乌伦古地区石炭系火山岩成岩作用及其对储层发育的影响

doi:10.13745/j.esf.sf.2022.2.65

地学前缘 ›› 2023, Vol. 30 ›› Issue (2): 296-305.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2022.2.65

• 成藏-成矿作用与评价 • 上一篇下一篇

乌伦古地区石炭系火山岩成岩作用及其对储层发育的影响

谷文龙¹^,²(), 牛花朋¹^,²^,^*(), 张关龙³, 王圣柱³, 于洪洲³, 焦小芹¹^,², 熊峥嵘³, 周健³

1.中国石油大学(北京) 油气资源与探测国家重点实验室, 北京 102249
2.中国石油大学(北京) 地球科学学院, 北京 102249
3.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院, 山东东营257015

收稿日期:2022-03-17 修回日期:2022-05-19 出版日期:2023-03-25 发布日期:2023-01-05
通讯作者: 牛花朋
作者简介:谷文龙(1996—),男,硕士研究生,地质工程专业。E-mail: wlgu163@163.com
基金资助:
国家科技重大专项(2017ZX05063002-006);北京高等学校青年英才计划项目(YETP0669)

Diagenesis of Carboniferous volcanic rocks in Wulungu area and its implications for the volcanic reservoir development

GU Wenlong¹^,²(), NIU Huapeng¹^,²^,^*(), ZHANG Guanlong³, WANG Shengzhu³, YU Hongzhou³, JIAO Xiaoqin¹^,², XIONG Zhengrong³, ZHOU Jian³

1. State Key Laboratory of Petroleum Resource and Prospecting, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China
2. College of Geosciences, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China
3. Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Sinopec Shengli Oilfield Company, Dongying 257015, China

Received:2022-03-17 Revised:2022-05-19 Online:2023-03-25 Published:2023-01-05
Contact: NIU Huapeng

摘要/Abstract

摘要：

准噶尔盆地石炭系具有广阔的油气勘探前景,但勘探效果一直不理想。本文通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光以及扫描电镜、微米CT等多种分析结果,重点对准东北缘乌伦古地区火山岩储层的成岩作用及其对储层发育的影响进行了研究。研究结果表明:研究区火山岩先后经历了冷凝固结、岩浆期后热液作用、风化剥蚀淋滤作用和埋藏成岩作用4个成岩阶段,主要发育冷凝固结作用、压实作用、溶蚀作用、充填胶结作用、蚀变作用和交代作用6种成岩作用。冷凝固结作用和溶蚀作用可以形成原生孔隙、溶蚀孔和溶蚀裂缝,对改善储层质量起关键性作用;压实作用、充填胶结作用、蚀变作用及交代作用大大减少了原有储集空间。CT扫描成像、测井解释等定量化分析结果表明上石炭统储层储集性能略优于下石炭统,研究区有利储层发育区主要位于上石炭统储层。

关键词: 准噶尔盆地, 乌伦古地区, 火山岩储层, 成岩作用, 成岩阶段

Abstract:

The Carboniferous of the Junggar Basin has broad prospects for oil and gas exploration, but the exploration result has not been ideal. Through core observation, thin section identification as well as cathodoluminescence spectroscopy, scanning electron microscope and micron CT investigations, this paper focuses on the diagenesis of volcanic reservoir in the Wulungu area, Junggar Basin and its implications for the volcanic reservoir development. Our study shows that the diagenetic process in the study area can be divided into four stages—condensation consolidation, post magmatic hydrothermal, weathering denudation-leaching and burial stages, involving six main processes—condensation consolidation, compaction, dissolution, filling cementation, alteration and metasomatism. Condensation consolidation and dissolution can form primary and dissolution pores and dissolution fractures, playing a key role in improving reservoir quality. Compaction, filling cementation, alteration and metasomatism, on the other hand, greatly reduce primary reservoir space. Quantitative micron CT analysis and logging interpretation results show that the reservoir quality of the Upper Carboniferous is slightly better than that of the Lower Carboniferous, but they all show strong heterogeneity.

