松辽盆地长岭断陷火山岩储集层特征及影响因素

发布网友 发布时间：2022-04-20 09:05

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热心网友 时间：2022-07-12 09:08

高祥成

（中国石化胜利油田分公司西部新区研究中心，山东 东营 257000）

基金项目：中石化科技部项目 “松辽盆地南部断陷层勘探目标与技术研究”（P06022）部分成果

作者简介：高祥成，男，工程师，现主要从事石油地质综合评价和油气勘探工作。E-mail：gaoxch.slyt＠sinopec.com。

摘 要：长岭断陷位于松辽盆地南部，随着勘探及研究的深入，长岭地区火山岩油气藏的钻探近年来取 得重大突破，包括腰深1、腰深2等多口探井先后在营城组火山岩中获得高产烃类气流，揭示了该地区营城组 火山岩将是长岭断陷深层天然气勘探的主要领域。本文以长岭断陷营城组火山岩储集层为研究对象，在火山 机构划分及火山岩岩相划分的基础上，综合运用钻井、测井等资料，对其火山岩储集特征及影响因素进行了 系统分析，为该地区圈闭目标的精细评价优选及有效储层预测奠定了基础。分析认为：储层物性是影响长岭 断陷火山岩气田天然气聚集的重要因素，查明火山岩储层物性特征及影响因素将有利于指导该区深层火山岩 的油气勘探部署工作。综合运用钻井、录井等资料对该地区火山岩储集层物性特征及影响因素进行了系统分 析。研究结果表明，研究区火山岩储层主要为凝灰岩和流纹岩，储集空间类型为原生气孔、次生溶孔、裂缝 型双孔介质。火山岩相带和埋藏深度是影响火山岩储集物性的两大关键因素，尤其是火山碎屑岩（凝灰岩） 受深度影响较大。此外距离油气源的远近，是该类储集体油气充注的又一重要影响因素。

关键词：火山岩；储层特征；储集空间；影响因素；松辽盆地

Volcanite Reservoir Characteristics and Influential factors of Changling Fault Depression in Songliao Basin

Gao Xiangcheng

（Research Center of Western New Explore Area，Shengli Oilfield Company of SINOPEC，Dongying 257000，Shandong，China）

Abstract：Reservoir physical properties are important factors affecting gas accumulation of Volcanite gas field of Changling Fault Depression in Songliao Basin，and identifying volcanite reservoir characteristics and influential factors will help guide exploration deployment of deep volcanite reservoirs.Volcanite reservoir characteristics and influential factors were analyzed systematically，combining drilling and borehole logging data.The results show that lithology of Volcanite Reservoirs is mainly tuff and rhyolite，and types of reservoir space are mainly primary gas pore，secondary dissolved pore，and fractural al-porosity medium.Facies belt and depth are key factors affecting reservoir physical properties，and particularly，pyroclastic rock（tuff）is affected considerably by depth.

Key words：volcanic rock；reservoir characteristics；reservoir spaces；influential factor；Songliao Basin

引言

长岭断陷位于松辽盆地南部，是松辽盆地规模较大的断陷之一，面积约7000km2。长岭地区大规模 的油气勘探始于20世纪80年代，该区的油气勘探历程大致可划分为四个阶段：1980～1995年油气普 查勘探阶段、1996～2000年全面探索与重点区带评价阶段、2001～2005年目标评价阶段、2006年至今 重点目标勘探突破阶段。随着勘探及研究的深入^［1～12］，长岭地区火山岩油气藏的钻探已取得重大突 破，多口探井先后在营城组火山岩中获得高产烃类气流，揭示了营城组火山岩将是长岭断陷深层天然气 勘探的主要领域。本文以长岭断陷营城组火山岩储集层为研究对象，综合运用钻井、测井等资料，对其 储集特征及影响因素进行了系统分析，为该地区圈闭目标的精细评价及预测有效储层奠定了基础。

1 火山岩储集空间类型

长岭断陷营城组大型火山岩体分布面积约200km²，是本次研究的主要目的层。营城组沉积时期是 长岭断陷湖盆发育的最大时期，以砂泥岩沉积为主，在断裂强烈活动部位有火山岩发育，最大地层厚度 大于1200m，其顶部不整合面特征明显，爆发相的凝灰岩和溢流相的流纹岩是本区最为主要的产层岩性（图1）。

图1 查干花地区区域构造位置图

工区内火山岩的储集空间类型可以分为孔隙和裂缝两大类（表1）。凝灰岩的孔隙类型主要有粒间 溶蚀扩大孔和粒间孔，其次是熔岩基质中的孔隙；流纹岩中的孔隙则主要为熔岩基质中的孔隙，其次则 为角砾内孔。二者的裂缝类型均以构造缝和溶扩构造缝为主，主要孔缝组合类型为溶孔＋微孔＋裂 缝型。

