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黄沙坨油田火山岩岩相特征分析

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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————————————————作者简介:李均强,男(1976-) ,工程师,四川盐亭县人, 2001 年毕业于西南石油学院石油工程专业。地址:辽河油田公司采油工艺处(0427联系电话:13998764663。沙坨油田火山岩岩相特征分析李均强 (中油辽河油田公司采油工艺处, 辽宁 盘锦 124010)摘要:火山粗面岩的分布预测对于黄沙坨油田寻找新的储量目标区具有重要的意义,同时也是黄沙坨油田勘探增储中的难点。根据黄沙坨—欧利坨子地区沙三段火山岩的形成模式,应用古地磁分析、等时振幅及沿层相干切片技术预测了该区火山口的分布范围,并对火山岩喷发的期次进行了划分。在此基础上,进行区域勘探取得较好的增储效果,同时也验证了采用古地磁分析和等时振幅相干切片技术预测火山口的分布范围是可靠的。关键词:火山岩;火山口;岩相;古地磁;黄沙坨中图分类号: 文献标识码:言黄沙坨油田构造上位于辽河盆地东部凹陷中段铁匠炉构造西侧的黄沙坨构造带上。黄沙坨构造为 1 个依附于界西断层的大型断裂鼻状构造,该构造南接欧利坨子构造,北邻铁匠炉构造。油田主力储层为下第三系沙河街组沙三下段的火山喷发岩 [1]。1999 年 11 月以来,经多次火山岩分布预测分析及勘探,累计上报探明含油面积 明石油地质储量 2171×104 t。1 火山口预测火山岩相是指“一定环境下火山活动产物特征的总称”或“火山岩形成条件及该条件下所形成的火山岩岩性特征的总和” 。火山岩喷发模式和火山口位置预测研究是储层研究的基础,参考国际上火山岩喷发模式命名方法,结合黄沙坨地区既有粗面岩又存在玄武岩的实际,编制了沙三段火山岩的可能形成模式(图 1) 。图 1 中,由下至上依次相当于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组火山岩的模式。其中,Ⅱ组的喷发模式属卡迈特式,其特点是熔浆性质粘稠,熔浆以火山灰流形式大量涌出,在火山口周边形成厚度较大的熔结粗面岩、粗面岩等,同时造成熔浆房空虚,使火山口塌陷而形成破火山口。图 1 黄沙坨地区火山喷发成因模式火山口位置预测主要依据火山喷发模式,结合火山岩性、岩相、地震相、水平切片等,并辅以古地磁分析等,通过综合研究实现。通常情况下,火山口具有如下特征:附近多发育爆发相和超浅层侵出相,岩石类型为熔岩类,厚度比较大;地震相火山口为相对弱反射区,其周边则突变性地出现强反射;时间切片上表现为“圆形”相位,与周边呈不整合接触。以古地磁分析方法为主,辅以地震相干切片验证 [2],对黄沙坨区火山口位置进行预测。地磁分析钻井岩心重定向的古地磁方法的理论依据是:任何岩石样品在形成以后,不论经历怎样的变化,都存在剩余磁性,即包含一个或多个剩磁分量。上述磁分量可以提供地磁北方向的信息,该方向或者代表现今地磁场方向(在钻井位置上岩石的重磁化方向)或者代表该岩石地层形成时期的地磁北方向(称原生剩磁) 。可以在明确研究区已知地磁方向的基础上(包括形成原生剩磁时期地磁场方向) ,采用逐步退磁法消除岩石样品剩磁,最终恢复原来磁场的方向指向。依据岩心原方向指向测量恢复方法的成功,利用钻井岩心测量分析搬运介质流向并使其复原为原方向。测量分析方法的实施,即依据岩石磁组构参量与搬运介质流动方向的依存关系及古地磁岩心重定向方法的建立、系统配套,才能使古地磁研究达到目的。