辽河盆地大洼油田火山岩特征及其测井识别方法

第50卷第4期中南大学学报(自然科学版) V ol.50No.4 2019年4月Journal of Central South University (Science and Technology)Apr. 2019 DOI: 10.11817/j.issn.1672−7207.2019.04.020辽河盆地大洼油田火山岩特征及其测井识别方法肖明国1，郭建华2, 3，焦鹏2, 3，郭祥伟2, 3，吴诗情2, 3，谭慧1, 2, 3(1. 湖南继善高科有限公司，湖南长沙，410083；2. 中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙，410083；3. 有色金属成矿预测与环境监测教育部重点实验室，湖南长沙，410083)摘要：为指导大洼油田火山岩油气藏勘探，利用K−Ar同位素测年、岩心薄片和测井等技术，研究火山岩层位、岩性、岩相及其空间展布特征。

研究结果表明：辽河盆地大洼油田火山岩呈层状产出，这些火山岩年龄位于86.42~107.36 Ma和45.72~51.25 Ma这2个区间内，反映其形成时期分别为早白垩世晚期—晚白垩世早中期和始新世早期(房身泡期)；主要的岩石类型有熔岩类、火山碎屑岩类及火山沉积岩类，始新世早期以熔岩类为主，白垩纪以火山碎屑岩类为主，它们分别产于溢流相、火山碎屑相、空落堆积相及火山沉积相中；通过对测井响应特征的综合分析及测井曲线组合的处理，建立不同类型火山岩的识别方程，为未取心井段地层、岩性对比提供了简便方法。

关键词：安山岩；玄武岩；测井响应；火山岩识别；辽河油田中图分类号：P631.8 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2019)04−0915−08 Characteristics of mesozoic and cenozoic volcanic rocks andits logging identification in Dawa Oil Field of Liaohe Basin XIAO Mingguo1, GUO Jianhua2, 3, JIAO Peng2, 3, GUO Xiangwei2, 3, WU Shiqing2, 3, TAN Hui1, 2, 3(1. Hunan Geosun High-Tech Co. Ltd., Changsha 410083, China;2. School of Geosciences and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083, China;3. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring,Ministry of Education, Changsha 410083, China)Abstract: In order to guide the exploration of volcanic reservoirs in Dawa Oilfield, the horizon, lithology, lithofacies and their spatial distribution characteristics of volcanic rocks were studied by using K−Ar isotope dating, core slices and logging data. The results show that the volcanic rocks in the Liaohe Dawa oil field present in layer formation during deposition of Mesozoic and Cenozoic and the age of these volcanic rocks distributes in two ranges, one of which is from86.42 Ma to 107.31 Ma, the other is from 45.72 Ma to 51.25 Ma, which reflects that the formation processions of theserocks are respectively from the latter lower Cretaceous to the early upper Cretaceous and the early Paleocene (Fangshengpao formation).The main kinds of the rocks are lava, volcanic detritus rocks and volcanic sedimentary rocks.In the early Paleocene, lava is dominating rock, and in the Cretaceous, volcanic detritus rocks are in the majority, and they respectively occur in the overflow facies, volcanic detritus facies, airfall stacking facies and volcanic sedimentary facies. Based on synthetic analysis of the logging response characteristics and the process of the combination of logging收稿日期：2018−05−15；修回日期：2018−08−22基金项目(Foundation item)：国家科技十二五重大专项(2011ZX05002-005)(Project(2011ZX05002-005) supported by the National Science and Technology Major Program)通信作者：郭建华，教授，博士生导师，从事石油地质研究；E-mail:gjh796@中南大学学报(自然科学版) 第50卷916curves, recognizing equations for each kind of volcanic rocks are constructed, which provides a simple way for the comparisons of layers and the lithology correlation in the no core well intervals.Key words: andesite; basalt; logging response; volcanic rock recognization; Liaohe oil field火山岩油气藏勘探最早始于国外，已先后在印度尼西亚、日本和阿塞拜疆等国发现了多个不同类型的火山岩油气藏，其具有产层厚、产率高、储量大的特点，是重要的勘探目标[1−2]。

