高邮凹陷侵入岩特征及与油气成藏的关系.pdf

石油天然气学报 江汉石 油学院学报 2 0 1 0 年 6 月第 3 2 卷第 3 期 J o u r n a l o f Oi l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I J u n ． 2 0 1 0 V o 1 ． 3 2 N o ． 3 高邮凹陷侵入岩特征及与油气成藏的关 系 仇永峰 ，叶绍东 ，郑元财 江苏油田分公司地质科学研究院， 江苏扬州2 2 5 0 0 9 崔晓晓 江海职业技术学院应用艺术系， 江苏扬州2 2 5 1 1 0 [ 摘要 ]从 已钻井资料 出发 ，对 高邮凹陷侵入岩类型 、侵入 后特征 、纵横 向分 布规律 、侵 入时期及 与油气 成 藏的关系进行 了分析研 究。研 究表 明高邮凹陷侵入岩 以辉 绿岩 为 主，在平 面上 主要分 布在 北部 斜坡 的码 头庄 、大仪集、发财一 卸 甲庄 、沙埝 等地 区，在纵 向上主要分布 在阜 四段一 阜二 段 E f 4 一 E f z 地 层； 从 与油气成藏的关系来看 ，侵入 E f z 、E f 的辉绿 岩可加速 生 油岩有机 质 向烃类 转化 ，是 油气 良好 的封 盖层 ，并能形 成多种 圈闭类型 ，对 油气成藏 有利 。 [ 关键 词]高邮 凹陷；辉 绿岩 ；侵 入岩；油气成藏 [ 中图分类号]T E l 2 2 ． 1 [ 文献标识码]A [ 文章编 号] 1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 0 O 3一 O 1 9 7 一O 3 近年来 ，在我国东部中新生代含油气盆地的生油或储油地层 中，都先后发现了侵入岩或喷发岩 ，并 在侵 入岩 体 和侵入 岩 的上 、下 变质 带 内发 现 了油藏 ，如 辽河 盆地 东部 凹陷欧 利坨 子油 田、沾化 凹 陷的罗 1 5 1 块辉 绿岩 油 藏 等 ] 。高邮 凹陷 作 为苏北 盆地 油气 最 富集 的一 个 含 油 气 凹陷 ， 自上 白垩 统 至第 三 系 地层 经历 了仪 征 、吴堡 、真 武及 三垛 运 动等 一系 列 的构造 运 动 ，岩 浆 活动频 繁 ，致 使该 区普 遍 发育侵 入 岩。侵入岩在高邮凹陷大规模穿插 ，使石油地质条件变得更为复杂。笔者从 已钻井资料 出发 ，对高邮凹 陷侵入 岩 的特 征 、纵横 向分 布规 律 、侵 入时期 及 与油 气成 藏 的关 系进 行 了研 究 。 1 侵 入岩基 本特 征 1 ． 1岩石 类型 及特 征 研 究 区侵 入岩 主要 为辉 绿 岩 。辉 绿 岩具 辉绿 结构 ，绿 泥石 化辉 绿 岩具 次辉 绿结 构 。岩石 成分 中斜 长 石约 占 4 0 ～6 0 ％ ，呈 柱状 ，杂 乱排 列 ；在 斜 长 石形 成 的格 架 中 充填 着 辉 石 、绿 泥 石 和 铁 矿 等 。辉 石 约占 2 0 ～4 5 ，呈它形粒状 ；绿泥石蛇纹石占 l 3 ～2 5 9 ／ 6 ；部分含伊丁石 占 l ～5 ；含磁铁矿 约 2 ，呈针 状 、粒状 等 。有 少量 溶蚀 孑 L 分 布 ，并且 有 些在 边部 的辉 绿 岩 岩石 表 面 完全 绿 泥石 化 ，仅 保 留原 岩 的外部 轮廓 图 1 。 1 ． 2电性 特征 辉绿 岩在 测井 曲线 上通 常 表现 为 自然 伽 马 曲线 为低 平段 ，电阻 率 曲线一 般 为高 阻 ，声波 时差 曲线 呈低 值 ，自然 电位 曲线 一般 无 明显 的负 异 常显示 ，辉 绿岩 上 、下 的变 质带 与辉 绿岩 电性 特 征相 比 ，其 自 然伽马曲线为高值段 ，电阻率曲线为高值段 ，但一般较辉绿岩低 ，声波时差较辉绿岩略高 ，自然电位曲 线局 部 出现 明显 的负异 常显 示 。 1 ． 3孔渗 特征 从 研 究 区庄 1井 和沙 4井 两 口井 取 心段 辉 绿 岩 的 实测 物 性 特 征来 看 ，孔 隙 度 在 0 ． 9 ～ 7 ． 0 ；渗 透率在 o ． 0 2 5 2 43 6 ． 6 l O ～肚 m 之 问，大部分小于 1 1 0 - 。 