根据以上理论,根据岩心样品测定古地磁方向,进而确定欧利坨子—黄沙坨地区古熔岩流方向主要沿着构造带轴部由西南向东北流动,局部地区由东向西流动,如小 29、小 23及小 26 井区,同时确定该区存在 3 个主要火山口,自南向北依次位于欧 45 井、小 29 井及小 4 井区。火山岩主要分布于欧 45 井古火山口与小 29 井古火山口之间,火山岩相上主要为边缘相、过渡相和近火山口相(按距火山口远近划分) ,其中,过渡相、近火山口相均为火山岩有利岩相带。时振幅及沿层相干切片将目的层沙三下粗面岩通过插值拉平,从水平切片可以清楚地看到欧 45 井周围的环型图像(图 2)。同区由浅至深的沿层水平切片上也能清晰见环形轮廓,可以证实火山口的存在及其真实位置。小 29、小 4 井等井区也同样可见到环状图形,证实有火山口存在。沿层相干切片不仅可预测火山岩分布范围,还可以预测出火山喷发方式,如欧利坨子地区的沿裂隙喷发、辽河断陷盆地东部凹陷南部沟沿地区火山口喷发等。2 火山岩岩相特征根据距离火山口的远近,可以将火山岩相划分为火山口、近火山口相、过渡相和边缘相。根据火山作用方式可以将火山岩相划分为爆发相、溢流相、侵出相、次火山岩相和火山沉积岩相 [3]。根据岩心观察和岩石薄片分析,黄沙坨地区火山岩为喷出岩,主要为基性玄武岩和中性粗面岩其中,顶部和底部主要为玄武岩和玄武质凝灰岩,中部主要为巨厚粗面岩。根据钻井揭露火山岩岩性在纵向上的变化,可以将沙三段火山岩划分为三期 [4]。(1)Ⅰ期火山岩主要为爆发相形成的玄武岩,单层厚度较小,与沉积岩互层产出。钻遇该期火山岩的井主要有小 14 16 26 等井,钻井揭露厚度也较小。(2)Ⅱ期火山岩以喷溢相形成的粗面岩为主,火山岩厚度较大,一般为 150~350m,为黄沙坨主要储层。根据岩性变化,根据自然伽玛曲线可以将Ⅱ期火山岩进一步划分了 3个次级期次,即Ⅱ 1 、Ⅱ 2和Ⅱ 3。(3)Ⅲ期火山岩以溢流相玄武岩为主,发育层数多,分布范围广,但单层厚度小,与泥岩互层产出,覆盖于Ⅱ组粗面岩之上,可以作为Ⅱ组火山岩油藏的良好盖层。3 现场实践黄沙坨油田初期勘探小 22 块取得成功,以此为基础,以三维地震资料为主,辅以钻井、录井、测井及生产资料,预测小 29 井火山口南部可能为粗面岩分布有利区带,部署探井小 33 井和小 35 井,均获得工业油流,发现小 33 和小 35 块,新增含油面积 增探明石油地质储量 573×104t。在小 33 和小 35 井取得突破的基础上,根据三维地震资料和火山口预测位置及岩相分布特征,部署小 33小 33,均获得高产工业油流,初期日产油达 30t/d 以上。4 结 论(1)古地磁分析、等时振幅及沿层相干切片技术是预测火山口位置的有效手段,现场应用证实了黄沙坨地区欧 45、小 29 及小 4 井附近火山口的存在。(2)根据钻井揭露火山岩岩性在纵向上的变化,可以将黄沙坨油田沙三段火山岩划分为 3 期,其中,Ⅱ期火山岩为黄沙坨油田主要储层,并可进一步划分了 3 个次级期次。(3)黄沙坨火山岩勘探实践表明,从火山喷发成因模式出发,分析火山口的成因特点,并依据火山喷发模式结合岩性、岩相、地震相、水平切片,再辅以古地磁分析等综合研究可以实现火山口分布预测。参考文献:[1] 马强.黄沙坨油田火山岩裂缝油气藏储层评价[J].断块油气田,2008,15(1):312] 徐丽英,]003,10(1):36~39.[3] 杨峰平,李占林,]003,10(1):97~98.[4] 郭克园,蔡国刚,罗海炳,]002,13(360~66.
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