表1 火山岩主要储集空间类型及孔缝组合类型表

图2 腰深2井高角度裂缝（3760.78～3765.51m）

腰深2井上部流纹岩发育长石内溶孔、粒间 溶孔、粒间孔隙、浆屑基质超微孔等。成像测井 FMI（3185.1～4281m）资料表明，营城组火山 岩构造缝、高导缝（图2，图3）、高阻缝等裂缝 非常发育，主要起到连通气孔、溶孔和溶洞的作 用。3740～4000m物性相对较好，孔隙为3％ ～ 5％。根据斯伦贝谢成像测井解释结果，营城组 上部火山岩上部岩性为溢流相流纹岩和花岗斑 岩，下部为爆发相热碎屑流单元角砾凝灰岩和凝 灰岩，火山岩以下地层为扇三角洲前缘砂砾岩沉 积。通过成像测井及岩心观察，腰深2井在火山 岩层段裂缝非常发育，主要发育于3750～3915m、 3973～3992m、4218～4281m的流纹岩和角砾凝 灰岩下部。并且在垂向上孔隙度相对也比较大，主要集中在：3747～3875m、3880～3941m、3978～ 4025m和4115～4221m、4227～4380m层段。对火成岩上段的孔隙进行统计，3747～3875m段没有明显 的双峰，有效孔隙度最高可达11.3％，平均为5.67％，主要分布在4％～7％之间；次生孔隙度最大 2.2％，平均0.8％。尽管储层存在一些裂缝，但计算的裂缝孔隙度数值非常小，对储层的储集空间的 贡献相当小。而裂缝对渗透率的影响非常大，与腰深1井区一样，裂缝是提高储层渗透性的主要因素。

腰深3井区营城组上部火山岩岩性为爆发相角砾凝灰岩夹沉凝灰岩。通过成像测井及岩心观察，腰 深3井在营城组上部火山岩层段裂缝非常发育，溶蚀孔隙也较为发育（图4）。营城组的角砾凝灰岩溶 蚀相对强烈，火石岭组凝灰岩略差。

腰深4井火山岩以火山角砾岩、流纹岩为主，裂缝普遍发育，可见溶蚀孔隙，部分层段可见沿着裂 缝的溶蚀扩容现象。本井营城组火山岩与火石岭组变质岩的微裂缝走向较为一致，主要为北北东-南南 西向。孔隙发育一般，孔隙多以基质孔隙为主，溶蚀孔洞发育一般；储层类型以裂缝-孔隙为主。腰深 4井的孔洞主要为气孔（包括杏仁孔）、次生孔隙（粒间溶孔、基质溶孔和斑晶溶孔）及晶间微孔三 类。气孔主要是在火山热碎屑流角砾凝灰岩的浆屑中也有大量残留的气孔，溶蚀孔主要发育在爆发相角 砾凝灰岩和凝灰岩中（图5，图6）。

腰深301井火山岩层段为3716～3925m，利用ECS计算的TAS分类结果表明岩性主要为酸性火山 岩储层，有部分储层为中性火山岩，基本与录井和常规曲线特征相对应。该井火山岩层段孔隙度相对较 好，基本分布在3％～20％之间，尤其在3860～3880m孔隙发育较好，储层孔隙度较大，溶蚀发育。砂 泥岩储层孔隙度较差，主要分布在2％～5％之间，以2％～3.5％为主。

图3 查干花地区断陷层综合柱状图

图4 腰深3井岩心显示裂缝及孔洞特征

图5 腰深4井FMI测井显示裂缝及孔洞特

图6 腰深4井岩心薄片常见溶蚀孔隙及裂缝（4340～4342m）

腰深301井在火山碎屑流角砾凝灰岩的浆屑中有大量残留气孔，此外在本井的3860～3880m主要 发育溶蚀孔（图7），是本井良好的储层。

图7 腰深301井溶蚀孔洞FMI图像特征

2 火山岩储层物性特征

从工区火山岩物性统计来看，火山岩主要发育在营城组，孔隙度最大为25％，最小0.44％，平均 5.8％；渗透率最大为23.91×10^-3μm²，最小0.1×10^-3μm²，平均1.1×10^-3μm²。其中流纹岩最 好的物性孔隙度为25％，渗透率为6.08×10^-3μm²；凝灰岩最好物性孔隙度为21.35％，渗透率为 73.72×10^-3μm²。

