断裂—盖层耦合封闭机理及断层圈闭油气聚集模式

为了探讨常规储层和致密储层内断层封闭机理及油气聚集差异性,以松辽盆地徐家围子断陷和渤海湾盆地冀中坳陷束鹿凹陷为研究对象,从断裂变形机制出发,剖析了不同类型储层断裂—盖层耦合封闭机理,建立了不同类型储层内断层圈闭油气聚集模式。研究结果表明：(1)常规砂岩储层内断裂带断层核发育碎裂岩和泥岩涂抹,破碎带内发育变形带,断层封闭类型为断层岩;致密火山岩储层内断裂带断层核发育无内聚力角砾岩,破碎带内发育裂缝,断层封闭类型为岩性对接。(2)断层封闭油气具有“漏水桶短板原理”,断层岩封闭烃柱高度取决于最小断层泥含量分布位置及封闭能力;岩性对接封闭烃柱高度取决于圈闭范围内最大断距和最小断距之差,具有统一油水界面。(3)致密储层断层油气藏一般为块状油气藏,油气主要分布在断裂上升盘,且受区域性盖层控制;常规储层断层油气藏一般为层状油气藏,受局部性盖层和断层联合控制即可成藏。结论认为,断—盖耦合封闭机理的认识和油气聚集模式的建立,为不同类型储层断控型油气藏勘探部署提供理论基础。     

从断裂带内部结构探讨断层封闭性

断裂带内部结构具有分带特征,包括破碎带和裂缝密集带,破碎带中有黏结力断层岩带低孔低渗有效阻止油气穿越断层侧向运移,断层岩发育的断层侧向应该是封闭的。裂缝密集带和无黏结力断层岩带都有可能保持较高的孔渗性,成为油气垂向运移的有利通道,因此断层垂向封闭的条件是：裂缝封闭,同时无黏结力断层岩带高含断层泥使孔渗性低于围岩。一条断层同时断开储层和盖层,由于储层和盖层岩性不同,其变形特征不同,断裂带内部结构特征存在差异。盖层往往是由塑性的岩石组成,其内断裂具有塑性断层特征,断裂带内部结构表现为裂缝密集带不发育的软泥充填的大裂缝组合,有效阻止油气穿越盖层散失,断层垂向封闭。     

溶蚀作用对火山岩有效储层形成的控制作用——以松辽盆地徐家围子断陷营城组为例

针对火山岩储层岩石类型复杂、储层非均质性较强的特点,通过大量岩心观察和铸体薄片鉴定,对松辽盆地徐家围子断陷营城组火山岩储层进行系统的成岩作用和孔隙演化研究。结果表明,研究区火山岩有效储层主要为流纹岩和晶屑凝灰岩,先后经历了6个成岩作用阶段,但是不同岩性的储层经历的成岩作用类型、阶段和演化规律有差异,从而导致孔隙演化和储层物性的差异。本区对有效储层发育贡献最大的是溶蚀作用,包括有机酸溶蚀和含CO₂酸性水溶蚀两种类型,有机酸溶蚀酸性火山岩形成的次生孔隙是对形成有效储层贡献最大。控制溶蚀作用的因素包括原生孔隙体系的发育程度、后期断裂活动强度与构造裂缝的分布、火山岩顶底的不整合面等。     

