准噶尔盆地红车地区火山岩储层特征及主控因素

火山岩油气藏已经成为准噶尔盆地西北缘油气勘探及开发挖潜的一种重要类型,而红车断裂带古生界火山岩是下步勘探的重要领域。在该区深入剖析了火山岩油气藏的类型、储层及盖层特征基础上,指出构造条件、岩相特征、裂缝发育程度和保存条件是其油气成藏的4个关键因素,从而为该盆地的整体评价和勘探部署奠定了基础。

将准噶尔盆地西北缘红车断裂带分成4个断裂亚带:红山嘴逆冲断裂亚带、中拐反冲断裂亚带、车排子近ns向逆冲断裂亚带和车75井—车77井nw向逆冲断裂亚带,并分析各断裂亚带的平面分布特征及形成机制,再运用断裂生长指数和断距分析方法对典型构造剖面进行研究,认为同生逆冲断裂多数是前缘主干断裂,为高角度基底卷入型叠瓦冲断构造,对二叠系、三叠系和侏罗系底部的沉积有明显控制作用。二叠纪逆冲推覆剧烈,逆冲断裂普遍发育,三叠纪断裂发育强度由北向南呈减弱趋势;侏罗纪断裂发育表现为北部地区较弱,中部地区较强,南部地区几乎停止的特点。二叠纪到三叠纪断裂发育为前展式,三叠纪到侏罗纪断裂发育为后展式。

红车地区三叠系是准噶尔盆地西北缘重要的油气富集带之一。沉积相的研究是有利区带评价的基础,通过岩心描述和分析,并结合测井、地震等资料,在红车地区识别出多种沉积相类型,主要包括冲积扇、辫状河、三角洲、湖泊等。红山嘴地区下克拉玛依亚组沉积时期发育的辫状河沉积为岩性油气藏有利相带。

在石油天然气勘探开发过程中,勘探开发的目标一直是沉积岩储层。近年来,国内外相继发现火山岩油气藏,火山岩油气藏成为勘探目标之一。但火山岩具有岩石类型多、岩性较为复杂的特点。火山岩岩性识别是岩相划分、储层综合评价、井网部署、开发方案编制的基础。本文介绍了火山岩储层及岩相特征、火山岩的测井响应特征,简单阐述了火山岩岩性识别的方法。随着测井技术的发展,新的火山岩岩性识别方法将不断提出。

红车地区侏罗系是准噶尔盆地西北缘重要的油气富集带之一,其沉积相的研究是有利区带评价的基础。首先结合测井、地震等资料,通过岩心描述和分析,在红车地区识别出冲积扇、辫状河、三角洲、湖泊等多种沉积相类型,其中八道湾组晚期及三工河组时期,振荡背景下形成辨状河三角洲前缘砂岩与滨浅湖泥岩交互沉积,生、储、盖配置关系良好,为岩性圈闭的有利相带。之后针对红车地区侏罗系主要地震相特征加以探讨,并在中期基准面旋回分析的基础上,明确侏罗系各砂组的沉积相平面展布特征,重塑红车地区侏罗纪沉积演化历史。最后探讨了沉积相与岩性圈闭发育的关系,并指出八道湾组及三工河组沉积时期岩性圈闭发育的有利位置。

通过对红车断裂带石炭系典型油气藏的剖析,结合对石炭系储层的研究,认为红车断裂带石炭系成藏的主要控制因素是断裂带、火山岩岩相和不整合面。在此基础上对各个控制因素进行了分析,提出了研究区主要的4种成藏模式:以喷发相为储层,火山沉积相为盖层;以喷发相为储层,溢流相为盖层;以过渡相为储层,火山沉积相为盖层;以溢流相为储层,火山沉积相为盖层。

通过对地震、钻井、测井和露头资料的综合分析,结合井间对比及井-震对比,在红车断裂带白垩系识别出4个三级层序和8个体系域,首次建立了研究区内白垩系层序地层对比格架。为在红车断裂带地区,寻找以岩性圈闭为主的非构造油气藏将起到重要的作用。

对准噶尔盆地西北缘地质条件的三维地震资料进行分析,探讨其构造样式、断裂特征、区域构造演化、区域构造格局。结果表明,从三叠纪开始至今,断裂发育总体呈逐渐变弱趋势,三叠纪发育断裂活动强烈的同生逆断裂;侏罗纪发育断裂活动逐渐减弱的同生逆断裂;白垩纪基本上不发育断裂,仅发育极少数层内正断裂;古近纪末期发育一期较弱后生正断裂;新近纪末期发育一期较强后生正断裂。

