东营凹陷太古界储层裂缝发育控制因素及油气勘探方向.doc

东营凹陷太古界储层裂缝发育控制因素及油气勘探方向 摘要:东营凹陷太古界潜山内幕油气藏属于新勘探领域,其储层具有低孔、低渗特征,属裂缝性储集类型。利用岩心观察、岩石薄片鉴定和测井资料,对太古界储层裂缝类型、特征及受控因素进行研究,并对研究区进行了有利勘探目标预测。研究表明,东营凹陷太古界潜山裂缝多为高角度张开缝,裂缝发育井段井径曲线高、低幅度交替变化,声波曲线上出现时差增大或周波跳跃。高导缝和节理缝在FMI图像上均表现为深色正弦曲线。裂缝发育的主控因素为构造作用,多期构造运动改造下2组断裂的交汇处裂缝最为发育,成为潜山内幕储层的有利发育区。据此并结合油源及盖层条件即可预测有利目标区。 关键词:潜山;太古界;裂缝;控制因素;有利勘探目标;东营凹陷 中图分类号:TE122.2文献标识码:A 引 言 东营凹陷太古界古潜山属于断陷断坳式凹陷岩浆岩潜山,其储层分为2类,即由构造作用产生的裂缝型储层和由风化淋滤作用形成的孔隙型储层,胜利油气区太古界岩浆岩储层多属于前者,如王庄油田1。目前,东营凹陷有323口井钻遇太古界,太古界潜山油藏上报探明石油地质储量777104t,显示了较大的勘探潜力2。但从勘探类型看,已经发现的油气藏主要为潜山表面的风化壳油藏,而潜山内幕油气藏一直未钻遇。只有多口探井在其花岗岩潜山300 m以下钻遇一、二级缝洞段,并见到油气显示,说明潜山内幕储层在一定程度上发育,具备油气成藏条件,对该类油藏勘探可能有较大的突破意义。 1 地质概况 东营凹陷为济阳坳陷中的四周有凸起环绕的晚侏罗世古近纪的断陷复合盆地,太古代岩石主要归属新太古代岩体,太古界潜山可分为滨县陈家庄、平方王青城、广饶纯化3个带3,本次研究以东营凹陷北部的滨县陈家庄一带作为重点区域。研究区内的王庄、郑家等基岩潜山油藏储层具有低孔、低渗特征。统计204块岩心样品,孔隙度最小值为0.4%,最大值为21.08%,平均值为5.04%,渗透率平均值为3.85010-3m2,仅在相对高孔段,孔隙度与渗透率才具有较强的相关性,进一步佐证太古界储层为裂缝型储层,必须对裂缝特征进行深入研究。 2 裂缝特征 2.1 裂缝类型及特征 (1) 根据裂缝成因,可以将研究区内的裂缝分为构造缝、风化缝和溶蚀缝,其中,构造缝为基岩潜山中最主要的裂缝,其发育段厚度占裂缝总厚度的90%以上。 (2) 根据裂缝组合形态,可以将研究区裂缝分为斜交缝和网状缝,斜交缝密度最大可达到10条/m,但最小则只有0.5条/m,而网状裂缝密度较大,可达28条/m。 (3) 根据裂缝倾角大小,研究区内发育1组高角度近直立裂缝、1组低角度近水平裂缝及1组共轭倾斜缝,其中,以高角度近直立缝最为常见。 (4) 根据充填程度,研究区内裂缝以充填缝为主,充填物主要为方解石和石英。裂缝间切割关系表现为未充填缝切割充填缝,有机质充填裂缝切割方解石充填裂缝,水平缝切割高角度缝,高角度缝切割直立缝。 岩心观察宏观裂缝多为高角度张开缝,裂缝宽度一般为0.52.0 mm,岩心薄片观察微观裂缝宽度一般为0.010.10 mm,以0.020.06 mm为主,属于微裂缝,裂缝延伸长度较小,多与宏观构造裂缝伴生,为东营凹陷古潜山的主要储集空间之一。