巖性對(duì)興隆臺(tái)變質(zhì)巖潛山內(nèi)幕油藏的控制作用

張 宇

(中國(guó)石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010)

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巖性對(duì)興隆臺(tái)變質(zhì)巖潛山內(nèi)幕油藏的控制作用

張 宇

(中國(guó)石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010)

以興隆臺(tái)潛山巖礦分析為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)其巖性進(jìn)行識(shí)別和分類，在不同巖性測(cè)井響應(yīng)特征研究基礎(chǔ)上建立了測(cè)井巖性識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，并開(kāi)展了精細(xì)的巖礦和測(cè)井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)。研究表明：潛山儲(chǔ)集空間以裂縫為主，變質(zhì)巖的3種巖性中，混合巖裂縫最為發(fā)育，其次為片麻巖，角閃巖最不發(fā)育，只能作為蓋層；在侵入巖的3種巖性中，酸性巖裂縫最為發(fā)育，其次為中性巖，基性巖最不發(fā)育，同樣只能作為蓋層。該項(xiàng)研究成果明確了巖性在空間上的分布和組合關(guān)系直接控制了潛山內(nèi)部油氣的分布，對(duì)變質(zhì)巖潛山勘探和開(kāi)發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。

變質(zhì)巖內(nèi)幕油氣藏；巖性；裂縫；潛山；遼河坳陷

0 引 言

興隆臺(tái)變質(zhì)巖潛山位于遼河坳陷西部凹陷中部，為一被興西和興東2條正斷層控制的NE向展布的地壘山，四周被烴源巖包圍，油氣源充足，儲(chǔ)層物性好，成藏條件十分優(yōu)越，是遼河油田近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的億噸級(jí)油氣田[1-4]。潛山巖性為變質(zhì)巖和侵入巖，不同類型巖性對(duì)裂縫的發(fā)育程度和油氣分布控制明顯，具有典型的內(nèi)幕油氣藏特點(diǎn)[5-8]。主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：①潛山儲(chǔ)集空間以裂縫為主，同一潛山不同巖性地層的裂縫發(fā)育程度具有極大的差異性，潛山內(nèi)部可以形成良好的儲(chǔ)、蓋組合，打破了潛山頂面必須分布有局部或區(qū)域蓋層的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)；②潛山內(nèi)部地層與容易形成裂縫的巖性地層產(chǎn)狀十分相似，一般為似層狀，厚度較大；③同一潛山具有不同的壓力系統(tǒng)[9-10]。這些特征充分體現(xiàn)了潛山巖性對(duì)儲(chǔ)層物性[11-13]、含油性以及油氣分布的控制作用，研究成果將對(duì)類似潛山的勘探開(kāi)發(fā)有很好的借鑒作用。

1 潛山巖性特征

1.1 巖礦巖性識(shí)別及分類

根據(jù)巖石化學(xué)成分和薄片分析，興隆臺(tái)太古界變質(zhì)巖潛山主要發(fā)育混合巖、片麻巖和角閃巖3種變質(zhì)巖，同時(shí)伴隨多期巖漿侵入發(fā)育的酸性巖、中性巖和基性巖。

(1) 變質(zhì)巖中，混合巖的主要礦物組成為石英(15%～40%)、斜長(zhǎng)石(10%～50%)、堿性長(zhǎng)石(小于15%～50%)和黑云母(小于10%)；片麻巖的主要礦物組成為石英(10%～35%)、斜長(zhǎng)石(30%～60%)、堿性長(zhǎng)石(小于5%)和黑云母(12%～30%)，角閃巖的主要礦物組成為斜長(zhǎng)石(20%～45%)、磁鐵礦(5%左右)和角閃石(50%～75%)。從混合巖到片麻巖再到角閃巖，具有脆性淺色礦物含量逐漸減少、可塑性暗色礦物含量逐漸增加的規(guī)律。

(2) 侵入巖中，酸性巖為花崗斑巖，主要礦物組成為石英(25%～40%)、斜長(zhǎng)石(20%～60%)、堿性長(zhǎng)石(15%～50%)和黑云母(小于10%)；中性巖為閃長(zhǎng)玢巖，主要礦物組成為石英(小于20%)、斜長(zhǎng)石(20%～60%)、堿性長(zhǎng)石(5%～20%)和角閃石(20%～40%)；基性巖為煌斑巖，主要礦物組成為斜長(zhǎng)石(40%～70%)、磁鐵礦(5%左右)和角閃石(30%～40%)。從酸性巖到中性巖再到基性巖，也具有脆性淺色礦物含量逐漸減少、可塑性暗色礦物含量逐漸增加的規(guī)律。