低—非孔隙岩石中走滑断裂带内部结构的形成演化

文中描述了低—非孔隙岩石中走滑断裂带特征,分析了断裂带内部结构的物性特征,研究了走滑断裂带的形成过程。研究表明,低—非孔隙岩石中走滑断裂带具有典型的"二元结构",即断层核和破碎带。当围压和有效压力上升时,断层核和破碎带的孔渗性均降低,但破碎带的物性要好于断层核。另外,低—非孔隙岩石中走滑断层成核作用,具有破碎带成核、压溶缝成核和先存节理成核3种形式。早期碳酸盐岩中普遍存在破碎带,并且在应力集中处破碎程度严重,随着断层逐渐演化形成断层核;早期低孔隙灰岩中会形成开启型雁列岩脉,在雁列脉间的压性岩桥内形成第1期压溶缝,其持续开启时,沿岩脉形成的剪切作用使岩块滑动,导致压溶缝受到剪切,形成第2期压溶缝,最终形成断裂带;低孔砂岩、花岗岩及变质岩中存在早期形成的节理,在剪切作用下,形成次级裂缝,次级裂缝与小型断层逐渐连接起来,形成了走滑断裂带。     

新疆北部石炭系火山岩风化壳有效储层特征及分布规律

利用露头、岩心、测井、地震、分析化验等资料对新疆北部石炭系火山岩风化壳进行了综合研究,建立了利用风化指数识别风化壳结构的模型。火山岩风化壳具有土壤层、水解带、溶蚀带、崩解带和母岩5层结构,其中溶蚀带、崩解带储层物性最好。火山岩风化壳储层孔隙喉道半径分布概率呈现出双峰特征;储集空间类型主要包括溶蚀孔隙型、孔隙 裂缝型、裂缝型和洞缝型4类,其中溶蚀孔隙是其主要储集空间,裂缝是其主要的渗流空间。在断裂不发育处火山岩风化壳有效储层厚度可达510 m,在断裂发育处有效储层可深至风化面之下1100 m。火山岩风化壳储层主要分布于古地貌高部位、斜坡带和低部位的断裂发育处,其形成受控于古地貌、断裂和风化淋滤时间。     

火山岩储层中的烃碱流体作用及其地质意义

徐家围子断陷位于松辽盆地北部,断陷发育期火山活动强烈,早白垩世营城组火山岩分布最为广泛,是松辽盆地北部深层天然气的重要储层类型。兴城地区营城组火山岩气藏储层以酸性火山岩为主,储集空间可分为原生孔隙、次生孔隙和裂隙3种类型。其中次生溶蚀孔隙是本区主要储集类型之一。烃碱流体作用对改善储层的储渗能力具有重要意义,主要体现在次生孔隙带的形成、发育程度上。烃碱流体不仅可以使火山岩体处于开放体系,原有矿物发生交代蚀变、溶蚀,造成岩石内部结构破坏、机械强度减低、孔隙度增加,形成类似海绵体的结构,也可以充填、阻塞孔隙而降低孔渗性质,这取决于烃碱流体在储层中引起物质带入与带出的比例。     

徐家围子断陷火山岩储层特征及演化规律

储层物性是影响徐家围子断陷火山岩气田天然气聚集的重要因素,理清火山岩储层物性特征及影响因素将有利于指导该区深层火山岩的勘探部署工作。通过岩心、岩屑以及显微结构观测,深入分析了火山岩储层的岩石学特征和储集空间特征,初步探讨了徐家围子断陷营城组火山岩储层的储集空间类型及其演化规律。研究结果表明,徐家围子断陷营城组火山岩储层的储集空间主要有原生孔隙、次生孔隙及裂隙3类,不同的储集空间类型发育部位不同;储集空间的发育受到岩性与岩相的联合控制,喷溢相上部亚相的气孔流纹岩、爆发相热碎屑流亚相的熔结凝灰岩、火山通道相火山颈亚相的角砾熔岩储层物性最好; 原生孔隙一般连通性较差,而成岩过程中的微裂隙以及后期的构造缝改善了原生孔隙的连通性; 火山岩经历了岩浆冷凝收缩、风化淋滤、有机酸溶蚀以及碳酸溶蚀等作用,形成了原生气孔、冷凝收缩缝、脱玻化孔、长石溶孔、火山灰溶孔等大量的储集空间;构造裂隙与地下流体充注的耦合关系影响着储层的溶蚀作用。     

