李笑梅

（中國石油大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712）

宋站凸起營城組火山巖分布特征及氣藏分布規(guī)律

李笑梅

（中國石油大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712）

徐家圍子斷陷宋站凸起深層天然氣剩余資源潛力較大，具備良好的天然氣成藏條件，是徐家圍子斷陷深層未來天然氣勘探的重點領域，但其火山巖分布及氣藏分布規(guī)律不明確。文中在大量統(tǒng)計分析和地質研究的基礎上，探討了營城組火山巖的分布特征以及氣藏分布特征和氣藏類型。系統(tǒng)分析并總結出了氣藏形成、控制因素、分布規(guī)律：1）優(yōu)質烴源巖控制氣藏規(guī)模及氣藏分布范圍；2）火山噴發(fā)期次頂部良好的儲集空間控制氣藏富集部位；3）火山巖相帶控制氣藏分布；4）構造高部位有利于火山巖氣藏富集。

火山巖；分布特征；氣藏；分布規(guī)律;營城組；宋站凸起

0 引言

勘探實踐表明，徐家圍子斷陷深層天然氣分布主要受生烴凹陷的控制［1］。徐家圍子斷陷宋站凸起沙河子組烴源巖厚度大，成熟度高，按20×108m3/km2的生氣強度計算，宋站凸起生氣量為1.2×1012m3。截至目前，已提交宋站凸起營城組火山巖儲層三級儲量約占總資源量2%，剩余資源潛力較大。

剖析宋站凸起火山巖氣藏分布規(guī)律以更有效地指導天然氣勘探，是當前天然氣地質研究的一項重要任務。為充分發(fā)掘宋站凸起火山巖氣藏勘探潛力，本文立足火山巖氣藏勘探理論，結合大量探井測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果，著眼不同巖性、不同層系分析氣藏形成的控制因素，同時運用水平井技術，以促進宋站凸起火山巖氣藏勘探取得新進展。

1 區(qū)域地質概況

宋站凸起位于徐家圍子斷陷北部，為徐西大斷裂和徐東大斷裂夾持的二級構造。受徐西大斷裂控制，斷陷期地層發(fā)育火石嶺組、沙河子組、營城組地層。宋站凸起沙河子組末期發(fā)生強烈的擠壓隆升，該凸起于營城組末期定型，營城組沉積以后的多次構造活動使其又有小幅度隆起，西側由徐西大斷裂北段所控制，中部發(fā)育較寬緩的宋站鼻狀構造，營城組地層構造形態(tài)東北高、西南低。營城組可分為4套地層：營一段為一套酸性火山巖，營二段為碎屑巖，營三段以中基性和酸性火山巖互層為主，營四段為以砂礫巖為主的碎屑巖。上覆登婁庫組為斷坳轉換期地層，以砂巖和泥巖沉積為主，為區(qū)域蓋層?；鹕綆r和碎屑巖縱向多次疊置構成了多套有效的生儲蓋組合。營城組地層表現(xiàn)為西部斷陷沉降中心厚，向東部減薄的斜坡帶，是天然氣運移的主要方向之一，有利于天然氣聚集成藏。

2 宋站凸起火山巖分布特征

2.1 火山巖分布特征

宋站凸起營三段火山巖地層全區(qū)均有發(fā)育［2-3］，火山巖厚度橫向變化較大，整體上為西部厚度大，向側翼減薄，最大厚度在宋站凸起西部達到810 m；營一段火山巖地層南部厚度最大，北部地層缺失，最大厚度達到780 m，以酸性巖為主，表現(xiàn)為高位噴發(fā)，低位充填。