p ． m ，一般在 0 ． 0 2 5 2 ～0 ． 5 l O。 “ m 。 。庄 1 井 和 沙 4两井 辉绿 岩孔 渗 也存 在较 大 的差 异 庄 1 井 辉 绿 岩 孔 隙 度最 小 为 4 ． 6 ，最高 可 达 7 ，而沙 4井辉绿岩孑 L 隙度最高仅 为 2 ． 2 ；在渗透率上 ，沙 4井个别岩心达到 了 3 6 ． 61 0 一 。 ／z m。 ， [ 收稿 日期 ]2 0 1 00 3 0 4 [ 作者简介]仇永峰 1 9 8 2一 ，男 ，2 0 0 6年大学毕业 ，助理工程师 ，现主要从事油气勘探方面的研究工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 O 1 O 年 6月 a 绿泥石化辉绿岩 庄l 井 ， 1 6 6 4 ． 5 3 m ，薄 片 b 绿泥石充填 的裂缝 庄1 井 ， 1 6 1 0 3 6 m ，薄片 图 1高邮凹陷辉绿岩薄片 推测 该块 岩心 可能存 在微 裂缝 。 总体来看 ，研究区的辉绿岩储集条件较差 ，但据文献资料，车镇凹陷义北油 田中生代辉绿岩埋深约 1 7 0 0 m，储集性能好 ，最大孔隙度 2 5 ． 2 ，最大渗透率 3 0 1 0 p ． m ，均高于相邻的砂岩储层 ，辉石和 角闪石晶溶孑 L 是主要储集空间 ，属孔隙型储集岩 。因此，不排除研究区存在储集性较好的辉绿岩。 2 辉绿 岩分布 与侵入时期 2 ． 1辉绿 岩平 面分 布 辉绿岩的发育主要与大断层相关 ，断层是诱发岩浆活动的重要因素 ，高邮凹陷辉绿岩在平面上主 要分布在切入基底的真武及吴堡边界大断层 以北的地区Ⅲ。其 中，码头庄地区主要分布在码头庄背斜构 造 的中央 ；大 仪集地 区 主要 分布 在大 1 、大 2 、韦 1 2井 附近 ，辉 绿 岩 向东 西 两个 方 向减 薄 ；沙埝 一 永 安 地 区是辉绿 岩分 布最 集 中 、面积 最广 的地 区 ，该 区辉绿 岩 在平面 上多套 叠合 ；兴化 地 区也有 多 口井 钻遇 辉绿 岩 ，分布 面积也 较广 。 2 ． 2辉绿 岩纵 向分布 纵 向上研 究 区发 育上 下 两 套 辉 绿 岩 ，其 中上 套 辉 绿 岩 主要 侵 人 下第 三 系 沙河 组 组 一 东 营 组 E 。 S E d 地层 中 ，主要分 布在 永安 、沙 埝 的西 北 部 ，厚 度 较 大 皆超 过 1 0 0 m，最厚 可 达 1 5 5 m ，而其 他 地 区辉绿 岩很 薄 厚度 绝 大多数 小于 2 0 m ；下 套辉 绿 岩 主要 侵入 古 新 统阜 宁 组 4段 一2段 E f 4 - E f z 地层 中 ，两套辉 绿岩 都 以顺 层侵 人为 主 。 ． 2 ． 3辉绿 岩侵 入 时期 通过钻井、地震资料的应用 ，并结合地质分析方法 ，推测该区上下两套辉绿岩侵入期均为三垛运动 期。吴堡运动和三垛运动是苏北盆地构造发展史上两次重要的地质事件 ，前者继承了早期右旋拉张应力 场的特点 ，使盆地由拗陷向断陷发展 ；后者区域应力场变为东西向挤压和南北 向顺扭 ，使苏北盆地整体 抬升 ，遭受长时期的强烈剥蚀 ] 。据声发射实测数据，吴堡运动期最大主应力为 3 2 ． 8 MP a左右 ，三垛 运动 期最 大主应 力 为 3 5 ． 3 ～ 7 5 ． 4 MP a ，三 垛 运 动 的强度 比吴 堡运 动 的强度 大 。辉 绿 岩侵 入 的规模 受 构 造运 动 的强弱控 制 ，从 构造 运动 的强度 变化 来说 ，如果 两次 地质事 件都 导致 了辉绿 岩侵 入 ，那 么三垛 运 动期 侵入 的辉绿 岩规模 理应 更大 。但 事 实 相反 ，上 层 辉 绿 岩体 的厚 度 和分 布 范 围都 略小 于下 层辉 绿 岩 体 ，这说明两套辉绿岩皆为三垛运动期侵入的__ 4 j 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷第 3期 仇永 峰等 高邮凹陷侵入岩特征及与油 气成 藏的关系 3 辉绿岩与油气成藏的关系 3 ． 