海拉爾盆地布達(dá)特群古潛山油氣藏儲層特征及評價

海拉爾盆地布達(dá)特群古潛山油氣藏儲層特征及評價

古潛山油氣藏是中國西部古生代和華北奧陶系油氣藏的重要類型。東北地區(qū)于20世紀(jì)70年代在下遼河盆地發(fā)現(xiàn)太古界潛山油藏,之后在二連盆地和依舒地塹也發(fā)現(xiàn)潛山油氣藏。通過與華北、二連等盆地的對比研究,在2003年勘探技術(shù)研究院的報告中首次提出了蘇德爾特地區(qū)存在古潛山油氣藏。本文在以往成果基礎(chǔ)上重點刻劃古潛山的地質(zhì)特征和成因。海拉爾盆地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾盟境內(nèi),與蒙古國的塔木查格盆地為統(tǒng)一的盆地,總面積70480km2,我國境內(nèi)面積44210km2。以得爾布干斷裂為界,西部屬于額爾古納褶皺系,東部屬于內(nèi)蒙-大興安嶺褶皺系,海拉爾盆地的基底位于兩個褶皺系的結(jié)合部位。在得爾布干斷裂以西基底巖性主要為前古生界深變質(zhì)巖,以東主要為古生界淺變質(zhì)巖。盆地構(gòu)造區(qū)劃分為三坳兩隆5個一級構(gòu)造單元,由西向東依次為扎賚諾爾坳陷、嵯崗隆起、貝爾湖坳陷、巴彥山隆起和呼和湖坳陷。進(jìn)一步又劃分為4個凸起16個凹陷共20個二級構(gòu)造(圖1)。蘇德爾特地區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市新巴爾虎右旗貝爾蘇木(鄉(xiāng))境內(nèi)。區(qū)域構(gòu)造位置位于海拉爾盆地貝爾凹陷貝西和貝中生油凹槽之間蘇德爾特構(gòu)造帶上,呈北東向展布。該區(qū)石油地質(zhì)勘查始于1982年,到1985年完成了2km×4km測網(wǎng)的地震詳查工作,發(fā)現(xiàn)了蘇德爾特構(gòu)造帶。1996年在蘇德爾特西構(gòu)造上部署了B10井,獲日產(chǎn)油0.024t的低產(chǎn)油流,從而展示了蘇德爾特地區(qū)的勘探前景。1999年在該地區(qū)完成了三維地震406km2,進(jìn)一步查清了蘇德爾特構(gòu)造帶的構(gòu)造形態(tài)和斷層展布,同時對B10井布達(dá)特群錄井見7級熒光的顯示儲層也進(jìn)行了測試,測試獲0.08t/d的低產(chǎn)油流。2001年,對B10井布達(dá)特群1935.0~1956.0m進(jìn)行壓裂后抽汲,獲得39.769t/d的高產(chǎn)工業(yè)油流,發(fā)現(xiàn)了布達(dá)特群油藏。2002年在B12井布達(dá)特群頂部風(fēng)化殼進(jìn)行了壓裂抽汲獲8.087t/d的工業(yè)油流,擴大了蘇德爾特西部斷階帶布達(dá)特油藏的含油面積。2003年在B30井布達(dá)特群儲層除構(gòu)造裂隙外見到了溶洞型儲層,試油獲得自然產(chǎn)能37.35t/d,為認(rèn)識該區(qū)的油藏特征提供了詳實資料。1布達(dá)特群古潛山的地質(zhì)特征1.1沉積間斷特征海拉爾盆地基底為古生界和前古生界,其沉積蓋層為中生界三疊系、侏羅系、白堊系和新生界上第三系、第四系(圖2)。沉積層最大厚度6000m。海拉爾盆地沉積地層系統(tǒng)分為4個群、6個組、13個巖性段,自下而上為:布達(dá)特群、興安嶺群(含3個巖性段)、扎賚諾爾群(分為銅缽廟組、南屯組、大磨拐河組、伊敏組)和貝爾湖群(上白堊統(tǒng)青元崗組、第三系呼查山組、第四系)。各群間均有不同程度的沉積間斷,其中以布達(dá)特群頂部、興安嶺群上下、南屯組與銅缽廟組之間、青元崗組與伊敏組之間的不整合特征最為明顯。海拉爾盆地為斷陷湖盆沉積,各組段地層在各斷陷中的分布差異較大,勘探主要目的層段布達(dá)特群、興安嶺群、扎賚諾爾群主要分布在盆地一級坳陷部位,在隆起上的凹陷沉積薄而不全,隆起部位基本缺失。