岩心观察宏观构造裂缝间距一般小于2 cm;岩心薄片中微裂缝间距以0.020.06 mm为主。 2.2 裂缝测井识别 常规测井系列中,反映裂缝特征较为明显的是井径曲线和声波时差曲线。井眼定向扩径是一种应力造成的破碎,当钻头钻遇裂缝时,裂缝网络发育方向的岩石较其他方向的岩石脆弱,在钻井液与钻具的冲力作用下易形成具有一定方向性的坍塌,高角度裂缝是引起定向坍塌的重要原因4,井径测井曲线表现为高、低幅度交替变化,高幅度为大井径段,为岩石破碎发育部位,反之则为破碎轻微部位;声波测井曲线通常表现为声波时差增大或周波跳跃。草132井1 645.11 648.6 m为裂缝发育带,长英质伟晶岩破碎,裂缝发育,井径曲线具有相对较高幅度,声波时差增大。 图1 郑古1井节理缝(左)和高导缝(右) 当井壁存在裂缝时,钻井过程中裂缝将充满泥浆,造成电阻率降低、回波幅度降低、时间加长,成像测井图像上则显示为暗色调。郑古1井成像测井资料中裂缝类型主要为节理缝和高导缝,FMI图像上均表现为深色正弦曲线,为钻井泥浆侵入或泥质充填的结果(图1)。 3 裂缝发育控制因素 研究区太古代岩石经历了漫长的地质演化过程,储层以次生储集空间为主,主要为各类裂缝,其次为和裂缝有关系的各类溶孔。太古界潜山内幕裂缝发育控制因素主要为岩性、构造和成岩,其中,构造作用为裂缝形成的主控因素,也是储层最终面貌形成的决定性因素,只有在潜山内幕各类裂缝发育的基础上,才能进行溶蚀作用的叠加。 3.1 岩性 东营凹陷太古代储集岩岩性以二长花岗岩类为主,其次为闪长岩类,另有少量钾长花岗岩岩脉。主要矿物组合为钾长石、斜长石和石英,暗色矿物以黑云母为主,少量角闪石。太古代主要储集岩裂缝发育由易而难依次为压碎岩类、钾长花岗岩、二长花岗岩、片麻状花岗岩类、片麻状闪长岩类和煌斑岩。裂缝类型主要为各期次构造缝,通过对区内各种岩石类型的裂缝发育情况的统计认为,构造缝及风化缝对岩性选择性不强,各类岩石均可能发育构造缝及风化缝。 3.2 构造作用 研究区太古代岩石经历了印支、燕山、喜山等多期构造运动及长期风化暴露,加之岩性较脆,构造裂缝非常发育,岩心观察中酸性岩浆岩裂缝极为发育,并经历了后期构造运动改造,反映构造运动具有多期性。多期强烈的构造作用决定了潜山内幕多期裂缝的发育,是潜山内幕油气富集的关键,同时也说明基岩断裂对潜山内幕储层的发育具有重要作用5。 越靠近大断裂通常裂缝越发育,油气储集空间也越发育,易成为油气聚集成藏部位6。东营凹陷北部陡坡带位于多组断层交汇处,构造复杂,规模较大的平南、罗西、青西、陈南等断层对潜山的形成及裂缝的分布具有重要的控制作用。以平方王古潜山为例,该潜山位于平南、石村断层交汇处,各种次级断层十分发育,古潜山段岩心收获率也降低,碎裂岩广泛发育,裂缝密度约为25条/m左右。 3.3 成岩因素 滨县、平方王、郑家、王庄、青坨子等地区广泛存在深层溶解作用(晚期溶解作用),裂缝的存在有利于流体运移及与围岩相互反应,增大了裂缝开度,使储集岩孔隙度、渗透率得到提高,有利于油气的运移和储集。