内蒙古二连盆地凝灰岩潜山多期风化壳形成及油气成藏效应

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二连盆地下白垩统沉积相及含油性

二连盆地下白垩统沉积相及含油性

第33卷 第2期1998年4月SC IEN T I A GEOLO G I CA S I N I CAV o l .33N o.2A p r .,1998 张文朝,男,1951年10月生,高级工程师,从事石油地质及沉积相研究。

1996211211收稿,1997208225改回,沈丽璞编辑。

二连盆地下白垩统沉积相及含油性张 文 朝(华北石油管理局勘探开发研究院 任丘 062552)摘 要 根据大量钻井剖面、地震剖面、岩芯观察、野外出露剖面和岩石分析资料,研究了二连盆地近30个凹陷的下白垩统沉积相,并以勘探程度较高的阿南、吉尔嘎朗图等7个凹陷为重点,恢复了早白垩世的岩相古地理环境,总结了下白垩统的沉积特征、主要沉积体系和油气分布规律,并指出今后的油气勘探方向。

关键词 二连盆地 沉积特征 砂体成因 沉积相 油气分布1 引言二连盆地是我国十大含油气盆地之一,其大地构造位置处于亚洲板块与西伯利亚板块缝合带上,东西分别与大兴安岭隆起和索伦山隆起为界,南北挟持在温都尔庙隆起和巴彦宝力格隆起之间。

东西长约1000km ,南北宽20—40km ,面积约10万km 2,是一个发育在海西褶皱基底上的中新生代断陷盆地,盆内发育五坳一隆,凸凹相间共有49个凹陷,约515万km 2(图1)。

下白垩统自下而上发育有阿尔善组、腾格尔组、都红木组和赛汉塔拉组(叶得泉等,1990),主要产油层是腾格尔组、阿尔善组和古生界。

目前,已在阿南等10个凹陷发现了近20个油藏,展现了二连盆地广阔的找油前景。

研究结果表明,二连盆地不是一个统一的大盆地,而是由许多具有相似发育史的、分散的小湖盆构成的盆地群。

它的沉积特征、演化历史、储集性能、构造活动特点,以及含油性等方面独具特色,即不同于中国东部第三纪断陷盆地,更不同于中生代大型坳陷式含油气盆地,而与蒙古2兴安早白垩世盆地具有近的沉积构造性质和石油地质条件。

因此,深入研究二连盆地的沉积相和沉积环境,对二连盆地乃至东北裂谷盆地的油气田勘探和沉积学理论发展,具有重要的现实意义。

二连盆地优质烃源岩发育特征及成藏贡献

二连盆地优质烃源岩发育特征及成藏贡献

二连盆地优质烃源岩发育特征及成藏贡献王建;王权;钟雪梅;董雄英;马学峰;隋丽敏【摘要】The Erlian Basin consists of many sags characterized by multiple provenances, changeable phases and a low degree of thermal evolution. The identification of high⁃quality source rocks determines the direction of exploration efforts. By building correlations between TOC and HI, and analyzing the changes of organic carbon contents under va⁃rious sedimentary circumstances, we have shown that stable sedimentary areas such as shallow lakes and relatively deep lakes commonly develophigh⁃quality source rocks, and unstable sedimentary areas like rivers and shallow shore lakes commonly develop poor⁃ or medium⁃quality source rocks. We can use TOC to classify source rock levels. The source rocks from stable sedimentary areas are divided into high (TOC>2%), medium(1%<TOC<2%) and poor (TOC < 1%) quality source rocks. The source rocks from the unstable sedimentary areas are divided into medium (1% <TOC <2%) and poor (TOC <1%) quality source rocks. Furthermore, based on TOC values calculated from well logging data, the thickness and distribution of different levels of source rocks can be ascertained.High⁃quality source rocks have a close relationship with oil and gas reservoirs, and are the main sources of oil to these reservoirs. The source contribution from high quality source rocks is>70%even though they constitute only 20%of total source rock volume. Consequently, the distribution zones of high⁃quality source rocks are commonly favorableareas for large scale reserves.%二连盆地由众多小凹陷组成,物源多、相变快且热演化程度较低,是否发育优质烃源岩决定了油气藏的勘探方向。