巖心薄片如圖1所示。

圖1 興隆臺(tái)潛山不同類型巖性巖心薄片照片

1.2 測(cè)井巖性識(shí)別和分類

由于不同種類變質(zhì)巖和侵入巖具有相近或相似的化學(xué)成分與礦物組成特點(diǎn)，不同類型礦物對(duì)測(cè)井也具有很強(qiáng)的敏感性。因此，從變質(zhì)巖潛山礦物和化學(xué)成分分析出發(fā)，在確定敏感元素的基礎(chǔ)上，結(jié)合常規(guī)測(cè)井將太古界變質(zhì)巖劃分為混合巖、片麻巖和角閃巖3種；侵入巖劃分為酸性巖、中性巖和酸性巖3種(表1、圖2)。

常規(guī)測(cè)井巖性識(shí)別主要依靠三孔隙度測(cè)井，同時(shí)參考成像測(cè)井。其中，變質(zhì)巖和侵入巖在密度測(cè)井上差別較小，難以識(shí)別，但在補(bǔ)償中子和自然伽馬測(cè)井上差別較大，表現(xiàn)為變質(zhì)巖的補(bǔ)償中子測(cè)井絕對(duì)值大于侵入巖、變質(zhì)巖的自然伽馬測(cè)井絕對(duì)值小于侵入巖，但就變質(zhì)巖3種巖性而言，從混合巖到片麻巖再到角閃巖，具有密度、補(bǔ)償中子逐漸增大、自然伽馬逐漸減小的特點(diǎn)，成像測(cè)井也能較明顯地反映出不同類型巖性的結(jié)構(gòu)特征；侵入巖從酸性巖到中性巖再到基性巖，也具有相同的變化特點(diǎn)。利用該特點(diǎn)可較好地區(qū)分變質(zhì)巖、侵入巖以及各種巖性。

表1 興隆臺(tái)潛山不同巖性測(cè)井響應(yīng)特征

興隆臺(tái)潛山以變質(zhì)巖為主，侵入巖所占比例很小，其中變質(zhì)巖以片麻巖為主，其次為混合巖，角閃巖最少；侵入巖以酸性巖為主，其次為中性巖，基性巖最少，其在縱向上形成相互疊置的層狀或似層狀結(jié)構(gòu)。

圖2 興古7井儲(chǔ)層測(cè)井綜合評(píng)價(jià)

2 巖性對(duì)潛山裂縫發(fā)育的控制作用

2.1 巖礦儲(chǔ)層評(píng)價(jià)

興隆臺(tái)潛山巖性確定后的關(guān)鍵問(wèn)題是評(píng)價(jià)不同類型巖性的裂縫發(fā)育狀況。從不同類型巖性的巖石泊松比分析可以看出，變質(zhì)巖從混合巖到片麻巖再到角閃巖，侵入巖從酸性巖到中性巖再到基性巖，泊松比均不斷增大，反映出不同類型巖性巖石的可碎性由易碎逐漸變差的規(guī)律性。根據(jù)巖心宏觀裂縫統(tǒng)計(jì)和凈總比分析可知，變質(zhì)巖裂縫發(fā)育程度要好于侵入巖，變質(zhì)巖從混合巖到片麻巖再到角閃巖，侵入巖從酸性巖到中性巖再到基性巖，裂縫發(fā)育程度均由好變差(表2、3)，表現(xiàn)出潛山不同類型巖性巖石裂縫的發(fā)育程度差異較大。其中，以石英、長(zhǎng)石等淺色礦物為主的、含量較高的巖石易破碎，裂縫十分發(fā)育，而以輝石、角閃石和黑云母等暗色礦物為主的、含量較高的巖石不易破碎，裂縫不發(fā)育。在3種變質(zhì)巖中，裂縫從發(fā)育到不發(fā)育的規(guī)律是混合巖—片麻巖—角閃巖，角閃巖不能作為儲(chǔ)層；在3種侵入巖中裂縫從發(fā)育到不發(fā)育的規(guī)律是酸性巖—中性巖—基性巖，基性巖不能作為儲(chǔ)層(圖1)。明顯表現(xiàn)出在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用相同的條件下，變質(zhì)巖潛山裂縫發(fā)育受優(yōu)勢(shì)巖性序列控制。

