程岳宏，趙厚祥，于 水，趙汝敏，周浩瑋

(中海油研究總院，北京 100028)

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緬甸Shwebo次盆島弧帶儲層特征與主控因素分析

程岳宏，趙厚祥，于 水，趙汝敏，周浩瑋

(中海油研究總院，北京 100028)

針對火山碎屑巖儲層組分復雜、礦物易于轉(zhuǎn)化及孔隙演化過程復雜等問題，應用測井、錄井、薄片和掃描電鏡等多手段綜合分析方法，對緬甸Shwebo次盆中央島弧帶古—始新統(tǒng)儲層特征與主控因素進行分析。研究表明：島弧帶整體為三角洲—淺海沉積，潛在儲層為凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖與砂巖；孔隙類型以次生溶蝕孔、微裂隙溶蝕孔為主，殘余粒間原生孔隙次之，孔隙度為4%～14%；火山活動、凝灰質(zhì)組分含量及成巖壓實與膠結(jié)作用是控制該區(qū)儲層質(zhì)量的主要因素。該研究為下一步勘探提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

儲層特征；火山碎屑巖；凝灰質(zhì)砂巖；成巖作用；緬甸Shwebo次盆

0 引 言

緬甸陸上從西至東發(fā)育有印緬山脈、中央盆地、中緬山脈和禪邦臺地4個構(gòu)造單元，其中Shwebo次盆位于中央盆地的東北部，為中—新生代盆地，具有“東西分帶，南北分塊”的構(gòu)造特征[1-3]。Shwebo盆地充填了晚白堊世—古近紀—新近紀碎屑巖系沉積，晚白堊世—始新世早期，Shwebo次盆與Chindwin次盆基本上為統(tǒng)一的盆地，島弧帶處于建造、發(fā)展期，未形成明顯的弧前、弧后盆地格局；漸新世晚期，島弧帶構(gòu)造定型、抬升，地層強烈剝蝕，形成弧前、弧后沉積盆地格局；中新世—上新世區(qū)域再次沉降，發(fā)育大規(guī)模河流—三角洲粗碎屑沉積；上新世晚期，區(qū)域隆起剝蝕，形成目前隆坳相間的構(gòu)造格局。由于受多期構(gòu)造碰撞與火山活動的影響以及4口探井鉆探效果不理想的影響，有學者認為島弧帶及周緣古新—始新統(tǒng)碎屑巖儲層質(zhì)量差，非均質(zhì)性強，空間展布規(guī)律復雜，嚴重制約著中央島弧帶的下一步勘探。因此，結(jié)合鉆井、測井，巖石薄片以及分析化驗資料對島弧帶火山碎屑巖儲層特征進行總結(jié)，明確了Shwebo次盆島弧帶東南隆起為下一步有利勘探區(qū)。

1 儲層特征

1.1 火山碎屑巖

該區(qū)火山碎屑巖主要發(fā)育晶屑巖屑凝灰?guī)r和玻屑凝灰?guī)r，前者主要由巖屑和晶屑組成，巖屑含量為30%～80%，其中塑性巖屑多為次圓狀、扁長狀，可見假流紋—斑雜構(gòu)造，剛性巖屑以安山巖為主，有少量火山角礫巖產(chǎn)出，并見港灣狀的熔蝕；晶屑含量為10%～30%，以石英為主，少量斜長石，凝灰結(jié)構(gòu)，石英多為棱角狀，表面較光潔、鮮亮，可見表面裂開紋；部分玻屑已脫?；亟Y(jié)晶，火山灰普遍綠泥石化和褐鐵礦化，少量顆粒被鐵方解石交代氧化。玻屑凝灰?guī)r主要由玻屑與泥級的火山灰組成，少量晶屑和巖屑，表面光潔，玻屑可見脫玻化重結(jié)晶，火山灰被綠泥石化和褐鐵礦化，凝灰結(jié)構(gòu)，孔隙不發(fā)育，不能作為儲層。