腰深2井储层孔隙度2.6％ ～4.6％，平均4.1％，渗透率（0.027～0.036）×10^-3μm²，平均 0.031×10^-3μm²，属于低孔低渗储层；腰深3井储层在营城组上部爆发相角砾凝灰岩中最为发 育，火山岩段ELAN程序解释有效孔隙度为2.7％ ～9.2％，孔隙度加权平均值为5.4％，为有利 储层。其最大值出现在3600m左右，结合FMI图像认为，高孔隙度值为溶蚀导致。总体属低孔、 低渗储层。

根据盆地北部徐家围子地区相同层位火山岩物性分析资料，其流纹岩孔隙度一般为0.9％ ～ 17.5％，平均4.1％，渗透率（0.001～0.263）×10^-3μm²，平均0.235×10^-3μm²；安山岩孔隙度一般 1.2％～10.2％，平均5.4％，渗透率（0.02～12.8）×10^-3μm²，平均0.825×10^-3μm²；玄武岩致密，气孔大多孤立状，孔隙度0.3％～4.7％，平均3.2％，渗透率（0.02～10.1）×10^-3μm²，平均1.495× 10^-3μm²；火山凝灰岩孔隙度0.1％ ～12.7％，平均3.9％，渗透率（0.01～1.5）×10^-3μm²，平均 0.251×10^-3μm²。

由于火山岩的物性受岩性、岩相影响较大。针对本区已完钻井在营城组钻遇到的火山岩进行了统计 如下：在营城组共钻遇9种岩性（表2），分别为安山岩（腰深4＃），斑岩（腰深2＃），花岗岩（腰深 2＃），火山角砾岩（腰深6、201＃），角砾凝灰岩（腰深3、301＃），晶屑凝灰岩（腰深201、202＃）流 纹岩（腰深2、3、4、6、201、202、301＃），凝灰岩（腰深4、6、202、301＃），玄武岩（腰深2＃）。本 次通过对七口井测井资料的研究分析，总结归纳出岩性、对应的岩相以及所对应的测井响应特征，其物 性特征见表（表2）。

表2 长岭断陷营城组火山岩储层物性分析统计表

3 火山岩储集物性影响因素

根据火山岩储层物性评价标准，将本区火山岩储层分为三类，即Ⅰ类储层——孔隙度大于6％，渗 透率大于1.0×10^-3μm²；Ⅱ类储层——孔隙度介于3％～6％之间，渗透率大于0.1×10^-3μm²；Ⅲ类储 层——孔隙度介于1％～3％，渗透率大于0.01×10^-3μm²；Ⅳ类储层——孔隙度小于1％，渗透率小于 0.01×10^-3μm²。

从火山岩相与储层物性统计分析来看（表2），溢流相流纹岩、爆发相凝灰岩是本地区深层天然气 的主力储层。火山口-近火山口相组主要由丘状外形、内部杂乱的熔岩和角砾（集块）熔岩构成，多 属于高孔高渗Ⅰ类储层，如腰深2井；近源相组主要由楔状和块状熔岩构成，多属于高孔中渗Ⅱ类储层 和中孔中渗Ⅲ类储层，如腰深3、腰深6＃下部火山岩；远源相组主要由层状火山碎屑岩、沉火山碎屑岩 和平缓层状熔岩构成，多属于中孔中渗Ⅲ类储层和中孔低渗、低孔低渗Ⅳ类储层，如腰深2、腰深4、 腰深6＃上部火山岩。

同时，从火山岩储层与深度的统计关系来看（表3），一般3500m以上以Ⅰ、Ⅱ类储层为主，储 集物性相对较好；3500 ～3700m以Ⅱ、Ⅰ类储层为主，Ⅲ类次之；3700～4000m以Ⅱ、Ⅲ储层类为 主，Ⅰ类储层次之；4000m以下以Ⅲ、Ⅳ类储层为主，储集物性相对较差，Ⅱ类储层较少，很少见 Ⅰ类储层。

综合火山岩储集空间类型、储层物性及其与岩相、深度的统计关系，表明溢流相流纹岩、爆发相凝 灰岩是研究区深层天然气的主力储层，而相带和深度是影响火山岩储集物性的两大关键因素。

表3 查干花已钻遇火山岩类别及厚度统计表

4 结论

松辽盆地长岭断陷营城组火山岩储层以爆发相的凝灰岩和溢流相的流纹岩为主，其储集空间类型为 原生气孔、次生溶孔、裂缝型双孔介质。相带和深度是影响火山岩储集物性的两大关键因素，尤其是火 山碎屑岩（凝灰岩）受深度影响较大。火山口-近火山口相组储层最为有利，近源相组物性次之，远 源相组物性较差。3500m以上储层以Ⅰ＋Ⅱ类为主；3500～3700m以Ⅰ＋Ⅱ类为主，Ⅲ类次之；3700- 4000m以Ⅱ＋Ⅲ类为主，Ⅰ类次之；4000m以下：Ⅲ类为主，Ⅱ类次之。

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