火成岩风化壳储集层特征与油气产能关系研究:以准噶尔盆地红山嘴石炭系油藏为例

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.204

摘要/Abstract

摘要：

红山嘴油田是准噶尔盆地典型的风化壳型油藏,具有广阔的勘探前景。利用宏微观岩矿分析、地球物理、地球化学等多种实验分析手段,对红山嘴地区火成岩岩石学特征、结构发育特征及控制因素开展综合研究,结果表明:(1)红山嘴地区发育侵入岩、次火山岩、火山熔岩、火山碎屑熔岩、火山碎屑岩和沉火山碎屑岩等6大类火成岩,其中安山岩和凝灰岩最为发育;(2)火成岩储集空间组合包括原生气孔—溶蚀孔—Ⅰ级裂缝型、溶蚀孔—Ⅰ/Ⅱ级裂缝型、Ⅲ级裂缝型和Ⅳ级裂缝型4类,Ⅰ—Ⅳ类储层物性依次变差;(3)风化壳自上而下发育水解带、淋蚀带、崩解Ⅰ带、崩解Ⅱ带、母岩带5个分带,顶部水解带风化强,多被分解成致密的泥土层,可作盖层,而淋蚀带和崩解Ⅰ带是风化淋蚀改造较好区,储层物性最好;(4)不同油气产能井与风化壳结构具有很好的对应关系,可为风化壳型火成岩油藏优势区带划分和产能预测提供指导。

关键词: 红山嘴油田, 石炭系, 火成岩, 风化壳储层, 油气产能

Abstract:

The Hongshanzui oilfield is a typical weathering crust reservoir in the Junggar Basin, and has substantial prospect for exploration. This study uses macro-/micro-lithological and mineral analyses, geophysics, geochemistry and other experimental techniques to comprehensively study the petrological and structural features and controlling factors of igneous rocks at Hongshanzui. The results show that:(1) There are six types of igneous rocks at Hongshanzui: intrusive rocks, subvolcanic rocks, volcanic lava, pyroclastic lava, pyroclastic rock and sed-volcanic pyroclastic rock, among which andesite and tuff are the most developed; (2) Reservoir space combination of igneous reservoir includes primary pore-dissolution pore-level I, dissolution pore-level I /Ⅱ, level Ⅲ and level IV fracture types, with the physical properties deteriorate from level I to IV reservoirs; (3) The weathering crust develops a five-layer structure from top to bottom: hydrolysis zone, leached zone, break-down zone I, break-down zone Ⅱ and the underlying bedrock. The hydrolysis zone on the top is commonly decomposed into a dense soil layer, which can serve as a cap. Besides, the leached zone and the break-down zone I show better weathering and leaching transformation, hence the reservoir has the best physical properties; (4) Different oil and gas productivity wells have a good corresponding relationship with the weathering crust structure, which can guide the division of the dominant zone for the weathering crust igneous rock reservoir and the related productivity prediction.

Key words: Hongshanzui oilfield, Carboniferous, volcanic, weathering crust reservoir, productivity

中图分类号:

TE122

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图/表 14

图1 红山嘴油田构造位置及油藏分布图

Fig.1 Tectonic location map and reservoir distribution of the Hongshanzui oilfield

表1 红山嘴地区石炭系火成岩分类表

Table 1 Classification of Carboniferous igneous rocks at Hongshanzui

结构大类	成分/粒径小类	岩石类型	所占比例/%
侵入岩	酸性(SiO₂>63%)	花岗岩	2.1
侵入岩	基性(SiO₂ 45%~52%)	辉长岩	0.1
次火山岩	中性(SiO₂ 52%~63%)	次安山玢岩	0.3
火山熔岩	基性(SiO₂ 45%~52%)	玄武岩/粗面玄武岩	8.5/2.6
	中性(SiO₂ 52%~63%)	安山岩/粗安岩	23.1/2.1
	酸性(SiO₂>63%)	英安岩/霏细岩	4.1/1.2
火山碎屑熔岩	中性(SiO₂ 52%~63%)	安山质角砾熔岩	2.3
火山碎屑熔岩	酸性(SiO₂ >63%)	流纹质凝灰熔岩	0.8
火山碎屑岩	碎屑直径(2~50 mm)	火山角砾岩	7.2
火山碎屑岩	碎屑直径(<2 mm)	凝灰岩	30.2
沉火山碎屑岩	碎屑直径(0.1~2 mm)	沉凝灰岩	17.4