1.2 火山—沉積碎屑巖

(1) 沉凝灰?guī)r。為火山碎屑巖與沉積巖的過渡類型，具有一定的沉積結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，距離火山口相對較遠，主要發(fā)育于上白堊統(tǒng)與古新統(tǒng)下部地層。鏡下巖屑含量為48%，晶屑為20%，砂質(zhì)為20%，鐵方解石為7%，沉凝灰結(jié)構(gòu)，巖屑多為剛性巖屑，以安山巖為主，少量流紋巖巖屑；晶屑主要為石英，表面較光鮮潔凈，形狀多不規(guī)則或棱角狀，可見其表面不規(guī)則裂開，裂縫被硅質(zhì)交代。

(2) 凝灰質(zhì)砂巖。在迎春構(gòu)造古新統(tǒng)和始新統(tǒng)較發(fā)育，從北至南砂層逐漸減少、減薄，巖屑主要為安山巖巖屑，礦物成分以石英、長石為主，可見云母，分選中等，次棱角狀—次圓狀，火山灰綠泥石化與鐵化現(xiàn)象嚴重，見黃鐵礦富集帶，火山灰雜基和方解石膠結(jié)物，較致密。

1.3 孔隙類型與結(jié)構(gòu)特征

由于受火山活動的影響，該區(qū)儲層儲集空間類型比較復雜[4]。根據(jù)鑄體薄片和掃描電鏡等資料，結(jié)合其成因機理和形態(tài)特征，認為凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)砂巖孔隙類型主要為次生溶蝕粒間孔、裂縫、微裂隙溶蝕孔，多呈港灣狀和窄條帶狀，不均勻分布，原生粒間孔次之(圖1)。對凝灰質(zhì)砂巖孔隙度統(tǒng)計認為，始新統(tǒng)孔隙度主要分布于8%～14%，古新統(tǒng)與上白堊統(tǒng)孔隙度普遍低于4%，滲透率低于1×10-3μm2，屬于低孔、低滲—特低滲儲層，局部可見中孔、低滲—特低滲儲層；始新統(tǒng)晶屑巖屑凝灰?guī)r孔隙度低于6%，迎春2井在8%～20%均有分布；古新統(tǒng)與上白堊統(tǒng)孔隙度低，普遍低于2%，屬于低孔、低滲—特低滲儲層。

圖1 中央島弧帶儲層孔隙類型

2 火山巖相與沉積相特征

火山巖巖相是儲層評價的一個重要指標，包括巖石形成條件和巖石特征，是火山噴發(fā)類型的真實記錄，是火山作用最本質(zhì)、最重要的地質(zhì)實體，其反映了火山噴發(fā)類型、搬運介質(zhì)及方式、堆積環(huán)境等地質(zhì)特征[4-5]。晚白堊世早期，緬甸中央盆地屬于統(tǒng)一的大陸邊緣盆地，隨著印度板塊向緬甸陸塊的俯沖，火山活動強烈，導致火山帶發(fā)展并定型。晚白堊世和始新世發(fā)育的巖石多為火山碎屑巖，主要為凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)沉積巖；古新世發(fā)育薄層凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)沉積巖和正常沉積巖，進一步說明火山灰降落與正常陸源碎屑混雜堆積，在機械分異作用下形成層狀沉積巖，并與凝灰質(zhì)砂、泥巖互層構(gòu)成韻律層，側(cè)向穩(wěn)定，地震同相軸連續(xù)性好，主要為火山碎屑巖相、沉火山巖相、濱淺?！侵尴?。縱向上，火山碎屑巖在晚白堊世和始新世最發(fā)育，古新世不太發(fā)育，反映了火山活動強—弱—強的過程；橫向上，始新世迎春3井區(qū)凝灰?guī)r最發(fā)育，凝地比可達61%，向北、向南均減薄，白堊系—古新統(tǒng)呈現(xiàn)北厚南薄的趨勢，向南凝灰?guī)r厚度變薄，層數(shù)變少，證實了不同時期火山活動范圍不同，巖性分布規(guī)律多受控于火山活動強度、離火山口距離和所處沉積環(huán)境。

