西泉地区石炭系内幕型火山岩储集层特征及成藏模式

西泉地区石炭系内幕型火山岩储集层特征及成藏模式

范光旭;朱卡;汪莉彬;陈洪;李辉

【摘要】准噶尔盆地东部西泉地区石炭系内幕型火山岩储集层非均质性强,控制因素不明,油气成藏规律不清成为该区勘探的瓶颈.利用物探、地质、钻探等资料,对西泉地区石炭系内幕型火山岩储集层特征进行了研究.研究区内幕型火山岩储集层低孔、低渗、非均质性强,属于裂缝-孔隙型.岩性、岩相是形成优质储集层的基础,裂缝发育程度是影响储集层物性及有效性的重要因素,溶蚀作用能够促进石炭系内幕型火山岩储集层物性的改善.根据烃源岩与储集层的配置关系,构建了研究区石炭系火山岩油气成藏模式,巴塔玛依内山组发育风化壳型油藏;松喀尔苏组发育两类内幕型气藏,即松喀尔苏组b段岩性气藏及松喀尔苏组a段构造气藏.石炭系浅层高勘探程度区为油藏发育区,而深层斜坡带为天然气的有利勘探区,勘探程度低,勘探前景广阔.

【期刊名称】《新疆石油地质》

【年(卷),期】2018(039)004

【总页数】8页(P401-408)

【关键词】准噶尔盆地;西泉地区;石炭系;内幕型火山岩储集层;成藏模式

【作者】范光旭;朱卡;汪莉彬;陈洪;李辉

【作者单位】中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油新疆油田分公司,新疆克拉玛依834000;中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依834000;中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依

834000;中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依834000;中国石

油新疆油田分公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依834000

【正文语种】中文

【中图分类】TE112

火山岩油气藏作为一种非常重要的非常规油气藏，一直以来都是国内外勘探研究的重要领域，几十年来，中国相继在准噶尔、塔里木、松辽、二连、四川、渤海湾等多个盆地发现了火山岩油气藏，其中不乏高产油气藏[1]。近年来，发现的火成岩

油气藏也越来越多，勘探及研究成果呈现高峰增长的态势。但是，长期以来勘探和研究的重点多集中于风化壳型火山岩油气藏，对于埋藏较深、成藏条件更为复杂、勘探风险更大的内幕型火山岩油气藏的研究相对较为薄弱，随着勘探深度的加大及内幕型火山岩油气藏勘探的不断突破，内幕型火山岩油气藏逐渐成为国内外学者研究的重点领域[2]。

准噶尔盆地东部北三台凸起及周缘石炭系火山岩油藏一直是勘探及研究的重点区域，勘探工作持续围绕正向构造单元展开，钻井相对较浅，探索目标主要为石炭系顶界面下200 m以内的风化壳型火山岩体，在西泉地区先后已发现西泉1和西泉3等多个风化壳型油藏，经过几十年的勘探，高部位北三台凸起勘探程度较高。近年来，勘探思路逐渐转变，勘探方向由高勘探程度凸起带逐步转向勘探空白斜坡带，勘探深度逐渐增大，勘探目标由风化壳型过渡为风化壳型和内幕型并举。2017年，阜26井在石炭系内幕型火山岩获高产工业气流，最高日产气14×104 m3，掀开了

北三台凸起及周缘石炭系内幕型火山岩油气藏的勘探序幕，也展现该区域石炭系火山岩具有广阔的天然气勘探前景。但内幕型火山岩油气藏埋藏较深，油气成藏条件较风化壳型火山岩油气藏更为复杂，油气勘探开发难度和风险大。前人针对该区域

的研究工作重点针对风化壳型油气藏[3-4]，可供借鉴的研究成果相对较少。本文重点对西泉地区石炭系内幕型火山岩储集层特征及气藏的成藏模式进行研究，以期对该区石炭系内幕型火山岩气藏的下一步勘探有所裨益。

