朱偉鴻，蒲洪果，曾　明

(1.中國(guó)石化河南油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南南陽(yáng) 473132；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第二采油廠)

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栗園地區(qū)基巖油氣儲(chǔ)層特征

朱偉鴻1，蒲洪果1，曾明2

(1.中國(guó)石化河南油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南南陽(yáng) 473132；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第二采油廠)

利用野外露頭、巖心分析、顯微薄片和掃描電鏡等多種資料，對(duì)栗園地區(qū)基巖儲(chǔ)層特征進(jìn)行了綜合研究，包括基巖的巖石學(xué)特征、儲(chǔ)集空間特征、儲(chǔ)集物性特征、儲(chǔ)集空間的控制因素等方面。研究表明，栗園地區(qū)基巖的主要巖石類型有片巖、片麻巖、角閃巖、大理巖和石英巖等變質(zhì)巖類,其中大理巖的儲(chǔ)集物性最好。栗園地區(qū)基巖的主要儲(chǔ)集空間有裂縫、溶孔和晶孔, 油氣藏類型為斷塊裂縫型油氣藏，巖石類型是決定儲(chǔ)層發(fā)育程度的內(nèi)在因素，構(gòu)造作用、溶蝕作用和充填作用等是影響儲(chǔ)層發(fā)育的外部條件。

栗園地區(qū);基巖特征；儲(chǔ)層特征； 儲(chǔ)層裂縫

栗園地區(qū)位于泌陽(yáng)凹陷南部陡坡帶唐河-栗園斷裂與栗園-泌陽(yáng)斷裂調(diào)節(jié)帶，面積大約50 km2。南部邊界斷裂上盤(pán)沉積巖鼻狀構(gòu)造為深凹區(qū)的油氣運(yùn)移提供了良好的構(gòu)造背景，邊界斷裂的長(zhǎng)期活動(dòng)和南部小型砂礫巖體的發(fā)育為基巖油氣藏的形成提供有利的輸導(dǎo)條件，邊界斷裂下盤(pán)鼻狀構(gòu)造形態(tài)的基巖面為油氣聚集提供了有利背景，在基巖裂縫帶和風(fēng)化帶圈閉中形成一定規(guī)模的基巖油氣藏。因此，栗園地區(qū)具備形成基巖油氣藏的有利條件。

1　基巖的主要巖石類型

泌陽(yáng)凹陷東南緣露頭區(qū)出露的基巖從老至新(從南至北)為中元古界大河群彭家寨組、蔡家凹組和孤山頭組，上元古界信陽(yáng)群龜山組和南灣組，下古生界二郎坪群。通過(guò)野外露頭、巖心觀察和鉆井等多種資料揭示，栗園地區(qū)的基巖僅見(jiàn)蔡家凹組和孤山頭組，與上覆的核桃園組呈不整合接觸，其主要巖石類型有[1]：

(1)片巖類： 主要為斜長(zhǎng)角閃片巖、絹云石英片巖、混合巖化斜長(zhǎng)角閃片巖、鈣質(zhì)絹云石英片巖、鈣質(zhì)綠泥片巖、二云石英片巖、黑云石英片巖、黑云片巖、斜長(zhǎng)角閃片巖及絹云長(zhǎng)石片巖、灰化角閃石片巖，礦物成分為石英、長(zhǎng)石、角閃石、黑云母、黃鐵礦、方解石等，具有細(xì)粒、柱狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。

(2)片麻巖：主要為混合巖化斜長(zhǎng)片麻巖，其次為混合巖化角閃片麻巖，主要礦物為石英、斜長(zhǎng)石、黑云母，具有片麻狀構(gòu)造。

(3)角閃巖：主要為斜長(zhǎng)角閃巖、綠簾斜長(zhǎng)角閃巖、透輝斜長(zhǎng)角閃巖，主要礦物為角閃石、石英、長(zhǎng)石、簾石、方解石，具有粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

(4)大理巖：主要為蛇紋石化白云石大理巖、條帶狀含石墨白云巖大理巖、白云石大理巖、透閃白云石大理巖、碎裂大理巖，主要礦物成分為白云石、方解石，次要礦物有透閃石、白云母等，具有粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)，斑狀或塊狀構(gòu)造。

(5)石英巖：主要為石英巖、長(zhǎng)石石英巖、灰化碎裂石英巖。主要礦物為石英、長(zhǎng)石、黑云母，次要礦物為簾石、榍石等，具有不等粒、粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)及碎裂結(jié)構(gòu)，斑狀構(gòu)造。

2　基巖的儲(chǔ)集空間特征

通過(guò)野外露頭、巖心、顯微薄片、掃描電鏡觀察，栗園地區(qū)基巖儲(chǔ)層段儲(chǔ)集空間類型主要包括：裂縫、溶蝕孔隙及晶間孔隙和晶內(nèi)孔隙[2]。