徐家围子断陷营城组火山岩气藏储层特征

徐家围子断陷位于松辽盆地北部，火石岭、沙河子、营城期发育3个火山喷发旋回。其中营城组火山活动最为广泛，具有早晚两个主要喷发期，早期主要形成中酸性岩，晚期主要为中基性岩。其中流纹岩和流纹质（熔结）凝灰岩为主力产气储层。文章综合应用岩心观察、薄片鉴定、荧光元素分析、激光共聚焦等手段，对该区营城组火山岩岩石矿物学进行了细致研究，划分了两大类七亚类二十余种火山岩类型，并发现流纹岩和流纹质（熔结）凝灰岩普遍具有碱交代作用，发育有火山灰溶蚀孔和玻璃基质脱玻化球粒内微孔等特殊孔隙类型，同时对火山岩储层物性与岩石类型的关系进行了定量化研究，并且分析了岩性作为物质基础直接控制储层物性演化的作用。     

ANALYSIS OF THE VOLCANIC GAS RESERVOIR FORMING CONDITIONS AND THE PREDICTION OF FAVORABLE BELTS IN XUDONG AREA

松辽盆地北部徐家围子断陷徐东斜坡带地层具有较好的烃源条件,火山岩储层较发育.研究发现,受不同火山机构控制,平而上营城组火山岩储层连通性差,单井气藏流体分布多表现为上气下水的特点,总体上没有统一的气水界面;岩性圈闭是火山岩气藏成藏的主控因素,气藏类型多为构造—岩性气藏.通过对徐东地区营城组火山岩储层综合地质研究,在精细构造解释、火山口识别、火山岩相预测、储层反演预测的基础上,划分出4个近南北向展布的环带状火山岩圈闭发育带:东部斜坡带、徐东断裂带、中部深凹带和西部断阶带.     

火山岩圈闭的识别方法

松辽盆地深层营城组天然气气藏是火山岩圈闭气藏,识别火山岩圈闭可为天然气勘探提供钻探目标.因此,通过总结徐家围子断陷火山岩圈闭模式(火山岩岩性圈闭、火山岩岩相圈闭、火山岩岩性-断层圈闭)认识了火山岩地震响应特征,同时对火山岩储层进行了层位解释及火山岩岩体识别,并应用相干体、地震反演等技术识别出松辽盆地徐家围子断陷营城组火山岩圈闭,从而形成了火山岩圈闭识别方法.应用该方法在徐家围子断陷识别了营城组火山岩圈闭,并通过钻井证实了火山岩圈闭识别方法的可行性,而且具有Ⅰ、Ⅱ类地震相特征的火山岩岩性-断层圈闭气藏的识别成功率较高.     

Development features of volcanic rocks of the Yingcheng Formation and their relationship with fault structure in the Xujiaweizi Fault Depression, Songliao Basin, China

The Xujiaweizi Fault Depression is located in the northern Songliao Basin,Northeast China.The exploration results show that the most favorable natural gas reservoirs are in the volcanic rocks of the Yingcheng Formation(K 1 yc).Based on seismic interpretation,drill cores and the results of previous research,we analyzed the distribution of faults and the thickness of volcanic rocks in different periods of K 1 yc,and studied the relationship of volcanic activities and main faults.Volcanic rocks were formed in the Yingcheng period when the magma erupted along pre-existing fault zones.The volcanic activities strongly eroded the faults during the eruption process,which resulted in the structural traces in the seismic section being diffuse and unclear.The tectonic activities weakened in the study area in the depression stage.The analysis of seismic interpretation,thin section microscopy and drill cores revealed that a large number of fractures generated in the volcanic rocks were affected by later continued weak tectonic activities,which greatly improved the physical properties of volcanic reservoirs,and made the volcanic rocks of K 1 yc be favorable natural gas reservoirs.The above conclusions provide the basis to better understand the relationship of the volcanic rock distribution and faults,the mechanism of volcanic eruption and the formation of natural gas reservoirs in volcanic rocks.     

