準(zhǔn)噶爾盆地紅車地區(qū)火山巖儲(chǔ)層特征及主控因素

火山巖油氣藏已經(jīng)成為準(zhǔn)噶爾盆地西北緣油氣勘探及開發(fā)挖潛的一種重要類型,而紅車斷裂帶古生界火山巖是下步勘探的重要領(lǐng)域。在該區(qū)深入剖析了火山巖油氣藏的類型、儲(chǔ)層及蓋層特征基礎(chǔ)上,指出構(gòu)造條件、巖相特征、裂縫發(fā)育程度和保存條件是其油氣成藏的4個(gè)關(guān)鍵因素,從而為該盆地的整體評(píng)價(jià)和勘探部署奠定了基礎(chǔ)。

將準(zhǔn)噶爾盆地西北緣紅車斷裂帶分成4個(gè)斷裂亞帶:紅山嘴逆沖斷裂亞帶、中拐反沖斷裂亞帶、車排子近ns向逆沖斷裂亞帶和車75井—車77井nw向逆沖斷裂亞帶,并分析各斷裂亞帶的平面分布特征及形成機(jī)制,再運(yùn)用斷裂生長指數(shù)和斷距分析方法對(duì)典型構(gòu)造剖面進(jìn)行研究,認(rèn)為同生逆沖斷裂多數(shù)是前緣主干斷裂,為高角度基底卷入型疊瓦沖斷構(gòu)造,對(duì)二疊系、三疊系和侏羅系底部的沉積有明顯控制作用。二疊紀(jì)逆沖推覆劇烈,逆沖斷裂普遍發(fā)育,三疊紀(jì)斷裂發(fā)育強(qiáng)度由北向南呈減弱趨勢;侏羅紀(jì)斷裂發(fā)育表現(xiàn)為北部地區(qū)較弱,中部地區(qū)較強(qiáng),南部地區(qū)幾乎停止的特點(diǎn)。二疊紀(jì)到三疊紀(jì)斷裂發(fā)育為前展式,三疊紀(jì)到侏羅紀(jì)斷裂發(fā)育為后展式。

紅車地區(qū)三疊系是準(zhǔn)噶爾盆地西北緣重要的油氣富集帶之一。沉積相的研究是有利區(qū)帶評(píng)價(jià)的基礎(chǔ),通過巖心描述和分析,并結(jié)合測井、地震等資料,在紅車地區(qū)識(shí)別出多種沉積相類型,主要包括沖積扇、辮狀河、三角洲、湖泊等。紅山嘴地區(qū)下克拉瑪依亞組沉積時(shí)期發(fā)育的辮狀河沉積為巖性油氣藏有利相帶。

在石油天然氣勘探開發(fā)過程中,勘探開發(fā)的目標(biāo)一直是沉積巖儲(chǔ)層。近年來,國內(nèi)外相繼發(fā)現(xiàn)火山巖油氣藏,火山巖油氣藏成為勘探目標(biāo)之一。但火山巖具有巖石類型多、巖性較為復(fù)雜的特點(diǎn)?；鹕綆r巖性識(shí)別是巖相劃分、儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)、井網(wǎng)部署、開發(fā)方案編制的基礎(chǔ)。本文介紹了火山巖儲(chǔ)層及巖相特征、火山巖的測井響應(yīng)特征,簡單闡述了火山巖巖性識(shí)別的方法。隨著測井技術(shù)的發(fā)展,新的火山巖巖性識(shí)別方法將不斷提出。

紅車地區(qū)侏羅系是準(zhǔn)噶爾盆地西北緣重要的油氣富集帶之一,其沉積相的研究是有利區(qū)帶評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。首先結(jié)合測井、地震等資料,通過巖心描述和分析,在紅車地區(qū)識(shí)別出沖積扇、辮狀河、三角洲、湖泊等多種沉積相類型,其中八道灣組晚期及三工河組時(shí)期,振蕩背景下形成辨狀河三角洲前緣砂巖與濱淺湖泥巖交互沉積,生、儲(chǔ)、蓋配置關(guān)系良好,為巖性圈閉的有利相帶。之后針對(duì)紅車地區(qū)侏羅系主要地震相特征加以探討,并在中期基準(zhǔn)面旋回分析的基礎(chǔ)上,明確侏羅系各砂組的沉積相平面展布特征,重塑紅車地區(qū)侏羅紀(jì)沉積演化歷史。最后探討了沉積相與巖性圈閉發(fā)育的關(guān)系,并指出八道灣組及三工河組沉積時(shí)期巖性圈閉發(fā)育的有利位置。

