天然气地球科学 ›› 2020, Vol. 31 ›› Issue (2): 209–219.doi: 10.11764/j.issn.1672-1926.2019.10.003

• 天然气地质学 • 上一篇    下一篇

准噶尔盆地玛湖凹陷南斜坡二叠系风城组风化壳型火山岩储层特征及控制因素

苏东旭(),王忠泉,袁云峰,韩宝   

  1. 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院,新疆 克拉玛依 834000
  • 收稿日期:2019-08-04 修回日期:2019-10-08 出版日期:2020-02-10 发布日期:2019-11-06
  • 作者简介:苏东旭(1988-),河北承德人,工程师,硕士,主要从事沉积与储层、石油勘探研究.E-mail:sudx@petrochina.com.cn.
  • 基金资助:
    中国石油天然气集团公司重大科技专项(2017E-0401)

Weathered volcanic reservoir characteristics and their controlling factors on Permian Fengcheng Formation in southern Mahu Depression, Junggar Basin

Dong-xu SU(),Zhong-quan WANG,Yun-feng YUAN,Bao HAN   

  1. Research Institute of Exploration and Development,Xinjiang Oilfield Company,PetroChina,Karamay 834000,China
  • Received:2019-08-04 Revised:2019-10-08 Online:2020-02-10 Published:2019-11-06
  • Supported by:
    the Major Science and Technology Project of CNPC(2017E-0401)

摘要:

风化壳型火山岩是准噶尔盆地玛湖凹陷南斜坡二叠系风城组重要的储层类型之一,但目前对其储层特征及控制因素的研究程度较低。针对这一问题,根据岩心、钻井与录井资料、常规测井、地层微电阻率成像测井(FMI)和多种分析化验数据,对储层进行了系统的研究。研究区火山岩类型主要为玄武岩和安山岩,储集空间包括风化溶蚀孔洞、原生半充填气孔、裂缝以及少量的基质溶孔、晶间溶孔、基质收缩孔等。储层非均质性强,物性差别较大,孔隙度为0.29%~16%。储层受到早期火山作用和后期风化作用的共同控制。早期火山作用决定了气孔的发育程度,气孔主要集中在各期火山岩的上部,大多被充填—半充填形成杏仁构造和半充填气孔。后期风化作用形成了火山岩风化壳,可划分为土壤带、淋滤带、崩解带和母岩带4层结构,处于淋滤带的气孔段极易形成溶蚀孔洞,其储层物性最好,崩解带主要发育裂缝型储层。凹陷中心烃源岩生成的油气沿大型走滑断裂—小型伴生断裂—火山岩风化壳的路径高效运移,在鼻凸构造圈闭部位聚集成藏,因此处于斜坡中部鼻凸构造上的淋滤带、崩解带气孔段成藏条件最为有利,是今后勘探的重点区域。

关键词: 准噶尔盆地, 风城组, 火山岩风化壳, 储层

Abstract:

Weathered volcanic crust is one of the most important reservoir types for Permian Fengcheng Formation, however research on its characteristics and controlling factors are not enough. To solve this problem, according to core, geology logging, normal log, formation microscanner image (FMI) and assay data, this paper presents a systematic study on weathered volcanic reservoir. The volcanic rock in study area mainly included basalt and andesite, of which the reservoir space is dominated by weathered solution openings, primary semi-filled bubble, fracture, and a small amount of matrix solution pores, intercrystal pore, matrix shrinking pore. Volcanic reservoir is featured with strong heterogeneity and has great difference of physical property, from 0.29% to 16%. Reservoir characteristics are controlled by both primary volcanic process and anaphase weathering process, the former determines developing degree of bubble, and the bubble was filled or semi-filled to be amygdaloidal structure and semi-filled bubble. Anaphase weathering process makes volcanic to form a four-layer structure, including soil layer, leached zone, broken-down zone and underlying bedrock. The bubble of leached zone is very easily converted into solution openings and has good physical property, while broken-down zone is mainly characterized by fractured reservoir. Oil and gas generated from central depression source migrate along large-scale strike slip faults to small associated reverse fault then to weathered volcanic crust efficiently, and finally accumulate in the trap of nose structure. Therefore, leached zone with well-developed bubble of nose structure has a good advantage of hydrocarbon accumulation, which could be prospecting exploration potential area.