表2 興隆臺(tái)潛山不同類型巖性泊松比與凈總比統(tǒng)計(jì)

表3 興隆臺(tái)潛山變質(zhì)巖宏觀裂縫與巖性關(guān)系統(tǒng)計(jì)

2.2 測(cè)井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)

測(cè)井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)主要依靠深淺側(cè)向、三孔隙度及成像測(cè)井3個(gè)方面資料，其中，由于裂縫段被泥漿濾液充填，深淺側(cè)向在裂縫發(fā)育段側(cè)向電阻率呈現(xiàn)“高阻背景下的低阻”，資料較好時(shí)深淺側(cè)向會(huì)出現(xiàn)較大的幅度差；三孔隙度測(cè)井在裂縫發(fā)育段“呈增大趨勢(shì)”(圖3)；成像測(cè)井在裂縫發(fā)育段顯示十分明顯(圖2)。同時(shí)，陣列聲波的縱波、橫波、斯通利波時(shí)差增大，發(fā)生明顯的衰減(圖3)，測(cè)井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)結(jié)果和巖礦儲(chǔ)層評(píng)價(jià)結(jié)果具有高度的一致性。

圖3 陳古2井混合巖裂縫發(fā)育段陣列聲波響應(yīng)特征

3 巖性對(duì)油氣分布的控制作用

興隆臺(tái)潛山不同類型巖性儲(chǔ)層評(píng)價(jià)結(jié)果認(rèn)為，大部分巖性可作為好或較好的儲(chǔ)層，而不能作為儲(chǔ)層的角閃巖和基性侵入巖，尤其是角閃巖，雖然所占比例較小，但其具有縱向上多層疊置、局部連續(xù)分布的特點(diǎn)，可作為很好的蓋層(圖4)，對(duì)油氣分布起到十分明顯的控制作用，最終形成了興隆臺(tái)潛山3套不同的壓力系統(tǒng)、完全受不同巖性地層控制、巖性地層產(chǎn)狀十分相似的層狀或似層狀內(nèi)幕油氣分布格局(圖5)。該研究對(duì)潛山整體評(píng)價(jià)和勘探開(kāi)發(fā)井位優(yōu)化起到十分重要的作用。

圖4 興隆臺(tái)太古界潛山巖性對(duì)比

圖5 興隆臺(tái)潛山內(nèi)幕油藏成藏模式

4 結(jié) 論

(1) 興隆臺(tái)潛山主要發(fā)育混合巖、片麻巖和角閃巖3種變質(zhì)巖及酸性巖、中性巖、基性巖3種侵入巖。其中，變質(zhì)巖中以片麻巖為主，其次為混合巖，角閃巖最少；侵入巖以酸性巖為主，其次為中性巖，基性巖最少。

(2) 興隆臺(tái)潛山3類變質(zhì)巖中，裂縫從發(fā)育到不發(fā)育的規(guī)律是混合巖—片麻巖—角閃巖，角閃巖不能作為儲(chǔ)層；3類侵入巖中，裂縫從發(fā)育到不發(fā)育的規(guī)律是酸性巖—中性巖—基性巖，基性巖不能作為儲(chǔ)層。

(3) 興隆臺(tái)潛山不能作為儲(chǔ)層的角閃巖和基性侵入巖具有縱向上多層疊置、局部連續(xù)分布的特點(diǎn)，可作為很好的蓋層，對(duì)油氣分布起到十分明顯的控制作用，形成了興隆臺(tái)潛山3套不同的壓力系統(tǒng)、完全受不同巖性地層控制、巖性地層產(chǎn)狀十分相似的層狀或似層狀內(nèi)幕油氣分布格局。

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編輯 黃華彪

20160304；改回日期：20160510

中國(guó)石油天然氣股份有限公司項(xiàng)目“遼河油田興隆臺(tái)變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層評(píng)價(jià)”

張宇(1986-)，男，工程師，2009年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)資源勘查工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事興隆臺(tái)潛山油藏的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)管理工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.04.014

TE122.2

A

1006-6535(2016)04-0064-05