东部凹陷中段火山岩成藏条件分析

1、 收稿日期 :2000-10-12; 改回日期 :2000-12-10 基金项目 :“ 九五 ” 国家重点科技工程项目 中国东部油区石油地质与目标评价 四级 专题的部分内容 , 专题编号 :970206-05-02-03 作者简介 :仇劲涛 (1969- , 女 , 工程师 , 1989年毕业于长春科技大学勘察地球物理系 , 现从事油气 勘探及研究工作 . 电话 文章编号 :1006-6535(2001 01-0057-05东部凹陷中段火山岩成藏条件分析仇劲涛 1, 罗海炳 2, 王国勇3(1. 中油辽河油田分公司勘探开发研究院 , 辽宁 盘锦 124010;2.

2、中油辽河油田分公司勘探处 , 辽宁 盘锦 124010; 3. 中油辽河油田分公司试采油公司 , 辽宁 盘锦 124010摘要 :通过较系统的火山 岩成藏条件研究 , 认为东部凹陷中段沙三段火 山岩具有 离油源近 、 储 盖组合好 、 油气运移通道 畅通 、 构造形成期与油 气运移配置 好等优 势 , 有 利于火 山岩成 藏 。 本 区主要以沙三段火山岩成藏为主 , 火山 岩成藏 在本 区主要 有 4种模 式 , 不同地 区有 不同的 特 点 , 只有结合不 同地区的特点 , 有针对性的勘探才能取得较好的效果 。关键词 :东部凹 陷中段 ; 火山岩 ; 火山岩油气藏 ; 成藏条件 ; 储集空间

3、 ; 孔隙 ; 裂缝 ; 运移通道 中图分类号 :T E132. 1+2 文 献标识码 :A引 言在百余年的油气勘探中 , 国内外发现了各类火 山岩油气藏 。 著名的有美国的亚利桑那州的比聂 郝 -比肯亚正长岩油气藏 , 印度尼 亚西的贾蒂巴朗 安山岩油气藏等 。 近几年渤海湾盆地火山岩油气 藏勘探进展也很快 , 如 1995年大港油区的枣北地 区发现了沙三段玄武岩油气藏 , 胜利油区在大王地 区发现的大 72井沙三段安山岩油气藏等 。辽河盆地火山岩勘探经历了多次反复 。 在 20世纪 70年代 , 热河台地区的热 24井在火山岩中获 得高产工业油气流 , 引起了人们的注意 , 但由于当 时突

4、破点少 , 再加上碎屑岩勘探效果好 , 使人们忽 视了对火山岩油气藏的勘探 。 1998年在欧利坨子 地区部署的欧 26井在粗面岩中获得高产工业油气 流 , 从而揭开了辽河盆地火山岩勘探的序幕 。 由于 目前国内外对火山岩的勘探尚属于探索阶段 , 因此 进一步总结火山岩的成藏条件就显得尤为重要 。本次研究工区位于辽河盆地东部凹陷中段 , 南 起热河台地区 , 北到牛居地区 , 勘 探面积约 2000km 2。 本区的勘探始于 20世纪 60年代 , 辽 12井为 第一口工业气流井 。 热河台和青龙台油田在本区 相继投入开发 , 共发现了太古界 、 中生界 、 沙三段 、 沙一段和东营组等多套含

5、油气层系 。 在辽河盆地 大规模构造运动背景的影响下 , 本区的构造活动非常频繁 , 致使其地质条件极为复杂 , 特别是沙三中期大规模 、 强烈的断块活动 , 伴随着强烈的火山岩 喷发 , 使本区的沙三段火山岩不仅分布广泛 , 而且 厚度较大 , 最大厚度超过 1000m 。 本文比较系统 地论述了该区火山岩的成藏条件 , 总结了 4种火山 岩成藏模式 , 对该区火山岩油藏的深化勘探有重要 的参考价值 。1 火山岩基本地质特征在频繁的构造活动作用下 , 东部凹陷中段发生 多期次较大规模的火山喷发 , 造成该区从中生界到 东营组均有较大范围的火山岩分布 。 根据钻井及 岩心资料分析 , 本区火山