通過對(duì)紅車斷裂帶石炭系典型油氣藏的剖析,結(jié)合對(duì)石炭系儲(chǔ)層的研究,認(rèn)為紅車斷裂帶石炭系成藏的主要控制因素是斷裂帶、火山巖巖相和不整合面。在此基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)控制因素進(jìn)行了分析,提出了研究區(qū)主要的4種成藏模式:以噴發(fā)相為儲(chǔ)層,火山沉積相為蓋層;以噴發(fā)相為儲(chǔ)層,溢流相為蓋層;以過渡相為儲(chǔ)層,火山沉積相為蓋層;以溢流相為儲(chǔ)層,火山沉積相為蓋層。

通過對(duì)地震、鉆井、測井和露頭資料的綜合分析,結(jié)合井間對(duì)比及井-震對(duì)比,在紅車斷裂帶白堊系識(shí)別出4個(gè)三級(jí)層序和8個(gè)體系域,首次建立了研究區(qū)內(nèi)白堊系層序地層對(duì)比格架。為在紅車斷裂帶地區(qū),尋找以巖性圈閉為主的非構(gòu)造油氣藏將起到重要的作用。

對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地西北緣地質(zhì)條件的三維地震資料進(jìn)行分析,探討其構(gòu)造樣式、斷裂特征、區(qū)域構(gòu)造演化、區(qū)域構(gòu)造格局。結(jié)果表明,從三疊紀(jì)開始至今,斷裂發(fā)育總體呈逐漸變?nèi)踮厔?三疊紀(jì)發(fā)育斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈的同生逆斷裂;侏羅紀(jì)發(fā)育斷裂活動(dòng)逐漸減弱的同生逆斷裂;白堊紀(jì)基本上不發(fā)育斷裂,僅發(fā)育極少數(shù)層內(nèi)正斷裂;古近紀(jì)末期發(fā)育一期較弱后生正斷裂;新近紀(jì)末期發(fā)育一期較強(qiáng)后生正斷裂。

根據(jù)巖心裂縫觀察和測井資料研究,發(fā)現(xiàn)紅車斷裂帶裂縫類型主要包括4種非構(gòu)造縫(層間縫、縫合線、溶蝕縫和成巖縫)以及4種構(gòu)造縫(水平縫、低角度縫、斜交縫和高角度縫)。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),紅車斷裂帶約50%裂縫全充填,37%半充填,13%未充填。充填物有方解石、硬石膏、沸石、硅質(zhì)、綠泥石以及其他自生礦物。裂縫寬度0.1～20mm,以1～4mm為主;90%以上的裂縫傾角分布在10～50°,裂縫走向以北東向?yàn)橹?次為近南北向和北西向。裂縫發(fā)育的有利構(gòu)造部位主要是構(gòu)造高點(diǎn)、構(gòu)造交匯點(diǎn)和斷層發(fā)育區(qū),裂縫發(fā)育程度隨儲(chǔ)集層巖石的脆性增加而增加,裂縫發(fā)育程度與開度均隨儲(chǔ)集層埋深增加而減小。

運(yùn)用氣相色譜、質(zhì)譜和碳同位素等分析技術(shù)對(duì)s1井的油氣地球化學(xué)特征進(jìn)行分析,油氣源對(duì)比表明s1井原油和天然氣均來源于沙灣凹陷二疊系下烏爾禾組烴源巖。白堊系清水河組與侏羅系八道灣組原油存在兩期成藏,該區(qū)二疊系烏爾禾組的自生自儲(chǔ)是深層有利的勘探方向。

通過在地震、鉆(測)井等資料上尋找識(shí)別層序界面標(biāo)志,綜合運(yùn)用井-震聯(lián)合、聯(lián)井格架層序分析等方法,建立了準(zhǔn)噶爾盆地西北緣紅車地區(qū)侏羅系地層的層序劃分方案。研究表明,該區(qū)侏羅系共劃分為2個(gè)超層序,7個(gè)層序。研究區(qū)侏羅系各層序的沉積體系早期由西、北西方向提供物源形成的沖積扇-辮狀河沉積逐漸轉(zhuǎn)為河流-三角洲-濱淺湖沉積,晚期則由西、北西及西南方向提供物源變回為沖積扇-辮狀河(辮狀河三角洲)沉積體系。

