海拉尔盆地布达特群古潜山油气藏储层特征及评价

海拉尔盆地布达特群古潜山油气藏储层特征及评价

古潜山油气藏是中国西部古生代和华北奥陶系油气藏的重要类型。东北地区于20世纪70年代在下辽河盆地发现太古界潜山油藏,之后在二连盆地和依舒地堑也发现潜山油气藏。通过与华北、二连等盆地的对比研究,在2003年勘探技术研究院的报告中首次提出了苏德尔特地区存在古潜山油气藏。本文在以往成果基础上重点刻划古潜山的地质特征和成因。海拉尔盆地位于内蒙古自治区呼伦贝尔盟境内,与蒙古国的塔木查格盆地为统一的盆地,总面积70480km2,我国境内面积44210km2。以得尔布干断裂为界,西部属于额尔古纳褶皱系,东部属于内蒙-大兴安岭褶皱系,海拉尔盆地的基底位于两个褶皱系的结合部位。在得尔布干断裂以西基底岩性主要为前古生界深变质岩,以东主要为古生界浅变质岩。盆地构造区划分为三坳两隆5个一级构造单元,由西向东依次为扎赉诺尔坳陷、嵯岗隆起、贝尔湖坳陷、巴彦山隆起和呼和湖坳陷。进一步又划分为4个凸起16个凹陷共20个二级构造(图1)。苏德尔特地区位于内蒙古自治区呼伦贝尔市新巴尔虎右旗贝尔苏木(乡)境内。区域构造位置位于海拉尔盆地贝尔凹陷贝西和贝中生油凹槽之间苏德尔特构造带上,呈北东向展布。该区石油地质勘查始于1982年,到1985年完成了2km×4km测网的地震详查工作,发现了苏德尔特构造带。1996年在苏德尔特西构造上部署了B10井,获日产油0.024t的低产油流,从而展示了苏德尔特地区的勘探前景。1999年在该地区完成了三维地震406km2,进一步查清了苏德尔特构造带的构造形态和断层展布,同时对B10井布达特群录井见7级荧光的显示储层也进行了测试,测试获0.08t/d的低产油流。2001年,对B10井布达特群1935.0~1956.0m进行压裂后抽汲,获得39.769t/d的高产工业油流,发现了布达特群油藏。2002年在B12井布达特群顶部风化壳进行了压裂抽汲获8.087t/d的工业油流,扩大了苏德尔特西部断阶带布达特油藏的含油面积。2003年在B30井布达特群储层除构造裂隙外见到了溶洞型储层,试油获得自然产能37.35t/d,为认识该区的油藏特征提供了详实资料。1布达特群古潜山的地质特征1.1沉积间断特征海拉尔盆地基底为古生界和前古生界,其沉积盖层为中生界三叠系、侏罗系、白垩系和新生界上第三系、第四系(图2)。沉积层最大厚度6000m。海拉尔盆地沉积地层系统分为4个群、6个组、13个岩性段,自下而上为:布达特群、兴安岭群(含3个岩性段)、扎赉诺尔群(分为铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组、伊敏组)和贝尔湖群(上白垩统青元岗组、第三系呼查山组、第四系)。各群间均有不同程度的沉积间断,其中以布达特群顶部、兴安岭群上下、南屯组与铜钵庙组之间、青元岗组与伊敏组之间的不整合特征最为明显。海拉尔盆地为断陷湖盆沉积,各组段地层在各断陷中的分布差异较大,勘探主要目的层段布达特群、兴安岭群、扎赉诺尔群主要分布在盆地一级坳陷部位,在隆起上的凹陷沉积薄而不全,隆起部位基本缺失。