王府断陷火石岭组火山岩储层裂缝特征与分布规律
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松辽盆地德惠断陷火石岭组天然气成藏机理邓守伟【摘要】火石岭组是德惠断陷深层天然气有利的勘探层位.在分析研究区构造演化史的基础上,对火石岭组典型的气藏进行精细解剖,结合地震、测井、钻井等基础资料,并综合轻烃、烃源岩、流体包裹体等分析测试数据,对德惠断陷深层火石岭组的天然气成藏机理进行了研究.结果表明,火石岭组烃源岩有机碳(TOC)平均含量大于1.0%,生烃潜力(S1+S2)的均值范围为0.5~2.0 mg/g,有机质类型多以Ⅱ1~Ⅱ2型为主,Ⅲ型为辅,有机质已达到成熟,成熟度(Ro)均值为1.5%,烃源岩具有较大的生烃潜力.火石岭组下部天然气来源于火石岭组烃源岩,而火石岭组上部天然气以火石岭组烃源岩生气为主,但受上覆沙河子组烃源岩混源影响.天然气运移以垂向断裂输导为主,层内砂体横向输导为辅.基于流体包裹体分析,结合火石岭组气藏气源对比与烃源岩生排烃期,认为火石岭组天然气藏存在三期成藏:130 Ma左右,对应营城组沉积初期;115~105 Ma左右,对应泉头组沉积期;95~75 Ma左右,对应青山口组—嫩江组沉积期.【期刊名称】《沉积学报》【年(卷),期】2019(037)002【总页数】11页(P432-442)【关键词】德惠断陷;火石岭组;天然气;气源对比;成藏期次【作者】邓守伟【作者单位】中国石油吉林油田勘探开发研究院,吉林松原 138000【正文语种】中文【中图分类】P618.130 引言德惠断陷隶属松辽盆地东南隆起区内的次一级构造单元(图1),面积约3 008 km2,包括七个次级构造单元[1]。
截止目前已钻探了50口探井,在德深11井、德深12井、德深17井、农101井等已经获得高产气流,德惠断陷深层火石岭组含气面积广,天然气资源潜力巨大,是吉林油田天然气的千亿方规划区。
但由于地质条件复杂,断裂发育,生、储、盖配置关系不明确,使得该区的天然气勘探程度低。
本文基于地震、测井、钻井等基础地质资料,结合烃源岩岩石热解、天然气组分分析、流体包裹体等分析化验数据,在油气成藏理论的指导下,研究松辽盆地德惠断陷火石岭组天然气的成藏机理,对该区天然气的勘探和开发具有一定的指导意义[2-4]。
松辽盆地长岭断陷东部营城组火山岩储层特征时应敏;何登发;石胜群【摘要】Explorations of volcanic reservoir have achieved great success in the east of the Changling Fault Depression of the Songliao Basin in the past few years. Gas is found in the Yingcheng Formation in many wells. Volcanic reservoir is the key for natural gas accumulation. Based on core, logging and testing data, volcanic reservoir was analyzed from origin and evaluated. Due to low porosity and permeability, pores and fractures are well connected in volcanic rock, providing relatively good condition for accumulation. Especially in rhyolite and tuff, there exist multiple types of pores and fractures, including both primary ones generated during diagenetic stage and secondary ones transformed by laterslacking.Reservoir parameters are closely related to rock density, rather than burial depth. Different volcanic facies have different reservoir condition due to different composition. The overflow and outbreak phases are favorable for reservoir formation. Besides, weather-worn may influence reservoir formation. Unconformities are also beneficial for reservoir formation.