徐家围子断陷营城组火山岩断盖时空匹配及其对天然气成藏的控制作用

为研究徐家围子断陷营城组火山岩中天然气分布规律,在分析油源断裂分布及其输导天然气时期和盖层分布及其封闭能力形成时期的基础上,通过比较盖层断接厚度与其封气所需最小断接厚度的相对大小和盖层封闭能力形成时期与油源断裂输导天然气时期的相对早晚,对徐家围子断陷营城组火山岩断盖时空匹配关系进行研究,并结合天然气分布研究断盖时空匹配关系对天然气成藏与分布的控制作用。研究结果表明:徐家围子断陷营一段顶火山岩非封闭型断盖空间匹配关系区主要分布在断陷南部、中部、西部和东部相对较大油源断裂处,其余油源断裂处和油源断裂不发育区皆为封闭型断盖空间匹配关系区;登二段泥岩非封闭型断盖空间匹配关系区主要分布在断陷南部、中部和中北部相对较大油源断裂处,其余油源断裂处和油源断裂不发育区也为封闭型断盖空间匹配关系区。青山口组—姚家组沉积时期、嫩江组沉积末期和明水组沉积末期断盖时间匹配关系相对较好,而火石岭组—营城组沉积时期和古近系沉积末期匹配关系相对较差。断盖时空匹配关系对营城组火山岩天然气成藏与分布的控制作用主要表现在2个方面:封闭型断盖空间匹配关系区是营城组火山岩天然气成藏的有利区;断盖时间匹配关系控制着营城组天然气成藏时期。研究成果对指导徐家围子断陷营城组火山岩天然气勘探具有重要意义。     

致密碎屑岩储层物性影响因素及优质储层主控因素——以松辽盆地长岭断陷龙凤山次凹营城组为例

以松辽盆地长岭断陷龙凤山次凹营城组致密碎屑岩储层为研究对象,应用多种技术及手段对物性影响因素及优质储层主控因素进行研究。致密碎屑岩的储层物性影响因素包括岩石类型、沉积微相、砂泥界面、胶结作用、溶蚀作用及微裂缝。利于致密气储集的因素为：(1)孔隙衬里绿泥石、(2)火山岩岩屑溶蚀、(3)微裂缝。其中：(1)孔隙衬里绿泥石可通过减缓压实和抑制胶结作用来保护原生孔隙,进而控制水体环境转化带的储层质量;(2)火山岩岩屑溶孔是主要的次生孔隙类型,可控制酸性流体分布区的储层质量;(3)生烃增压成因的微裂缝能够增加储层的渗透性,进而控制深水沉积区的储层质量。主控因素(1)主要分布于盆地边缘的浅水区,主控因素(3)主要分布于盆地近中心的深水区,主控因素(2)全区分布。主控因素(2)可与(1)或(3)叠加共同控制优质储层的分布,基于此建立优质储层平面分布模式,预测有利区并获得了生产验证。     

松辽盆地徐家围子断陷断裂变形特征及控藏机理

徐家围子断陷为“西断东超”的箕状断陷,伸展断裂和走滑断裂这2种性质断裂对天然气成藏具有明显的控制作用。伸展断裂系统在控盆同时控制有效烃灶分布,近SN向张扭断裂即徐西断裂与NNE向断裂共同控制了沙河子组煤层分布,形成有效烃源灶。走滑断层为火山喷发的通道,徐中断裂和徐东断裂控制营一段和营三段火山分布,与之相交的北北东向断裂有诱导火山喷发作用,交点位置火山规模最大。徐中断裂在泉头组沉积晚期到青山口组沉积早期再次强烈活动,右旋走滑变形使火山岩产生大量裂缝,特别是在断层交点处最发育,形成优质储层。徐东断裂此时无明显活动,优质储层不受裂缝控制。与此同时断裂强烈活动配合沙河子组气源岩大量生排气,成为气源断层,徐中断裂是最主要的气源断裂,由于岩性对接封闭作用,天然气主要分布在气源断裂下盘,因此,天然气围绕倾向变化的徐中断裂两盘呈“正弦曲线”状分布。反转断层和盖层控制天然气富集层位,火山岩顶面的“混岩”盖层品质好,在反转断层不发育区使天然气富集在火山岩储层中。反转断层发育区,易将火山岩中天然气调整到青山口组区域性盖层下的扶杨油层中聚集,调整期为明水组沉积末期。走滑断裂是天然气成藏的主控因素,明水末期没发生强烈反转是保存的关键。     

