車排子凸起東部石炭系儲層差異性分析

王春偉

（中石化經緯有限公司地質測控技術研究院,山東青島 266000）

2011 年,準噶爾盆地西部車排子凸起石炭系巖漿巖儲層試獲工業油流。近年來,車排子凸起東部在石炭系又獲油氣勘探突破,表明車排子凸起東部的石炭系油氣資源潛力大［1-2］。車排子凸起東部石炭系整體勘探程度較低,巖漿巖儲層巖性復雜多變,而巖性控制有利儲層的發育。目前在車排子凸起東部的凝灰巖、安山巖、玄武巖、火山角礫巖及花崗巖等石炭系儲層中均見到了良好的油氣顯示,但在P68、P77等井區鉆探情況與相鄰區塊存在較大差異,油氣顯示較差［3-4］。為落實研究區儲層目標,為下步勘探指明方向,有必要對該區石炭系儲層開展分析研究。

1 研究區地質概況

車排子凸起位于準噶爾盆地西部隆起區,區域構造上北鄰扎伊爾山,東部、南部分別以紅車斷裂帶、艾卡斷裂帶與昌吉凹陷、四棵樹凹陷相通（圖1）。石炭紀時期車排子凸起大部分處于海相、海陸交互相沉積環境,發育巨厚的巖漿巖并構成了上覆地層的基底,多期次、多形式的地質構造運動,使巖漿巖儲集層裂縫發育明顯。目前車排子凸起東部石炭系勘探程度較低,加上地質背景復雜,石炭系地層、儲層橫向變化快［5-6］。

圖1 P68—P77井區構造位置及勘探形勢圖

2 巖石類型及儲集空間

本次收集了工區120 余口探井資料,利用已鉆井的巖性、電性、物性、含油性等資料進行綜合分析,開展儲層研究。

2.1 儲層巖石類型

車排子凸起石炭系儲層的形成與地史時期的巖漿活動有關,分為巖漿巖（73%）和沉積巖（27%）,巖漿巖主要巖性為凝灰巖、安山巖、玄武巖、火山角礫巖、火山集塊巖,沉積巖則主要為沉凝灰巖和凝灰質砂巖,巖石類型多樣（圖2）。

2.2 儲層儲集空間

通過巖心觀察、巖石薄片與鑄體薄片鑒定、顯微熒光分析等手段結合巖漿巖儲層的形成和演化機制研究認為,車排子凸起石炭系巖漿巖儲層的儲集空間類型按成因可分為原生孔隙、次生孔隙和裂縫三類（圖3）。原生孔隙形成的時間截止于巖漿巖固結的成巖階段,次生孔隙形成于巖漿巖成巖之后,裂縫由火山爆發炸裂作用、冷凝收縮作用和斷裂活動作用形成。原生孔隙的發育是巖漿巖形成有效儲層的基礎,但原生孔隙在經歷埋藏演化后仍能完整地保存下來的十分少見,多數都不同程度地發生了后期的多次填充與溶蝕［8-9］。

圖3 車排子凸起P66井石炭系主要儲集空間類型

2.3 儲層物性

車排子凸起石炭系火山巖儲層孔隙度主要介于3%～10%之間,滲透率主要介于（0.01～0.50）×10-3μm2,整體為低孔低滲儲層,不同巖性孔隙度分布見圖4。

圖4 車排子凸起石炭系不同巖性孔隙度分布

3 石炭系儲層差異性

3.1 縱向差異性

通過收集鉆至石炭系的井資料,分析石炭系巖電特征。研究認為,石炭系自下而上巖電組合特征明顯分為三段,分別對應于太勒古拉組、包谷圖組、希貝庫拉斯組地層（圖5）。各組具體巖電特征如下所述。

圖5 車排子凸起石炭系典型井（P677井）地質剖面

希貝庫拉斯組巖性為凝灰巖、角礫巖、安山巖、玄武巖；自然伽馬值整體較低,深側向電阻率曲線變化較劇烈,整體呈“鋸齒”狀中低阻電性特征。

包谷圖組巖性為沉凝灰巖、凝灰質泥巖；自然伽馬值整體較穩定,明顯比上部希貝庫拉斯組高,深側向電阻率值從上到下逐漸抬升。從成因上看,它不同于太勒古拉組,是一套遠基濁流沉積。

太勒古拉組巖性為凝灰質砂巖、安山巖、凝灰巖、沉凝灰巖、花崗巖,巖性多樣；電性受不同巖性影響,自然伽馬變化較大,深側向電阻率曲線整體呈“鋸齒”狀中高阻特征［10-11］。

從車排子凸起石炭系典型井地質剖面圖得知,研究區石炭系上部儲層物性明顯好于中下部儲層：上部的希貝庫拉斯組儲層物性好,儲集空間包含原生孔隙、次生孔隙、裂縫,測井孔隙度基本大于5%,局部大于10%；而中部包谷圖組物性相對差,儲集空間只有上述三種中的一種或兩種,孔隙度多介于3%～5%之間,底部太勒古拉組物性最差,孔隙度基本小于4%。