%近年来,长岭断陷东部进行火山岩领域油气勘探取得了重大成果,多口井钻遇营城组气层,研究发现火山岩有利储层是天然气成藏的主控因素.通过取心、测井、测试等资料对火山岩储层进行成因分析和综合评价,认为火山岩为低孔低渗储层,孔与缝连通性好,具有一定的储集条件.其中,流纹岩和凝灰岩广泛发育多种孔隙和裂缝,既有喷发阶段形成的原生孔隙,也有后期风化改造的次生孔隙;储层物性不随埋藏深度的增加而变小,而与岩石密度密切相关,不同的火山岩相,成分不同,储集空间存在较大差异,溢流相、爆发相火山岩是形成有利储层的重要部位.另外,风化剥蚀对储集条件影响较大,不整合面分布区也是有利储集区.【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2011(033)002【总页数】6页(P171-176)【关键词】物性;储层;岩相;火山岩;长岭断陷【作者】时应敏;何登发;石胜群【作者单位】中国地质大学(北京),北京,100083;中国石化,油田勘探开发事业部,北京,100728;中国地质大学(北京),北京,100083;南京工程高等职业学校,南京211135【正文语种】中文【中图分类】TE122.2+22近年来,随着松辽盆地徐家围子断陷[1-3]和长岭断陷营城组火山岩勘探取得的巨大成功,火成岩油气藏作为新的勘探领域,逐渐引起了广泛关注。
徐深气田兴城地区火成岩储层特征及分布模式探讨徐家围子断陷发现的天然气田(藏)规模较大、储量丰度较高,主要赋存于深层的营城组火成岩中,该组火成岩储层具有“埋藏深、岩性特殊、低孔低渗”的特点[1]。
徐深气田营城组火山岩储层属于典型的中心式喷发埋藏溶蚀型储层。
埋藏溶蚀型储层油气藏,是在后期深埋过程中,以自身产生的酸性流体溶蚀而形成的次生孔为主要储集空间所形成的油气藏。
埋藏溶蚀作用包括有机质成烃过程中生成有机酸的溶蚀作用、无机酸的溶蚀作用以及热液流体对矿物的溶蚀作用。
本文以徐深气田兴城地区营城组火山岩储层为例,研究此类火山岩储层特征和储层分布模式,并建立该类储层概念模型、岩性岩相模型及物性模型。
标签:火山岩储层;埋藏溶蚀型;储层分布模式一、气田地质背景徐家围子断陷位于松辽盆地北部,为半地堑型断陷,上侏罗统中火山岩广泛发育。
徐深气田区域构造上位于松辽盆地北部深层徐家围子断陷区中部,从南向北由兴城、昌德、升平、汪家屯4个区块构成(图1)。
截止到2005年,徐深气田有各类井69口,获工业气流井38口,上报探明天然气地质储量670×108m3,其中火成岩储集层储量占89.8%,是大庆油田天然气开发的主要领域。
近年来,相继在兴城、升平及相邻区域的营城组火成岩中发现大量天然气资源,形成了地质储量超过千亿吨的大型气田,是目前国内发现的最大的火成岩储层气田。
徐家围子断陷形成于晚侏罗世到早白垩世早期(徐正顺,2006),自下而上,地层分别为火石岭组、沙河子组、营城组和登娄库组及泉头组一、二段。
该区营城组之下为沙河子组,二者间为一区域性角度不整合面;营城组之上为登娄库组,二者之间为平行不整合接触;登娄库组与上覆泉头组总体上为整合接触。
由于火山喷发活动频繁,在营城组形成了大量的火山喷出物,自下而上,营城组可划分为营一段、营二段、营三段和营四段4套地层。
火成岩储层主要分布在营城组一段和三段地层中,岩性以酸性喷发岩为主。
松辽盆地长岭断陷火山岩天然气藏分布规律与控制因素王洪江; 吴聿元【期刊名称】《《石油与天然气地质》》【年(卷),期】2011(032)003【总页数】8页(P360-367)【关键词】控制因素; 分布规律; 火山岩储层; 天然气藏; 长岭断陷; 松辽盆地【作者】王洪江; 吴聿元【作者单位】中国地质大学地球科学与资源学院北京100083; 中国石化华东分公司江苏南京210011【正文语种】中文【中图分类】TE121.3长岭断陷位于松辽盆地中央断陷区南部,为松辽盆地规模最大的一个断陷,面积为 7 240 km2,发育 1 000~5 000 m厚的上侏罗统—下白垩统,包括登娄库组、营城组、沙河子组和火石岭组。