4 有利勘探目标预测 东营凹陷滨县陈家庄一带在中生代印支-燕山期先逆冲后拉张形成一系列北西向断裂,如罗西、滨南、滨北、孤西等断裂,随后又在古近纪形成了以北东向为主的控盆断裂,如陈南、平南等断裂。多期构造运动改造下的2组断裂的交汇处裂缝最为发育,成为潜山内幕储层有利发育区。预测印支燕山期北西向断裂和喜山期北东向控盆断裂交汇处为太古界裂缝型储层主要发育区,潜山埋深大于2 500 m且油源窗口与其直接对接,成藏条件十分有利,易形成潜山内幕油气藏。 第2期杨 玲等:东营凹陷太古界储层裂缝发育控制因素及油气勘探方向 东营凹陷北部边缘的陈家庄平方王潜山带和青坨子潜山等均为古近系、新近系覆盖于太古界之上,太古界聚集油气成藏条件非常有利3。结合油源及盖层条件,预测王庄、滨县、平方王等3个有利目标区(图2)。 图2 东营凹陷太古界基岩有利勘探目标区预测 (1) 王庄潜山低部位。王庄潜山南邻利津深洼陷,洼陷内的沙四上段和沙三下段均为烃源岩层,洼陷内生成的油气经砂砾岩输导层由南向北初次运移,为王庄潜山提供了良好的油源条件。太古界基岩体中发育逆断层及沙四段沉积期洼陷北部发育的同生断层也对油气运移具有促进作用。太古界残丘山面积较小,但构造幅度较大,潜山低部位基岩段为构造应力及风化、剥蚀作用形成的裂缝、孔隙发育带,构成了良好的油气储集空间。沙四下段沉积岩性以泥质岩为主,超覆于太古界残丘山顶部及四周,为潜山聚集油气成藏提供了优质的顶封侧堵条件。 (2) 滨县凸起。滨县太古界潜山为一近东西走向的地垒型残丘潜山,南侧由近东西走向的基底断层(滨南断层)与东营凹陷的利津洼陷相隔,且紧邻利津洼陷中心,而洼陷内沙四沙三段生油层系厚度较大;北侧由向近东西基底断层(滨北断层)与沾化凹陷的流钟洼陷相隔,顶部古近系馆陶组可作为盖层,形成潜山内幕油藏的条件十分有利。 (3) 平方王潜山内幕。平方王潜山目前有10口井钻遇太古界地层,但仅有滨古3井和滨233井钻遇油层,其中,滨古3获5.8 t/d的工业油流。平方王太古界潜山南部为断剥面,为半残丘山,上覆孔店组可以作为盖层,油源来自于博兴沙四上段烃源岩,潜山东段直接与烃源岩接触,具有形成不规则潜山内幕油藏的有利条件。 5 结 论 (1) 岩心和薄片观察表明,东营凹陷太古界储层裂缝较发育,且主要为高角度构造缝,裂缝多存在后期充填,不同期次裂缝相互切割,同时发育宏观缝和微观缝,裂缝发育密度较高,有利于形成裂缝型储层,井径、声波时差和成像测井显示高导缝和节理缝发育。 (2) 裂缝成因研究表明,控制东营凹陷太古界裂缝发育主要因素为岩性、构造作用和成岩因素,并以构造作用为主控因素,多期强烈的构造作用决定了潜山内幕多期裂缝的发育,成为潜山内幕油气富集的关键。 (3) 地质演化过程中在东营凹陷内形成了印支燕山期北西向断裂和喜山期北东向控盆断裂,两断裂交汇处为太古界裂缝型储层主要发育区,与油源窗口直接对接的潜山有利于形成内幕油气藏,结合盖层条件等,预测王庄、滨县及平方王等3个有利勘探目标区。 参考文献: 1 潘元林,张善文,肖焕钦,等.济阳断陷盆地隐蔽油气藏勘探M.北京:石油工业出版社,2003:346-350 2 李家强,刘军锷.东营凹陷北部陡坡带太古界潜山内幕油气成藏特征J.中国石油大学胜利学院学报,2008,22(1):1-3 3 刘传虎,任建业.济阳