贝尔凹陷火山岩相类型及石油地质意义.pdf

文章编号1674- 5086 2010 03- 0180- 05 贝尔凹陷火山岩相类型及石油地质意义 * 林承焰 1, 丁 圣1, 李 坚2, 任丽华1 1 . 中国石油大学地球资源与信息学院, 山东 东营 257061 ; 2.中国石化胜利油田地质科学研究院, 山东 东营 257015 摘 要 在区域构造背景和火山活动分析的基础上, 通过大量的岩芯观察和薄片鉴定, 综合利用测井、 地震和重磁等 资料, 研究认为海拉尔盆地贝尔凹陷布达特群的岩相类型及分布规律与火山作用密切相关, 其岩石类型以火山熔岩 和火山碎屑岩为主, 岩相的分布受中心式火山喷发的控制, 火山熔岩、 火山碎屑岩和碎屑岩围绕火山口呈环带状分 布, 将其岩相划分为 3种亚相和 6种微相, 建立了贝尔凹陷布达特群岩相分布模式, 并结合该区勘探开发的现状, 探讨 了不同岩相对油气储层发育程度的影响, 发现火山沉积相带是有利的储层发育带。对预测盆地内其他次级断陷的有 利潜山储层分布区, 开拓勘探新领域具有重要意义。 关键词 火山作用; 岩相类型; 布达特群; 贝尔凹陷; 海拉尔盆地 中图分类号 TE132 文献标识码 A DOI 10. 3863/. j issn. 1674- 5086. 2010. 03. 036 1 区域地质概况 海拉尔盆地是发育在蒙古 大兴安岭褶皱基底 之上的中生代沉积盆地, 处于华北板块和西伯利亚板 块之间的额尔古纳中间地块及其增生带上 [ 1], 与南部 的塔木察格盆地同属一个盆地, 东与松辽盆地相邻, 东南部与二连盆地遥相呼应。这种侏罗纪 早白垩 世断陷盆地在中国东北部、 蒙古和俄罗斯外贝加尔地 区总数近 200个, 大多为半地堑, 呈北东向和北北东 或北东东向短线状展布, 在区域构造演化上具有相似 性。受蒙古 鄂霍茨克海的闭合, 华北 蒙古陆块与 西伯利亚板块对接的共同作用, 侏罗纪 早白垩世岩 浆活动异常激烈 [ 2], 造就了盆地内部正常陆源碎屑与 火山喷发物质共存的复杂格局。贝尔凹陷位于海拉 尔盆地贝尔湖拗陷南部, 面积 3 010 km 2, 是盆地内最 大的二级构造单元 [ 3], 由西向东依次为贝西斜坡带和 贝西、 贝中、 贝东 3个洼槽, 3个洼槽间夹持霍多莫尔、 苏德尔特构造带和贝东断隆带, 总体呈具东西分带、 洼隆相间的构造特点 图 1 [ 4]。贝尔凹陷布达特群 勘探程度相对较低, 取芯资料少; 岩石中岩屑含量高、 碎裂蚀变严重、 岩性识别难; 岩性岩相变化快、 完整相 序出露少、 划相难, 受控于火山活动的岩相类型及分 布规律是拓展本区勘探的关键。 图 1 海拉尔盆地贝尔凹陷构造位置图 Fig . 1 Tectonic location m ap of Beier Sag , Hailar Basin 2 贝尔凹陷布达特群岩石类型及特征 贝尔凹陷布达特群岩石类型复杂多样, 但主要 为火山熔岩和火山碎屑岩, 目前这两类岩类划分标 准众多, 火山熔岩多采用国际地科联推荐的火成岩 分类方案 TAS图为标准 [ 5- 9], 火山碎屑岩多采 用孙善平分类方案即按凝灰质含量及成岩方式来划 分。鉴于布达特群勘探时间较短、 深层化学分析资 料欠缺、 受构造和岩浆作用影响岩石碎裂蚀变严重 第 32卷 第 3期 西南石油大学学报 自然科学版 Vo. l 32 No . 3 2010年 6月 Journal ofSouthwest Petroleum University Science 纵向上, 与溢流相火山熔岩交替出现。在贝 尔凹陷, 该岩相只发育凝灰岩和火山角砾岩两种微 相, 其中火山角砾岩仅在距离火山口较近的贝西斜 坡零星分布, 而霍多莫尔构造带广泛发育凝灰岩。 3 火山沉积相 是火山岩和沉积岩的过渡岩 相, 在火山作用平静期更为发育, 其岩石是火山喷发 和正常沉积作用相互掺和的产物。火山碎屑物质可 以在火山斜坡和火山盆地中堆积, 也可降落在蓄水 盆地中与正常沉积物质组成火山碎屑沉积岩。该岩 相具有低电阻率、 放射性随泥质含量的增多而增高 的电性特征, 地震反射具有强振幅、 同相轴连续的特 征。该亚相主要发育沉凝灰岩、 凝灰质砂岩和正常 沉积岩 3种微相 [ 14- 17]。其形成机理为 火山碎屑物 质较少或因沉积区距火山口较远时, 正常陆源沉积 物占的比例增大, 从而形成沉火山碎屑岩, 直至正常 沉积岩。火山沉积相带是有利的储层发育带, 凝灰 质砂岩、 砂质凝灰岩中裂缝较发育, 且随着泥质、 凝 灰质含量的降低, 钙质含量的增加, 裂缝发育程度增 强, 通过统计不同岩性的裂缝线密度, 发现碳酸盐化 的凝灰质砂岩裂缝最为发育。该岩相主要分布在苏 德尔特构造带和贝中次凹。 