二连盆地石油地质特征

二连盆地石油地质特征

二连盆地石油地质特征一.二连盆地简介二连盆地位于我国内蒙古自治区的中北部,东起大兴安岭,西到乌拉特中后联合旗一带,南界为阴山山脉北麓,北至中蒙边界,东西长约1000km,南北宽20一220km,总面积10、10‘kmZ,是我国陆上大型沉积盆地之一。

二连盆地地理位置二连盆地是在内蒙古一大兴安岭海西褶皱带基底上发育起来的中生代陆相陷沉积盆地〔42,,其大地构造位置处于中国板块与西伯利亚板块的缝合线上。

北为前苏联和蒙古境内的贝加尔、加里东和海西褶皱系,南面为东西向的中朝古陆东面为中生代北东向构造系,西面为南北向构造系。

盆地具体的边界是:北界音宝力格隆起原为海西期二连一东乌珠穆沁旗复背斜,走向北东东向,广泛发北东向断裂和巨大的海西、印支期花岗岩带,新生代又受到北西向断裂的改造,沿断裂有玄武岩喷发,是盆地北部的主要母岩区;盆地南界温都尔庙隆起是加东褶皱带基底上发展起来的正向构造,属阴山纬向构造体系,由温都尔庙一多复背斜演化而来,形成于早古生代,晚古生代、中新生代仍在活动。

区内构造、岩浆活动强烈,分布有大量的中一酸性火山岩类,为盆地南部的主要母源区;界大兴安岭隆起形成于侏罗纪,属燕山中期北东向大型褶皱体系。

晚侏罗世的山喷发作用造成巨厚的大兴安岭火山岩系,沿断裂堆积了一系列火山碎屑岩体,是白奎纪盆地东部的主要母源区;盆地西界索伦山隆起与银根盆地、河套盆地隔。

从区域上看,二连盆地与其北部的蒙古戈壁盆地、中国的海拉尔盆地、东部的开鲁盆地、赤峰盆地、西部的银根盆地、河套盆地等遥相呼应,在平面上成了向北东方向收敛的、蔚为壮观的中生代沉积盆地群。

一.基本地质特征1.地层特征二连盆地早白垄世地层〔4s]为典型陆相断陷盆地沉积层序。

大量钻井剖面的岩性组合、测井曲线、古生物资料和大量地震反射剖面研究结果表明,二连盆地是在燕山期多期断陷构造运动作用下,形成的早白奎世断陷湖盆群,接受了厚达5000余米的山间盆地河湖相含煤、含油粗碎屑岩沉积。

内蒙古二连盆地岩性油气富集因素分析

内蒙古二连盆地岩性油气富集因素分析

内蒙古二连盆地岩性油气富集因素分析刘震;郝琦;赵贤正;张以明;易士威;杨德相【期刊名称】《现代地质》【年(卷),期】2006(20)4【摘要】根据近年来在内蒙古二连盆地有关岩性油藏方面取得了很多勘探成果,通过对4个主力凹陷的岩性油气富集因素进行分析,认为形成岩性油气富集的3大主要因素是:(1)丰富的油源;(2)优质的砂岩体圈闭;(3)存在汇流通道.丰富的油源是油气富集的物质基础,二连盆地发育的2套有效烃源岩层系厚度大、分布面积广、资源规模大,与储集砂体之间具多种接触关系.优质的砂岩体圈闭具有圈闭规模大、发育有利的储集相类型和良好储集层的特点,这些是油气富集的关键因素.圈闭规模大表现为单一大规模砂岩体圈闭或多个小型圈闭叠合连片,扇三角洲、辫状河三角洲和湖底扇是有利的储集相类型,油气富集往往形成于良好的储集层中.此外,存在汇流通道是油气富集的重要因素,充足的油气通过指状砂体侧向汇流通道和断层垂向汇流通道运移,在优质的砂岩体圈闭中聚集成藏.【总页数】8页(P613-620)【作者】刘震;郝琦;赵贤正;张以明;易士威;杨德相【作者单位】中国石油大学,石油天然气成藏机理教育部重点实验室,北京,102249;中国石油大学,石油天然气成藏机理教育部重点实验室,北京,102249;中国石油,华北油田分公司,河北,任丘,062552;中国石油,华北油田分公司,河北,任丘,062552;中国石油,华北油田分公司,河北,任丘,062552;中国石油,华北油田分公司,河北,任丘,062552【正文语种】中文【中图分类】TE122【相关文献】1.二连盆地“特殊岩性段”沉积储层特征与成藏 [J], 朱敏;郭睿博;崔永谦;肖阳;朱文忠;谢桐;焦素丽;卢永合2.不同类型断陷湖盆岩性-地层油气藏油气富集规律——以冀中坳陷和二连盆地岩性-地层油气藏对比为例 [J], 赵文智;方杰3.内蒙古二连盆地阿南凹陷腾格尔组一段下部特殊岩性段储集性能 [J], 孙振孟;钱铮;陆现彩;郭琴;徐金覃;史原鹏;胡文瑄4.内蒙古二连盆地不同岩性潜山储层特征及其影响因素 [J], 李浩;高先志;杨得相;白帆;陈亚青;王会来5.热水沉积岩岩石学特征:以内蒙古二连盆地白音查干凹陷下白垩统腾格尔组为例[J], 钟大康;杨喆;孙海涛;张硕因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