长岭断陷是在古生界基底上发育的断、坳叠置的晚中新生代盆地,经历了裂(断)陷、坳陷和萎缩褶皱三大构造演化阶段。
主要烃源岩为火石岭组、沙河子组和营城组暗色泥岩和煤,厚度为 2 100~2 400 m。
在营城组、火石岭组发育多期性质不同、规模不等,且相互叠置的火山岩体,由于火山岩的裂缝、孔洞不受深埋压实作用影响,而保持了良好的储集性能,成为长岭地区天然气藏的主要储层。
2005年,长岭地区深层长深 1井与腰深 1井获得工业性气流,揭示了长岭断陷深层天然气勘探具有巨大的潜力[1-2]。
近年在松辽盆地北部、南部相继发现了一系列以火山岩为主要储层的大中型天然气藏,深化了对火山岩天然气藏形成条件与富集规律的认识。
松辽盆地已在断陷层系发现 9个大于1 000× 104t级的大、中型油气田,主要分布于徐家围子、十屋、长岭断陷之中[3-4]。
长岭断陷火山岩烃类气藏平面上主要分布在东部腰英台构造带、达尔罕构造带、前进构造带、双龙构造带,而断陷西部、中部为 CO2富集区。
天然气纵向上主要分布于营城组,主要储集岩是凝灰岩和流纹岩,火山岩气层孔隙度一般大于 3%,渗透率对气层的分布具有明显的控制作用。
登娄库组、泉头组及青山口组也发育次生成藏组合,但气藏规模较小[5]。
徐家围子断陷火山岩储层裂缝发育特征及主控因素刘国平;曾联波;雷茂盛;祖克威;王菲;刘奇;李文芳【期刊名称】《中国地质》【年(卷),期】2016(43)1【摘要】Reservoir physical properties of volcanic rocks in Xujiaweizi fault depression are influenced obviously by the fracture developing extent. According to the survey of similar outcrops, the core observation, casting thin slice and imaging logging analysis data, in combination with stress field numerical simulation technology, the authors analyzed fracture types, trends, dip angles, lengths, densities, fillings and the factors influencing the fracture development of the volcanic reservoir. The result shows that fractures in the study area are mainly tectonic shear fractures, followed by diagenetic fractures. Four nearly WE-, NS-, NE-and NW-trending fracture groups are developed, mainly high angle fractures and inclined fractures, and the lengths and densities of these fractures change significantly. The main factors influencing the development of the volcanic rock fractures include ancient tectonic stress, lithology, volcanic edifice and fault. Therefore, the high value area of the ancient tectonic stress has good relationship with fracture developed area. In a variety of volcanic rocks, fractures in trachyte, agglomerate and rhyolite are relatively well developed. Fractures are mainly developed in the facies of volcanic crater and near-crater. Fractures are also developed on the upper wall of the faultwith obvious stress disturbance and, with the increase of the distance from the fault, the extent of the fracture development decreases.