6、岩具有以下特征 。1. 1 岩石学特征本区的火山岩储层岩性具有类型多 、 次生变化 大的特点 。 通过岩心观察 、 薄片鉴定 、 全岩 、 岩化的 全面分析 , 依据其 SiO 2和 Na +、 K +的百分含量 , 并 参照火山碎屑岩分类标准 , 对其进行了分类 。 本区 火山岩储层岩性主要由 3种类型组成 :粗面岩 、 玄 武岩和凝灰岩 。 其中玄武岩总体上呈黑 、 灰黑等颜 色 , 岩石较致密 , 裂缝不十分发育 。 粗面岩总体呈 浅灰 、 灰绿及黑灰等颜色 , 斑状结构 , 块状或气孔构 造 , 以高角度缝最为发育 , 直劈缝和水平缝亦常见 , 为本区的主要储层 。第 8卷第 1期 2

7、001年 3月 特 种 油 气 藏 Special Oil and G as Reservoirs Vol . 8N o . 1M ar . 2001本区的粗面岩在宏观上表现为块状 、 坚硬 、 致 密等特征 , 密度较玄武岩低 。 现已钻遇的亚类有粗 面质角砾熔岩 、 角砾化粗面岩和粗面岩 3种类型 。 在微观上 , 本区的粗面岩分基质和斑晶 2部分 , 斑 晶为透长石和斜长石 , 也含少量歪长石 、 角闪石和 橄榄石 。 透长石呈柱状或板条状有规律排列 , 斜长 石多为环带结构 , 呈 “ 净边脏心 ” 形态 , 少量具聚片 双晶 。 这些特征造成岩石长石含量较高 , 钾长石 +钠长石含量

8、均高于 55%,粘土含量低于 10%。1. 2 电性特征分析综合录井剖面 , 火山岩电性表现为 “ 一高 、 二低 、 一平直 ” 。 一高即火山岩的电阻率值特别高 , 二低即声波时差值和感应电导率值低 , 一平直即火山岩自然电位曲线平直 。 但这只是对于一般的火 山岩而言 , 事实上由于受岩性 、 热液蚀变 、 裂缝发育 程度的综合影响 , 火山岩的电阻率变化非常大 。 致 密火山岩电阻率值很高 , 而热液蚀变改变了火山岩 的物性和导电性 , 使电阻率降低 , 如热河台地区的 蚀变玄武岩电阻率仅几个欧姆米 。 在裂缝发育带 深 、 浅侧向电阻率出现较大的幅度差 。 自然伽马测 井反应了岩石中

9、所有放射性元素的总值 , 在火山岩 中 , 玄武岩的自然伽马值最低 , 安山岩居中 , 粗面岩 最高 , 因此自然伽马值是识别火山岩岩性最有效的 参数之一 。 通过建立本区测井信息与火山岩岩性 的关系 (图 1 , 可以较好地识别本区火山岩的岩性分布 。 由于本区最好的火山岩储层为粗面岩 , 因此 有效地识别粗面岩对本区勘探有重要的意义 。1. 3 分布特征东部凹陷的岩浆活动具有较强的规律性 , 在始 新世早期火山岩发育以中段为中心 , 晚期向两边迁 移且逐渐减弱 , 所以厚度具有随地层由老到新由中 间向两边逐渐减薄 , 但喷发期次增多的特征 。 中段 作为下第三系早期火山岩的喷发中心 , 火

10、山活动具 有大面积 、 多期性喷溢的特点 。 造成中段房身泡组 和沙三段火山岩不但分布广泛 , 而且厚度较大 , 这种 分布特征决定了本区沙三段火山岩比其它地区的火 山岩具更好的成藏条件 。 在本区北段的青龙台地区 和沙一 、 东营组火山岩均有一定的分布 (图 2 。2 储集空间类型及物性特征火山岩储层空间分类方法有多种 。 按照存在方 式可将本区火山岩的储集空间分为裂缝 、 熔孔 (洞 、 气孔 、 斑晶裂纹和晶间孔等类型 。 其中裂缝又可进 一步划分为构造裂缝 、 砾间缝和混合裂缝 。 晶间孔是为特别突出的粗面岩斑晶发育特征而命名的一种 储集空间类型 , 它是指微晶冷凝收缩而成的斑晶间 的