二连盆地潜山成藏条件及油藏类型

二连盆地潜山成藏条件及油藏类型

二连盆地潜山成藏条件及油藏类型
降栓奇;陈彦君;赵志刚;高双;李红恩;李晓红
【期刊名称】《岩性油气藏》
【年(卷),期】2009(021)004
【摘要】潜山油藏具有埋藏浅、产量高、效益佳的特点.文章深入分析了二连盆地潜山成藏的地质条件,总结了以石炭系碳酸盐岩风化壳油藏为代表的5种油藏类型,指出潜山的油气运移系统以断裂为主,其储集物性主要受断裂和风化淋滤作用的控制.研究结果对二连盆地及具相似地质条件的其它地区潜山油藏的勘探具有一定的指导作用.
【总页数】6页(P22-27)
【作者】降栓奇;陈彦君;赵志刚;高双;李红恩;李晓红
【作者单位】中国石油华北油田分公司勘探开发研究院;中国石油华北油田分公司勘探开发研究院;中国石油华北油田分公司勘探开发研究院;中国石油华北油田分公司勘探开发研究院;中国石油华北油田分公司勘探开发研究院;中国石油华北油田分公司勘探开发研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE122.3
【相关文献】
1.冀中坳陷隐蔽型潜山油藏类型与成藏模拟 [J], 赵贤正;金凤鸣;崔周旗;韩春元;曾溅辉;王权;郭凯
2.潜山沉积环境图及潜山成藏条件分析 [J], 王冰
3.东营凹陷潜山成藏条件及成藏规律分析 [J], 范存堂;冯有良;付瑾平
4.二连盆地阿尔凹陷油气成藏条件及油藏类型 [J], 肖阳;唐谨;孙朝辉;刘喜恒;李林波;吴国琼;王桂苓
5.东濮凹陷西部斜坡带潜山成藏条件与成藏模式 [J], 赵新国;苏玉山
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二连盆地乌兰花凹陷油气藏特征及分布规律

二连盆地乌兰花凹陷油气藏特征及分布规律

2020年11月第25卷 第6期中国石油勘探CHINA PETROLEUM EXPLORATIONDOI : 10.3969/j.issn.1672-7703.2020.06.007基金项目:中国石油天然气股份有限公司重大科技项目“华北油田持续有效稳产勘探开发关键技术研究与应用”(2017E-15)。

第一作者简介:邢雅文(1987-),男,河北曲阳人,硕士,2013年毕业于中国地质大学(北京)能源学院,工程师,主要从事油气勘探研究与管理工作。

地址:河北省任丘市中国石油华北油田公司,邮政编码:062552。

E-mail:**********************.cn收稿日期:2019-02-01;修改日期:2020-09-04二连盆地乌兰花凹陷油气藏特征及分布规律邢雅文1 张以明1 降栓奇1 董雄英1 王元杰1 王宏霞1 许永忠2( 1 中国石油华北油田公司;2 中国矿业大学资源与地球科学学院 )摘 要:二连盆地历经30余年的油气勘探,新凹陷和油气储量的发现难度越来越大。