準(zhǔn)噶爾盆地南緣構(gòu)造特征

紅車斷裂帶是準(zhǔn)噶爾盆地西北緣勘探程度相對(duì)較低的地區(qū),隨著油氣勘探進(jìn)程的加快,近幾年在石炭系火山巖中不斷有油氣發(fā)現(xiàn)。本文從儲(chǔ)層巖石學(xué)及儲(chǔ)集性能等方面對(duì)該區(qū)石炭系火山巖儲(chǔ)層特征進(jìn)行了闡述和分析,認(rèn)為研究區(qū)儲(chǔ)層巖石主要為火山碎屑巖;儲(chǔ)集空間主要為次生孔隙和次生裂縫;孔隙性最好的是火山角礫巖和砂礫巖,滲透性最好的是凝灰?guī)r;儲(chǔ)層巖石的含油氣級(jí)別較低,絕大部分為不含油,儲(chǔ)層絕大部分為干層或水層,只有約四分之一的儲(chǔ)層有油氣生產(chǎn)能力。

從沉積層序與油氣成藏的關(guān)系出發(fā),在河流-三角洲沉積體系中,提出了"富砂之外找貧砂,貧砂之內(nèi)找富砂"的巖性地層油氣藏勘探新思路。運(yùn)用該思路并結(jié)合層序地層理論和相關(guān)目標(biāo)評(píng)價(jià)技術(shù),在準(zhǔn)噶爾盆地紅車斷裂帶三疊系克拉瑪依下亞組河流相中,認(rèn)為中期旋回msc2為有利的"貧砂"層系,在該層系中高彎曲指數(shù)的河道砂體為有利的"富砂"目標(biāo),針對(duì)目標(biāo)提交了紅山4井并獲得工業(yè)油流;同樣在新近系沙灣組三角洲沉積相中,認(rèn)為三級(jí)層序nsq2中的湖侵體系域?yàn)橛欣?quot;貧砂"層系,層系中的三角洲前緣水下分流河道砂體為有利"富砂"目標(biāo),針對(duì)目標(biāo)提交車89井并獲得油氣突破。這一思路指出了"貧砂"地層也是巖性地層油氣藏發(fā)育的重要場所,對(duì)我國陸相巖性地層油氣藏勘探具有一定的實(shí)踐意義。

通過采用鑄體薄片、掃描電鏡、鑄體圖像分析、壓汞分析等多種技術(shù)手段,對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地白家海地區(qū)侏羅系三工河組儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)分析與研究。三工河組儲(chǔ)層以次生溶蝕孔隙為主,喉道類型以片狀、彎片狀及管束狀為主,主要是ⅱ類較大喉道,其次是ⅲ類中喉。儲(chǔ)層評(píng)價(jià)結(jié)果為三工河組儲(chǔ)層很好,ⅰ、ⅱ、ⅲ類都發(fā)育。沉積作用和成巖作用是影響孔隙結(jié)構(gòu)的主要因素,成巖作用中的膠結(jié)作用和溶蝕作用的影響最大。

準(zhǔn)噶爾盆地高閉合應(yīng)力致密儲(chǔ)層是指井深大于3500m,閉合應(yīng)力梯度大于0.02mpa/m,且由于儲(chǔ)層物性差、楊氏模量高、泊松比高,導(dǎo)致地層破裂壓力高而難以壓開的儲(chǔ)層,主要包括西北緣二疊系、車排子凸起侏羅系和白堊系及部分高溫超深風(fēng)險(xiǎn)探井鉆遇的儲(chǔ)層。目前對(duì)此類儲(chǔ)層改造的重點(diǎn)與難點(diǎn)主要體現(xiàn)在5個(gè)方面:①施工風(fēng)險(xiǎn)大、技術(shù)選擇余地小;②施工易砂堵;③對(duì)壓裂材料的性能要求高;④微裂縫發(fā)育,壓裂液濾失嚴(yán)重;⑤設(shè)備故障率較高。通過現(xiàn)場實(shí)踐與研究,形成了以降低井口施工壓力技術(shù)為核心,支撐劑組合優(yōu)化技術(shù)與施工參數(shù)優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合的高閉合應(yīng)力致密儲(chǔ)層改造技術(shù)體系,加重壓裂液密度最高達(dá)1.365g/m3,突破了技術(shù)瓶頸,使高閉合應(yīng)力致密儲(chǔ)層探井壓裂成功率由常規(guī)方法的50%提高至100%。