Key words: Junggar Basin, Wulungu area, volcanic rock reservoir, diagenesis, diagenetic stage

中图分类号:

谷文龙, 牛花朋, 张关龙, 王圣柱, 于洪洲, 焦小芹, 熊峥嵘, 周健. 乌伦古地区石炭系火山岩成岩作用及其对储层发育的影响[J]. 地学前缘, 2023, 30(2): 296-305.

GU Wenlong, NIU Huapeng, ZHANG Guanlong, WANG Shengzhu, YU Hongzhou, JIAO Xiaoqin, XIONG Zhengrong, ZHOU Jian. Diagenesis of Carboniferous volcanic rocks in Wulungu area and its implications for the volcanic reservoir development[J]. Earth Science Frontiers, 2023, 30(2): 296-305.

图/表 6

图1 研究区构造位置(据文献[17]修改)

Fig.1 Structural map and location of the study area. Modified after [17].

图2 乌伦古地区主要发育的火山岩 (a)—安山岩, 斑状结构,ZB2井,3 967 m,(-)×50;(b)—熔结火山角砾岩,熔结结构,Y1井,2 742.15 m,(-)×50;(c)—火山角砾岩,角砾结构,Y1井, 2 663.96 m,岩心照片;(d)—凝灰岩,凝灰结构,ZB101井,4 188 m,(+)×100;(e)—玻屑晶屑凝灰岩,方解石交代长石,Y2井,4 720.97 m,(+)×50;(f)—沉凝灰岩,ZB101井,碎屑颗粒有磨圆,3 859 m,(+)×50。Qtz—石英;Pl—斜长石;Px—辉石;Bit—黑云母;Cal—方解石。

Fig.2 Thin sections and core of main types of volcanic rocks developed in Wulungu area

图3 乌伦古地区火山岩储集空间类型 (a)—冷凝收缩缝、原生气孔,Y1井,2 740.99 m,扫描电镜;(b)—剩余气孔,Y2井,3 478.1 m,(-)×200;(c)—颗粒间(内)孔,Y2井,4 723.46 m,扫描电镜;(d)—基质溶孔,ZB101井,3 859 m,阴极发光。

Fig.3 Main types of volcanic reservoir space in Wulungu area

图4 微米CT三维重构与孔喉半径体积分布特征 (a)—Y2井,3 478.1 m,C2b,孔隙提取图,安山岩;(b)—Y2井,3 478.1 m,C2b,孔隙连通性图,安山岩;(c)—Y2井,3 478.1 m,C2b,孔隙体积与半径分布图,安山岩;(d)—Y2井,3 478.1 m,C2b,喉道面积与半径分布图,安山岩;(e)—Y1井,2 742.15 m,C1j,孔隙提取图,熔结火山角砾岩;(f)—Y1井,2 742.15 m,C1j,孔隙连通性图,熔结火山角砾岩;(g)—Y1井,2 742.15 m,C1j,孔隙体积与半径分布图,熔结火山角砾岩;(h)—Y1井,2 742.15 m,C1j,喉道面积与半径分布图,熔结火山角砾岩。

Fig.4 3D reconstruction by micron CT and volume distribution characteristics of pore-throat radius

图5 乌伦古地区石炭系火山岩储层成岩演化

Fig.5 Diagenetic evolution of Carboniferous volcanic reservoir in Wulungu area

图6 乌伦古地区火山岩储层成岩作用薄片照片 (a)—冷凝固结作用形成原生气孔,安山岩,Y2井,4 627.39 m,扫描电镜;(b)—溶蚀作用形成溶蚀缝,安山岩,Y2井,4 626.97 m,(-)×50;(c)—溶蚀作用形成溶蚀孔,安山质凝灰岩,Y2井,4 723.46 m,扫描电镜;(d)—压实作用形成缝合线接触和凹凸接触,玄武安山质火山角砾岩,Y1井,2 664.26 m,(+)×50;(e)—长石蚀变为高岭石,玄武安山质火山角砾岩,Y1井,2 663.80 m,(-)×50;(f)—方解石交代长石,安山岩,Y2井,3 478.1 m,(-)×50。