3 儲層主控因素探討

3.1 火山活動對儲層的影響

在該區(qū)上白堊統(tǒng)—古新統(tǒng)—始新統(tǒng)沉積與火山旋回對比的基礎(chǔ)上，認為地層格架內(nèi)火山旋回與沉積相都影響該區(qū)的儲層質(zhì)量。而理想的火山旋回是指火山活動強弱交替發(fā)展的變化過程，一般火山總遵循開始噴發(fā)—強烈噴發(fā)—平靜溢流—蒸汽涌流—火山活動寧靜的規(guī)律，稱之為一個火山噴發(fā)旋回[5-6]。火山噴發(fā)強度控制凝灰質(zhì)含量及凝灰?guī)r厚度，上白堊統(tǒng)與始新統(tǒng)火山活動強烈，研究區(qū)表現(xiàn)為厚層凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r夾薄層凝灰質(zhì)砂巖、泥巖的巖性組合，厚度穩(wěn)定，橫向?qū)Ρ群?，具有多旋回性，反映了不同旋回火山活動以及火山活動由強到弱火山灰降落堆積的過程，其中凝灰質(zhì)砂巖儲層質(zhì)量比其他巖性均好。古新統(tǒng)火山活動處于間歇期，陸源碎屑砂巖與含凝灰砂巖火山碎屑物含量少，儲層物性整體較好。

3.2 凝灰質(zhì)組分的影響

凝灰質(zhì)來源、成因及物質(zhì)成分等影響著儲層質(zhì)量，中基性火山碎屑更容易形成次生溶蝕孔[7-8]。研究區(qū)晚白堊世—始新世凝灰質(zhì)主要為降落型火山灰，未經(jīng)長距離的搬運，火山碎屑物質(zhì)組分保留齊全，晶屑與巖屑顆粒分選為中等—差，多為次棱角狀—棱角狀，碎屑顆粒松散堆積或火山灰分散于砂質(zhì)沉積物中，進而使部分化學性質(zhì)不穩(wěn)定的易溶組分未經(jīng)風化便殘存下來，這為后期成巖過程中的溶蝕次生孔隙提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。雖然研究區(qū)火山灰填隙物以中基性為主，但處于中成巖早期階段，有機酸作用弱，次生孔隙形成的條件不足，導致火山灰填隙物起著堵塞孔隙的作用，進而降低了儲層質(zhì)量。

3.3 成巖作用對儲層的影響

3.3.1 壓實作用

島弧帶火山碎屑巖多以降落型為主，火山碎屑物噴出并降落堆積后，一般未經(jīng)搬運或只經(jīng)短距離搬運后被快速埋藏，在上覆重力作用下經(jīng)過壓實固結(jié)而形成。壓實作用是降低本區(qū)儲層孔隙度的主要原因，隨著深度的增加，凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)砂巖的孔隙度呈降低趨勢。表現(xiàn)為剛性碎屑顆粒(石英、長石、晶屑和巖屑)內(nèi)部機械壓實作用強，脆性破裂發(fā)育，剛性顆粒間以點、線接觸為主(圖1a、b)；抗壓性弱的塑性顆粒和礦物多呈凹凸接觸和縫合線接觸而變形，見假流紋構(gòu)造，片狀礦物黑云母被壓彎壓折、碎裂。隨著埋深的增加，壓實作用逐漸增強，剛性顆粒被壓實而排列緊密時，孔隙變小，顆粒間吼道大大變窄，儲集物性變差。

3.3.2 膠結(jié)作用

研究區(qū)膠結(jié)類型為碳酸鹽膠結(jié)和斜長石次生加大，呈現(xiàn)環(huán)帶構(gòu)造(圖2)。碳酸鹽膠結(jié)多以方解石、鐵方解石呈孔隙式膠結(jié)，其中薄片下茜素紅染色方解石膠結(jié)物呈紫紅色，陰極發(fā)光下可見兩期方解石膠結(jié)、交代碎屑顆粒，后期橘紅色隱晶方解石環(huán)狀交代亮橘黃色細—中晶方解石(圖2b)?？傊z結(jié)作用使原生孔隙大幅度減少，堵塞孔隙的喉道，降低孔隙質(zhì)量。