準(zhǔn)噶爾盆地東部井下地層劃分表 地層層序 構(gòu)造運(yùn)動(dòng) 界系統(tǒng) 南緣東部 群、組代號(hào)群、組 代 號(hào) 新 生 界 第四 系qq喜山運(yùn)動(dòng)ⅱ 喜山運(yùn)動(dòng)ⅰ 燕山運(yùn)動(dòng)ⅲ 燕山運(yùn)動(dòng)ⅱ ~~~~~~ 燕山運(yùn)動(dòng)ⅰ ~~~~~~ 晚印支運(yùn)動(dòng) ~~~~~~ 晚海西運(yùn)動(dòng) 早海西運(yùn)動(dòng) ~~~~~~~~~~ 上第 三系nn 下第 三系ee 中 生 界 mz 白堊 系 下 統(tǒng) 吐谷魯群k1tg吐谷魯群k1tg 侏 羅 系 上 統(tǒng) 石樹溝 群 j2-3sh 齊古組j3q石樹溝 群j2-3sh 齊古組j3q 中 統(tǒng) 頭屯河組j2t頭屯河組j2t 西山窯組j2x西山窯組j2x 下 統(tǒng) 三工河組j1s三工河組j1s 上八道灣組j1b b 上八道灣組j1b b 下八道灣組j1b a 下八道灣組j1b a 三 疊 系 上 統(tǒng) 郝家溝組t3

李德江，楊俊生，朱筱敏.《準(zhǔn)噶爾盆地層序地層學(xué)研究》，西安石油大學(xué) 大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005,20（3）

準(zhǔn)噶爾盆地東部油田的油層損害問題已愈來愈引起人們的重視。近年來筆者運(yùn)用x衍射及掃描電鏡分析方法,對(duì)盆地東部三臺(tái)—北三臺(tái)及火燒山地區(qū)的26口井,共300余塊樣品的粘土礦物進(jìn)行了比較系統(tǒng)的分析研究。樣品控制的主要地層有:三臺(tái)—北三臺(tái)地區(qū)的二疊系上統(tǒng)梧桐溝組(p_(2w))、三疊系下統(tǒng)韭菜園子組(t_(1j))、燒房溝組(t_(1s))、三疊系中上統(tǒng)小泉溝群(t_(2-3xq))及侏羅系下統(tǒng)八道灣組(j_(1b))、火燒山地區(qū)的平地泉組(p_(2p))。本文試圖從研究粘土礦物特征入手,進(jìn)而對(duì)其可能造成的油層損害問題進(jìn)行分析。

以準(zhǔn)噶爾盆地石炭系火成巖為目的層的油氣勘探開發(fā)已開展近20年,實(shí)鉆中井漏問題十分突出,雖經(jīng)過多年研究,但問題一直沒有得到很好地解決。近年來,伴隨著國內(nèi)外成熟的鉆、完井技術(shù)不斷整合配套,基于大量的地質(zhì)資料分析、基礎(chǔ)理論研究成果及現(xiàn)場參數(shù)統(tǒng)計(jì)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果,在上述地區(qū)開展了控壓鉆井(mpd)技術(shù)實(shí)踐并獲得成功。實(shí)踐證明:mpd在該區(qū)的成功應(yīng)用不但解決了長期困擾人們的井漏問題,而且還以其自身優(yōu)勢解決了諸如產(chǎn)層保護(hù)、井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、二疊系和石炭系地層機(jī)械鉆速難以提高、井壁失穩(wěn)和長裸眼段穿越多套壓力系統(tǒng)共存的窄密度窗口等一系列相關(guān)難題。通過多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)和現(xiàn)場試驗(yàn),提高了機(jī)械鉆速、延長了鉆頭壽命,為該地區(qū)裂縫性火山巖氣藏的勘探開發(fā)提供了技術(shù)保障。

鄒平銅礦處于齊河-廣饒深大斷裂帶南部的鄒平火山巖盆地中,形成于破火山口火山通道充填的石英正長閃長巖巖頸中央上部,包括偉晶巖型銅礦和細(xì)脈浸染狀斑銅礦床兩種類型。前者礦體較小,但品位高;后者品位較低,但規(guī)模中等。含礦石英正長閃長巖等密度小、磁性弱,故在火山巖系中呈現(xiàn)高背景重力場上的重力低和雜亂高磁場背景中的低負(fù)異常,即"重磁同低",且高極化。重磁同低異常區(qū)和高極化率異常帶,是本區(qū)尋找銅礦的有利部位。

通過對(duì)中拐地區(qū)二疊系沉積、地層厚度以及地震剖面特征的分析,在上烏爾禾組發(fā)現(xiàn)了古溝槽沉積,其特殊的沉積條件、充填作用和構(gòu)造特征決定了下烏爾禾組古溝槽的展布和形成。古溝槽在地震剖面上表現(xiàn)出獨(dú)特的外形特征:上超充填(垂直物源方向)和斜交反射特征(平行物源方向)。通過對(duì)古溝槽成藏條件的分析,認(rèn)為該區(qū)二疊系古溝槽具備優(yōu)越的成藏條件,是一重要的勘探領(lǐng)域。