2.1裂縫

裂縫是基巖儲(chǔ)層最主要的孔隙類型。宏觀上，栗園地區(qū)的野外露頭發(fā)育有縱橫裂縫；在巖層面上，構(gòu)造裂縫相互交切成網(wǎng)格狀，相互連通；縱向上，組合呈平行線狀、菱形塊狀或網(wǎng)格狀，相互連通，縫洞也較為發(fā)育，裂縫寬度變化大(一般為0.1～2.0 mm)，裂縫間距小(最大15 cm，最小2 cm左右，平均5.3 cm左右)。此外，地下縫洞發(fā)育段在鉆井過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生泥漿漏失、鉆具放空、掉鉆具等鉆井事故。栗園地區(qū)鉆遇基巖的20余口井中有5口井在鉆遇基巖段發(fā)生過(guò)不同類型的鉆井事故。其中以L1井最具代表性，該井在鉆遇基巖時(shí)發(fā)生裂縫性井漏，共漏失泥漿近2 000 m3，側(cè)鉆時(shí)亦發(fā)生裂縫性井漏，漏失泥漿大于1 000 m3,這說(shuō)明地下基巖縫洞是發(fā)育的。其余4口井在鉆遇基巖時(shí)也發(fā)生掉牙輪和斷鉆具事故,這些事故可能也與縫洞發(fā)育密切相關(guān)。

巖心觀察到，栗園地區(qū)基巖儲(chǔ)層裂縫通常以高角度、平行或低角度斜交于巖心軸。依據(jù)王允誠(chéng)裂縫與巖心中線垂直面的夾角(裂縫傾角)分類方法(表1)，其裂縫發(fā)育的產(chǎn)狀有水平縫、低角度斜交縫、高角度斜角縫及垂直縫，以及高角度裂縫切割低角度平行縫形成的網(wǎng)狀裂縫(圖1a、圖1b)，伴隨裂縫的還有縫合線構(gòu)造。構(gòu)造裂縫是由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特別是斷裂作用形成的，沿?cái)嗔褞Э尚纬闪芽p高密度帶，這是油氣在基巖中的主要儲(chǔ)集空間和滲流通道。

表1　裂縫分類(王允誠(chéng)，1992)

微觀上，通過(guò)顯微薄片及掃描電鏡觀察，地下基巖中還具有微裂縫(圖1c、圖1d)、解理縫，其中微裂縫多被方解石充填(圖1 e)，微裂縫幾微米到幾十微米者居多，長(zhǎng)度可達(dá)0.1 mm至數(shù)個(gè)毫米，面孔率一般0.0075%～0.5%。

2.2溶蝕孔隙

從巖心上可以直接觀察到地下溶蝕特征。L2井取心井段的灰色碎裂白云石大理巖中可見(jiàn)溶蝕縫洞，縫洞中充填方解石簇晶，可觀察到5 mm左右的方解石晶體。顯微薄片觀察，溶蝕孔隙多沿裂縫發(fā)育,多被方解石充填(圖1e),在掃描電鏡下也可觀察到溶蝕孔(圖1f)，溶孔直徑幾微米至幾十微米，面孔率一般在1%以下。溶蝕縫洞的發(fā)育情況受表生的雨水、地下水等多種因素的控制和影響，其發(fā)育程度在橫向展布和縱向分布上規(guī)律性極差，其次沿裂縫產(chǎn)生的一些溶孔和溶縫等溶蝕現(xiàn)象對(duì)裂縫的開(kāi)啟加大起著重要作用[2]。

2.3晶間孔和晶內(nèi)孔

在顯微薄片及掃描電鏡下，可以觀察到基巖中還存在微晶孔。

圖1　基巖主要儲(chǔ)集空間類型

3　基巖儲(chǔ)層的物性特征

對(duì)泌陽(yáng)凹陷B129、B150、B151、B169、X5-510共5口井的孔滲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，大理巖孔隙度最高，最大可達(dá)9.34%，最低0.38%，平均5.14%；其次是花崗巖孔隙度為0.35%～6.41%，平均2.5%；輝綠巖孔隙度0.25%～1.45%，平均0.65%；片巖孔隙度0.30%～0.93%，平均0.52%。樣品滲透率大多小于1×10-3μm2，個(gè)別樣品最大值2.14×10-3μm2。

物性分析說(shuō)明基巖雙重孔隙介質(zhì)對(duì)滲透率的貢獻(xiàn)不同。微裂縫發(fā)育的樣品滲透率較高，溶孔洞發(fā)育的樣品，雖然孔隙度較高，但滲透性反而較低。泌陽(yáng)凹陷的基巖儲(chǔ)層中，大理巖的物性最好，其次是花崗巖，然后是片巖。對(duì)栗園地區(qū)而言，大理巖的儲(chǔ)層物性最好。