Key words: Junggar Basin, Fengcheng Formation, Weathered volcanic, Reservoir

中图分类号: 

  • TE122.2

图1

研究区构造位置及风城组地层柱状图(柱状图资料来源于K80、K204和Mh1共3口井)"

图2

火山岩储层岩性特征及孔隙类型图(a)玄武岩,Mh16井,4 427.30~4 427.43 m,岩心;(b)杏仁玄武岩,Mh16井,4 374.85~4 374.99 m,岩心;(c)安山岩,K202井,3 965.53~3 965.68 m,岩心;(d)杏仁安山岩,K204井,4 381.70~4 381.84 m,岩心;(e)杏仁玄武岩,K204井,4 378.43 m;(f)杏仁玄武岩,K204井,4 381.51 m;(g)杏仁玄武岩,间粒结构,Mh1井,4 442.00 m;(h)杏仁玄武岩,间粒—间隐结构,Mh1井,4 440.00 m;(i)安山岩,交织结构,基质溶孔、半充填气孔、微裂缝,K204井,4 384.47 m;(j)蚀变杏仁安山岩,残余玻晶交织结构,半充填缝,K204井,4 381.51 m;(k)凝灰岩,角砾—凝灰结构,粒间孔,粒间溶孔,K204井,4 382.98 m;(l)杏仁安山岩,连续玻晶交织结构,半充填气孔,杏仁溶孔,K204井,4 382.37 m;(m)杏仁安山岩,半充填气孔,K204井,4 380.73 m;(n)安山岩,基质收缩孔,基质溶孔,K81井,3 891.78 m;(o)安山岩,微裂缝,基质溶孔,K81井,3 892.80 m;(p)安山岩,微裂缝,K204井,4 387.78 m"

图3

裂缝发育段典型岩心、FMI图像"

图4

研究区火山岩期次连井对比"

图5

单井火山岩气孔带分布(a)Mh5井风二段火山岩柱状图,根据岩性、GR、RT和DEN可划分为I、II、III共3期火山岩;(b)Mh5井火山岩对应的FMI图像,各期火山岩顶部为气孔段,3期火山岩的气孔段自下而上气孔密度和孔径有增大的趋势;(c)Mh5井火山岩岩心特征:图5(c)-①为4 272.66~4 272.72 m岩心照片,气孔非常发育,以半充填和未充填为主,岩心表面见原油;图5(c)-②为4 273.33~4 273.44 m岩心照片,气孔较发育,充填和半充填为主;图5(c)-③为4 274.06~4 274.18 m岩心照片,未见明显气孔,岩性致密"

图6

火山岩风化壳结构划分及特征注:以上图中厚度均为处于各风化带中火山岩的厚度,并非各风化带厚度"

表1

火山岩储层分类特征"

风化壳结构气孔发育程度孔、缝发育特征储层类型孔隙度/%
土壤带非储层
淋滤带气孔段溶孔(孔径大、密度大)、裂缝I12~16
非气孔段裂缝、溶孔(孔径小、密度小)II6~13
崩解带气孔段裂缝、半充填气孔、溶孔(少量)II7~12
非气孔段裂缝III3~7
母岩气孔段半充填气孔、裂缝(几乎不发育)III2~6
非气孔段少量裂缝(几乎不发育)IV1~3

图7

火山岩风化壳成藏模式"