鉆井揭示的地層序列自下而上特征如下:布達(dá)特群為淺變質(zhì)的碎屑巖系和蝕變火山巖;興安嶺群為火山巖、火山碎屑巖、沉積巖互層序列;銅缽廟組以雜色砂礫巖為主,夾黑灰、灰黑色泥巖、凝灰質(zhì)泥巖及凝灰質(zhì)砂巖、凝灰?guī)r;南屯組上部為深灰、灰黑色泥巖及灰色粉砂巖夾煤層,下部以灰黑色泥巖為主,與下伏地層呈不整合接觸;大磨拐河組主要為深灰、黑灰色泥巖及灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖呈不等厚互層,與下伏地層呈不整合接觸;伊敏組主要為灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與粉砂巖呈不等厚互層,夾黑色煤層,與下伏地層呈假整合接觸;白堊系青元崗組中上部為紫紅色泥巖與灰色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖呈不等厚互層,下部為灰色泥巖與雜色砂礫巖呈不等厚互層。與下伏地層呈不整合接觸;第三系主要為灰色泥巖與雜色砂礫巖呈不等厚互層,與下伏地層呈不整合接觸;第四系為灰黑色腐殖土,其下為灰黃色砂礫層,與下伏地層呈不整合接觸。1.2中西緣構(gòu)造差異從布達(dá)特群頂面(T5)構(gòu)造圖可以看出,該區(qū)構(gòu)造具有南北分塊、東西分帶的特點。受基底斷裂控制而形成的貝西次凹、蘇德爾特隆起、貝中次凹呈相間排列。北部貝西次凹,為貝西生油洼槽在本區(qū)向東延伸部分,走向近北東,區(qū)內(nèi)最大埋深為2800m;中部蘇德爾特構(gòu)造帶為走向近北東的長條狀構(gòu)造帶,最大埋深3700m;南部斷洼盡管較深但面積相對較小,結(jié)構(gòu)與北部斷洼差別較大,最大埋深近4000m。蘇德爾特構(gòu)造帶為繼承性發(fā)育的構(gòu)造,受斷層控制,分為4個斷階。B28-B12-B16井近東西走向的條帶狀斷塊位于蘇德爾特構(gòu)造帶的中部,受南北兩側(cè)斷層的控制,該斷塊為地壘構(gòu)造,這個地壘處在生油洼槽內(nèi),同生斷裂活動強烈,斷距較大,常常造成斷層下降盤的烴源巖層與上升盤內(nèi)的老地層側(cè)向?qū)?。長期發(fā)育的斷塊頂部,受大氣淡水滲流及構(gòu)造應(yīng)力的影響,溶蝕作用強烈,孔縫發(fā)育,形成大量的溶孔、溶洞和裂縫儲層,以斷層和不整合面為主要通道,在布達(dá)特群的潛山中聚集成藏,B16、B28、B10、B14等井區(qū)均為潛山型油藏。2儲層類型及儲層儲層特征布達(dá)特群儲層為碎裂含鈣中砂巖,碎裂細(xì)粒長石巖屑砂巖,碎裂碳酸鹽質(zhì)礫巖。成分以巖屑、長石為主。巖屑中巖漿巖體積分?jǐn)?shù)為46%~54%,長石體積分?jǐn)?shù)為42%~44%。膠結(jié)物為碳酸鹽和方解石,碳酸鹽體積分?jǐn)?shù)為1%~35%,方解石體積分?jǐn)?shù)為12%。填隙物泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)為3%~66%,泥質(zhì)含量較高,分選好-中,孔隙發(fā)育中等-較差,大小顆粒雜亂分布。磨圓度為次圓,孔隙式膠結(jié)。布達(dá)特群儲層類型復(fù)雜,有孔隙型,裂縫、孔洞及溶孔型,屬于孔隙-裂縫雙孔介質(zhì)儲層(圖3)。裂縫較發(fā)育,高角縫與網(wǎng)狀縫并存,頂部多為網(wǎng)狀裂縫,裂縫部份有巖脈充填。毛管壓力曲線僅反映基質(zhì)孔隙度特征,表現(xiàn)為空氣滲透率均小于1×10-3μm2的儲層,孔隙半徑值較小,孔隙分選中等-較好,排驅(qū)壓力大,孔隙結(jié)構(gòu)特征較差,屬于細(xì)-微細(xì)孔喉組合儲層。由于網(wǎng)狀縫和溶洞型的巖心資料難以獲取,因此現(xiàn)有資料僅反映致密儲層的特點。該層位孔隙度變化范圍在0.2%~14.3%,平均孔隙度為5.0%。滲透率范圍值為(0.01~0.91)×10-3μm2,平均為0.03×10-3μm2,屬于低孔特低滲透儲層。雖然孔滲較低,但該區(qū)裂縫溶洞發(fā)育,起到了溝通孔隙、提高滲透率的作用,為裂縫-孔隙性儲層。