为进一步扩大勘探,近年来将新区凹陷的搜索扩大到盆地南缘的温都尔庙隆起,发现乌兰花凹陷具备较好的石油地质条件。

通过对该凹陷石油地质特征和油气成藏条件研究,明确凹陷具有双断结构样式、湖盆成湖期早、火山活动频繁、晚期构造强烈等特征,其独特的地质条件,形成了碎屑岩、安山岩、花岗岩潜山等多种类型储层的油藏。

指出“环洼构造是油气聚集区,古生界和白垩系多层系含油,优质储层控制油气富集”的油气成藏和分布规律,建立了乌兰花凹陷“多层系、多领域”复式油气成藏模式,有效指导了该凹陷的油气勘探。

通过近几年钻探,发现了一个5000万吨级以上的油气储量接替区,成为二连盆地新区勘探的又一成功典范。

关键词:二连盆地;乌兰花凹陷;成藏条件;油气藏特征;油气分布规律中图分类号:TE122.14 文献标识码:ACharacteristics and distribution of oil and gas reservoirs in Wulanhua sag,Erlian BasinXing Yawen 1, Zhang Yiming 1, Jiang Shuanqi 1, Dong Xiongying 1, Wang Yuanjie 1,Wang Hongxia 1, Xu Yongzhong 2( 1 PetroChina Huabei Oilfield Company; 2 School of Resource and Geosciences, China University of Mining and Technology )Abstract: After more than 30 years of oil and gas exploration in the Erlian Basin, it is more and more difficult to discover new sags and oil and gas reserves. In order to further expand the exploration scope, in recent years, the search for new sag has been extended to the Wenduermiao uplift in the southern margin of the basin, and it is found that the Wulanhua sag has good petroleum geological conditions. Through the study of the petroleum geological characteristics and the hydrocarbon accumulation conditions of the sag, it is defined that the sag has the characteristics of duplex fault structural pattern, early lake basin-forming period, frequent volcanic activities and strong late tectonic movements. Due to its unique geological conditions, oil reservoirs with various reservoir types have been formed, such as clastic rocks, andesite and granite buried hills. The hydrocarbon accumulation and distribution law have been figured out, which is that “hydrocarbon accumulation zone in the circum-sub-sag structure, multiple oil-bearing layers in Paleozoic and Cretaceous, and oil and gas enrichment controlled by high-quality reservoir ”. The composite hydrocarbon accumulation model of “multi-layer and multi-field” in the Wulanhua sag has been established, which effectively guides the oil and gas exploration in the sag. Through drilling operations in recent years, an oil and gas reserve replacement area has been discovered with oil reserves of more than 50 million tons, which has become another successful example of petroleum exploration in new areas in the Erlian Basin.Key words: Erlian Basin, Wulanhua sag, hydrocarbon accumulation condition, oil and gas reservoir characteristics, hydrocarbon distribution law邢雅文等:二连盆地乌兰花凹陷油气藏特征及分布规律69第6期0引言乌兰花凹陷位于内蒙古乌兰察布市境内,构造上位于温都尔庙隆起之上,凹陷面积约为600km 2,最大埋深约为2500m。