1 曹剑,雷德文,李玉文,等. 古老碱湖优质烃源岩:准噶尔盆地下二叠统风城组[J]. 石油学版,2015,36(7):781-790.
CAO J,LEI D W,LI Y W,et al. Ancient high-quality alkaline lacustrine source rocks discovered in the Lower Permian Fengchegn Formation,Junggar Basin[J]. Acta Petrolei Sinica,2015,36(7):781-790.
2 雷德文,陈刚强,刘海磊,等. 准噶尔盆地玛湖凹陷大油(气)区形成条件与勘探方向研究[J]. 地质学报,2017,91(7):1604-1619.
LEI D W,CHEN G Q,LIU H L,et al. Study on the forming conditions and exploration fields of the Mahu giant oil(gas) province,Junggar Basin[J]. Acta Geologica Sinica,2017,91(7):1604-1619.
3 牟中海,刘得光,唐勇. 准噶尔盆地陆西地区石炭系火山岩有利区分析[J]. 西南石油大学学报:自然科学版,2012,34(1):34-40.
MU Z H,LIU D G,TANG Y. Analysis of Carboniferous favorable place of volcanic rock in Luxi area,Junggar Basin[J]. Journal of Southwest Petroleum University:Science & Technology Edition,2012,34(1):34-40.
4 匡立春,薛新克,邹才能,等. 火山岩岩性地层油藏成藏条件与富集规律——以准噶尔盆地克—百断裂带上盘石炭系为例[J]. 石油勘探与开发,2007,34(3):285-290.
KUANG L C,XUE X K,ZOU C N,et al. Oil accumulation and concentration regularity of volcanic lithostratigraphic oil reservoir:A case from upper-plate Carboniferous of KA-BAI fracture zone,Junggar Basin[J]. Petroleum Exploration and Development,2007,34(3):285-290.
5 刘喜顺,郭建华,瞿建华,等. 准噶尔盆地西北缘火山岩孔隙特征及演化[J]. 新疆石油地质,2008,29(5):565-568.
LIU S X,GUO J H,QU J H,et al. The porosity and evolution of volcanic rocks in northwestern margin of Junggar Basin[J]. Xjinjiang Petroleum Geology,2008,29(5):565-568.
6 鲜本忠,牛花朋,朱筱敏,等. 准噶尔盆地西北缘下二叠统火山岩岩性、岩相及其与储层的关系[J]. 高校地质学报,2013,19(1):46-55.
XIAN B Z,NIU H P,ZHU X M,et al. Early Permian volcanic lithology,lithofacies and their relations to reservoir in northwestern margin of the Junggar Basin[J]. Geological of China Universities,2013,19(1):46-55.
7 孙玉善,白新民,桑洪,等. 沉积盆地火山岩油气生储系统分析——以新疆准噶尔盆地乌夏地区早二叠世风城组为例[J]. 地学前缘,2011,18(4):212-218.
SUN Y S,BAI X M,SANG H,et al. The source and reservoir system analysis of volcanic rock in depositional basin:Taking Fengchegn Formation of Lower Permian in Xuxia Junggar,Xinjiang as an example[J]. Earth Science Frontiers,2011,18(4):212-218.
8 江懋才. 玛南斜坡区二叠系风城组优质储层预测研究[D]. 北京:中国石油大学,2016.
JIANG M C. Reservoir Prediction of Permian Fengchegn Formation of South Slope of Mahu Depression[D]. Beijing:China University of Petroleum,2016.
9 易远元,毛丹凤,武赛军,等. 克拉玛依油田中拐—五八工区克81井区风城组火山岩圈闭识别探讨[J]. 长江大学学报:自然科学版,2011,8(9):36-39.
YI Y Y,MAO D F,WU S J,et al. Discussion on recognition of volcanic trap of well block Ke 81 in Permian Fengcheng Formation in well block Zhongguai 5-8 of Karamaica Oilfield[J]. Journal of Yangtze University:Natural Science Edition,2011,8(9):36-39.
10 张越迁,汪新,李震华,等. 准噶尔盆地西北缘乌尔禾—夏子街走滑构造及油气勘探意义[J]. 新疆石油地质,2011,32(5):447-450.
ZHANG Y Q,WANG X,LI Z H,et al. Strike-slip deformation of Late Paleozoic-Mesozoic and exploration impications in the N-Western margin of the Junggar Basin,Xinjiang,China[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2011,32(5):447-450.
11 孙中春,蒋宜琴,查明,等. 准噶尔盆地石炭系火山岩储层岩性岩相模式[J]. 中国矿业大学学报,2013,42(5):782-789.
SUN Z C,JIANG Y Q,ZHA M,et al. Lithology-lithofacies model of Carboniferous volcanic reservoirs in the Junggar Basin,NW China[J]. Journal of China University of Mining & Technology, 2013,42(5):782-789.
12 张勇,查明,陈中红,等. 准噶尔盆地石西油田火山岩原生气孔分布序列及其成因[J]. 中南大学学报:自然科学版,2013,44(1):251-256.
ZHANG Y,ZHA M,CHEN Z H,et al. Volcanic primary pore distribution sequence and its causes in Shixi oilfield of Junggar Basin[J]. Journal of Central South University: Science and Technology,2013,44(1):251-256.
13 邹才能,侯连华,陶士振,等. 新疆北部石炭系大型火山岩风化体结构与地层油气成藏机制[J]. 中国科学:地球科学,2011,41(11):1613-1626.