11、微孔隙 。 所以火山岩储层具有复杂的储集空间类 型 。 通过扫描电镜 、 铸体 、 压汞分析和物性测试得出 本区火山岩的面孔率为 3%15%,最大可达 20%(表 1 ; 孔喉值在 60120m 之间 , 最大可 达 580m , 说明该区火山岩中有超大孔隙存在 。 构造裂缝 或溶洞是火山岩储层中的宏观储集空间 , 研究方法 较为复杂 。 本次研究利用岩心裂缝描述和孔隙计算 , :58 特 种 油 气 藏 第 8卷f = V f /r 2L (1 式 中 :为裂缝孔 隙度 , %;V f 为单条 裂缝体 积 , m 3; r 为岩心半径 , m ; L 为岩心长度 , m 。据欧利坨子和热河台

12、地区岩心实测物性资料 , 本区火山 岩孔隙 度为 1. 33%28. 88%,平均 为 10. 33%;渗透率一般为 1. 92×10-30. 01×10-3m 2, 平均为 0. 34×10-3m 2(表 2 。此外 , 从图 2可见 , 火山岩的孔隙度和渗透率表 1 东 部凹陷中段储集空间类型及面孔率统计Tab . 1 Reserv oir space types and planar porous rate statistics of central east depression井 号 储集空间 面孔率 井 号 储集空间 面 孔 率 欧 8井 微裂缝 、

13、溶孔 、 晶间孔 15. 8%20. 3%欧 26井 裂缝 、 溶缝 (孔 、晶间孔 、 斑晶裂纹3. 0%12. 5%欧 11井 微裂缝 、 晶间孔 <1. 0%欧 27井 裂缝 、 溶孔 2. 0%10. 7%欧 14井裂缝 、 溶孔 、斑晶裂纹 、 砾间孔3. 0%14. 5%小 22井 裂缝 、 溶孔 0. 2%1. 3%欧 15井裂缝 、 溶孔 、斑晶裂纹 、 砾间缝1. 0%16. 2%欧 19井 溶孔 、 晶间孔 、 裂缝 7. 2%16. 2%表 2 东部凹陷中段火山岩类储层物性统计Tab . 2 Petrophysical statistics of ig neous

14、reservoir in central east depression井 号 深 度 /m 岩 性 孔 隙 度 /%渗 透 率 /×10-3m 2欧 8井2170. 902193. 50角砾熔岩凝灰岩21. 0820. 652. 42000. 2920欧 11井 2418. 00粗面岩 1. 940. 0257欧 14井2189. 172246. 76角砾化粗面岩橄榄粗面岩14. 733. 310. 64500. 0169欧 19井2367. 872372. 32角砾化粗面岩粗面岩15. 369. 470. 04790. 0456欧 26井2195. 202308. 90角砾化粗面

15、岩粗面岩10. 633. 931. 67000. 3150欧 27井2401. 132524. 37粗面岩粗面质凝灰岩11. 575. 040. 11700. 0406欧 36井2733. 482736. 78粗面岩角砾状粗面岩14. 6010. 601. 0000<1. 0000热 27井 2555. 00粗面岩 12. 640. 0272热 103井 2287. 50杏仁玄武岩 8. 660. 1400热 105井 2198. 45凝灰熔岩 28. 888. 6200小 223169. 563250. 03碱性玄武岩粗面岩7. 1010. 90<1. 00000. 1400小

16、23井2921. 273500. 75玄武岩粗面岩11. 9011. 508. 00000. 2700相关性较差 , 说明 火山岩储层储集 空间的连通性 差 , 非均质性较强 。 所以 , 只有处于网状裂缝发育 带上的火山岩才可能形成优质储层 。3 火山岩成藏有利条件分析3. 1 临近油源火山岩活动常常为各沉降期的序幕 , 每期强烈 岩浆活动之后的快速沉降作用 , 成为生油岩系发育 的主要时期 。 火山岩发育的地区 , 裂陷作用强烈 , 湖相生油岩发育 , 油气潜力大 。 东部凹陷火山岩产 油层的钻井资料统计表明 , 东营组和沙一段火山岩 虽然见到油气显示 , 但均未获得工业油气流 。 而沙