1 加 速烃 源岩 的 热演化 李亚 辉对 高 邮 凹陷北斜 坡 辉绿 岩 的研究 表 明 6 ] ，不论 钻井 深度 H 多大 ，受 辉绿 岩 影 响的样 点 R。 值 都远 远脱 离 正常 的 H R。 轨 迹 ，而变 质 岩 以外 未 变质 泥 岩 中的有 机 质 同样会 受 到 辉 绿 岩 的影 响 。对 吴 岔 1 井 辉 绿岩 上下 烃源 岩 R 。 的测 试结果 也充 分证 实 了此 观点 ，在 辉绿 岩 附近 的 R。 值平 均达 1 ． 2 3 ，明 显偏离正常值 ，而在该辉绿岩下部 5 0 m处 的泥岩其 R。 值只有 0 ． 5 4 8 ，反映了正常的热演化值 。 3 ． 2 致密 辉绿 岩体 对 油气成 藏 起 隔层作 用 辉 绿 岩体 的致 密部 分 ，通 常孔渗 不发 育 ，是 非渗 透层 ，对 油气 往往 起 到分 割作 用 ，这在 辉绿 岩体 上 下储层 中的地层 水 性质 及原 油物 性方 面 表现得 非 常 明显 。如花 1 6井 和 沙 1 9井 ，在 辉绿 岩 之 下油 层 中 ， 地层水 矿 化度分 别 为 1 9 7 8 9 g ／ L和 4 5 7 8 1 g ／ L，水 型为 C a C 1 。型 ；而在 辉绿 岩之 上油 层 中 ，地 层水 矿化 度 分别 为 2 1 0 8 9 ． 4 g ／ I 和 1 5 9 2 1 g ／ I ，水 型分 别 为 为 N a S O 型和 Na HC O。型 。此 外 ，该 两 口井辉 绿 岩 体 上、下储层 中的原油密度、粘度也存在明显差异 ，辉绿岩之上原油的密度和粘度值均 比辉绿岩之下原油 的密度和粘度值小，说明辉绿岩对上、下油藏起到了分割作用。 3 ． 3辉 绿 岩在 形成 圈 闭 中的 作 用 辉 绿岩 及其 变质 带 可形 成多种 类 型 的圈闭 和油 气藏 ，根据 侵 入 岩及 其 变 质 带 在形 成 圈闭 中的作 用 ， 大体可 分 为以下 几类 侵 入 岩作 为储层侵 入 岩冷凝 形 成 的气 孔 、收 缩缝 ，接 触变 质及 后期 构 造运 动形 成 的蚀变 孔 隙及裂 缝 ，使侵入岩本身具备储集性能。这些侵入岩既可以象砂岩一样形成构造油气藏，又可 以形成拱 张背 斜 、断背斜 、上倾尖灭、透镜体等类型油气藏。 变质泥岩作为储层 裂缝性变质泥岩作为储层 ，可以形成披 覆背斜 、断鼻断块 等构造油气藏 ，同 时 ，由于变 质带储 层 的非 均质 性 ，还 可能形 成类 似上 倾 尖灭 或透 镜体 类型 的 岩性油 气 藏 。 侵入 岩 作 为盖层非 渗透 性 的侵入 岩 ，可 以作 为下伏 砂 岩储 层 的盖层 。 侵入 岩 作 为侧 向封堵 层 多数 辉绿 岩穿 层侵 入 时 ，成为砂 层 遮挡 面可 以形 成侧 向封挡 型圈 闭和 油气 藏 ，同样 ，如果断层断穿辉绿岩 ，辉绿岩与砂岩储层对接，也可以形成较好的断层侧向封挡条件。 概括起来 ，共有储层型、盖层型、侧向封堵型 3类 6种类型的圈闭 图 2 。鉴于研究区辉绿岩体 储 鸯 盖 层 ，r ， 层 一 、 型 型 侧 ‘ ， p - 向 封 堵 型 - ‘ 图 2 高 邮凹陷与辉绿岩有关的圈闭类型 下 转第 2 3 1页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷第 3期 王建立 等 V TI 介质叠 前时间偏移 及实例分析 4 结 语 各 向异 性叠 前 时 间偏 移处 理 是解 决 复杂构 造 成像 的发 展方 向之 一 ，该研 究 根据 川东 北地 震 资料 的特 点 ，根 据测 井 、地质 分层 等 首先 确定 各 向异性 参 数 的大致 范 围 ，在 初 步确定 均 方根 速度 场 的基础 上 ，利 用 各 向异性 叠前 时 间偏移 处理 对 各 向异性 参数 进 行分析 ，最后 利用 最终 偏移 速 度场 和各 向异 性参 数场 进 行 最终 偏移 处理 。