ZOU C N,HOU L H,TAO S Z,et al. Hydrocarbon accumulation mechanism and structure of large xcale volcanic weathering crust of the Carboniferous in northern Xinjiang,China[J]. Science in China:Earth Sciences,2011,41(11):1613-1626.
14 夏近杰,罗焕宏,朱伶俐,等. 中拐凸起东斜坡风城组薄层火山岩风化壳油藏成藏特征[J]. 特种油气藏,2019,26(2):71-76.
XIA J J,LUO H H,ZHU L L,et al. Petroleum accumulation characteristics of thin volcanic weathered crust reservoir in Fengcheng Formation on east slope of Zhongguai salient[J]. Special Oil and Gas Reservoirs,2019,26(2):71-76.
15 陈永波,潘建国,张寒,等. 准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区断裂演化特征及对三叠系百口泉组成藏意义[J]. 天然气地球科学,2015,26(增刊1):11-24.
CHEN Y B, PAN J G, ZHANG H, et al. Characteristics of fault evolution in Mahu slope area of Junggar Basin and its implications to the reservoir in the Lower Triassic Baikouquan Formation[J]. Natural Gas Geoscience, 2015, 26(S1):11-24.
[1] 史超群, 张慧芳, 周思宇, 王佐涛, 蒋俊, 章学岐, 左小军, 娄洪, 王振鸿, 陈常超. 塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带—秋里塔格构造带白垩系巴什基奇克组深层、高产储层特征及控制因素[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(8): 1126-1138.
[2] 王志战. 页岩油储层DT2核磁共振解释方法[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(8): 1178-1184.
[3] 张兆辉, 杜社宽, 张顺存. 利用测井信息预测火成岩缝洞储集层压后产量[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(8): 1185-1194.
[4] 陈军, 陈静, 李娜, 王忠泉. 准噶尔盆地东部石炭系天然气勘探潜力[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(7): 952-961.
[5] 景辅泰, 罗霞, 杨智, 张丽君, 李士祥, 陈勇, 曾云锋. 页岩层系致密储层物性下限——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段为例[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(6): 835-845.
[6] 郭明强, 周龙刚, 张兵, 潘新志, 王应斌. 致密砂岩气水分布特征——以鄂尔多斯盆地东部临兴地区为例[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(6): 855-864.
[7] 陈爱章, 刘文锋, 谢天寿, 王怀武, 齐洪岩, 周隶华, 陈轩, 孙德强, 朱丹萍. 火山岩孔缝型油气藏产能特征及控制因素[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(6): 877-889.
[8] 王珂, 张荣虎, 余朝丰, 杨钊, 唐雁刚, 魏红兴. 塔里木盆地库车坳陷北部构造带侏罗系阿合组储层特征及控制因素[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(5): 623-635.
[9] 张敏, 张正红, 熊益学, 陈永权, 王晓雪, 何皓, 亢茜, 马源, 苏东坡. 塔中北斜坡奥陶系鹰山组三、四段碳酸盐岩优质储层形成机制及分布规律[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(5): 636-646.
[10] 李二庭, 王汇彤, 王剑, 刘向军, 翁娜, 王海静. 准噶尔盆地乌夏地区生物降解原油中饱和烃组成解析[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(4): 462-470.
[11] 左国平, 范国章, 蔡铮, 郭渊, 丁梁波, 马宏霞, 孙辉, 王雪峰. 地震分频AVO技术在孟加拉湾海域深水沉积储层烃类检测中的应用[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(4): 567-577.
[12] 宋新飞, 李忠诚, 郭先涛, 白龙辉, 李志龙. 松辽盆地南部德惠断陷合隆—兰家反转带泉一段致密气储层特征及分级评价[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(3): 375-384.
[13] 游利军, 李鑫磊, 康毅力, 陈明君, 刘江. 富有机质页岩储层热激致裂增渗的有利条件[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(3): 325-334.
[14] 王毅, 李俊飞, 彭家琼, 魏璞, 唐宏, 张顺存, 郭晖. 准噶尔盆地SN31井区白垩系清一段一砂组沉积相及储层主控因素分析[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(2): 194-208.
[15] 刘海磊, 李卉, 向辉, 王学勇, 杜社宽. 准噶尔盆地东南缘阜康断裂带及其周缘原油地球化学特征和成因[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(2): 258-267.
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[1] 赵应成,周晓峰,王崇孝,王满福,郭娟娟 . 酒西盆地青西油田白垩系泥云岩裂缝油藏特征和裂缝形成的控制因素[J]. 天然气地球科学, 2005, 16(1): 12 -15 .
[2] 任以发. 微量烃分析在井中化探录井中的应用[J]. 天然气地球科学, 2005, 16(1): 88 -92 .
[3] 付广;杨勉;. 盖层发育特征及对油气成藏的作用[J]. 天然气地球科学, 2000, 11(3): 18 -24 .
[4] 张延敏, . 1996~1999年世界天然气产量[J]. 天然气地球科学, 2000, 11(3): 44 -45 .
[5] 付广;王剑秦. 地壳抬升对油气藏保存条件的影响[J]. 天然气地球科学, 2000, 11(2): 18 -23 .
[6] . 西部天然气资源全面大开发在即[J]. 天然气地球科学, 2000, 11(1): 27 .
[7] 王先彬;妥进才;周世新;李振西;张铭杰;闫宏;. 论天然气形成机制与相关地球科学问题[J]. 天然气地球科学, 2006, 17(1): 7 -13 .
[8] 倪金龙;夏斌;. 济阳坳陷坡折带组合类型及石油地质意义[J]. 天然气地球科学, 2006, 17(1): 64 -68 .
[9] Cramer B;Faber E;Gerling P;Krooss B M;刘全有(译). 天然气稳定碳同位素反应动力学研究――关于干燥、开放热解实验中的思考[J]. 天然气地球科学, 2002, 13(5-6): 8 -18 .
[10] 荣宁,吴迪,韩易龙,陈文龙,王陶,张波,叶翔. 双台阶水平井在塔里木盆地超深超薄边际油藏开发中的应用及效果评价[J]. 天然气地球科学, 2006, 17(2): 230 -232 .