2.2 火山巖縱向可劃分為3個噴發(fā)期次

根據(jù)火山巖巖性、巖相序列、沉積夾層、測井數(shù)據(jù)、地震相等變化特征［4］，對宋站凸起營城組火山巖噴發(fā)期次進行了識別，縱向上可分為2段——營三段和營一段、3個噴發(fā)期次——期次Ⅰ—Ⅲ。宋站凸起營三段火山巖由下至上發(fā)育期次Ⅱ、期次Ⅲ2個火山噴發(fā)期次。期次Ⅱ主要分布在宋站凸起北部，以中基性火山巖為主，低伽馬值、中高密度值，地震表現(xiàn)為連續(xù)強振幅，低頻特征；期次Ⅲ全區(qū)均有分布，發(fā)育酸性火山巖，中伽馬值、中密度值，地震響應為雜亂或比較連續(xù)的反射特征，火山巖通常是熔穿期次Ⅱ的中基性巖，火山口附近存在擾動；營一段火山巖為發(fā)育期次Ⅲ火山巖，主要分布在宋站凸起南部，以酸性巖為主，火山巖厚度較大，中高伽馬值、中低密度值，受多期火山活動熔穿影響，地震響應多具雜亂反射特征（見圖1）。

2.3 火山巖巖相分布特征

利用相干體和地震反射特征分析技術，以火山巖噴發(fā)模式為指導［5-6］，對火山噴發(fā)相帶展布進行預測。

受徐西大斷裂北段和徐東斷裂帶控制，宋站凸起營城組火山活動具有西強東弱的特征。西側火山規(guī)模大，火山口數(shù)量多，分布范圍廣，火山厚度大，向東側減薄。西側火山巖以火山口、近山火山口多種相帶疊合區(qū)為主。東部火山巖分布受徐東斷裂帶控制，火山噴發(fā)規(guī)模相對較小，以近火山口相分布為主。遠火山口及火山沉積相區(qū)分布在宋站凸起東側（見圖2）。

圖1 宋站凸起連井地震剖面

圖2 宋站凸起營城組火山巖巖相預測

酸性火山巖噴發(fā)模式?jīng)Q定了火山規(guī)模較大，受控陷斷裂影響多期噴發(fā)、錯疊分布，火山口相、火山口-近火山口相物性好。近火山口相厚度較薄、物性較差。

3 火山巖氣藏成藏主控因素

3.1 優(yōu)質烴源巖控制氣藏分布

勘探實踐表明，深層天然氣分布主要受生烴凹陷的控制［7-8］，火山巖氣藏獲得工業(yè)氣流的井90%分布在有效烴源巖厚度大于100 m的區(qū)域。宋站凸起沙河子組湖相的暗色泥巖、辮狀河三角洲平原沼澤相的暗色泥巖及煤層為主要烴源巖，暗色泥巖平均厚度166.3 m，煤層平均厚度41.3 m。烴源巖干酪根類型以Ⅲ型為主，有機質豐度均達到中等—好標準，達到高成熟或過成熟大量生氣階段（見表1）。

表1 宋站凸起沙河子組烴源巖地化分析指標統(tǒng)計

宋站凸起為區(qū)域隆起區(qū)，具有距烴源區(qū)近、烴源供給范圍大、烴源條件優(yōu)越的特點，是天然氣運移的指向地區(qū)，有利于油氣聚集，為勘探有利部位。

3.2 有效儲層控制氣藏分布

3.2.1 火山巖各噴發(fā)期次頂部有利于天然氣聚集

鉆井揭示，火山噴發(fā)間歇期不整合面往往是風化作用剝蝕面，在火山間歇期或構造抬升期易遭受風化淋濾作用形成次生溶孔［9-11］。因而，火山噴發(fā)間歇期在風化剝蝕作用下可形成良好的儲集空間，在各火山噴發(fā)期次頂部都能形成有效的儲層。