%提徐家围子断陷火山岩储集物性明显受裂缝发育程度的影响。
矿床地质松北深层高丰度火山岩岩性气藏的发现与成藏特征陆加敏(大庆油田勘探开发研究院,黑龙江大庆163712)近年来,我国火山岩油气藏勘探全面拉开序幕(付广等,2012;姜传金等,2009;2010;蔡周荣等, 2010;贺电等,2009;冯子辉等,2010;孙粉锦等,2010;付晓飞等,2010;姜传金等,付广等,2003;赵文智等,2008)。
徐家围子断陷随着勘探的深入,火山岩气藏逐步由构造气藏、岩性构造气藏、构造岩性气藏向岩性气藏转变,目前岩性气藏勘探成为主要的勘探对象,火山岩储层非均质性强,储层横向变化快,各个火山体(机构)相互分割独立,整体叠置,气藏错叠连片大面积分布(付广等,2003),在安达凹陷中部邻井气水界面之下的构造低部位,仍产纯气,并且厚度很大,具有较好的勘探效益。
1 徐家围子断陷火山岩气藏地质背景徐家围子断陷位于松辽盆地中部,是徐西断裂的伸展作用所控制形成的西断东超的箕状断陷,呈NNW 向长条状展布,勘探面积约5350 km2。
火山岩气藏主要是下白垩统营城组,岩性以酸性为主,常见类型有流纹岩以及紫红色、灰白色凝灰岩;北部地区以中基性的安山岩、玄武岩为主。
储层岩石类型多样,孔隙介质类型也比较复杂。
从成分看,从中基性的玄武岩、安山岩到酸性的流纹岩均见产气层。
火山岩储层存在原生孔隙、次生孔隙和裂缝等类型的储集空间,呈现双重孔隙介质储层特点。
徐家围子断陷期烃源岩主要有火一段、沙河子组、营四段下部等三套烃源岩,沙河子组湖相泥岩几乎布遍及整个断陷,厚度一般大于400 m,厚度最大达1000 m以上。
泥质岩有机碳值大多超过1.0%,煤层有机碳平均29%,为主力烃源岩。
营城组火山岩直接覆于烃源岩之上,上部登娄库组二段泥岩为区域盖层,形成良好的生储盖组合(任延广等,2004)❶❷。
2 高丰度岩性气藏的发现与特征徐家围子断陷完成第二个1000方探明储量后,主要的大规模构造高部位(包括凹中隆)的火山机构体基本钻探完毕,火山岩勘探进入一个新的时期,寻找新的圈闭类型和成藏模式成为火山岩勘探的主要攻关方向。
[收稿日期 ]2012-04-06[基金项目 ]中国工程院重大咨询研究项目“ 我国非常规天然气开发利用战略研究” (2011-ZD -19-2 ; 国家科技重大专项“ 岩性地层油气藏成藏规律、关键技术及目标评价”(2011ZX05001, 2011B -03 [作者简介 ]侯连华 (1970— , 男 , 山东博兴县人 , 高级工程师 , 主要从事岩性地层油气藏、非常规油气地质、综合勘探研究等工作 ;E -mail :houlh@petrochina.com.cn中国火山岩油气藏控制因素及分布规律侯连华 , 朱如凯 , 赵霞 , 庞正炼 , 罗霞 , 毛治国(中国石油勘探开发研究院 , 北京 100083[摘要 ]中国沉积盆地内主要发育石炭—二叠系、侏罗—白垩系和古近—新近系 3套火山岩 , 火山岩大面积分布 , 烃源岩与火山岩伴生 , 形成良好的生储盖组合。
东部盆地以中酸性岩为主 , 主要发育原生型火山岩储层 ; 西部盆地以中基性岩为主 ,主要发育风化壳型储层 , 火山岩风化壳储层物性好于原生型储层物性 , 各种岩性、岩相均能形成有效储层。
东部盆地主要发育岩性、断层—岩性油气藏 ; 西部盆地主要发育地层型、构造—地层型、构造—岩性—地层复合型油气藏。
松辽盆地深层持续沉降型断陷控制天然气区域分布 , 生烃断槽控制断陷内天然气分布 ,近邻生烃断槽的断裂构造带是天然气富集区带 , 优质火山岩储层控制天然气富集 ; 新疆北部石炭系残留生烃凹陷控制油气平面分布 , 风化壳规模控制油气富集程度和规模 , 风化壳地层型有效圈闭控制油气成藏 , 正向构造背景控制油气运聚。