银根_额济纳旗盆地与二连盆地石油地质特征比较分析_卫平生

银根_额济纳旗盆地与二连盆地石油地质特征比较分析_卫平生
PETROLEUM GEOLOGY
石油地质
银根—额济纳旗盆地 与二连盆地石油地质特征比较分析*
卫平生 1 张虎权 1,2 陈启林 1 张景廉 1
(1 中国石油勘探开发研究院西北分院,甘肃省兰州市 730020;2 西南石油大学,四川省成都市 610500)
摘 要:通过对银根—额济纳旗盆地与二连盆地的中生代地层、区域地质构造、岩浆活动、烃源岩、储层、油气 成藏特征、油气分布规律及深部地壳构造等的研究,表明两盆地的区域地质及石油地质特征具有相似性。但二连盆地下 白垩统储层的孔隙度和渗透率比银根—额济纳旗盆地要好得多。提出了银根—额济纳旗盆地的下一步勘探方向:在东部, 以岩性、地层、古潜山(火山岩或花岗岩)油藏为主;在西部,以侏罗系、下白垩统及古潜山(前中生界花岗岩)油藏 为主。
720km2(巴北凹陷),最大为 8840km2(达古凹陷),一 般为 1000~2000km2。
二连盆地成油也以凹陷为单元,凹陷面积最小为 200km2,最大为 15000km2,一般也在 1000~2000km2 之内。
两个盆地的规模及其中结构十分相似。两盆地均 是在内蒙—大兴安岭海西褶皱带基底上发育起来的中 生代分散的凹陷盆地群。凹陷结构主要为单断式的箕 状断陷和双断式凹陷。
构造带,发育断块、断鼻等构造圈闭。但银—额盆地二
两盆地沉积特征相似,即具有多物源、近物源、连
级构造带的发育规模较二连盆地小,构造圈闭也欠发 通差、相带窄、相变快、多沉积沉降中心等特点[18]。
育,缺乏像二连盆地阿南凹陷阿尔善构造带那样的二
上述特点决定了两盆地油源丰富,银—额盆地资
级构造带。
源量为 12.42 × 108t , 二连盆地为 14.63 × 108t ,但
动,分别形成了γ51、γ52、γ53 中酸性侵入岩,不过银 根盆地的γ53 强度较小,分布也较少。

内蒙古自治区二连盆地及其周边地区油页岩资源浅析

内蒙古自治区二连盆地及其周边地区油页岩资源浅析

内蒙古自治区二连盆地及其周边地区油页岩资源浅析二连盆地及其周边地区系指内蒙古中东部地区,东起大兴安岭西坡的东乌珠穆沁旗、西乌珠穆沁旗,西至集(宁)二(连)铁路线,北接中蒙边界,南抵阴山北麓,总体呈NEE~NE向的不规则长条带状,总长800Km,宽度200~400Km,平均宽度300Km。

一、油页岩赋存层位根据20世纪50~70年代地质勘查资料及该区域的1:20万区域调查报告和20世纪80~90年代华北石油物探、钻探资料,二连盆地油页岩及含油泥岩(暗色泥岩)初步确定赋存三个层位,即侏罗系上统~白垩系下统金刚山组(J3)、白垩系下统白彦花群中下组(K1b1+2)和老第三系(E2)。

1、侏罗系上统~白垩系下统金刚山组(J3)金刚山组系指发育于赤峰地区不整合中侏罗世土城子组及其更老地层上的中基性火山岩、火山碎屑岩,局部夹中酸性、酸性和碱性火山岩、火山碎屑岩及多层沉积岩,底部常有砾岩,含热河群动物化石,其上被九佛堂组平行不整合覆盖。

位于大兴安岭NNE向构造带和阴山EW向构造带复合部位,晚侏罗世断裂构造和火山活动频发,所形成的山间构造盆地呈NE~NNE向展布,长条形的断陷盆地多为地堑型构造,沉降幅度大,NW向及SE向的陆源区很容易向盆地中充填正常沉积碎屑岩,并伴有火山碎屑岩的沉积,在这样规模不大的条形盆地中,很难形成泥岩沼泽和覆水的湖相环境,因此大多数无煤层和油页岩的形成。

在较为宽广的盆地中,如多伦县牤牛泡子油页岩矿点和桥头油页岩矿化点,可能形成覆水沼泽~浅湖的环境,由于环境多变,故形成了层数多、单层厚度薄、含油率低的灰褐色油页岩。

例如,多伦县牤牛泡子油页岩矿点形成三层灰色和灰褐色油页岩,总厚度14.50m,含油率3.95-6.23%,矿层间夹含砾砂岩和粗砂岩;桥头油页岩矿化点形成13层,总厚度10m,含油率只达2-3%,单层油页岩形不成可工业开发的矿床。

2、白垩系下统白彦花群中下组(K1b1+2)位于阴山以北的大兴安岭西侧,早白垩世发生了规模巨大的断陷,在大兴安岭东侧则形成了松辽盆地群,西侧则形成了海拉尔盆地群和二连盆地群等。