根据岩心裂缝观察和测井资料研究,发现红车断裂带裂缝类型主要包括4种非构造缝(层间缝、缝合线、溶蚀缝和成岩缝)以及4种构造缝(水平缝、低角度缝、斜交缝和高角度缝)。统计发现,红车断裂带约50%裂缝全充填,37%半充填,13%未充填。充填物有方解石、硬石膏、沸石、硅质、绿泥石以及其他自生矿物。裂缝宽度0.1～20mm,以1～4mm为主;90%以上的裂缝倾角分布在10～50°,裂缝走向以北东向为主,次为近南北向和北西向。裂缝发育的有利构造部位主要是构造高点、构造交汇点和断层发育区,裂缝发育程度随储集层岩石的脆性增加而增加,裂缝发育程度与开度均随储集层埋深增加而减小。

运用气相色谱、质谱和碳同位素等分析技术对s1井的油气地球化学特征进行分析,油气源对比表明s1井原油和天然气均来源于沙湾凹陷二叠系下乌尔禾组烃源岩。白垩系清水河组与侏罗系八道湾组原油存在两期成藏,该区二叠系乌尔禾组的自生自储是深层有利的勘探方向。

通过在地震、钻(测)井等资料上寻找识别层序界面标志,综合运用井-震联合、联井格架层序分析等方法,建立了准噶尔盆地西北缘红车地区侏罗系地层的层序划分方案。研究表明,该区侏罗系共划分为2个超层序,7个层序。研究区侏罗系各层序的沉积体系早期由西、北西方向提供物源形成的冲积扇-辫状河沉积逐渐转为河流-三角洲-滨浅湖沉积,晚期则由西、北西及西南方向提供物源变回为冲积扇-辫状河(辫状河三角洲)沉积体系。

准噶尔盆地南缘构造特征

红车断裂带是准噶尔盆地西北缘勘探程度相对较低的地区,随着油气勘探进程的加快,近几年在石炭系火山岩中不断有油气发现。本文从储层岩石学及储集性能等方面对该区石炭系火山岩储层特征进行了阐述和分析,认为研究区储层岩石主要为火山碎屑岩;储集空间主要为次生孔隙和次生裂缝;孔隙性最好的是火山角砾岩和砂砾岩,渗透性最好的是凝灰岩;储层岩石的含油气级别较低,绝大部分为不含油,储层绝大部分为干层或水层,只有约四分之一的储层有油气生产能力。

从沉积层序与油气成藏的关系出发,在河流-三角洲沉积体系中,提出了"富砂之外找贫砂,贫砂之内找富砂"的岩性地层油气藏勘探新思路。运用该思路并结合层序地层理论和相关目标评价技术,在准噶尔盆地红车断裂带三叠系克拉玛依下亚组河流相中,认为中期旋回msc2为有利的"贫砂"层系,在该层系中高弯曲指数的河道砂体为有利的"富砂"目标,针对目标提交了红山4井并获得工业油流;同样在新近系沙湾组三角洲沉积相中,认为三级层序nsq2中的湖侵体系域为有利的"贫砂"层系,层系中的三角洲前缘水下分流河道砂体为有利"富砂"目标,针对目标提交车89井并获得油气突破。这一思路指出了"贫砂"地层也是岩性地层油气藏发育的重要场所,对我国陆相岩性地层油气藏勘探具有一定的实践意义。

通过采用铸体薄片、扫描电镜、铸体图像分析、压汞分析等多种技术手段,对准噶尔盆地白家海地区侏罗系三工河组储层的孔隙结构进行了系统分析与研究。三工河组储层以次生溶蚀孔隙为主,喉道类型以片状、弯片状及管束状为主,主要是ⅱ类较大喉道,其次是ⅲ类中喉。储层评价结果为三工河组储层很好,ⅰ、ⅱ、ⅲ类都发育。沉积作用和成岩作用是影响孔隙结构的主要因素,成岩作用中的胶结作用和溶蚀作用的影响最大。