Fig.6 Thin sections showing diagenesis of volcanic reservoir in Wulungu area

参考文献 34

[1]	张子枢, 吴邦辉. 国内外火山岩油气藏研究现状及勘探技术调研[J]. 天然气勘探与开发, 1994, 17(1): 1-26.
[2]	王洛, 李江海, 师永民, 等. 全球火山岩油气藏研究的历程与展望[J]. 中国地质, 2015, 42(5): 1610-1620.
[3]	SRUOGA P, RUBINSTEIN N. Processes controlling porosity and permeability in volcanic reservoirs from the Austral and Neuquén basins, Argentina[J]. AAPG Bulletin, 2007, 91(1): 115-129. DOI URL
[4]	SCHUTTER S R. Occurrences of hydrocarbons in and around igneous rocks[J]. Geological Society, London, Special Publications, 2003, 214(1): 35-68. DOI URL
[5]	UKAI M, KATAHIRA T, KUME Y, et al. Volcanic reservoirs, their characteristics of the development and production[C]// Joint AIME-MMIJ Meeting. All Days. Tokyo: Joint Aime-mmij Meeting, 1972, SPE( 4296): 1-16.
[6]	冯志强, 金成志, 梁江平, 等. 大庆油田勘探技术现状及发展方向[J]. 中国工程科学, 2010, 12(5): 58-63.
[7]	匡立春, 吕焕通, 王绪龙, 等. 准噶尔盆地天然气勘探实践与克拉美丽气田的发现[J]. 天然气工业, 2010, 30(2): 1-6, 133.
[8]	罗静兰, 邵红梅, 张成立. 火山岩油气藏研究方法与勘探技术综述[J]. 石油学报, 2003, 24(1): 31-38. DOI
[9]	张萌, 林会喜. 春晖油田石炭系火成岩储层特征及形成机理[J]. 特种油气藏, 2016, 23(5): 52-55, 153.
[10]	何登发, 陈新发, 况军, 等. 准噶尔盆地石炭系油气成藏组合特征及勘探前景[J]. 石油学报, 2010, 31(1): 1-11.
[11]	赵白. 准噶尔盆地的构造特征与构造划分[J]. 新疆石油地质, 1993, 14(3): 209-216.
[12]	蔡忠贤, 陈发景, 贾振远. 准噶尔盆地的类型和构造演化[J]. 地学前缘, 2000, 7(4): 431-440.
[13]	陈发景, 汪新文, 汪新伟. 准噶尔盆地的原型和构造演化[J]. 地学前缘, 2005, 12(3): 77-89.
[14]	杨海波, 陈磊, 孔玉华. 准噶尔盆地构造单元划分新方案[J]. 新疆石油地质, 2004, 25(6): 686-688.
[15]	任新成. 准噶尔盆地乌伦古坳陷中生代构造单元划分[J]. 内蒙古石油化工, 2010, 36(14): 129-131.
[16]	王屿涛. 乌伦古地区伦2、伦3井生油岩评价和油源对比[J]. 新疆石油地质, 1987, 8(1): 7, 29-34.