钻井揭示的地层序列自下而上特征如下:布达特群为浅变质的碎屑岩系和蚀变火山岩;兴安岭群为火山岩、火山碎屑岩、沉积岩互层序列;铜钵庙组以杂色砂砾岩为主,夹黑灰、灰黑色泥岩、凝灰质泥岩及凝灰质砂岩、凝灰岩;南屯组上部为深灰、灰黑色泥岩及灰色粉砂岩夹煤层,下部以灰黑色泥岩为主,与下伏地层呈不整合接触;大磨拐河组主要为深灰、黑灰色泥岩及灰色粉砂岩、泥质粉砂岩呈不等厚互层,与下伏地层呈不整合接触;伊敏组主要为灰色泥岩、粉砂质泥岩与粉砂岩呈不等厚互层,夹黑色煤层,与下伏地层呈假整合接触;白垩系青元岗组中上部为紫红色泥岩与灰色泥质粉砂岩、粉砂岩呈不等厚互层,下部为灰色泥岩与杂色砂砾岩呈不等厚互层。与下伏地层呈不整合接触;第三系主要为灰色泥岩与杂色砂砾岩呈不等厚互层,与下伏地层呈不整合接触;第四系为灰黑色腐殖土,其下为灰黄色砂砾层,与下伏地层呈不整合接触。1.2中西缘构造差异从布达特群顶面(T5)构造图可以看出,该区构造具有南北分块、东西分带的特点。受基底断裂控制而形成的贝西次凹、苏德尔特隆起、贝中次凹呈相间排列。北部贝西次凹,为贝西生油洼槽在本区向东延伸部分,走向近北东,区内最大埋深为2800m;中部苏德尔特构造带为走向近北东的长条状构造带,最大埋深3700m;南部断洼尽管较深但面积相对较小,结构与北部断洼差别较大,最大埋深近4000m。苏德尔特构造带为继承性发育的构造,受断层控制,分为4个断阶。B28-B12-B16井近东西走向的条带状断块位于苏德尔特构造带的中部,受南北两侧断层的控制,该断块为地垒构造,这个地垒处在生油洼槽内,同生断裂活动强烈,断距较大,常常造成断层下降盘的烃源岩层与上升盘内的老地层侧向对接。长期发育的断块顶部,受大气淡水渗流及构造应力的影响,溶蚀作用强烈,孔缝发育,形成大量的溶孔、溶洞和裂缝储层,以断层和不整合面为主要通道,在布达特群的潜山中聚集成藏,B16、B28、B10、B14等井区均为潜山型油藏。2储层类型及储层储层特征布达特群储层为碎裂含钙中砂岩,碎裂细粒长石岩屑砂岩,碎裂碳酸盐质砾岩。成分以岩屑、长石为主。岩屑中岩浆岩体积分数为46%~54%,长石体积分数为42%~44%。胶结物为碳酸盐和方解石,碳酸盐体积分数为1%~35%,方解石体积分数为12%。填隙物泥质体积分数为3%~66%,泥质含量较高,分选好-中,孔隙发育中等-较差,大小颗粒杂乱分布。磨圆度为次圆,孔隙式胶结。布达特群储层类型复杂,有孔隙型,裂缝、孔洞及溶孔型,属于孔隙-裂缝双孔介质储层(图3)。裂缝较发育,高角缝与网状缝并存,顶部多为网状裂缝,裂缝部份有岩脉充填。毛管压力曲线仅反映基质孔隙度特征,表现为空气渗透率均小于1×10-3μm2的储层,孔隙半径值较小,孔隙分选中等-较好,排驱压力大,孔隙结构特征较差,属于细-微细孔喉组合储层。由于网状缝和溶洞型的岩心资料难以获取,因此现有资料仅反映致密储层的特点。该层位孔隙度变化范围在0.2%~14.3%,平均孔隙度为5.0%。渗透率范围值为(0.01~0.91)×10-3μm2,平均为0.03×10-3μm2,属于低孔特低渗透储层。虽然孔渗较低,但该区裂缝溶洞发育,起到了沟通孔隙、提高渗透率的作用,为裂缝-孔隙性储层。从储层平面分布来看,布达特群储层以裂缝和孔洞为主的储层,其缝洞主要发育于潜山的高部位和断裂较近的区域。