通過精細期次劃分研究，宋站凸起營三段期次Ⅲ火山巖頂部儲層厚度較大，為50～200 m，儲層物性好，孔隙度在 7%～11%，滲透率在 0.05×10-3～0.50×10-3μm2，在營三段期次Ⅲ頂部不整合面均能形成較好的儲集空間；營三段期次Ⅱ以中基性火山巖為主，火山巖儲層厚度20～100 m，儲層物性較差，孔隙度在4%～12%，滲透率在 0.01×10-3～0.50×10-3μm2，該層在火山噴發(fā)末期，中基性巖受風化剝蝕作用較易形成次生孔隙，因而上部儲層物性較好；營一段發(fā)育期次Ⅲ酸性火山巖，受多期火山活動及熔穿作用影響的區(qū)域，原生儲層受到破壞，儲層物性較差；未受晚期火山噴發(fā)熔穿作用影響的儲層物性較好，在期次頂部能形成有效的儲集空間。因此，火山巖各噴發(fā)期次頂部，儲層物性好，氣柱高度大，有利于天然氣聚集（見圖3）。

圖3 連井氣層對比剖面

3.2.2 火山口相帶控制氣藏分布

火山巖噴發(fā)的初期決定儲層的孔隙度和滲透率，表現(xiàn)為不同的火山巖相具有不同的儲集能力［12-14］，各火山巖相帶的巖相組合差異，決定了不同的儲集物性。宋站凸起有利的天然氣儲集體主要發(fā)育在火山口相和近火山口相?；鹕娇谙嘁曰鹕剿樾紟r和火山熔巖為主，主要發(fā)育基質收縮縫和斑晶溶蝕孔，儲層物性好。近火山口相以熔巖為主，長期處于構造較高部位，風化淋濾作用相對較強。另外，火山熔巖較易于受到不同程度的改造，受交代及溶蝕作用的程度也較高，有一定儲集能力，特別是在裂縫配合下，也可作為好儲層。遠火山口相多為凝灰質沉積，儲層物性差。

宋站凸起火山口相和近火山口相有利于氣藏成藏，鉆井成功率高，并且已提交多級儲量。

3.3 構造高部位有利于火山巖氣藏富集

當火山巖體處于繼承性發(fā)育的構造高點時，儲層物性一般都比較好［15］。營城組沉積時期，西太平洋板塊由斜向俯沖逐漸轉變?yōu)檎蚋_，徐家圍子斷陷處于擠壓應力環(huán)境，凹陷內(nèi)地層受到局部擠壓作用，形成局部擠壓構造高部位。宋站凸起酸性火山噴發(fā)模式屬于中心式噴發(fā)，構造高部位氣柱大，構造低部位產(chǎn)水?？碧匠晒@示發(fā)育局部構造、圈閉幅度較大、蓋層條件較好的圈閉，能夠形成有效圈閉。鉆探結果顯示，獲得工業(yè)氣流井中，有70%的位于鼻狀構造、局部低隆起構造上（見圖4）。

圖4 宋站凸起連井氣藏剖面

3.4 早期、晚期斷裂控制作用

3.4.1 早期控陷斷裂控制火山巖氣藏分布

早期控陷斷裂既控制了火山巖的噴發(fā)方式，也決定了火山巖體的形態(tài)和分布范圍。火山巖體與烴源巖和斷裂的不同配置關系最終控制了深層火山巖氣藏的分布。徐西控陷斷裂北段和徐東斷裂帶控制了沙河子組烴源巖的分布，也決定了該地區(qū)火山為中心式和復合式的噴發(fā)模式，早期斷層作為天然氣運移通道易在營城組火山巖中形成氣藏，早期斷裂對于源儲的溝通促進了早期氣藏的形成和分布。

3.4.2 晚期斷裂控制中、淺部多層系氣藏分布

晚期構造運動活躍，形成了密集的繼承性斷裂帶，對早期形成的氣藏保存不利，但可以溝通深部烴源巖供給在中淺部成藏。宋站凸起南部營城組雖發(fā)育微幅度鼻狀構造，但圈閉幅度不夠大，保存條件受到破壞，在營城組火山巖內(nèi)難以形成有效圈閉，含氣飽和度差。受繼承性斷裂影響，早期氣藏難以成藏，但可形成多層位含氣的特點，相對穩(wěn)定區(qū)可保留原生氣藏。在宋站凸起晚期地層中形成的羊草氣田，繼承性斷裂提供運移通道，溝通深部氣源供給，淺部天然氣成藏。