3.2 平面差異性

前人分析認為,研究區石炭系由于受擠壓構造運動影響,石炭系頂面發育一系列逆斷層,造成石炭系頂面儲層具有發育不均一的特點［12-13］。

通過對已鉆井的鉆井、錄井、測井資料分析,并對研究區石炭系頂部的地層及巖性進行統計,得到了車排子地區石炭系頂面地層分布圖（圖6）。研究認為,研究區石炭系頂部地層受到構造擠壓作用,發生褶皺后被剝蝕削平,再沉積侏羅系或白堊系地層,造成了平面上地層的差異性。從研究區西南部到東北部,太勒古拉組、包谷圖組、希貝庫拉斯組、包谷圖組地層呈條帶狀相間分布。

圖6 車排子地區石炭系頂面地層分布

根據車排子地區石炭系頂面地層分布圖,結合不同地層縱向上巖性及儲集性差異,進而得到有利儲層在平面上的分布情況（圖7）。研究區中東部希貝庫拉斯組發育,巖性多為凝灰巖、角礫巖,安山巖、玄武巖,儲層物性好,而其他地區石炭系頂部為包谷圖組、太勒古拉組,巖性主要為沉凝灰巖、凝灰質砂巖、凝灰質泥巖,儲層物性較差。

圖7 車排子地區石炭系頂面有利儲層平面分布

4 石炭系儲層差異性主控因素

車排子凸起石炭系儲層在縱向上受控于儲層巖相、風化淋濾作用及斷裂作用,導致其在縱向上儲層物性分布不均,影響了含油氣性。

4.1 巖相差異

依據前人的研究成果,按成因機制、火山產物及其分布特征,將巖漿巖及其相關巖石劃分為四個巖相,相同的巖相類型具有相似的儲集性。希貝庫拉斯組發育火山爆發相的凝灰巖、角礫巖,火山溢流相的安山巖、玄武巖；包谷圖組發育火山沉積相的沉凝灰巖、凝灰質泥巖；太勒古拉組火山爆發相、通道相、沉積相都比較發育。從不同巖相的物性統計表得知,火山爆發相、溢流相物性好于火山沉積相,火山通道相較差（表1）。

表1 車排子凸起石炭系巖漿巖巖相物性特征

4.2 風化淋濾作用

研究區經歷長期的風化淋濾作用,在石炭系頂部形成厚層風化殼,依據各項分析化驗資料,將研究區石炭系頂部風化殼的縱向結構分為黏土層、水解層、淋濾層和原巖帶4 層結構,其中前三者物性好,如P667 井距石炭系頂面800 m 物性普遍較好,孔隙度多大于5%,以下則基本小于5%,說明石炭系頂部在原來巖相的基礎上,風化淋濾作用對改善儲層起到了極大的作用。

此外,不同類型的火成巖穩定礦物的含量不同,造成其抗風化淋濾能力不同,風化淋濾對儲層的改善能力也差別較大。因不同區域位置儲層物性相差較大,對不同巖性的風化程度難以采用量化數據表示,但減弱趨勢明顯,順序為：火山角礫巖、火山集塊巖、凝灰巖、玄武巖、安山巖。沉凝灰巖和凝灰質砂巖抗風化程度變化范圍大。

4.3 構造作用

（1）裂縫帶：車排子凸起石炭系經歷了多期構造運動,區內發育一系列斷層,斷層附近形成了構造裂縫的發育區。形成的裂縫一方面增大了儲集空間,另一方面方便流體運移,從而形成更多次生溶蝕孔隙。從P667井聲波時差測井資料看,裂縫帶發育的位置,儲層的物性明顯好于上下裂縫不發育的位置［14-17］。

（2）古地貌：儲層在橫向上受控于構造擠壓作用,使得具有不同儲層特征的組段在石炭系頂部發育程度不同,造成其儲集性在橫向上不同。根據地層分布形態,褶皺軸線方向為北西—南東向,受到的地層擠壓應力方向為南西—北東向［18-19］。

5 結論

（1）車排子凸起石炭系儲層巖性主要為凝灰巖、安山巖、玄武巖、火山角礫巖、火山集塊巖、沉凝灰巖和凝灰質砂巖,巖石類型多樣,儲集空間為原生孔隙、次生孔隙和裂縫。

（2）車排子凸起東部石炭系火山巖儲層在縱向及平面上存在明顯的非均質性。石炭系頂部（出露希貝庫拉斯組地層）儲層物性較好,具有較大的勘探潛力,而其它地區石炭系頂部儲層物性較差。

（3）研究區儲層差異主要受到巖相差異、風化淋濾及構造作用的影響,有利儲層主要富集在希貝庫拉斯組發育的中東部區域、石炭系頂部以下800 m的火山爆發、溢流巖相中。