高峰期油气注入蚀变带聚集成藏提供了必要的运移路径,并且油气注入后排替出了孔缝中的热液流体,抑制了次生矿物的形成,保护了有效储集空间;另一方面也为伴随油气运移的有机酸注入并局部溶蚀辉绿岩基质形成新的次生孔隙(图4b),为进一步改善储集性能提供了条件。
由于歧口凹陷烃源岩主要为深层的沙三段、沙一段,生排烃高峰集中在馆陶组—明化镇组沉积期,沙河街组—东营组内的火成岩都不同程度地经历了早期成岩与晚期成岩作用的影响,火成岩都被包裹于厚层泥岩中呈单体独立分布,因此,要成藏就必须如Bh5、Zh7井有断层与火成岩体及泥岩以外的渗透性地层、烃源岩沟通,形成开放式储集系统。像Bh9井火成岩封闭式储集系统由于成岩影响失去有效的储集空间,并且缺少油气注入的有效路径,在油气成藏过程中难以成藏。
3 结语
歧口凹陷新生界有火山岩和辉绿岩蚀变带两类火成岩相关油藏,都为包裹于东三段及以下地层的厚层泥岩中、形态和富集程度受储层分布控制、低部位受断层影响的构造-岩性油藏。火山岩油藏储层岩性以熔岩、火山碎屑为主,虽然都不同程度地发生了蚀变,但储集空间以保留原生砾间孔、气孔、收缩缝为主,溶蚀扩大孔和构造缝为辅;而辉绿岩蚀变带油藏储层岩性为蚀变的辉绿岩和蚀变的泥岩,储集空间以外带蚀变的辉绿岩收缩缝和蚀变泥岩受挤劈形成的破裂缝为主,局部有辉绿岩在蚀变过程中形成的溶蚀孔。
油藏的区域分布受火成岩、烃源岩、稳定盖层分布控制,集中于北东向断层和东西向断层转换带的东三段及以下地层内泥岩稳定发育层段,但局部成藏还受储集系统类型控制。在油藏分布有利区域的有利层段,通过断裂与包裹火成岩的泥岩以外渗透性地层及深层烃源岩沟通的火成岩形成的开放式储集系统:首先利于孔缝中的流体交换抑制矿化热液沉淀结晶形成次生矿物充填孔缝,保护原生储集空间保留下来;其次,既利于后期断裂活动形成构造缝,也利于生烃阶段形成的有机酸进入溶蚀孔缝中的充填物及火成岩本身,从而增加、扩大有效储集空间,改善连通性;再者,以断裂为沟通桥梁也为油气注入提供了有效的输导路径。因此,开放式储集环境的火成岩最利于油气聚集形成工业性油藏。独立包裹于泥岩内,无与沙一中亚段、沙一上亚段底部、东三段厚层泥岩以外渗透性地层及烃原岩沟通的封闭式储集系统一方面成岩过程中热液沉淀结晶、蚀变交代形成次生矿物充填孔缝,使其失去了有效的储集空间,也缺少油气注入的有效路径。所以,封闭式储集环境的火成岩难以成藏。
由上可知,歧口凹陷火成岩油气勘探中部署目标应当重点选择东三段及沙河街组内具有开放式储集系统的火成岩体,该领域中的其他盆地油气勘探及成藏规律研究也应重视具备这种储集条件的火成岩体。
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Characteristics and Distribution of Oil Reservoirs Related to Cenozoic Igneous Rocks in Qikou Depression
Li Shuangwen1,2,Wu Yongping2,Liu Huaqing1,Zhou Lihong2,Xiao Dunqing2,Yao Jun1,Ni Changkuan1
1.ResearchInstituteofPetroleumExplorationandDevelopmentNorthwest(NWGI),PetroChina,Lanzhou730020,China
2.DagangOilFieldCompany,PetroChina,Tianjin300280,China
Abstrat:Two types of oil reservoirs,related to Cenozoic igneous rocks,exist in Qikou depression,i.e.,basic volcanic rock reservoir and diabase alteration zone reservoir,both of them are tectoniclithological oil reservoirs.Horizontally,they are affected by distribution of igneous rocks and hydrocarbon source rocks,and are mainly focused on the transformation belt related to NE and EW fractures.Vertically,they are controlled by regional cap rocks,and are almost kept in Esz1and Ed.In these two strata within the transformation belt,whether hydrocarbon can accumulate into igneous rocks or not mainly depend on the type of reservoir system.As for open storage system,on one hand reservoir spaces can be protected by fluid replacement to discharge mineralized water and reduce the formation of secondary minerals,on the other hand the reservoir spaces can be increased and expanded to further improve reservoir conditions by the way that:organic acid fluids get into the spaces and dissolve amygdale,fracture fillings and unstable minerals in igneous rock.In addition,open storage system provides the necessary conducting channel for hydrocarbon,through which hydrocarbon can seep from source rocks to accumulate into igneous rock to form oil reservoirs.In closed reservoir system,there are no these conditions mentioned above,the reservoir property has been lost partly because mineralized water can not be expelled out of igneous rocks and result in the formation of secondary minerals to fill reservoir space.Moreover,part of the unfilled spaces have no intercommunication channel between igneous reservoir and hydrocarbon source rock and become dead spaces,which makes it difficult to accumulate oil and gas in the closed reservoir system.
Qikou depression;volcanic reservoir;diabase alteration zone reservoir;closed storage system;open storage system
10.13278/j.cnki.jjuese.201404102
P618.13
A
李双文,吴永平,刘化清,等.歧口凹陷新生界火成岩油藏特征及分布规律.吉林大学学报:地球科学版,2014,44(4):1071-1084.
10.13278/j.cnki.jjuese.201404102.
Li Shuangwen,Wu Yongping,Liu Huaqing,et al.Characteristics and Distribution of Oil Reservoirs Related to Cenozoic Igneous Rocks in Qikou Depression.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(4):1071-1084.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201404102.
2013-10-10
国家油气重大专项(2011ZX05001);中国石油天然气股份公司重大科技专项(2008-030504,2014E-06-01)
李双文(1976—,男,高级工程师,博士,主要从事油气成藏及地震地质学研究,E-mail:shuangwen76@126.com。