賈海松

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300452）

渤海潛山斷層多且活動(dòng)性強(qiáng)，斷層附近裂縫發(fā)育，破碎的花崗巖易風(fēng)化，斷層-巖性耦合可形成混合巖化花崗巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，為潛山油氣田的形成提供條件。近年來，發(fā)現(xiàn)錦州25-1S、蓬萊9-1兩個(gè)混合花崗巖大型油氣田[1-3]。這兩個(gè)大型油氣田的發(fā)現(xiàn)表明，對(duì)于變質(zhì)巖潛山油氣藏，儲(chǔ)層發(fā)育程度對(duì)油氣成藏及儲(chǔ)量規(guī)模起決定作用。本文基于巖心、分析化驗(yàn)、測(cè)井等資料，對(duì)BZ氣田變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層巖性、縱向分帶性、儲(chǔ)集空間及物性特征進(jìn)行分析，結(jié)果表明，BZ氣田巖性以變質(zhì)花崗巖和片麻巖為主，儲(chǔ)集空間具有雙孔介質(zhì)的特點(diǎn)，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)。儲(chǔ)層的精細(xì)研究對(duì)后續(xù)氣田的高效開發(fā)具有十分重要的意義。

1 BZ氣田概況

BZ氣田位于渤中凹陷西南部，被渤中凹陷、沙南凹陷和黃河口凹陷所包圍（圖1），氣田緊鄰渤中南次洼和渤中西南次洼，具有雙洼供烴優(yōu)勢(shì)，油氣源條件充足，區(qū)域成藏位置有利[4]。氣田范圍內(nèi)斷裂系統(tǒng)復(fù)雜，斷層發(fā)育，基巖斷層對(duì)潛山儲(chǔ)層起到改造作用。上太古界潛山為本氣田的主要含氣層位，全區(qū)均有發(fā)育，古近系沉積巖地層披覆于潛山之上，巖性以變質(zhì)花崗巖和片麻巖為主。

2 變質(zhì)巖潛山儲(chǔ)層特征及綜合評(píng)價(jià)

2.1 變質(zhì)巖巖石學(xué)特征

研究區(qū)變質(zhì)巖主要發(fā)育區(qū)域變質(zhì)巖、動(dòng)力變質(zhì)巖和混合巖三類。區(qū)域變質(zhì)巖主要為變質(zhì)花崗巖和片麻巖類，動(dòng)力變質(zhì)巖主要為碎裂化片麻巖、碎裂巖，混合巖主要為混合巖化片麻巖、混合巖化花崗巖[5-6]。

圖1 BZ氣田區(qū)域位置

區(qū)域變質(zhì)巖是地?zé)岙惓：蜆?gòu)造形變兩方面作用的產(chǎn)物，其中，變質(zhì)花崗巖發(fā)育變余半自形粒狀結(jié)構(gòu)和粒狀變晶結(jié)構(gòu)，呈塊狀或弱片麻狀構(gòu)造，礦物中石英含量占石英和長(zhǎng)石總含量的20%～60%，片麻巖主要由石英、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、角閃石和少量片狀礦物（黑云母、白云母）等組成，其中，長(zhǎng)石含量大于25%，長(zhǎng)石和石英含量大于70%。

動(dòng)力變質(zhì)巖是原有的巖石在應(yīng)力作用下發(fā)生不同程度的破裂、塑性變形及重結(jié)晶所形成，主要產(chǎn)出于斷層帶、剪切帶。BZ氣田鉆遇的潛山以脆性變形為主，主要發(fā)育碎裂巖和少量糜棱巖，具有碎裂結(jié)構(gòu)和碎斑結(jié)構(gòu)。

混合巖是變質(zhì)巖經(jīng)過混合巖化作用并與長(zhǎng)英質(zhì)復(fù)合在一起所形成，研究區(qū)主要發(fā)育混合巖化片麻巖和混合巖化變質(zhì)花崗巖?；旌蠋r化片麻巖成分主要為長(zhǎng)石、石英，其中，石英含量約35%，長(zhǎng)石含量約 65%，粒徑大于 0.7 mm，晶粒緊密鑲嵌分布；混合巖化變質(zhì)花崗巖成分主要為石英、正長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石，見白云母，具有花崗變晶結(jié)構(gòu)，其中，石英含量約50%，正長(zhǎng)石含量約24%，斜長(zhǎng)石含量約25%，白云母含量約1%。