指出中国火山岩有利勘探面积 36万 km 2, 预测火山岩中总资源量 60亿 t 油当量以上 , 勘探潜力大。
[关键词 ]火山岩储层 ; 火成岩油气藏 ; 成藏控制因素 ; 油气藏分布规律[中图分类号 ]TE13[文献标识码 ]A [文章编号 ]1009-1742(2012 06-0077-101前言火山岩作为油气勘探的新领域 , 已引起勘探家和地质学家的广泛关注 [1]。
长岭断陷南部沙河子组地层分布探讨【摘要】针对东岭地区断陷层火石岭组地层分布争议,分析前人解释中可能存在的问题,结合古生物孢粉组合特征,岩性组合特征,区域构造演化特征、构造解释及与周遭断陷盆地类比等方法,建立东岭地区新的地质解释模型,认为火石岭组发育于裂陷早期规模较局限的断陷湖盆内,且伴随火山喷发,沙河子组沉积期裂陷进一步扩展,形成多个沙河子期断陷且彼此独立,为东岭地区断陷层油气勘探指出方向。
【关键词】断陷湖盆裂陷火石岭组孢粉组合岩性组合研究区位于松辽盆地南部长岭断陷东岭鼻状构造带上。
东岭地区西邻长岭生烃凹陷,为古凸起背景下继承性发育的大型鼻状构造。
营城组、登娄库组地层自西向东逐层超覆减薄尖灭。
目前钻探结果揭示,长岭断陷火石岭组为火山—沉积建造;沙河子组沉积时期水体逐渐变深,沉积环境由湖沼—滨浅湖—半深湖—深湖依次过渡,在沉降较深的盆地中心为深湖相沉积;营城组沉积早期火山活动频繁,之后水体逐渐变浅,在靠近湖盆边缘同生断层一侧,以滑塌水下扇、冲积扇短距离运移沉积为主,在断陷湖盆缓坡带以扇三角洲沉积为主。
1 存在问题目前认为东岭地区沙河子组地层分布局限,仅洼陷内发育,西至XS1井区,东至SN109井区。
S101井区下覆碎屑岩地层为火石岭组,洼陷内火石岭组沉积受盆地边界断层控制,S101井区受东倾同沉积断裂控制。
其上覆火山岩地层通过锆石测年证实为营城组,SN102井1752m火山岩测年时间为112Ma,SN180井2469m火山岩测年时间为106Ma,2708m火山岩测年时间为116Ma,均形成于营城组沉积期,S101井区中间缺失沙河子组地层。
这种沙河子组解释方案造成两种现象:(1)S101井区可能没有沉积沙河子组地层,火石岭组沉积期断陷湖盆广泛发育,沙河子组沉积期断陷湖盆急剧萎缩;(2)S101井区营城组火山岩沉积前沙河子地层可能剥蚀殆尽(图1)。
侯启军等研究表明,根据松辽盆地断陷层沉积特征,沙河子组沉积中期湖水扩大到高峰,形成较深水湖盆,是断陷盆地的最大湖泛期;且从层序序列看,从火石岭组沉积期至沙河子组沉积期是从低水位体系域至湖侵体系域的发展过程,沉积厚度最厚850m,徐深1井沙河子组厚425m,位于东岭地区的新深1井沙河子组厚530m,因此断陷湖盆并没有萎缩,而是在不断扩大。
松辽盆地断陷期火山岩典型地震相的地质解译唐华风;胡佳;李建华;陈美富;高有峰【摘要】以松辽盆地营城组和火石岭组火山岩为例,对火山岩地震相类型及其可能地质解释进行分析.依据外形和内部结构可将地震相划分为4类:丘状/透镜状—亚平行反射(Ⅰ类)、板状/席状/盾状—平行/亚平行反射(Ⅱ类)、穹窿状/丘状—空白/杂乱反射(Ⅲ类)和蘑菇状—杂乱反射(Ⅳ类).Ⅰ类对应流纹质或玄武质岩石,对应岩相多是喷溢相和爆发相互层,富含气孔、粒间孔和裂缝,多为中孔隙度,发育多层有利储层,火山口—近火山口相带的储层厚度大、远源相带厚度小.Ⅱ类对应基性熔岩或酸性碎屑岩,对应的岩相多是喷溢相夹爆发相,富含气孔、粒间孔和裂缝,多为高孔隙度,发育多层有利储层,从火山口—近火山口相带到远源相带的储层厚度变化小.Ⅲ类对应英安岩或粗安岩,对应的岩相多是侵出相或喷溢相,富含裂缝,多为中低孔隙度,仅在顶部发育一层有利储层,火山口—近火山口相带的储层厚度大、远源相带厚度小.Ⅳ类对应流纹质凝灰岩、流纹岩或粗面岩,对应的岩相多是爆发相和喷溢相互层,富含气孔、溶蚀孔和裂缝,可能为中高孔隙度,发育多层有利储层,火山口—近火山口相带的储层厚度大、远源相带厚度小.【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2018(053)005【总页数】10页(P1075-1084)【关键词】火山岩;地震相;岩相;储层分布模式;营城组;火石岭组;松辽盆地【作者】唐华风;胡佳;李建华;陈美富;高有峰【作者单位】吉林大学地球科学学院,吉林长春130061;中国石油吉林油田分公司地球物理勘探研究院,吉林松原138000;吉林大学地球科学学院,吉林长春130061;中国石油吉林油田分公司地球物理勘探研究院,吉林松原138000;吉林大学地球科学学院,吉林长春130061【正文语种】中文【中图分类】P6311 引言油气勘探是从未知到已知的预测性科学,地震资料解释是其中的关键内容。