1 区域地质背景

西泉地区整体为东西走向的鼻状构造，位于北三台凸起及阜康凹陷东斜坡，为北三台凸起上规模最大的鼻状构造。北三台凸起是一个持续性的古隆起，经历多期构造运动，断裂异常发育，凸起经历了长期的剥蚀，石炭系顶面凹凸不平，凸起向西倾没于阜康凹陷，石油地质条件优越，为油气运移的有利指向区，是准噶尔盆地长期的重点勘探区域[5]（图1a）。

图1 研究区构造位置（a）及石炭系综合柱状剖面（b）

北三台凸起自海西运动期开始缓慢隆升，印支运动期继续隆升，西泉鼻隆形成；燕山运动Ⅰ幕和Ⅱ幕强烈隆升，在侏罗纪后基本定型；喜马拉雅运动期构造运动相对微弱，对北三台凸起的构造格局影响较小，对该区白垩系油气运聚成藏较为有利。受构造抬升的影响，北三台凸起核部二叠系—侏罗系遭到不同程度的剥蚀，局部地区缺失，石炭系与上覆的白垩系呈不整合接触。北三台凸起周围形成了一系列地层尖灭，凸起的东部受大断裂控制，西部与阜康凹陷相连，东西走向的逆断裂十分发育，具有南北向挤压作用的特征。

北三台凸起及周缘石炭系自下而上为滴水泉组（C1d）、松喀尔苏组a段

（C1sa）、松喀尔苏组b段（C1sb）和巴塔玛依内山组（C2b）（图1b），滴水泉组及松喀尔苏组b段为石炭系烃源岩发育层段，目前石油发现于巴塔玛依内山组，天然气发现于松喀尔苏组，本文研究层位主要为松喀尔苏组。

2 研究区火山岩储集层特征

2.1 岩性岩相特征

根据岩心观察、测井解释及镜下鉴定，西泉地区石炭系岩石类型多样，岩性复杂

[6]，既有火山岩，又有火山沉积岩和碎屑岩，火山活动频繁，具有多期次喷发的

特点，使得研究区石炭系不同岩性的火山岩和沉积岩横向上变化快，纵向上呈现旋回重复的特征。西泉地区石炭系内幕型火山岩气藏天然气产层主要为松喀尔苏组溢流相安山岩，上、下为凝灰质泥岩与碳质泥岩，形成良好的保存环境。西泉17井和阜26井石炭系钻揭的内幕型火山岩储集层以安山岩为主，少量薄层状火山角砾岩，2口井的松喀尔苏组b段具有相似的火山喷发旋回特征，火山岩储集层上、下均为厚层状碳质泥岩与凝灰质泥岩互层形成的致密封盖层，钻揭的内幕型火山岩储集层岩相以火山溢流相为主（图2）。

2.2 储集空间特征

有关火山岩储集空间类型特征的研究工作，几十年来国内外众多学者立足不同研究区块，总结形成了许多卓有成效的研究成果，目前对火山岩储集空间类型的划分方案可归纳为4种［7-14］。本文在充分调研前人成果的基础上，将研究区内幕型

火山岩储集层的储集空间划分为3类：①原生孔隙，主要发育在火山岩岩浆喷出

冷凝固结到早成岩阶段；②次生孔隙，为风化壳型火山岩储集层的重要储集空间类型，表层淡水风化淋滤作用及溶蚀作用控制该类储集空间的发育；③裂缝，形成于火山岩形成的各个阶段，可细分为未充填裂缝、半充填裂缝、全充填裂缝和充填—溶蚀裂缝。

图2 西泉地区石炭系内幕型火山岩储集层岩性和岩相

岩心观察及薄片鉴定结果（图3）表明，研究区内幕型火山岩储集层储集空间以裂缝为主，发育少量溶蚀孔隙，为裂缝-孔隙型储集层。

图3 西泉地区石炭系内幕型火山岩储集层孔隙类型a—粒内溶孔、粒间溶孔，西

泉17井，3 708.21 m，安山岩，铸体薄片；b—斑晶溶孔，西泉114井，2 538.32 m，安山岩，铸体薄片；c—未充填裂缝，西泉114井，2 500.23 m，安山岩，铸体薄片；d—未充填裂缝，西泉17井，3 707.52 m，安山岩，铸体薄片；