綜合研究結果表明，宋站凸起大體有2種氣藏：宋站凸起北部營三段期次Ⅱ中基性火山巖，氣層縱向一般不含水，橫向分布不受構造圈閉限制，屬于巖性氣藏；宋站凸起營三段期次Ⅲ酸性火山巖和營一段期次Ⅲ酸性火山巖，儲層物性好，氣水分布受構造高低控制，氣藏具有統(tǒng)一的氣水界面，一體一藏，氣藏類型為構造-巖性氣藏。

4 結論

1）徐西大斷裂北段和徐東斷裂帶控制了宋站凸起營城組火山巖的分布，宋站凸起營城組火山活動具有西強東弱的特征，西部以火山口相為主，東部以火山口-近火山口相為主。

2）下伏沙河子組地層為營城組火山巖氣藏提供豐富的氣源，構造高部位為天然氣運聚有利區(qū)；火山噴發(fā)各期次頂部為火山噴發(fā)間歇期的風化剝蝕面，可形成良好的儲集空間，儲層物性好，氣柱高度大，是宋站凸起主要勘探層系。

3）火山口相和近火山口相有利于氣藏成藏，不同噴發(fā)期次和構造位置決定氣藏類型。凸起北部營三段期次Ⅱ火山巖為巖性氣藏，凸起南部營三段期次Ⅲ和營一段期次Ⅲ火山巖為構造-巖性氣藏。

4）宋站凸起一類區(qū)酸性火山巖儲層應采用直井鉆探；宋站凸起二類區(qū)中基性火山巖儲層應采用“先直后平”的部署原則，提高鉆探成功率，實現(xiàn)增產(chǎn)增效。

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（編輯 趙旭亞）

Distribution characteristics of volcanic and gas reservoir distribution regularities of Yingcheng Formation in Songzhan local uplift of Xujiaweizi fault-depression

LI Xiaomei
(Research Institute of Exploration and Development,Daqing Oilfield Company Ltd.,PetroChina,Daqing 163712,China)

The gas residual resource in Songzhan local uplift of Xujiaweizi fault-depression shows great potential,which has provided favorable accumulation conditions for gas and serves as the key field of gas exploration in the future of Xujiaweizi fault-depression.However,the distribution characteristics of volcanic and gas reservoir distribution regularities are not clear.Based on plenty of statistical analysis and geological study,the distribution characteristics of volcanic and the distribution characteristics and type of gas reservoir of Yingcheng Formation are explored.The controlling factors and distribution of gas reservoir formation are analyzed systematically.The results show that the distribution range of mature source rocks controls the scale and distribution of gas reservoir;the best reservoir space of volcanic eruption stage controls the enrichment of gas reservoir;volcanic facies belt controls gas reservoir distribution;high position of the structure is favorable for accumulation of volcanic gas reservoirs.

volcanic;distribution characteristics;gas reservoir;distribution regularities;Yingcheng Formation;Songzhan localuplift

中國石油天然氣股份有限公司重大科技專項“松北深層天然氣富集規(guī)律、勘探技術研究與規(guī)模增儲”（2016E-02-03）

TE122.2+22

A

10.6056/dkyqt201706008

2017-05-01；改回日期：2017-09-10。

李笑梅，女，1982年生，工程師，2008年畢業(yè)于大慶石油學院地球科學學院，現(xiàn)主要從事油氣藏描述和勘探部署工作。E-mail：lxm819@petrochina.com.cn。

李笑梅.宋站凸起營城組火山巖分布特征及氣藏分布規(guī)律［J］.斷塊油氣田，2017，24（6）：771-774.

LI Xiaomei.Distribution characteristics of volcanic and gas reservoir distribution regularities of Yingcheng Formation in Songzhan local uplift of Xujiaweizi fault-depression［J］.Fault-Block Oilamp;Gas Field，2017，24（6）：771-774.