圖2 凝灰質(zhì)細砂巖膠結(jié)特征

3.3.3 蝕變作用

形成于高溫條件下的火山物質(zhì)進入盆地水體中，在這種“水火”交融時易發(fā)生蝕變作用。蝕變程度除受凝灰質(zhì)自身組分的約束外，還受成巖場流體、溫度和壓力因素影響[7-9]。該區(qū)凝灰質(zhì)在成巖過程中，隨著時間、溫度和壓力的變化，脫玻化現(xiàn)象明顯，常見泥級火山灰經(jīng)水解脫玻化，其中一部分成分隨孔隙水流失，剩余組分發(fā)生重組、重結(jié)晶作用轉(zhuǎn)化為綠泥石和褐鐵礦，同時在脫水收縮過程中易形成微收縮縫隙，改善儲層性能，局部收縮縫常被硅質(zhì)充填，導致儲層連通性降低(圖1d、f)。長石蝕變?nèi)芪g，轉(zhuǎn)化為片狀云母、高嶺石和伊利石，長英質(zhì)微粒充填于粒間孔隙儲層質(zhì)量變得更差(圖3)。

圖3 掃描電鏡下凝灰質(zhì)蝕變作用

通過對緬甸Shwebo次盆島弧帶儲層特征及控制因素的分析，認為島弧帶受多期次火山活動的影響，火山碎屑巖發(fā)育且成巖壓實與膠結(jié)作用使其物性變差，不能作為該區(qū)的有利儲層，而島弧帶東南側(cè)離島弧帶較遠，受火山活動影響小，火山碎屑巖不很發(fā)育，正常三角洲砂巖發(fā)育，圈閉發(fā)育且鄰近烴源巖，是下一步有利勘探區(qū)。

4 結(jié) 論

(1) 緬甸Shwebo次盆島弧帶晚白堊世—始新世儲層以正常陸源砂巖、凝灰質(zhì)砂巖和凝灰?guī)r為主?；鹕交顒訌娏移谀?guī)r及砂巖凝灰質(zhì)含量高，儲層質(zhì)量差，孔隙度普遍小于4%；火山活動間隙期，陸源砂巖和凝灰質(zhì)砂巖儲層質(zhì)量相對較好，孔隙度為8%～12%。

(2) 儲層質(zhì)量的好壞主要受控于同沉積火山作用與后期成巖作用，火山灰填隙物和火山碎屑沉積堆積，粘結(jié)在一起，為儲層質(zhì)量變差奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。且研究區(qū)處于中成巖早期，壓實作用強，方解石膠結(jié)作用嚴重，中基性火山灰填隙物或碎屑沒有發(fā)生強烈的溶蝕，多發(fā)生蝕變，即脫?；?、綠泥石化和褐鐵礦化嚴重，使儲層孔隙變小變窄，降低了儲層質(zhì)量，進而導致該區(qū)儲層為低孔、低滲—特低滲儲層。

(3) 針對火山碎屑巖油氣勘探，需重視火山巖巖性以及后期成巖條件能否形成大量次生孔隙和裂縫，同時，明確Shwebo次盆島弧帶東南隆起為下一步有利勘探區(qū)。

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編輯 朱雅楠

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.01.016

20150629；改回日期：20151107

國家科技重大專項“亞太地區(qū)油氣資源評價及未來戰(zhàn)略發(fā)展方向”(2011ZX05028-006)

程岳宏(1985-)，男，工程師，2008年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(北京)資源勘查專業(yè)，2011年畢業(yè)于該校礦產(chǎn)與普查勘探專業(yè)，獲碩士學位，現(xiàn)主要從事沉積學、石油地質(zhì)學方面研究工作。

TE122.2

A

1006-6535(2016)01-0072-04