2018年04月关于火成岩油气储层构造裂缝发育程度预测王一鸣(中国石油辽河油田分公司,辽宁盘锦124010)摘要:最近几年我国各地区油田的开采勘探因为地质和资源利用等相关事宜涉及到许多有关油气储层以及裂缝构造等勘探和开发问题,尤其是在渤海湾附近,富集且高产的各类型油气藏的不断发现,给予了这地区丰富的资源环境,客观带动了经济建设和发展,引起了国内外的广泛重视,辽河油田就是位于这一区域,是一个多油品性、类型丰富的地形地质情况极为复杂的大型油气区,辽河油田的勘探与开采亦因其地形和地质结构的复杂也一样需要重视油气藏储层、断裂层和构造裂缝的问题。
经过多年的勘探开采,辽河盆地凹陷地带的常规油气储层早已得到极大程度的勘探开发,由于地质结构需要,要保证地区地质稳定的同时油田也需要持续稳定发展,就需要有不断的储量资源开发补充。
如今勘探形势复杂,目标资源紧张且需要谨慎开采,如此形势下,位于辽河油田凹陷地带的火成岩中油气储层的勘探就需要高度重视,但是由于火成岩油气储层的复杂和差异,其内部构造、空间裂缝等程度识别还需要评价研究。
本文就辽河油田地质和火成岩油气储层构造进行分析,研究地质断层与构造裂缝的发育程度,对辽河油田一区火成岩油气储层的构造裂缝发育程度做出预测。
关键词:火成岩;油气储层;构造裂缝;裂缝预测由于涉及到油气储层构造裂缝研究的碳酸盐、火成岩以及部分岩屑等岩石类型复杂,分布区域太过分散且不均衡,油气储层中裂缝性油气藏的勘探开采技术一直是当今石油开采技术研究的重点也是难点。
由于油气增储产量的形势非常紧迫,探索开发区域内地质油气储层中裂缝性油气藏依然是当前油气勘探技术研究的一个重要突破点,通过对辽河油田凹陷地区的地质取样研究、相关储层地质裂缝发育特征的研究以及针对该地区资源储层断裂系统的分析,可以认定地质断层与地区储层裂缝的发育程度有着密切的关联。
图1辽河盆地新生界火山岩分布图1油田区域地质简况辽河油田位于辽河下游,渤海湾盆地附近,是属于一个大陆裂谷型盆地,根据各个区域凹陷凸起的不同形成7个次级构造单元,虽然油田西部凹陷区域石油勘探储量丰富,但是其单元区域内大都是常规石油且以开采多时,已达到极大的石油储量饱和度,而在东部凹陷区间内,目前探明的石油储量虽然有限,但石油类型却是极其丰富,火成岩油气储层所含有的油气藏都是现如今急需的,而且这其中油气储层的断层和构造裂缝形成的裂缝性石油类型更是当今重点的石油勘探和研究对象。
王府断陷火石岭组火山岩储层裂缝特征与分布规律宋鹏【摘要】以岩芯裂缝和薄片资料为基础,结合成像测井技术和地震资料研究王府断陷火石岭组火山岩储层裂缝特征及分布规律.该区火山岩储层发育原生裂缝和构造-后生裂缝,原生裂缝张开度小,对改善储层意义不大;而构造-后生裂缝张开度大,延伸较远,能提高储层的储渗能力.通过FMI成像测井可识别出高导缝、高阻缝、微裂缝和钻井诱导缝,其中高导缝和微裂缝一般为有效裂缝.根据高导缝走向和构造特征,将研究区火山岩储层裂缝分为3个区:北部区、中部区和南部区,其中北部区和南部区受顺直断裂控制,高导缝具有两个优势走向;中部区受交叉断裂控制,高导缝为一个优势走向.中部区裂缝平均密度最高,倾角属性也显示为有利裂缝区,可以作为勘探和井位部署的重点区域.【期刊名称】《世界地质》【年(卷),期】2015(034)003【总页数】10页(P716-725)【关键词】王府断陷;火石岭组;裂缝;成像测井;火山岩储层【作者】宋鹏【作者单位】中国石油吉林油田公司勘探开发研究院,吉林松原138000【正文语种】中文【中图分类】P618.136裂缝是火山岩成储的重要因素,不仅可以作为储集空间,更重要的作用在于它可以作为渗流通道,沟通孔隙,改善储层条件,提高单井产能[1--6]。
根据勘探开发成果,王府断陷火山岩储层具有低孔、低渗和低丰度的特点,通过开发井的采气情况来看,高产井主要分布在断裂及裂缝发育区。
以往针对王府地区断裂和裂缝开展了一系列的工作,比如在断裂对储层的控制和改造作用、王府断陷断裂和断裂密集带的特征以及火山岩储层裂缝空间等方面都取得了相应的进展[7--10]。
在裂缝的分布规律和裂缝预测方面虽然有一定的研究,但是没有相关的论述,而且基于地震资料品质和标定井资料等因素的限制,裂缝分布与预测结果存在较大差异。