[17]	何胜. 准噶尔盆地乌伦古地区石炭系油气源特征及潜力探讨[J]. 科学技术与工程, 2017, 17(12): 162-167.
[18]	LE Maitre R W, BATEMAN P, DUDEK A, et al. A classification of igneous rocks and glossary of terms[M]. London: Blackwell Scientific Publications, 1989: 3-12.
[19]	邱家骧. 国际地科联火成岩分类学分委会推荐的火山岩分类简介[J]. 现代地质, 1991, 5(4): 457-468.
[20]	王璞珺, 缴洋洋, 杨凯凯, 等. 准噶尔盆地火山岩分类研究与应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(4): 1056-1070.
[21]	孙善平, 刘永顺, 钟蓉, 等. 火山碎屑岩分类评述及火山沉积学研究展望[J]. 岩石矿物学杂志, 2001, 20(3): 313-317, 328.
[22]	边伟华. 准噶尔盆地巴塔玛依内山组火山岩储层地质学研究[D]. 长春: 吉林大学, 2011: 24-28.
[23]	王璞珺, 郑常青, 舒萍, 等. 松辽盆地深层火山岩岩性分类方案[J]. 大庆石油地质与开发, 2007, 26(4): 17-22.
[24]	国家能源局. 油气储层评价方法: SY/T 6285—2011[S]. 北京: 石油工业出版社, 2011.
[25]	高有峰, 刘万洙, 纪学雁, 等. 松辽盆地营城组火山岩成岩作用类型、特征及其对储层物性的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2007, 37(6): 1251-1258.
[26]	国家经济贸易委员会. 碎屑岩成岩阶段划分: SY/T 5477—2003[S]. 北京: 石油工业出版社, 2003.
[27]	王岩泉, 王金铎, 王千军, 等. 火山碎屑岩成岩作用及对储层储集性能的影响: 以准噶尔盆地车排子地区石炭系为例[J]. 中国矿业大学学报, 2019, 48(2): 405-414.
[28]	熊益学, 郗爱华, 冉启全, 等. 火山岩原生储集空间成因及其四阶段演化: 以准噶尔盆地滴西地区石炭系为例[J]. 中国地质, 2012, 39(1): 146-155.
[29]	赵澄林. 火山岩储层储集空间形成机理及含油气性[J]. 地质论评, 1996, 42(增刊1): 37-43.
[30]	李学良, 张奎华, 林会喜, 等. 准噶尔盆地西北缘二叠系风城组储层发育特征及油气富集因素[J]. 特种油气藏, 2019, 26(1): 37-44.
[31]	刘为付, 朱筱敏. 松辽盆地徐家围子断陷营城组火山岩储集空间演化[J]. 石油实验地质, 2005, 27(1): 44-49.
[32]	刘小洪, 冯明友, 郗爱华, 等. 次火山岩储层储集空间形成及演化: 以克拉美丽气田滴西18井区为例[J]. 天然气地球科学, 2016, 27(2): 278-288.
[33]	韩刚, 张文婧, 任延广, 等. 松辽盆地北部徐家围子断陷火山岩储层成因机制[J]. 地球物理学进展, 2011, 26(6): 2114-2121.
[34]	冯子辉, 邵红梅, 童英. 松辽盆地庆深气田深层火山岩储层储集性控制因素研究[J]. 地质学报, 2008, 82(6): 760-768, 864.