17、岩基本上为沙三段火山岩 。 其原因主要是由于沙 三段火山岩临近或直接位于生油岩之中 , 周围源岩 中生成的烃类可直接注入到火山岩储层之中 。 从 辽河盆地火山岩中获得工业油气流的井的平面分 布来看 , 从南部的荣 76、 黄 95, 中段的热 24、 欧气 3、 欧 26、 小 22, 到北部的龙 606、 牛 56井 , 都位于 中央断裂背斜构造带上 , 临近油源 , 火山岩的下面 都有生油岩 。3. 2 通畅的油气运移通道中央断裂背斜构造带是火山岩成藏主要场所 , 其原因是由于构造运动较为剧烈 , 火山作用在构造 运动的诱导下容易被引发 。 而且断裂发育 , 又构成 ,59第 1期 仇劲涛

18、等 :东部凹陷中段火山岩成藏条件分 析较狭窄 , 又受 2条大断裂挟持 , 使其构造相对破碎 , 同时大断裂又沟通了火山岩储层与其深部源岩的 关系 。 因此该区火山岩油气藏较为发育 。3. 3 良好的生储盖组合本区火山岩十分发育 , 特别是欧利坨子 黄沙坨地区 , 火山岩厚度大 , 分布广泛 , 火山岩上下均 发育有较厚的暗色泥岩 , 其上泥岩 为良好区域盖 层 , 其下泥岩为良好生油层 , 而火山岩作为优质储 层 , 形成了良好的生储盖组合 。 从目前钻探情况分 析 , 厚层火山岩顶部的较为致密的岩性部分 , 也可 以作为局部盖层 , 更加有利于火山岩成藏 。3. 4 构造形成期与油气运移期

19、配置关系良 好 本区的构造在下第三系沙三段早期就初具雏 形 , 在东营期已基本定型 , 而排烃期则为东营末期 , 油气得以直接进入火山岩圈闭中 , 断层在不同时期 的活动则起到了油气运移和侧向封堵的双重作用 , 所以本区的构造形成期与油气运移期的配置关系 良好 。 同时由于沙三段火山岩邻近生油岩或位于 生油岩之中 , 从而使油气早期进入成为可能 , 有效 地抑制了矿物充填 , 使孔隙得以保存 。 同时 , 生油 岩释放有机酸 , 在一定程度上改善了储层物性 。 3. 5 火山岩裂缝的主要发育期与重要成油期相近 下 辽河盆地早第三纪的火山岩裂缝和气孔被方 解 石和沸石充填的程度 较高 , 可以认

20、为沸石的充填主 要 是岩浆后期热液的产物 , 主要分布在气孔之中 。 而 方 解石的充填主要是地下含钙水溶液长期作用的结 果 , 主要分布在气孔 之中 , 对于后者 , 是一个比较漫长 的 充填过程 。 如果裂缝形成过程中或形成以后很快 就 有油 、 气占据这些 孔 、 洞 , 则后来的充填物就不易占 满 这个位置 。 如在热河台 构造 , 沙一段沉积时期的断 裂 活动 , 不但使沙三段的火山岩产生裂缝 , 而且也使 沙 三时期的油藏得以形成 。 裂缝的形成期与成油期 是 相近的 , 因而热 河台构造的火山岩裂缝中含油较普 遍 。 辽 6井的火山岩裂缝 含油总厚度达 109m 。 4 成藏模式

21、分析根据本区油气勘探状况并结合本区油气成藏 条件分析 , 认为本区存在 4种火山岩成藏模式 。 4. 1 欧 26井火山岩成藏模式 , 油气通过断层与火山岩储层相通 , 并且火山岩之上 有砂岩储层 , 在钻探火山岩时可以兼顾砂岩储层 。 欧 26井就是比较典型的例子 (图 3 。 目前该种成藏 类型主要分布在热河台 欧利坨子中央断裂背斜构 造带 , 今年部署的欧气 3、 欧 42等井均属于这种类 型 。4. 2 小 22井火山岩成藏模式该模式的特点是火山岩储层直接位于生油岩 中心 , 火山岩上下均为泥岩 , 缺乏砂岩储层 , 火山岩 是唯一的储层 , 以单一的火山岩为主要目的层 , 比 较典型

22、的是小 22井 (图 4 。 该井区是辽河盆地所 发现的油气藏中唯一以单一的火山岩为目的层进 行勘探的 。 该类型主要分布在小 22小 24井区 , 目的层比较单一 , 但是储层厚度大 , 单井产量较高 , 是辽河油田 2000年的重点储量区块 。 已部署 4口 探井 , 都取得了较好的效果 。4. 3 龙 606井火山岩成藏模式,60 特 种 油 气 藏 第 8卷但火山岩上下仍然有砂岩储层 , 在勘探火山岩油气 藏时仍可以兼顾砂岩储层的勘探 。 如龙 606井不 仅在砂岩储层中获得工业油气流 , 而且在火山岩中也获得了工业油气流 (图 5 。 该种成藏类型主要 分布在青龙台地区 。 今年部署