本文从岩芯裂缝描述入手,应用铸体薄片资料和成像测井技术对裂缝进行定性--定量解释与描述,开展地震属性裂缝预测,分析王府地区火山岩裂缝的分布规律,对勘探和开发具有一定的指导意义。
王府断陷位于松辽盆地东南隆起区的西北部,与榆树断陷、莺山断陷和德惠断陷毗邻 (图1)。
王府断陷断裂发育密集,断裂走向近SN向及NE向,受这一系列断层的控制,王府断陷从西至东发育山东屯构造带、小城子构造带和武家屯构造带,研究区主要位于小城子构造带。
地层由老到新依次为侏罗系火石岭组、白垩系沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组和嫩江组。
其中火石岭组和营城组发育火山岩地层,且在王府地区的三套含气层系中,火石岭组原生气藏储量规模最大[11]。
火石岭组可以分为粗安岩段、火山碎屑岩段和流纹岩段,粗安岩段上部和流纹岩段为天然气聚集的主要层位。
受构造活动影响,王府断陷形成西断东超的构造格局,火山碎屑岩和流纹岩主要分布于断陷西部,其边界受东部近NE向的深大断裂控制。
粗安岩段以角度不整合发育在盆地基底之上,分布面积广,形成火山洼地和火山隆起相间的格局,同时也奠定了断陷的基本构造格局。
整个火石岭组地层断裂发育程度大,而火山岩地层中与断裂常常伴生很多的微裂缝,在火山岩储层中裂缝是一种重要的储层因素,从勘探开发井的产气情况分析,裂缝发育区一般为高产区,因此研究本区火石岭组火山岩的裂缝分布规律,有助于指导井位的部署。
按成因分类,可以将火山岩裂缝分为原生裂缝和构造--后生裂缝 (表1),在火山岩中冷凝收缩裂缝和爆炸裂缝是两种重要的原生裂缝,不仅可以形成原生的裂缝空间,更重要的意义在于为后期的成岩改造提供了良好的物质基础,有利于形成次生溶孔。
2.1 原生裂缝原生裂缝是指火山岩形成过程中由于冷凝收缩、气液爆炸导致原岩 (包括半固结熔浆和刚固结而成的岩石)开裂而形成的裂缝,以及矿物在此原生作用中形成的裂缝(如石英、长石的炸裂纹等),和不同期次火山岩层间残余的界面缝。
根据成因的不同又可以细分为冷凝收缩缝和爆炸裂缝。
2.1.1 冷凝收缩缝冷凝收缩缝是岩浆冷凝成岩时不均匀收缩所形成的裂缝,常呈半圆形或弧形,往往存在冷凝中心。
此类裂缝可以出现在多种类型的火山熔岩中,如侵出熔岩、溢流熔岩,但在凝灰岩中出现较少,相对在角砾岩和集块岩中较多。
CS608井的角砾流纹岩、WF1井粗安岩等岩芯段中均有冷凝收缩缝发育,冷凝收缩缝延伸较短,呈弯曲状,或沿层面发育 (图2a)。
显微薄片可观察到部分冷凝收缩缝被溶蚀,或为黏土充填 (图2b)。
2.1.2 爆炸裂缝爆炸裂缝是由火山喷发时岩浆上拱力、含挥发份或含水岩浆爆发力引起的岩浆气液爆炸作用形成的裂缝。
裂缝不定向,弯曲形、直形都有。
这种爆炸作用不仅会在自身岩体 (同期岩浆),更会在围岩中形成爆炸裂缝。
CS607井含角砾流纹岩中爆炸裂缝明显,具有显著的隐爆角砾结构 (图2c)。
在铸体薄片中显示石英斑晶发育爆炸裂缝,切穿石英斑晶 (图2d)。
2.2 构造--后生裂缝后生裂缝是指岩石在成岩之后经构造作用或溶蚀作用后形成的裂缝,由于主要是构造作用的原因,因此泛称构造裂缝。
原生孔隙和裂缝、构造裂缝常作为后期流体进入岩石发生溶蚀作用的通道,同时也发生溶蚀作用形成后生溶蚀裂缝。
构造--后生裂缝可以增加岩石的储集空间和改善岩石渗流能力,形成裂缝型储层或裂缝--孔隙型储层,但也可能因为化学成分再沉淀,形成新矿物而使物性变差。
2.2.1 张性裂缝张性裂缝是由于张性应力作用形成的裂缝,裂缝面较粗糙、不平整,张开度大,延伸较远,但一般发育密度小,即使局部地段张性裂缝发育较多,也是疏密不均,很少密集成带,部分张性裂缝被后期充填。
通过岩芯观察发现张性裂缝开启程度较大,延伸较远,但裂缝面粗糙不平整,且被炭屑充填或方解石充填 (图2e)。
镜下特征显示张性裂缝被炭质或硅质充填 (图2f),裂缝面不平整。
张性裂缝可以切穿岩石中的角砾或斑晶,连通性较好,对油气的运移和储集都有利。
2.2.2 剪切裂缝剪切裂缝是剪切应力作用的结果,沿着最大剪应力面分布。
裂缝的错动方向与裂缝面平行。
剪切缝产状稳定、延伸长、较直、缝面平直、共轭产出、开张程度低,一般以高角度缝为主。
在CS608井流纹岩岩芯中观察到的剪切共轭裂缝较直,开张程度低 (图2g)。
铸体薄片中观察到剪切共轭裂缝具有明显的连通性 (图2h)。