中国沉积盆地内部及其周缘火山岩分布广泛，具备较好的火山岩油气藏勘探基础[3]，已先后发现了一批火山岩油气田[4−6]。

辽河盆地是国内开展火山岩研究较早的地区，始于20世纪70—80年代，并在盆地内部大洼油田一批钻遇火山岩储集层的钻井中获得了工业油流[7−9]。

但是，由于对该区火山岩层位、岩性、岩相及其空间展布特征认识不足，制约了勘探效果。

为此，本文作者研究该区火山岩的形成时代，总结火山岩的测井响应特征及识别方法，以便为区内火山岩层的划分、对比提供简捷的新方法。

辽河盆地是环渤海湾盆地东北部的1个构造单元，是1个中、新生代大陆裂谷盆地，可划分为西部凸起、西部凹陷、大民屯凹陷、中央凸起、东部凹陷和东部凸起5个次级构造单元(图1)。

大洼油田位于中央凸起带南部倾没端，其西北以大洼断层为界。

区内中、新生代火山岩主要分布于洼609井区块，面积约30 km2。

区内发育2组正断层，其中，一组为北西向南掉正断层，另一组为近东西向南掉正断层、向东转为北东向延伸。

在这2组断层作用下，研究区中生界及房身泡组的顶面呈北东高、南西低并向北东方向节节抬升的构造格局。

这一构造格局将火山岩层分割为多个小断块，具备了形成良好的火山岩油气圈闭条件[10−13]。

房身泡组是重要的目的层，由于构造活动和剥蚀作用，房身泡组分布复杂。

研究区东北部缺失房身泡组，厚度最大的区域分布在洼604至洼605图1 辽河西部凹陷大洼油田断裂与油气分布Fig. 1 Distribution of faults and oilfields in DaWan, Liaohe subbasin第4期肖明国，等：辽河盆地大洼油田火山岩特征及其测井识别方法917井一线，并呈东西向展布，洼605井及周围最大厚度可达200 m。

厚度较大的区域分布在大洼断层东侧洼27、洼45和洼15井一线及周围，最大厚度可达150 m。

厚度分布特征表明房身泡组玄武岩以大洼断裂为喷发通道，残余玄武岩厚度的分布受到喷发时期地貌形态以及后期风化双重因素的控制。

1 火山岩的形成时代与分布长期以来，人们一直认为研究区火山岩的形成时期属中生代，呈块状产出，并作为古近系的基底潜山。

但对区内51口钻遇火山岩层的钻井进行分层统计及岩性对比发现有31口井的火山岩层分为上、下两部分，其中下套火山岩可分为5层。

上部火山岩为黑褐色的玄武岩—安山岩，下部主要为灰色、褐红色的安山岩、英安岩及凝灰岩。

对部分井取样进行同位素年龄测量分析[14]，发现黑褐色玄武岩—安山岩同位素年龄介于45.72~51.25 Ma，其下伏火山岩同位素年龄则介于86.42~107.36 Ma(见表1)，形成时期分别为始新世早期(房身泡期)及早白垩世晚期—晚白垩世早中期(阿尔比期—康尼亚克期)。

很显然，这2套火山岩之间存在跨时约35 Ma的沉积间断。

2 火山岩岩石类型及特征2.1 岩石类型通过取心井段的岩石薄片观察，按其矿物成分、岩石结构及构造特点，研究区火山岩可分为3类，即熔岩类、火山碎屑岩类和火山沉积岩类。

2.1.1 熔岩类熔岩类主要发育于房身泡组和中生界第4层火山岩层中，主要岩石类型有玄武岩、玄武—安山岩、安山岩。

钻遇玄武岩的井主要有洼29、洼609、洼19-26、洼7、洼2、洼605、洼604、洼603、洼19、洼32、洼39等29口井，玄武岩主要分布于房身泡组。