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内蒙古二连盆地凝灰岩潜山多期风化壳形成及油气成藏效应李浩;高先志;杨德相;王会来;王苗【摘要】火山喷发的多期性是导致凝灰岩潜山纵向多期风化壳(带)发育的重要原因.从地球化学、测井响应特征和岩石学证实了二连盆地凝灰岩潜山多期风化壳(带)的存在及其特征:(1)哈31井凝灰岩地层在1062~1080 m和1165~1179 m两个井段表现为K,Na,Ca等元素淋滤,CIA指数较大,而Al,Fe,Mn,P等元素相对富集,S/A指数变小;(2)这两个层段测井响应表现为风化壳的特征,而且其测井曲线在纵向上具旋回特征并有连井上的可对比性;(3)不同喷发期次形成的凝灰岩结构、组分以及粒度不同.凝灰岩潜山多期风化壳(带)的存在对潜山油气藏的形成具有重要作用,成藏效应主要表现在储集层垂向分带性、风化壳油藏(晚期风化壳中)和内幕油藏(早期风化壳中)纵向叠置和复式油气聚集成藏模式等3个方面.文中对多期凝灰岩古风化壳的认识扩展了火山岩潜山的勘探深度,为火山岩潜山内幕油气勘探提供了理论依据.【期刊名称】《高校地质学报》【年(卷),期】2014(020)001【总页数】8页(P114-121)【关键词】凝灰岩;风化壳;潜山内幕;成藏效应;二连盆地【作者】李浩;高先志;杨德相;王会来;王苗【作者单位】同济大学海洋与地球科学学院,上海200092;中国石化股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,无锡214126;中国石油大学(北京)地球科学学院,北京1022494;中国石油华北油田勘探开发研究院,任丘062552;中国石油大学(北京)地球科学学院,北京1022494;中国石化股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,无锡214126【正文语种】中文【中图分类】P618.130.2尽管火山岩油气藏的发现在国外已有百年历史,但直到20世纪90年代中后期我国火山岩油气藏研究才得到重视。

近些来年,火山岩油气藏研究成果主要集中在火山岩储层的岩性与岩相分类(Gu et al.,2002;王璞王君等,2006)、火山岩机构识别(王璞王君等,2008)、火山储层评价(王传成等,2008;史艳丽和侯贵廷,2005)、火山作用对烃源岩成熟度的影响(金强,2001)等方面,但是对更为关键的火山作用与油气成藏机理的研究相对较少(Feng,2008;刘嘉麒等,2010)。

二连盆地位于中国内蒙古自治区中部,东起大兴安岭,西达乌拉特中后联合旗一带,南抵阴山山脉北麓,北至中蒙边界,东西长约1000 km,南北宽20~220 km,总面积约10×104km2,它是在海西褶皱基底上,由许多具有相似构造发育史的小型裂谷盆地(文中称凹陷)群组成,属于被动式裂谷盆地群(赵澄林等,1996;费宝生等,2001)。

盆地上古生界褶皱基底岩性具有多样性,其中区域变质岩、动力变质岩、花岗岩、凝灰岩和灰岩较发育(李浩等,2013)。

区域上,古生界凝灰岩潜山主要分布在贺根山断裂北侧附近的阿南—阿北凹陷、巴音都兰凹陷、阿尔凹陷和塔南凹陷等。

例如哈南潜山和阿尔6潜山等(图1)。

纵向上,岩性较单一,厚度大,如阿古1井钻遇视厚度高达2122 m的巨厚凝灰岩,局部层段夹薄层安山岩和辉绿岩。

板块运动导致二连盆地凝灰岩主要分布在贺根山断裂北部一侧。

内蒙古东乌旗发现了西伯利亚古陆特有的生物群——图瓦贝化化石(苏养正,1981),表明贺根山断裂北部地区属于西伯利亚板块,贺根山断裂为西伯利亚板块与华北板块的结合部,构造运动活跃。

