Mechanism of reservoir development in the Carboniferous-Permian volcanic rock reservoirs in Hala’alate Mountain area, Junggar Basin

doi:10.13745/j.esf.sf.2023.9.39

Abstract

Abstract:

The Hala’alate Mountain (Hashan) area located in the northwestern margin of the Junggar Basin is associated with an ancient continental margin island arc, where the Carboniferous-Permian (C-P) volcanic rock reservoirs are the main target for oil and gas exploration. To further assess the exploration prospect of the volcanic rock reservoirs we carry out a systematic investigation into the mechanism of reservoir development in Hashan. Core log, thin section, scanning electron microscope, micro CT, fluid inclusion and other techniques are used for the characterization of reservoir rocks, in combination with major and trace element analysis. We find (1) the main pore types in the volcanic rock reservoirs are dissolution pores, intergranular pores and dissolution fractures with large pore-diameter and good connectivity but strong heterogeneity. (2) Volcanic rock facies, fractures, weathering leaching and deep hydrothermal fluid are key factors affecting reservoir quality, where overflow facies and explosive facies are favorable facies belts for reservoir development. Tectonic uplift and thrust napping improve reservoir quality at the front wing of nappes and fault intersections (“Triangle” area), and weathering/leaching contribute to further improvement. (3) Based on the combined analysis of reservoir rock property and lithofacies, the volcanic rock reservoirs are classified into three quality grades. High-quality reservoirs are mainly located in the “Triangle” area of the thrust nappe belt. We conclude that the C-P volcanic rocks in Hashan area has good prospect of forming large-scale, high-quality reservoirs with huge exploration and development potentials.

Key words: volcanic rock, reservoir porosity, reservoir physical property, formation mechanism, Hasan district

CLC Number:

ZHOU Jian, LIN Chengyan, LIU Huimin, ZHANG Kuihua, ZHANG Guanlong, WANG Qianjun, YU Hongzhou, NI Shengli, NIU Huapeng, JIAO Xiaoqin, LIU Shan. Mechanism of reservoir development in the Carboniferous-Permian volcanic rock reservoirs in Hala’alate Mountain area, Junggar Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2024, 31(2): 327-342.

Figures/Tables 18

References 41

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类型			成因	主要岩性
孔隙	原生孔隙	气孔	岩浆喷出过程中携带的挥发分膨胀产生的孔隙	安山岩、玄武岩、流纹质凝灰岩和流纹质熔结凝灰岩
		晶间孔	全晶质或半晶质矿物晶体格架间的孔隙	安山岩、玄武岩
		粒间孔	火山碎屑颗粒间经压实后残余的孔隙	火山角砾岩、晶屑凝灰岩
	次生孔隙	脱玻化孔	玻璃质脱玻化向晶质矿物转变过程中产生的孔隙	玄武岩、安山岩
		斑晶溶孔	斑晶受流体作用溶蚀产生的孔隙	安山岩、玄武岩
		基质溶孔	基质脱玻化或黏土化、微晶长石被溶蚀形成的孔隙	安山岩、玄武岩和英安岩
		粒内溶孔	成岩演化后期,火山碎屑颗粒内由于流体进入而遭受溶蚀形成的孔隙	火山角砾岩、岩屑凝灰岩
		粒间溶孔	成岩演化后期,火山碎屑颗粒间由于流体进入而遭受溶蚀形成的孔隙	火山角砾岩、晶屑岩屑凝灰岩
裂缝	原生裂缝	冷凝收缩缝	岩浆从地下深处喷出地表冷凝、结晶过程中形成的收缩裂缝	玄武岩、安山岩和熔结凝灰岩
	原生裂缝	斑晶炸裂缝	斑晶受岩浆的爆炸作用形成的裂缝	安山岩
	次生裂缝	构造缝	火山岩受构造应力后形成的一系列缝隙	安山岩、玄武岩和火山角砾岩
	次生裂缝	溶蚀缝	受地层流体溶蚀产生的一系列裂缝, 多为原有裂缝遭受溶蚀扩展	火山角砾岩、凝灰岩和安山岩

类型			成因	主要岩性
孔隙	原生孔隙	气孔	岩浆喷出过程中携带的挥发分膨胀产生的孔隙	安山岩、玄武岩、流纹质凝灰岩和流纹质熔结凝灰岩
		晶间孔	全晶质或半晶质矿物晶体格架间的孔隙	安山岩、玄武岩
		粒间孔	火山碎屑颗粒间经压实后残余的孔隙	火山角砾岩、晶屑凝灰岩
	次生孔隙	脱玻化孔	玻璃质脱玻化向晶质矿物转变过程中产生的孔隙	玄武岩、安山岩
		斑晶溶孔	斑晶受流体作用溶蚀产生的孔隙	安山岩、玄武岩
		基质溶孔	基质脱玻化或黏土化、微晶长石被溶蚀形成的孔隙	安山岩、玄武岩和英安岩
		粒内溶孔	成岩演化后期,火山碎屑颗粒内由于流体进入而遭受溶蚀形成的孔隙	火山角砾岩、岩屑凝灰岩
		粒间溶孔	成岩演化后期,火山碎屑颗粒间由于流体进入而遭受溶蚀形成的孔隙	火山角砾岩、晶屑岩屑凝灰岩
裂缝	原生裂缝	冷凝收缩缝	岩浆从地下深处喷出地表冷凝、结晶过程中形成的收缩裂缝	玄武岩、安山岩和熔结凝灰岩
	原生裂缝	斑晶炸裂缝	斑晶受岩浆的爆炸作用形成的裂缝	安山岩
	次生裂缝	构造缝	火山岩受构造应力后形成的一系列缝隙	安山岩、玄武岩和火山角砾岩
	次生裂缝	溶蚀缝	受地层流体溶蚀产生的一系列裂缝, 多为原有裂缝遭受溶蚀扩展	火山角砾岩、凝灰岩和安山岩

储层类型	孔隙度/%	渗透率/mD	岩相	储集空间组合	裂缝密度/(条·m^-1)
优质储层	5~10	>1	爆发相热碎屑流亚相、溢流相上部	溶蚀孔、溶蚀缝、基质溶孔、原生气孔	>5
中等储层	3~<5	0.1~1	爆发相空落亚相、溢流相上部	粒内(间)孔、次生(蚀变)溶蚀孔	3~5
差储层	<3	<0.1	溢流相中部、沉火山岩相	构造缝、冷凝收缩缝、基质溶孔	<3

储层类型	孔隙度/%	渗透率/mD	岩相	储集空间组合	裂缝密度/(条·m^-1)
优质储层	5~10	>1	爆发相热碎屑流亚相、溢流相上部	溶蚀孔、溶蚀缝、基质溶孔、原生气孔	>5
中等储层	3~<5	0.1~1	爆发相空落亚相、溢流相上部	粒内(间)孔、次生(蚀变)溶蚀孔	3~5
差储层	<3	<0.1	溢流相中部、沉火山岩相	构造缝、冷凝收缩缝、基质溶孔	<3