准噶尔盆地高闭合应力致密储层是指井深大于3500m,闭合应力梯度大于0.02mpa/m,且由于储层物性差、杨氏模量高、泊松比高,导致地层破裂压力高而难以压开的储层,主要包括西北缘二叠系、车排子凸起侏罗系和白垩系及部分高温超深风险探井钻遇的储层。目前对此类储层改造的重点与难点主要体现在5个方面:①施工风险大、技术选择余地小;②施工易砂堵;③对压裂材料的性能要求高;④微裂缝发育,压裂液滤失严重;⑤设备故障率较高。通过现场实践与研究,形成了以降低井口施工压力技术为核心,支撑剂组合优化技术与施工参数优化技术相结合的高闭合应力致密储层改造技术体系,加重压裂液密度最高达1.365g/m3,突破了技术瓶颈,使高闭合应力致密储层探井压裂成功率由常规方法的50%提高至100%。

准噶尔盆地东部井下地层划分表 地层层序 构造运动 界系统 南缘东部 群、组代号群、组 代 号 新 生 界 第四 系qq喜山运动ⅱ 喜山运动ⅰ 燕山运动ⅲ 燕山运动ⅱ ~~~~~~ 燕山运动ⅰ ~~~~~~ 晚印支运动 ~~~~~~ 晚海西运动 早海西运动 ~~~~~~~~~~ 上第 三系nn 下第 三系ee 中 生 界 mz 白垩 系 下 统 吐谷鲁群k1tg吐谷鲁群k1tg 侏 罗 系 上 统 石树沟 群 j2-3sh 齐古组j3q石树沟 群j2-3sh 齐古组j3q 中 统 头屯河组j2t头屯河组j2t 西山窑组j2x西山窑组j2x 下 统 三工河组j1s三工河组j1s 上八道湾组j1b b 上八道湾组j1b b 下八道湾组j1b a 下八道湾组j1b a 三 叠 系 上 统 郝家沟组t3

李德江，杨俊生，朱筱敏.《准噶尔盆地层序地层学研究》，西安石油大学 大学学报（自然科学版），2005,20（3）

准噶尔盆地东部油田的油层损害问题已愈来愈引起人们的重视。近年来笔者运用x衍射及扫描电镜分析方法,对盆地东部三台—北三台及火烧山地区的26口井,共300余块样品的粘土矿物进行了比较系统的分析研究。样品控制的主要地层有:三台—北三台地区的二叠系上统梧桐沟组(p_(2w))、三叠系下统韭菜园子组(t_(1j))、烧房沟组(t_(1s))、三叠系中上统小泉沟群(t_(2-3xq))及侏罗系下统八道湾组(j_(1b))、火烧山地区的平地泉组(p_(2p))。本文试图从研究粘土矿物特征入手,进而对其可能造成的油层损害问题进行分析。

以准噶尔盆地石炭系火成岩为目的层的油气勘探开发已开展近20年,实钻中井漏问题十分突出,虽经过多年研究,但问题一直没有得到很好地解决。近年来,伴随着国内外成熟的钻、完井技术不断整合配套,基于大量的地质资料分析、基础理论研究成果及现场参数统计和室内实验与模拟结果,在上述地区开展了控压钻井(mpd)技术实践并获得成功。实践证明:mpd在该区的成功应用不但解决了长期困扰人们的井漏问题,而且还以其自身优势解决了诸如产层保护、井身结构优化、二叠系和石炭系地层机械钻速难以提高、井壁失稳和长裸眼段穿越多套压力系统共存的窄密度窗口等一系列相关难题。通过多项技术攻关和现场试验,提高了机械钻速、延长了钻头寿命,为该地区裂缝性火山岩气藏的勘探开发提供了技术保障。

邹平铜矿处于齐河-广饶深大断裂带南部的邹平火山岩盆地中,形成于破火山口火山通道充填的石英正长闪长岩岩颈中央上部,包括伟晶岩型铜矿和细脉浸染状斑铜矿床两种类型。前者矿体较小,但品位高;后者品位较低,但规模中等。含矿石英正长闪长岩等密度小、磁性弱,故在火山岩系中呈现高背景重力场上的重力低和杂乱高磁场背景中的低负异常,即"重磁同低",且高极化。重磁同低异常区和高极化率异常带,是本区寻找铜矿的有利部位。

通过对中拐地区二叠系沉积、地层厚度以及地震剖面特征的分析,在上乌尔禾组发现了古沟槽沉积,其特殊的沉积条件、充填作用和构造特征决定了下乌尔禾组古沟槽的展布和形成。古沟槽在地震剖面上表现出独特的外形特征:上超充填(垂直物源方向)和斜交反射特征(平行物源方向)。通过对古沟槽成藏条件的分析,认为该区二叠系古沟槽具备优越的成藏条件,是一重要的勘探领域。