2.2 儲(chǔ)層縱向分帶特征

根據(jù)儲(chǔ)層縱向發(fā)育規(guī)律及風(fēng)化程度，結(jié)合錄井、取心、測(cè)井以及鑄體薄片等資料綜合分析，將BZ氣田上太古界潛山縱向上劃分為風(fēng)化帶和潛山內(nèi)幕[7]。

BZ氣田風(fēng)化帶儲(chǔ)層厚度24.5～191.9 m，凈毛比42.8%～81.7%，平均為59.2%（表1）。巖石構(gòu)造裂縫發(fā)育，同時(shí)疊加物理風(fēng)化作用和地表水沿裂縫下滲產(chǎn)生的溶蝕作用，形成網(wǎng)狀縫、沿裂縫的擴(kuò)溶孔及粒內(nèi)溶蝕孔，形成連通性較好的儲(chǔ)集空間，以裂縫-孔隙型和孔隙-裂縫型儲(chǔ)層為主，儲(chǔ)層凈毛比高，物性較好，橫向分布穩(wěn)定。

BZ氣田潛山內(nèi)幕儲(chǔ)層厚度8.2～255.8 m，凈毛比4.6%～34.7%，平均為23.8%（表1）。潛山內(nèi)幕經(jīng)受的風(fēng)化淋濾作用變?nèi)?，溶蝕孔、洞較少或者不發(fā)育，以多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制下形成的各種裂縫為主要儲(chǔ)集空間，主要發(fā)育孔隙-裂縫型和裂縫型儲(chǔ)層，致密段較長(zhǎng)，儲(chǔ)層發(fā)育程度較風(fēng)化帶差，凈毛比低。

表1 BZ氣田上太古界潛山縱向分帶凈毛比統(tǒng)計(jì)

2.3 儲(chǔ)集空間特征

巖心、鑄體薄片、掃描電鏡、毛管壓力曲線分析等資料均表明，潛山儲(chǔ)集空間具有雙孔介質(zhì)的特點(diǎn)，主要的儲(chǔ)集空間類型有宏觀裂縫、微觀裂縫、碎裂顆粒粒間孔和粒內(nèi)溶孔等。儲(chǔ)集空間組合類型以裂縫-孔隙型為主，次為孔隙型、孔隙裂縫型和裂縫型[8]。

2.3.1 宏觀裂縫特征

巖心觀察顯示，宏觀裂縫發(fā)育，距離潛山頂部越近，充填程度越高。A1井在潛山頂部150.0 m范圍內(nèi)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的取心，自上而下儲(chǔ)層類型由裂縫-孔隙型向孔隙-裂縫型過渡，下部巖心充填程度低。巖心統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，發(fā)育2～3期裂縫，裂縫長(zhǎng)度1.3～17.2 cm，裂縫線密度39 條/m，裂縫傾角主要集中于30°～80°，中高角度斜交縫占76.7%（圖2）。

2.3.2 微觀裂縫特征

BZ氣田潛山頂部風(fēng)化帶由于疊加風(fēng)化林濾作用，早期形成的裂縫后期一般發(fā)生溶蝕改造，形成沿裂縫壁不規(guī)則的各類溶解縫。潛山內(nèi)幕主要發(fā)育構(gòu)造裂縫以及巖石、礦物等沿解理形成的解理縫或晶體縫。巖心鑄體薄片統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，81%的薄片發(fā)育各類裂縫，裂縫充填程度較高，有效裂縫的開度一般為1～100 μm，以微裂縫為主。

圖2 BZ氣田A1井巖心裂縫傾角統(tǒng)計(jì)

2.3.3 孔隙特征

研究區(qū)孔隙型儲(chǔ)層主要發(fā)育在潛山頂部，在構(gòu)造應(yīng)力作用下巖石破碎，其碎粒間存在孔隙，上覆地層未沉積前，破碎的巖石長(zhǎng)期暴露于地表，由于物理風(fēng)化作用而發(fā)生崩解，形成粒間孔隙，這類孔隙主要產(chǎn)生在剛性巖石碎裂帶和風(fēng)化殼中。研究區(qū)潛山儲(chǔ)層孔隙類型主要為顆粒粒間孔和溶蝕孔隙，原生孔隙不發(fā)育。顆粒粒間孔包含碎屑顆粒粒間孔和碎裂顆粒粒間孔兩種類型，前者主要發(fā)育于潛山風(fēng)化帶頂部砂礫巖，后者主要發(fā)育于潛山風(fēng)化帶和內(nèi)幕動(dòng)力變質(zhì)作用強(qiáng)烈的地區(qū)。溶蝕孔隙包括粒內(nèi)溶孔和填隙物溶孔，屬于次生孔隙。在地表水或地下水沿著斷裂或裂縫滲入過程中，易溶礦物（斜長(zhǎng)石、角閃石及碳酸鹽類填隙物）產(chǎn)生蝕變，進(jìn)而發(fā)生溶蝕，形成次生溶蝕孔隙。