乌伦古地区石炭系火山岩成岩作用及其对储层发育的影响

Diagenesis of Carboniferous volcanic rocks in Wulungu area and its implications for the volcanic reservoir development

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 34

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	王小军, 宋永, 郑孟林, 郭旭光, 吴海生, 任海姣, 王韬, 常秋生, 何文军, 王霞田, 郭建辰, 霍进杰. 准噶尔西部陆内盆地构造演化与油气聚集[J]. 地学前缘, 2022, 29(6): 188-205.
[2]	焦小芹, 张关龙, 牛花朋, 王圣柱, 于洪洲, 熊峥嵘, 周健, 谷文龙. 准噶尔盆地东北缘石炭系火山岩形成机制:对准噶尔洋盆闭合时限的新启示[J]. 地学前缘, 2022, 29(4): 385-402.
[3]	Xiaojun WANG, Yong SONG, Baoli BIAN, Junmeng ZHAO, Heng ZHANG, Maodu YAN, Shunping PEI, Qiang XU, Shuaijun WANG, Hongbing LIU, Changhui JU. 准噶尔盆地基底构造[J]. 地学前缘, 2021, 28(6): 235-255.
[4]	赵俊猛, 张培震, 张先康, Xiaohui YUAN, Rainer KIND, Robertvander HILST, 甘卫军, 孙继敏, 邓涛, 刘红兵, 裴顺平, 徐强, 张衡, 嘉世旭, 颜茂都, 郭晓玉, 卢占武, 杨小平, 邓攻, 琚长辉. 中国西部壳幔结构与动力学过程及其对资源环境的制约:“羚羊计划”研究进展[J]. 地学前缘, 2021, 28(5): 230-259.
[5]	魏巍, 朱筱敏, 朱世发, 何明薇, 孙书洋, 王名巍. 二连盆地额仁淖尔凹陷下白垩统湖相云质岩优质储层特征及控制因素[J]. 地学前缘, 2021, 28(1): 214-224.
[6]	唐华风, 王寒非, BenKENNEDY, 张芯语, MarcosROSSETTI, AlanPatrickBISCHOFF, AndrewNICOL. 水下喷发火山碎屑岩储层特征及主控因素:以新西兰Taranaki盆地中新世Kora火山为例[J]. 地学前缘, 2021, 28(1): 375-387.
[7]	牛花朋，王贵文，鲜本忠，付健伟，焦小芹，李洪娟. 深层火山碎屑熔岩形成机理及其指相意义研究：以松辽盆地庆深气田为例 [J]. 地学前缘, 2019, 26(6): 281-288.
[8]	郑孟林，樊向东，何文军，杨彤远，唐勇，丁靖，吴海生，陈磊，郭建辰. 准噶尔盆地深层地质结构叠加演变与油气赋存[J]. 地学前缘, 2019, 26(1): 22-32.
[9]	张磊，何登发，李涤，冀冬生，梁宇生，郑孟林，吴松涛，周歌. 准噶尔盆地白家海凸起的石炭系地质结构与成因模型[J]. 地学前缘, 2019, 26(1): 149-164.
[10]	马德龙，何登发，袁剑英，张虎权，潘树新，王宏斌，王彦君，魏彩茹，郭娟娟. 准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层地质结构及对油气藏的控制作用：以霍尔果斯—玛纳斯—吐谷鲁褶皱冲断带为例[J]. 地学前缘, 2019, 26(1): 165-177.
[11]	何文军，费李莹，阿布力米提·依明，杨海波，蓝文芳，丁靖，鲍海娟，郭文建. 准噶尔盆地深层油气成藏条件与勘探潜力分析[J]. 地学前缘, 2019, 26(1): 189-201.
[12]	肖萌，袁选俊，吴松涛，曹正林，唐勇，谢宗瑞，王瑞菊. 准噶尔盆地玛湖凹陷百口泉组砾岩储层特征及其主控因素[J]. 地学前缘, 2019, 26(1): 212-224.
[13]	卞保力，张景坤，吴俊军，李宗浩，王岩，曹剑. 准噶尔盆地西北缘大侏罗沟走滑断层油气成藏效应[J]. 地学前缘, 2019, 26(1): 238-247.
[14]	周路，朱江坤，宋永，陆鹏，瞿建华，尤新才，吴勇，任本兵，赵明坤，肖豪. 玛湖凹陷玛中—玛东地区三叠系百口泉组断裂特征及控藏作用分析[J]. 地学前缘, 2019, 26(1): 248-261.
[15]	张劼，雷怀彦，杨鸣，陈勇，孔媛，卢毅. 南海北部陆坡沉积物中P-S-Fe的相互作用及其对划分硫酸盐甲烷转换带的指示意义[J]. 地学前缘, 2018, 25(3): 285-293.