從儲層平面分布來看,布達(dá)特群儲層以裂縫和孔洞為主的儲層,其縫洞主要發(fā)育于潛山的高部位和斷裂較近的區(qū)域。該區(qū)塊存在有兩種裂縫:一種是淺變質(zhì)的細(xì)砂巖及雜色砂礫巖互層上發(fā)育的裂縫(B10、B12,B14),另一種是在玄武巖上發(fā)育的裂縫。裂縫以低角度和微細(xì)網(wǎng)狀縫為主,縫面不規(guī)則,多被方解石充填,含油的裂縫一般以高角度和網(wǎng)狀裂縫為主。3古潛山質(zhì)區(qū)蘇德爾特地區(qū)的古潛山是指布達(dá)特群沉積-火山巖系經(jīng)后期構(gòu)造運動作用形成的古地貌山被中生代地層掩埋而形成的古潛山。按其成因可分為剝蝕-隆起型古潛山和斷塊型古潛山(圖4)。隆起-剝蝕型古潛山是指布達(dá)特群披覆在基底隆起或差異斷塊之上形成的古地貌山,經(jīng)晚印支期—早燕山期風(fēng)化剝蝕,又被興安嶺群等上覆地層埋藏而形成的古潛山。這類古潛山一般形態(tài)多為穹隆及背斜狀,且構(gòu)造幅度小,側(cè)翼傾角緩。同時由于長期風(fēng)化剝蝕,古潛山頂部形成一層較厚的風(fēng)化殼,內(nèi)部可形成風(fēng)化孔洞。B12井和B14井等油氣藏就形成于這類剝蝕-隆起型古潛山的高部位。斷塊型古潛山是基巖和布達(dá)特群在構(gòu)造斷階作用下而形成的。這種潛山具有幅度大、面積小、沿斷裂方向分布的特點。根據(jù)控制古潛山斷裂的組合形式,又可進(jìn)一步分成3個亞類:(1)單斷掀斜式古潛山:由單斜巖層與傾向相反的一條斷層組合而成,斷層的上升盤發(fā)生掀斜蹺傾而形成古潛山。這類潛山比較多,控制B15井區(qū)的掀斜斷塊為此類型的古潛山。(2)斷階式古潛山:由一組傾向相同的斷面平行排列,其下降盤依次呈臺階式向斷階下降排列而成。B10與B12井之間所鉆遇到的即是斷階式古潛山。(3)斷壘式古潛山:由一組傾向相反的斷層組成,中部為兩斷層上升盤共同形成的地壘。B16井所鉆遇到的是典型的斷壘式古潛山。4古潛山期進(jìn)行藥物改造通常情況下,風(fēng)化剝蝕和構(gòu)造破裂作用是古潛山儲集空間形成的必要因素。海拉爾盆地是疊置在前三疊系淺變質(zhì)褶皺基底之上的中新生代斷陷盆地。三疊紀(jì)至早白堊世本區(qū)經(jīng)歷了與松遼盆地類似的構(gòu)造演化歷史,主要受到北部鄂霍茨克洋構(gòu)造演化的影響。三疊紀(jì)布達(dá)特群沉積后本區(qū)沉積蓋層首次經(jīng)歷隆升剝蝕,形成古潛山頂部的風(fēng)化殼。之后,早侏羅世海拉爾地區(qū)以巴彥山隆起為中心向兩側(cè)伸展,形成了貝爾湖坳陷和呼和湖坳陷。此時貝爾湖坳陷中的蘇德爾特古潛山在埋藏條件下受到改造,形成斷塊和斷階。在鄂霍茨克洋雙向俯沖作用的影響下,本區(qū)出現(xiàn)了大規(guī)模的興安嶺群活動大陸邊緣型火山噴發(fā),致使布達(dá)特群古潛山受到進(jìn)一步的錯斷和改造,尤其是火山熱液流體對原有孔隙和裂縫的淋濾和改造作用,促進(jìn)了溶蝕孔隙和裂縫的發(fā)育。下白堊統(tǒng)地層形成后(相當(dāng)于晚燕山運動第二幕)全盆地發(fā)生了區(qū)域性擠壓上隆,青元崗組末期區(qū)域應(yīng)力場又改變?yōu)榻鼥|西向的擠壓,形成多條逆斷層,使早期形成的古凸起再一次遭受錯斷和改造。伊敏組末期及第三紀(jì)區(qū)域應(yīng)力場改變?yōu)閴号ぜ羟蟹绞?北東向的貝爾湖坳陷反轉(zhuǎn)量較大,形成一系列張性斷層。斷層及地層水對古潛山及其儲集空間進(jìn)一步改造,蘇德爾特地區(qū)的古潛山于此時基本定型。5古潛山成因分析海拉爾盆地三疊系布達(dá)特群為一套雜色含凝灰質(zhì)砂巖、蝕變火山巖、蝕變或輕變質(zhì)的砂泥巖和具有碎屑結(jié)構(gòu)的火山巖碎屑巖等,成巖作用強,具有明顯的褶皺變動,普遍遭受了埋藏變質(zhì)作用和動力變質(zhì)作用。其自身為低滲透性,但經(jīng)構(gòu)造斷裂作用和風(fēng)化淋濾溶蝕形成溶孔、裂縫等次生孔隙,形成滲透性良好的原生-改造型孔縫發(fā)育帶和次生裂縫發(fā)育帶。古潛山儲層的