23、的龙 47-253、 龙 607都属于此种类型 , 勘探效果比较理想 。4. 4 龙 601井火山岩成藏模式火山岩与浊积岩储层相伴生 (图 6 , 目前发现 的该种类型油气藏主要分布在青龙台地区 。 由于 裂陷期是火山岩的重要发育期 , 同时也是浊积岩的主要形成期 , 因此火山岩储层自然与浊积岩储层相 伴而生 , 在钻探火山岩的同时 , 可以兼顾浊积岩储 层的勘探 。 目前这种类型油气藏的勘探还未形成 一定的规模 , 其原因主要与这种油气藏的埋深较大 有关系 。 随着勘探的不断深入 , 这种油气藏很有可 值得提出的是 , 尽管本文从成藏的角度总结了 4种成 藏模式 , 但 是在某些地区 可能几

24、种模式 共 存 。5 结 论尽管火山岩勘探十分复杂 , 但通过对东部凹陷 中段火山岩勘探的不断总结 , 得到了一些有意义的 认识 。 该区火山岩成藏首先与粗面岩岩性关系密 切 , 其次必须临近油源且有断裂和生油岩相沟通 。 本区主要以沙三段火山岩成藏为主 。 研究表明 , 在 本区火山岩成藏主要有 4种模式 , 不同地区有不同 的特点 。 只有结合不同地区的特点 , 有针对性地进 行勘探才能取得较好的效果 。 近年来 , 由于基本明 确了火山岩的成藏条件 , 有目的性地指导勘探 , 在 本区火山岩油气藏勘探中不断取得了新的突破 。参考文献 :1赵澄林 , 孟卫工 , 等 . 辽 河盆地 火山岩

25、与 油气 M . 北京 :石油工业出版社 , 1999.编辑 王 威61第 1期 仇劲涛等 :东部凹陷中段火山岩成藏条件分 析t ain reservoi r conditions and is near abundant source rock as w ell . Besides , Sha3 mem ber itself cont ains a set of relatively pure dark mud rock w hich provides quite f avorable capping conditions . Furt her analy sis using various

26、 new technologies and methods are carried out to st reng then the ex plo ration of igneous reservoir , trace and delineate its distribution . Ou 3 gas w ell , Ou 601 well , etc . , drilled in igneous rock are all successfully completed w ith prog ressive exploration results better than ex pectation

27、. Key words : ig neous rock , f racture , reservoir characteristics , reservoir fo rming condition , exploration prospect , Qinglong tai area Igneous reservoir forming conditions for central east sag Qiu Jint ao , Luo H aibing , Wang Guoyong ( E xploration & Development Research Insti tute of Li

28、aohe Oi l f ield Branch Company , PetroChi na , Panji n , L iaoning 124010 , China Abstract : Igneous reservoir fo rming condit ions of Sha3 fo rmation , cent ral east sag are studied systematically . Results demonst rate these area features short dist ance to oil source , good com bination of oil r

29、eservoir and cap , smoot h oil & gas migration channel , finely accom modated relationship bet ween st ruct ures forming period and oil & g as migration , as are all favorable igneous reservoir f orming condit ions . In addition , 4 ty pes of igneous reservoir f ormed wi thin this area mainl

30、y are f rom Sha3 igneous rock . Only wit h exploration methods in accordance w ith specif ied areas will do and satisf actory result s can be achieved . Key words : cent ral east sag , igneous rock , ig neous reservoi r , reservoir forming condition , reservoir space , po rosity , f racture , migrat

31、 ion channel Study on Buried-hill reservoir in Shu 4-4-03 well area of west sag in Liaohe oil province Pu Z hongy u , Yan Junsheng ( E xploration & Development Research Insti tute of Liaohe Oi l f ield Branch Company , PetroChi na , Panji n , L iaoning 124010 , China Abstract : Reservoir characteristics and dist ribution regularities of buried -hill reservoir in Shu 4 -4-03 area are presented , and the inf luence of structural , lit hologic natures and t he et c . upon