2.2.3 压性裂缝压性裂缝是由于压性应力作用形成的裂缝,裂缝位移方向与裂缝面垂直,具有产状不稳定、舒缓波状、延伸较长、密集排列、裂缝宽度较小的特点。
在CS607井岩芯中观察到的压性裂缝呈舒缓波状,延伸距离较长,贯穿了整个岩芯观察段(图2i)。
铸体薄片中压性裂缝显示较弯曲,延伸较长,裂缝具有一定的连通性,部分裂缝被充填的特点 (图2j)。
2.2.4 溶蚀--构造缝溶蚀--构造缝是指经过构造作用和溶蚀作用共同改造形成的裂缝。
此类裂缝一般张开度较大、连通性较好、形状弯曲、长度不大。
在CS606井粗安岩中观察到裂缝与气孔连通,但被钙质充填(图2k)。
显微薄片显示构造--溶蚀宽度较大,形状弯曲,可提高岩石的渗流能力 (图2l)。
3.1 裂缝类型在对FMI识别的裂缝描述中存在多种分类方案,有学者按成因将裂缝分为构造缝、非构造缝和人工诱导缝[12];或按裂缝产状分为垂直裂缝(75°~95°)、高角度裂缝(45°~75°)、低角度裂缝(15°~45°)、水平裂缝(0°~15°)[13]; 或按裂缝的闭合程度分为开启裂缝、闭合或充填裂缝[12];或按电阻率特征和裂缝成因分为高导缝、高阻缝、微裂缝和诱导缝[3]。
由于钻井液一般比地层电阻率低,高导缝一般代表开启裂缝,而高阻缝代表闭合充填裂缝。
在火山岩地层中,开启缝对储层意义重大,因此结合实际生产需要,将研究区火山岩储层裂缝分高导缝、高阻缝、钻井诱导缝和微裂缝四类描述。
3.1.1 高导缝高导缝在FMI图像上表现为深色 (黑色)的正弦曲线,连续性比较好,裂缝边缘不平直,有时沿裂缝边缘见有溶蚀扩大现象。
图3a的图像上的黑色曲线表明此类裂缝未被高阻物质充填 (如方解石),可能为低阻泥质或有机质充填,或未被充填,通过和岩芯对比,发现裂缝未被充填,有利于提高火山岩储层的储集性能。
未充填的构造--后生裂缝 (如张性裂缝、溶蚀--构造缝)常表现为高导缝的特征。
3.1.2 高阻缝高阻缝在FMI图像上表现为浅色--白色的正弦曲线,系高阻物质充填裂缝或裂缝闭合而成 (图3b)。
高阻缝由于被充填或者闭合,不能成为好的储集空间和起到连通孔隙的作用,因此,高阻缝减小了储层储集性能。
爆炸裂缝、压性裂缝或其他充填缝一般表现为高阻缝特征。
3.1.3 微裂缝在火山岩地层中,除了构造作用会产生伴生的微裂缝外,冷凝收缩缝是另一种常见的微裂缝,为岩浆表面冷却收缩形成,冷凝收缩缝对于改善火山岩储层具有重要意义,是后期溶蚀作用发生的重要场所。
在FMI图像上,微裂缝显示为黑色特征,与构造裂缝伴生的微裂缝多为较平缓的正弦图像(图3c),而冷凝收缩缝呈现出树枝状特征,而且极不规则,一般不具有正弦波状特征,收缩裂缝也存在一部分为水平层状。
3.1.4 钻井诱导缝钻井诱导缝是由于地层被钻开后,原始地层应力释放,挤压井眼周围的地层,从而在井壁上产生裂缝。
在FMI图像上,钻井诱导缝显示为黑色线条,多呈雁状分布,最大特点是沿井壁呈180°对称出现在两个极板上 (图3d)。
诱导缝的走向与现今最大水平主应力的方向平行,可以为研究地应力状态和定向压裂提供依据。
3.2 裂缝参数定量计算通过岩芯可以直接获得裂缝的相关资料,但是由于岩芯收获率、取芯数量以及岩芯不定向等方面的因素,不能获得裂缝的空间分布等信息。
虽然成像测井识别的裂缝与岩芯相比,精度存在差距,但是在测量井段内可以获取连续的信息,而且通过FMI成像测井资料可以对裂缝的倾向、倾角、裂缝宽度、裂缝密度、裂缝长度、裂缝孔隙度等参数进行定量计算。
本文通过图像处理技术,得到井壁表面宏观裂缝的空间分布情况以及裂缝孔隙度等信息(图4~图6、表2)。
对于火山岩储层,裂缝的发育程度是决定储层物性好坏的重要因素,从分析结果看,流纹岩段的裂缝发育程度最好,裂缝宽度大(36~131.8 μm),裂缝孔隙度高 (0.029% ~0.097%),是火石岭组有利火山岩储层。
粗安岩段和火山碎屑岩段裂缝也有一定程度发育,裂缝密度和裂缝长度与流纹岩段相似,但是裂缝宽度和裂缝孔隙度都差很多,裂缝孔隙度为0.012%~0.020%。
在典型井中,CS9井火石岭组火山岩裂缝发育度高,多井段见裂缝发育 (图4),而WF1井裂缝主要发育于2 828~2 844 m、3 065~3 143 m和3 468~3 517 m三个井段 (图5),CS10井裂缝主要发育于2 674~2 700 m、2 962~3 000 m和3 409~3 542 m三个井段 (图6)。