4　油氣層分布特征

栗園地區(qū)基巖油氣層分布特征及油藏類型主要受控于圈閉條件。區(qū)域性南傾的蔡家凹組大理巖，孔隙和縫洞比較發(fā)育，是良好的儲(chǔ)層；其上部的孤山頭組的片(麻)巖孔隙和裂縫不發(fā)育，可以作為蓋層，邊界斷裂上盤(pán)沉積巖中的泥巖起遮擋作用，構(gòu)建了栗園地區(qū)基巖良好的屋脊式斷塊圈閉條件。據(jù)露頭資料及鉆井資料分析，該區(qū)蔡家凹組大理巖中發(fā)育多套大理巖夾片(麻)巖，形成多個(gè)斷塊圈閉，預(yù)測(cè)的疊合圈閉面積為20 km2，單個(gè)閉合幅度300～400 m，高點(diǎn)埋深700～3 500 m。經(jīng)分析，邊界斷裂上盤(pán)沉積巖鼻狀構(gòu)造為深凹區(qū)的油氣運(yùn)移提供了良好的構(gòu)造背景，邊界斷裂的長(zhǎng)期活動(dòng)和南部小型砂礫巖體為基巖圈閉的油氣充注提供有利的輸導(dǎo)條件?；鶐r油氣藏類型為斷塊裂縫型油氣藏，油氣主要賦存于邊界斷裂的蔡家凹組大理巖風(fēng)化殼中，含油氣層位較多(圖2)，含油井段長(zhǎng)，油層分布相對(duì)集中，從基巖斷裂面向基巖內(nèi)部延伸約300 m。

圖2　基巖油氣藏剖面示意圖

5　基巖儲(chǔ)集空間控制因素

栗園地區(qū)基巖儲(chǔ)層由于受到了多種因素的綜合作用，才形成了現(xiàn)今多裂縫、多孔隙的基巖儲(chǔ)集層，為基巖油氣藏準(zhǔn)備了良好的儲(chǔ)集條件[3-5]。

(1)巖性因素：由于原巖的礦物成分和變質(zhì)程度不同，巖石及部分造巖礦物的儲(chǔ)集空間發(fā)育程度表現(xiàn)出差異性，所以原巖的性質(zhì)對(duì)儲(chǔ)集空間的形成起著重要作用。栗園地區(qū)基巖的巖性主要以脆性的大理巖為主，其次為片巖類、片麻巖、角閃巖、石英巖類，在遭受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)容易產(chǎn)生大量裂縫。另外，斜長(zhǎng)石、暗色礦物和方解石等礦物不穩(wěn)定，易于受到溶蝕而產(chǎn)生次生孔隙，這也使儲(chǔ)層發(fā)育較多的溶蝕孔洞。

(2)構(gòu)造作用：構(gòu)造作用受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的控制，在構(gòu)造應(yīng)力作用強(qiáng)烈部位，產(chǎn)生了大量碎裂變質(zhì)巖及大量的裂縫，裂縫還形成了酸性水溶液和油氣運(yùn)移的通道，為油氣的儲(chǔ)集運(yùn)移提供了有利的場(chǎng)所。構(gòu)造作用是栗園地區(qū)基巖儲(chǔ)層最主要的控制因素。

(3)風(fēng)化(淋濾)作用：風(fēng)化侵蝕作用是影響儲(chǔ)集空間變化的重要因素，它對(duì)儲(chǔ)集空間的形成、發(fā)展起著積極的作用。通過(guò)對(duì)構(gòu)造成因的縫隙進(jìn)行溶蝕作用，擴(kuò)大了縫隙的空間，促使縫隙沿?cái)U(kuò)大的方向演化。另外，溶蝕作用還可以沿著早期充填的裂縫進(jìn)行，使部分失去儲(chǔ)集性的充填縫又具備儲(chǔ)集能力。

(4)充填作用：礦物的充填作用常常使儲(chǔ)集空間被充填，堵塞巖石的孔隙，降低了儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率，對(duì)巖石的儲(chǔ)油物性產(chǎn)生不利影響，栗園地區(qū)基巖常見(jiàn)的充填物多為方解石充填裂縫。

6　結(jié)論

(1)栗園地區(qū)基巖油氣儲(chǔ)層巖石類型主要為片巖、片麻巖、角閃巖、大理巖、和石英巖類，其中大理巖的儲(chǔ)層物性最好。

(2)栗園地區(qū)基巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間主要為構(gòu)造作用產(chǎn)生的裂縫，其次為風(fēng)化淋濾作用形成的溶蝕孔隙及晶間孔。

(3)栗園地區(qū)基巖儲(chǔ)層受巖性、構(gòu)造作用、風(fēng)化淋濾、充填作用等多種因素的控制，其中，巖性是基礎(chǔ)條件，構(gòu)造作用為最主要的控制因素。巖性不同、構(gòu)造改造程度不同，儲(chǔ)層發(fā)育程度也不同，儲(chǔ)集空間類型具有多樣性組合。栗園地區(qū)基巖油氣藏類型為斷塊裂縫型油氣藏，含油氣段主要分布在蔡家凹組大理巖中,含油井段長(zhǎng)。

[1]馬志宏.遼河坳陷基巖油氣藏類型及其特征探討[J].復(fù)雜油氣藏,2011，4(1)：25-29.

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[5]趙澄林.特殊油氣儲(chǔ)層[M].北京:石油工業(yè)出版社, 1987：100-105.

編輯：黨俊芳

1673-8217(2016)04-0039-03

2016-02-10

朱偉鴻，工程師，1972年生，1997年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)石油與天然氣地質(zhì)勘查專業(yè)，現(xiàn)從事油田勘探研究工作。

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