海西运动使华北板块向北俯冲到西伯利亚板块之下,引发西伯利亚板块地幔岩浆上涌,形成沿板块边界分布的火山活动带,造成二连盆地古生界凝灰岩沿贺根山断裂一线的北侧发育。

目前对火山岩潜山的研究主要关注火山岩顶部的风化壳(李平平等,2006;王京红等,2011)。

关于风化壳的结构、发育机制等问题国内外研究程度较深(王君等,2010;刘俊田,2009;Hopkins,1999;Stanley et al.,1996)。

但目前对火山岩潜山内幕研究程度相对较浅,相关报道很少。

火山岩内部是否发育储集层,火山岩潜山是否形成内幕,这是火山岩油气深层勘探要解决的关键问题。

二连盆地古生界火山岩岩性主要为凝灰岩。

由于火山岩喷发常具周期性,在喷发间歇期凝灰岩地层暴露地表遭受风化作用,在其顶部会形成风化壳(带)。

根据相关理论,火山喷发的多期性可导致凝灰岩地层纵向上形成多个古风化壳(带),由此推测凝灰岩潜山可能存在多期内幕。

以下从凝灰岩的地球化学、岩石学和测井响应特征阐明凝灰岩潜山发育多期古风化壳(带)。

3.1 实验原理及方法基于纵向上遭受风化作用的强弱程度不同,凝灰岩地层由上至下划分为风化带、半化风带和未风化的原岩(李浩等,2013;刘俊田,2009)。

相较于风化程度较弱的半风化带,强风化带一般表现为K,Na和Ca淋滤,且CIA指数(CIA=Al2O3/(Al2O3+CaO+Na2O+K2O)较大,而Al2O3,Fe2O3,MnO,P2O5等相对富集,S/A指数(S/A=SiO2/Al2O3)逐渐变小(Maravelaki et al.,1999;刘宝柱等,1998)。

本项研究将通过测试凝灰岩样品的Al2O3等10种主要元素的氧化物的百分含量,来识别风化壳发育的位置及其结构。

作者采集了二连盆地哈南凹陷哈31井古生界凝灰岩潜山地层岩芯样品共7个,样品测试在中国地质科学院试验测试中心完成,检测仪器为X荧光光谱仪(PW4400),检测方法依据GB/T14506.28-2010。

样品经初碎和细磨至160目以上,低温烘干。

Fe2O3和CaO用EDTA滴定,Al2O3用Cu2SO4滴定,SiO2用NaOH滴定,TiO2用比色法,K2O和Na2O用原子吸收法分别测得其百分含量。

3.2 实验结果哈31井进“山”深度为1162 m。

依据主量元素测试分析结果建立了哈南凝灰岩潜山地层风化指数剖面(表1,图2)。

哈31井1162~1080 m段和1165~1179 m段可见Al2O3,Fe2O3,MnO和P2O5富集,CaO,K2O,Na2O有减小趋势,CIA指数增大,以及S/A指数较小,表明这两个井段为古风化壳发育的位置,即本区哈南凝灰岩潜山地层中至少存在两期风化壳。

4.1 测井曲线的旋回性由于强风化带和半风化带经过长期的风化淋滤作用,岩石裂缝较发育,而且部分岩石遭受风化作用形成粘土,因此测井响应总体为“高自然伽玛、低密度、低补偿中子、声波跳跃、高Th含量和局部扩径”的特征。

具体而言,强风化带具有较低的电阻率,高声波时差,低密度,高中子,自然伽玛幅度较大,能谱曲线呈指尖状;半风化带一般具有较高的电阻率,声波时差变化幅度减小,较低密度,较低中子,自然伽玛和能谱曲线均呈指状;未风化基岩测井曲线较平直(图3)。

因此,在一个火山岩喷发旋回中,物性由上至下逐渐变差,自然伽玛、井径和三孔隙度曲线值总体趋势变小。

图3反映哈31井1074~1185 m段的测井曲线值呈现由高值向低值变化的两个旋回分布特征显示储集层由好变差的旋回分布特征。

这种测井曲线的旋回性在连井上也具有可对比性。

连井对比表明,阿南凹陷哈南凝灰岩潜山至少发育三期凝灰岩,相应的发育3个风化壳(带)(图4)。

4.2 岩性特征不同期次火山喷发强度和岩浆组分的不同一般会造成凝灰岩的矿物组分、结构上的差异。

如哈31井晚期喷发的凝灰岩(1062~1162 m井段)颗粒较粗,为火山尘结构,且见安山质岩屑,而早期喷发的凝灰岩(1162 m以下)颗粒较细,以火山灰结构为主,不见岩屑(图5)。