徐家围子断陷营城组火山岩岩石学及地球化学特征

徐家围子断陷位于松辽盆地北部,断陷发育期火山活动强烈,早白垩世营城组火山岩分布最为广泛,是松辽盆地北部深层天然气的重要储层类型.综合应用岩心观察、薄片鉴定、荧光元素分析以及X衍射等手段,对该区营城组火山岩化学特征和岩石矿物学特征进行了细致研究,指出化学成分类型主要为酸性,火山岩系列属于亚碱性中的钙碱性系列.划分为熔岩和火山碎屑岩2大类8个亚类的火山岩类型.同时探讨了该类气藏岩性的特殊性以及由此导致的储集空间和演化的特殊性,普遍发育的碱交代作用揭示深层火山岩的储层演化具有深部热流体参与的新机制.     

松辽盆地南部长岭断陷火成岩分布及成藏规律

长岭断陷为陆相火山岩－－沉积岩盆地，断裂运动是控制火山活动及火山岩平面分布的主要因素。通过对该区多年的研究，利用特殊地震相，对火山岩平面分布进行预测，圈出2个火山口和8个沿控边大断裂分布的火山岩体，并在营城组火山岩体中获得工业性天然气。火山岩储集层物性的好坏，除受原生孔隙控制外，次生裂隙及溶洞也是关键因素，寻找断裂发育带和后期反转区内的火山岩有利储集相带，是寻找深层天然气和无机气的有利场所。     

松辽盆地深层火山岩气藏富集规律与勘探前景

松辽盆地深层为多个独立断陷组成的断陷群,火山岩为深层天然气藏主要储集层。在对深层火山岩气藏形成条件和成藏富集规律系统分析的基础上,提出深层火山岩气藏具有近距离运移成藏,围绕主断槽、沿断裂分布的特点;烃源岩、储集层和断裂共同控制气藏的分布。烃源岩、火山岩都发育且配置关系良好并具有一定构造背景的区带为有利勘探区带。目前未突破的断陷多,勘探潜力大。营城组火山岩依然是下步勘探的重点,火石岭组是火山岩气藏勘探的新层系;深层碎屑岩分布广,烃源岩与储集层大面积直接接触,是深层勘探重要的接替层系。     

松辽盆地徐家围子断陷主要断裂对气藏的控制作用

解剖松辽盆地徐家围子断陷气藏控藏要素对将来火山岩复杂气藏的勘探具有重要的指导意义。为此,在精细解释徐家围子断陷三维地震资料的基础上,绘制了基底断裂与火山岩、气藏分布叠合图,并精细解剖了该区的火山机构。结果认为,徐家围子断陷火山岩天然气藏主要受控于深层断裂系统,基底断裂在火山岩发育、储层改造、高强度气源充注等成藏关键要素中都发挥了重要作用：平面上,火山沿基岩断裂走向成串珠状排列,断裂分叉或转折点为火山重要通道;纵向上,多期火山结构叠置;火山活动后期,深层酸性流体沿断裂上涌,并顺着不整合面扩展,形成了具有良好次生孔隙的优质储层;在断裂通道附近,按火山岩相发育部位,离断裂近的火山岩侵出相、喷溢相上部亚相和空落亚相是气藏形成最有利的部位。