该区块存在有两种裂缝:一种是浅变质的细砂岩及杂色砂砾岩互层上发育的裂缝(B10、B12,B14),另一种是在玄武岩上发育的裂缝。裂缝以低角度和微细网状缝为主,缝面不规则,多被方解石充填,含油的裂缝一般以高角度和网状裂缝为主。3古潜山质区苏德尔特地区的古潜山是指布达特群沉积-火山岩系经后期构造运动作用形成的古地貌山被中生代地层掩埋而形成的古潜山。按其成因可分为剥蚀-隆起型古潜山和断块型古潜山(图4)。隆起-剥蚀型古潜山是指布达特群披覆在基底隆起或差异断块之上形成的古地貌山,经晚印支期—早燕山期风化剥蚀,又被兴安岭群等上覆地层埋藏而形成的古潜山。这类古潜山一般形态多为穹隆及背斜状,且构造幅度小,侧翼倾角缓。同时由于长期风化剥蚀,古潜山顶部形成一层较厚的风化壳,内部可形成风化孔洞。B12井和B14井等油气藏就形成于这类剥蚀-隆起型古潜山的高部位。断块型古潜山是基岩和布达特群在构造断阶作用下而形成的。这种潜山具有幅度大、面积小、沿断裂方向分布的特点。根据控制古潜山断裂的组合形式,又可进一步分成3个亚类:(1)单断掀斜式古潜山:由单斜岩层与倾向相反的一条断层组合而成,断层的上升盘发生掀斜跷倾而形成古潜山。这类潜山比较多,控制B15井区的掀斜断块为此类型的古潜山。(2)断阶式古潜山:由一组倾向相同的断面平行排列,其下降盘依次呈台阶式向断阶下降排列而成。B10与B12井之间所钻遇到的即是断阶式古潜山。(3)断垒式古潜山:由一组倾向相反的断层组成,中部为两断层上升盘共同形成的地垒。B16井所钻遇到的是典型的断垒式古潜山。4古潜山期进行药物改造通常情况下,风化剥蚀和构造破裂作用是古潜山储集空间形成的必要因素。海拉尔盆地是叠置在前三叠系浅变质褶皱基底之上的中新生代断陷盆地。三叠纪至早白垩世本区经历了与松辽盆地类似的构造演化历史,主要受到北部鄂霍茨克洋构造演化的影响。三叠纪布达特群沉积后本区沉积盖层首次经历隆升剥蚀,形成古潜山顶部的风化壳。之后,早侏罗世海拉尔地区以巴彦山隆起为中心向两侧伸展,形成了贝尔湖坳陷和呼和湖坳陷。此时贝尔湖坳陷中的苏德尔特古潜山在埋藏条件下受到改造,形成断块和断阶。在鄂霍茨克洋双向俯冲作用的影响下,本区出现了大规模的兴安岭群活动大陆边缘型火山喷发,致使布达特群古潜山受到进一步的错断和改造,尤其是火山热液流体对原有孔隙和裂缝的淋滤和改造作用,促进了溶蚀孔隙和裂缝的发育。下白垩统地层形成后(相当于晚燕山运动第二幕)全盆地发生了区域性挤压上隆,青元岗组末期区域应力场又改变为近东西向的挤压,形成多条逆断层,使早期形成的古凸起再一次遭受错断和改造。伊敏组末期及第三纪区域应力场改变为压扭剪切方式,北东向的贝尔湖坳陷反转量较大,形成一系列张性断层。断层及地层水对古潜山及其储集空间进一步改造,苏德尔特地区的古潜山于此时基本定型。5古潜山成因分析海拉尔盆地三叠系布达特群为一套杂色含凝灰质砂岩、蚀变火山岩、蚀变或轻变质的砂泥岩和具有碎屑结构的火山岩碎屑岩等,成岩作用强,具有明显的褶皱变动,普遍遭受了埋藏变质作用和动力变质作用。其自身为低渗透性,但经构造断裂作用和风化淋滤溶蚀形成溶孔、裂缝等次生孔隙,形成渗透性良好的原生-改造型孔缝发育带和次生裂缝发育带。古潜山储层的