岩相的分布受其与火山口距离的控制, 贝西斜 坡和贝中断隆带的德 4 、 德 6井区属于中近距离火 山口, 发育火山溢流相, 其他地区离火山口较远, 火 山爆发相和火山沉积相围绕着火山溢流相呈环带状 分布。具体来看, 自贝西斜坡向南东方向的霍多莫 尔构造带、 苏德尔特构造带和贝中次凹, 岩相为火山 溢流相∀火山爆发相 ∀火山沉积相过渡, 岩石类型 182 西南石油大学学报 自然科学版 2010年 为玄武岩∀凝灰岩∀凝灰质砂岩∀岩屑长石砂岩依 次变化。在贝中断隆带德 4和德 6井区附近, 岩相 类型及展布具有类似的规律 图 3。 图 3 贝尔凹陷布达特群岩相分布平面图 Fig . 3 L it hofacies distribution ofBudate Group in Beier Sag 3 . 2 岩相组合分布模式 贝尔凹陷紧邻嵯岗隆起, 位于德尔布干断裂带 附近, 具有在同一空间内多火山口、 多期火山活动的 背景。根据火山作用机理, 在火山口附近易发育具 有柱状节理的火山熔岩, 研究认为贝尔凹陷在贝 D3 井区和德 4井区附近存在 2个火山口, 其中德 4井 区的火山口规模较小, 贝尔凹陷布达特群的岩相分 布主要受贝西斜坡带贝 D3井附近火山口中心式喷 发的影响, 各种岩相围绕火山口呈环带状分布。综 合考虑火山口位置、 岩相组合、 各构造带古地形等特 征, 建立了贝尔凹陷布达特群岩相组合分布模式 图 4, 该模式可清晰反映贝尔凹陷各构造带岩性 的垂向序列和平面渐变规律。随着与火山口距离的 增大, 垂向上, 岩性序列由贝西斜坡的厚层玄武岩、 基本不含沉积岩夹层 ∀霍多莫尔构造带厚层凝灰 岩, 沉积岩夹层少且薄 ∀苏德尔特和贝中次凹呈不 等厚互层的凝灰质砂岩和砂泥岩; 平面上, 玄武岩、 凝灰岩、 凝灰质砂岩和砂岩围绕火山口呈环带状 分布。 图 4 贝尔凹陷布达特群岩相组合分布模式图 Fig . 4 Them ode of the lit hofacies combination distribution of Budate Group in Beier Sag 4 石油地质意义 海拉尔盆地具有丰富的油气地质资源, 通过对 其勘探历程和现状的研究, 认为它是 接替松辽的 最有前景的盆地 [ 18], 是大庆油田重要的中长期油气 藏勘探区 [ 19]。近年来, 随着能源需求的激增, 古潜 山油藏的勘探与开发具有特殊的意义。 2001年海 拉尔盆地贝尔凹陷苏德尔特潜山带贝 10井布达特 群压后获 39 t/d工业油流, 苏德尔特潜山油藏的发 现揭开了潜山勘探的序幕, 相继部署的贝 12 、 贝 14 、 贝 15 、 贝 30等井也获工业油流。实施勘探开发一 体化后, 于德 112227井获自然产能 204m 3 /d的高 产工业油流, 相继钻探的多口井于基岩发现溶孔、 溶 洞和裂缝含油储层, 获得了较高的工业产能, 目前已 提交控制储量 6 140 10 4 t [ 20]。从目前已发现的古 潜山类型来看, 国内外主要发现的是碳酸盐岩、 火山 岩或变质岩古潜山, 而对于苏德尔特潜山油藏的火 山碎屑岩和碎屑岩潜山较少见, 研究程度较低。目 前, 除贝尔凹陷苏德尔特构造带和贝中次凹潜山油 藏勘探程度较高外, 其他构造带和盆地内其他凹陷 的潜山基础研究甚为薄弱, 岩性、 岩相及其对储层的 影响等方面的研究尚为空白, 立足于岩性、 岩相和储 层的相关性, 通过确定岩石类型、 岩相特征及分布、 各相带储层的储集空间及发育情况, 建立岩相组合 分布模式并通过对不同岩相带物性和含油性的统 计, 发现火山沉积相带是有利的储层发育带, 这对预 183 第 3期 林承焰, 等 贝尔凹陷火山岩相类型及石油地质意义 测盆地内其他次级断陷的有利潜山储层分布区开拓 勘探新领域具有重要意义。 参考文献 [ 1] 张炯飞, 权恒, 武广, 等. 东北地区中生代火山岩形成 的构造环境 [ J]. 贵金属地质, 2000 , 9 1 33- 38. 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Geology Institute , ShengliO ilfield , SI NOPEC, Dongying Shandong 257015 , China JOURNAL OF SOUTHWEST PETROLEUM UNIVERSITY SCIENCE t lithofacies type ; Budate group; Beier Sag; H ailar Basin 19 Journal of SouthwestPetroleum University Science Technology Edition No . 3