5.1 储集层垂向分布具有分带性5.1.1 同一喷发旋回中优质储集层分布在强风化带从孔隙类型来看,强风化带主要为溶蚀孔、溶蚀缝,半风化带主要为构造缝。

这是因为暴露于地表的凝灰岩在大气、地表水等风化淋滤作用下,其中的玻屑和岩屑易被溶蚀,利于溶蚀型储集层的形成。

一般而言,离潜山顶面越近,风化淋滤、溶蚀作用越强,裂缝、溶蚀孔洞型储集层越发育;半风化带淋滤溶蚀作用减弱,多为构造缝。

距离风化壳顶面越远,地表水越难渗滤进去,发生的溶蚀作用越弱,加之上覆地层压力的影响,构造裂缝越易被压实,缝宽变窄,因此只能见到小裂缝,向下逐渐变为致密的岩石(图6)。

从裂缝发育程度来看,强风化带较半风化带更发育。

如哈31井1068.0~1073.19 m取心段属于强风化带,岩石较破碎,岩心裂缝线密度超过30条/m,该井1110.0~1117.21 m属于半风化带,岩心裂缝线密度约15条/m,1179.4~1180.35 m井段为致密的未风化原岩带,岩心上少见裂缝发育。

从储集层厚度来看,强风化带优质储集层较半风带发育。

统计显示强风化带厚度平均值为39 m,Ⅰ类好储集层平均厚26 m,储地比平均值高达66.9%;半风化带厚度平均值为69 m,Ⅰ类好储集层平均厚14 m,储地比平均值仅20.7%(图7)。

而且风化带试油效果较好,如哈31井在1071.8~1115.4 m段试油为油水同层,日产液达4.75 m3/d。

5.1.2 多期喷发旋回形成多个风化壳,进而垂向上形成多个储集层发育带喷发间歇期潜山顶部的先期构造缝和原生孔经风化淋滤、溶蚀扩大、形成溶蚀型储集层;同一喷发间歇期,由潜山顶往下,风化淋滤作用减弱、储集层发育程度逐渐变差。

多期火山喷发、多次风化淋滤作用形成多个凝灰岩古风化壳,从而产生凝灰岩储集层纵向上分带不连续分布(图8)。

5.2 凝灰岩风化壳油藏和内幕油藏的纵向叠置凝灰岩多期风化壳纵向叠置导致凝灰岩储集层纵向分布厚度大,且分带分布。

因此,在具备供烃窗口、有效输导体系以及配套条件下,即可形成凝灰岩潜山风化壳油藏(山头型)和内幕型油藏(高先志等,2008;2011)。

换言之,凝灰岩潜山油藏并非只有风化壳块状油藏,也存在内幕型层状油藏。

风化壳型油藏和内幕型油藏构成的多层系层状油藏可能存在多个油水界面。

以阿尔6凝灰岩潜山为例,测井解释2443~2665 m井段,共解释Ⅰ类储集层6层共38.7 m,Ⅱ类储集层9层共110.0 m,储地比高达67.0%,其中Ⅰ类好储集层单层厚度为3~13 m,综合解释油层7层,两个油水界面分别为2520 m和2550 m。

5.3 复式油气聚集成藏模式古生界凝灰岩潜山的多期风化壳形成的多个孔缝发育带作为储集层,致密段(未风化的原岩)作为盖层,可形成多重储盖组合。

不同储盖组合的油气独自成藏,表现在油气来源、输导体系类型和油气充注时间的不同。

图9中,早期风化壳油藏(内幕型)与深层阿尔善组(K1ba)成熟烃源岩直接接触,输导通道主要为凝灰岩早期风化带内部的孔缝体系,表现为单源立体式供烃-多期风化壳短距离输导源内潜山成藏模式;晚期风化壳油藏(山头型)位于生烃门限深度以上,深层腾一段(K1bt1)和阿尔善组成熟烃源岩生成的油气沿塔4断层和Pz/K1ba不整合(相当于晚期风化壳)运移后聚集成藏,表现为混源单(双)向供烃-复式输导源外潜山成藏模式。

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