2.4 儲(chǔ)層物性特征

巖心分析表明，BZ氣田上太古界潛山儲(chǔ)層孔隙度為0.1%～21.9%，平均為5.4%；滲透率為0.003×10-3～614.780×10-3μm2，平均為 6.250×10-3μm2。測(cè)井解釋上太古界潛山儲(chǔ)層孔隙度為 1.0%～25.8%，平均為4.5%，滲透率為0.003×10-3～696.100×10-3μm2，平均為4.240×10-3μm2，屬于低孔、特低滲儲(chǔ)層（圖3、圖4）。

圖3 BZ氣田上太古界潛山孔隙度分布

圖4 BZ氣田上太古界潛山滲透率分布

常規(guī)壓汞曲線特征呈現(xiàn)細(xì)歪度表明，儲(chǔ)層分選差，裂隙不均勻，排驅(qū)壓力為 0.138～13.772 MPa，平均為2.934 MPa；進(jìn)汞飽和度為46.58%～95.59%，平均為67.54%；退汞效率為8.30%～75.94%，平均為34.94%；分選系數(shù)為1.128～3.345，平均為2.207，部分樣品表現(xiàn)為典型的雙孔介質(zhì)特征。

2.5 儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)

BZ氣田勘探表明，儲(chǔ)層的發(fā)育程度受巖性和孔隙裂縫發(fā)育程度控制。BZ氣田上太古界潛山儲(chǔ)層巖性復(fù)雜，以變質(zhì)花崗巖和片麻巖為主，既有區(qū)域變質(zhì)巖、動(dòng)力變質(zhì)巖和混合巖類，也有頂部風(fēng)化砂礫巖。風(fēng)化帶儲(chǔ)層全區(qū)分布，有效儲(chǔ)層厚度為 30.0～120.0 m，主斷層附近和構(gòu)造高部位儲(chǔ)層相對(duì)發(fā)育；走滑斷裂附近兩口進(jìn)入潛山地層達(dá)千米的探井，揭示內(nèi)幕儲(chǔ)層較發(fā)育；潛山儲(chǔ)集空間為網(wǎng)狀縫，中-高角度斜縫、擴(kuò)溶縫、溶蝕孔及微裂隙；風(fēng)化帶儲(chǔ)集空間以孔隙為主，裂縫為輔，組合類型以裂縫-孔隙型為主。潛山內(nèi)幕儲(chǔ)集空間主要為孔隙-裂縫型及裂縫型，潛山整體為雙孔介質(zhì)的低孔、特低滲儲(chǔ)層。

3 儲(chǔ)層主控因素分析

BZ氣田上太古界潛山經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、多期次巖漿侵入作用和長(zhǎng)期風(fēng)化淋濾作用，形成了有利的潛山儲(chǔ)集體，但由于巖石類型和古地貌等差異，儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)。綜合分析認(rèn)為，潛山儲(chǔ)層主要受構(gòu)造、古地貌、巖性等因素聯(lián)合控制。

3.1 構(gòu)造因素分析

BZ構(gòu)造區(qū)發(fā)育4組近南北走向的大型走滑斷裂，隸屬于渤海郯廬西支走滑斷裂帶，其形成與構(gòu)造演化共同控制潛山形成和儲(chǔ)層發(fā)育程度。走滑斷裂帶表現(xiàn)出雙軌并行、斷面相對(duì)平緩、早走滑-晚伸展疊合的特征，具有早期走滑擠壓、晚期走滑拉張的演化特征。

新生代以來，在走滑與伸展雙重應(yīng)力場(chǎng)主導(dǎo)之下，BZ構(gòu)造脊被改造并深埋藏，接受厚層古近系和新近系覆蓋形成低潛山構(gòu)造。中新生代多期強(qiáng)烈的走滑活動(dòng)不僅控制BZ構(gòu)造區(qū)潛山的形成，同時(shí)還導(dǎo)致了潛山內(nèi)幕多期次、多方向 、多組系裂縫系統(tǒng)的大量發(fā)育。這些多層次、多期發(fā)育、不均勻分布的裂縫帶，呈現(xiàn)出“藕斷絲連”的空間展布特點(diǎn)，整體上組成裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