表2 红山嘴地区石炭系火成岩岩相划分表

Table 2 Lithofacies division of Carboniferous igneous rocks at Hongshanzui

岩相类型	亚相类型	岩石类型
爆发相	空落亚相	火山角砾岩、凝灰岩
爆发相	热碎屑流	安山质角砾熔岩、流纹质凝灰熔岩
喷溢相	上部亚相	火山熔岩类 (玄武岩、安山岩、英安岩)
喷溢相	下部亚相	火山熔岩类 (玄武岩、安山岩、英安岩)
次火山相	次火山岩亚相	次火山玢岩
侵出相	中带亚相	安山岩、辉长岩
火山沉积相	含外碎屑火山沉积亚相	沉凝灰岩

图2 红山嘴地区石炭系火成岩主量元素图解 (a)红山嘴地区石炭系火成岩TAS图; (b)红山嘴地区石炭系玄武岩AFM图

Fig.2 Major element diagram of Carboniferous igneous rocks at Hongshanzui

图3 中基性火成岩微量元素构造环境图

Fig.3 Trace element tectonic discrimination diagram for the intermediate-basic igneous rocks at Hongshanzui

图4 红山嘴地区石炭系火成岩储集空间类型 (a)H63井,1 583.63 m,原生气孔;(b)H63井,1 583.63 m,溶蚀孔;(c)H59井,1 985 m,冷凝收缩缝;(d)C19井,1 192.35 m,高角度缝;(e)H040井,2 062.26 m,微裂缝;(f)H80井,2 050.11 m,溶蚀缝

Fig.4 Reservoir space types of Carboniferous igneous rocks at Hongshanzui

图5 红山嘴地区火成岩储层裂缝物性关系图

Fig.5 Fracture-physical property relationship of the igneous rocks reservoirs at Hongshanzui

表3 红山嘴地区石炭系火成岩储集空间组合分类表

Table 3 Reservoir space assemblage of Carboniferous igneous rocks at Hongshanzui

储集空间组合	类型
Ⅰ类	原生气孔-溶蚀孔 -Ⅰ级裂缝型	原生储集空间叠加溶蚀作用并被Ⅰ级裂缝改造	原生气孔、晶间孔、溶蚀孔、收缩缝、直劈缝、溶蚀缝、微裂缝	7.7
Ⅱ类	溶蚀孔-Ⅰ/Ⅱ级裂缝型	溶蚀孔缝被Ⅰ级或Ⅱ级裂缝改造	溶蚀孔、直劈缝、溶蚀缝、微裂缝	6.2
Ⅲ类	Ⅲ级裂缝型	由Ⅲ级裂缝改造	低角度缝、网状缝	3.4
Ⅳ类	Ⅳ级裂缝型	由Ⅳ级裂缝改造	水平缝、网状缝	2.0

图6 红山嘴地区H80井风化壳储层结构划分

Fig.6 Reservoir structure of weathering crust of well H80 at Hongshanzui

图7 元素识别划分风化壳结构及不同岩性CIA指数对比图

Fig.7 Identification weathering crust structure by element and comparison chart of CIA index of different lithologies

图8 红山嘴地区风化壳储层垂向结构厚度与古地貌关系图

Fig.8 Relationship between vertical thickness of weathering crust and paleogeomorphology at Hongshanzui

表4 红山嘴地区火成岩油藏油气产能与风化壳储层结构对应关系表

Table 4 Correspondence table between oil and gas production capacity and weathering crust reservoir structure of igneous reservoirs at Hongshanzui

产能类型	岩性岩相	气孔	储集空间组合类型	古地貌	流体溶蚀作用	油气产出带
高产井	爆发相空落亚相火山角砾岩、凝灰岩	原生气孔+ 次生溶孔	Ⅰ类(原生气孔-溶蚀孔 -Ⅰ级裂缝型)	斜坡区	溶蚀作用强	淋蚀带
改造高产井	喷溢相下部亚相玄武岩	次生溶孔	Ⅱ类(溶蚀孔- Ⅰ/Ⅱ级裂缝型)	斜坡区	溶蚀作用强	淋蚀带
快速衰减井	火山沉积相沉凝灰岩	少量溶孔	Ⅲ类(Ⅲ级裂缝型)	洼地	溶蚀作用较弱	淋蚀带+ 崩解Ⅰ带
低产井	火山沉积相凝灰岩、沉凝灰岩	少量溶孔被充填	Ⅳ类(Ⅳ级裂缝型)	高地	溶蚀作用弱	崩解I带

图9 红山嘴地区火成岩油藏不同产能类型井产油曲线图

Fig.9 Oil production curves of different productivity types in igneous reservoirs at Hongshanzui

图10 红山嘴地区不同产能类型井单井综合柱状图

Fig.10 Single well comprehensive histogram of different productivity types at Hongshanzui

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