斷層附近形成微裂縫，裂縫本身就是儲(chǔ)集空間，尤其是滲透率高，并且斷裂、裂縫使脆性的花崗巖破碎，破碎的花崗巖容易風(fēng)化，斷層-巖性耦合控制作用，形成了風(fēng)化殼儲(chǔ)層。BZ氣田在走滑斷層附近探井測(cè)試日產(chǎn)高達(dá)31×104m3，說明斷層對(duì)潛山儲(chǔ)層具有良好的改造作用。

3.2 古地貌因素分析

走滑斷層活動(dòng)控制了上太古界潛山古地貌特征，古地貌對(duì)上太古界潛山儲(chǔ)層具有一定控制作用。精細(xì)古地貌恢復(fù)研究表明，BZ構(gòu)造區(qū)南部古地貌具有“早低晚高”的特點(diǎn)。晚白堊世-孔店組沉積期，BZ構(gòu)造區(qū)南部處于坳陷和斷陷區(qū)，地勢(shì)相對(duì)較低，尤其是孔店組沉積期，該區(qū)處于山間洼地，快速堆積了一套巨厚的砂礫巖。沙三段沉積末期，局部反轉(zhuǎn)抬升，形成現(xiàn)今局部較高的古地貌背景。因此，南部潛山頂部風(fēng)化殼不發(fā)育，儲(chǔ)層主要以裂縫型為主。BZ構(gòu)造區(qū)北部具有“早高晚低”的特點(diǎn)，孔店組沉積期，北部為隆起物源區(qū)，地勢(shì)相對(duì)較高，潛山地層持續(xù)暴露地表。由于中生代擠壓和伸展活動(dòng)對(duì)巖石具有強(qiáng)烈的破碎作用，形成構(gòu)造成因節(jié)理和寬闊誘導(dǎo)裂縫帶，在遭受風(fēng)化剝蝕淋濾作用時(shí)，容易在潛山頂部形成優(yōu)質(zhì)的風(fēng)化殼型儲(chǔ)層。因此，北部同時(shí)發(fā)育頂部風(fēng)化殼和內(nèi)幕裂縫型兩種儲(chǔ)層類型。

3.3 巖性因素分析

巖性是影響潛山裂縫型儲(chǔ)層發(fā)育程度的內(nèi)因。在相同的構(gòu)造應(yīng)力作用條件下，脆性成分含量相對(duì)較高的巖石更容易發(fā)育裂縫。BZ氣田范圍內(nèi)潛山巖性以淺色二長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)片麻巖和以其為原巖形成的碎裂片麻巖、碎裂巖，少量混合巖化片麻巖和混合巖化花崗巖，部分中性侵入體，以閃長(zhǎng)玢巖為主，少量基性灰綠巖。主要造巖礦物有斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、黑云母、白云母、角閃石、輝石等，其中，長(zhǎng)石、石英屬于淺色礦物，脆性較高；云母、角閃石、輝石屬于暗色礦物，塑性較強(qiáng)。上太古界潛山以脆性礦物含量較高的淺色巖石為主，鑄體薄片分析結(jié)果顯示，變質(zhì)巖長(zhǎng)石和石英含量為20%～100%，平均為91%，云母和角閃石礦物含量為5%～15%，平均為9%，在構(gòu)造應(yīng)力作用下有利于形成良好的儲(chǔ)層。

4 結(jié)論

（1）上太古界潛山為BZ氣田的主要含氣層位，巖性以變質(zhì)花崗巖和片麻巖為主，儲(chǔ)集空間具有雙孔介質(zhì)的特點(diǎn)，主要的儲(chǔ)集空間類型有宏觀裂縫、微觀裂縫、碎裂顆粒粒間孔、粒內(nèi)溶孔等，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，屬于低孔、特低滲儲(chǔ)層。BZ氣田上太古界潛山縱向上具有分帶性，根據(jù)儲(chǔ)層縱向發(fā)育規(guī)律及風(fēng)化程度劃分為風(fēng)化帶和潛山內(nèi)幕。

（2）BZ氣田上太古界潛山儲(chǔ)層主要受構(gòu)造、古地貌、巖性等因素聯(lián)合控制。構(gòu)造、古地貌是影響潛山裂縫型儲(chǔ)層發(fā)育程度的外因，巖性是內(nèi)因，斷層-巖性耦合為BZ氣田提供了良好的儲(chǔ)集空間。