从 处 理效率 看 ，所探 讨 的各 向异性叠 前 时 间偏 移 处理 技术 流 程具 有简 洁 、高效 、易于 实 现 ，从处 理效 果看 ，各 向异 性 叠前 时 间偏移 比常规叠 前 时 间偏 移 在 复杂 山地 地震 资料 成像 中更 能真 实 地 反映地 下 构造 ，为 以后 解决 川东 北 复杂 山地 构造 成像 提供 了有益 的探 索 。 感谢 张文 忠 、 贾立 忻 、陶静在 实际 资料 处理 中的 工作 ，感谢 中 国石 油化 工 股份 有 限公 司勘探 南方分 公 司的孙进 华 、陈祖 庆 、钟 菁华 等领 导和 专 家在 试验过 程 中提 出的意 见和 建议 。 [ 参考文献] [ 1 ] f h o ms e n 1 ， ．We a k s l a s t i c a n i s o t r o p y[ J 3．Ge o p h y s i c s ，1 9 8 6 ，5 1 1 9 5 4 ～1 9 6 6 ． [ 2 ]T s v a n k i n，Th o ms e n ．No n h y p e r b o l i c r e f l e c t o n mo v e o u t in a n i s o t r o p i c me d i a[ J ]． Ge o p h y s i c s ．1 9 9 4 ，5 9 1 2 9 0 ～1 3 0 4 ． [ 3 ] Al k h a l i f a h ． Ve lo c i t y a n a l y s i s f o r t r a n s v e r s e l y i s o t r o p i c me d i a E J ]．Ge o p h y s i c s ，1 9 9 5 ，6 0 1 5 5 0 ～1 5 6 6 ． E 4 ] Al k h a l i f a h ．Tr a n s f o r ma t i o n t o z e r o o f f s e t i n t r a n s v e r s e l y i s o t r o p i c me d i a[ J ]．Ge o p h y s i c s ，1 9 9 6 ，6 1 9 4 7 ～9 6 3 ． E s ] Al k h a l i f a h ．V e l o c i t y a n a l y s i s u s in g n o n h y p e r b o l i c mo v e o u t i n t r a n s v e r s e l y i s o t r o p i c me d i a[ 3 3 ．Ge o p h y s i c s ，1 9 9 7 ，6 2 1 8 3 9 ～1 8 5 4 ． [ 6 ] Al k k a l i f a h ．K i r c h h o f f t i me mi g r a t io n f o r t r a n s v e r s e l y i s o t r o p i c me d i a An a p p l i c a t io n t o Tr i n i d a d d a t a[ J ]．G e o p h y s i c s ．2 0 0 6 ，7 1 2 9 ～ 35 ． E 7 ]Win t e r s t e i n D F ．An i s o t r o p y e f f e c t s i n I wa v e a n d S H wa v e s t a c k i n g v e l o c i t i e s c o n t a i n i n f o r ma t i o n o n l i t h o l o g y[ J ]．Ge o p h y s i c s ， 1 98 6，5 16 6 1 ～ 6 7 2 ． [ 编 辑] 弘文 上 接 第 1 9 9页 的规模 总 体较 小 ，综合 考虑 侵 入 时期 与 油 气 成 藏 的 关 系 及 区域 构造 特点 ，认 为 研 究 区 主要 以 断鼻 、断 块 、背斜 断 背斜 、上倾 尖灭 、侧 向封挡 型 圈闭 和油气 藏 为 主 ， ． 形 成 透 镜体 及 侵 入 岩 盖层 型 圈闭 和 油 气藏 的机 率要 小一 些 。值得 一 提 的是 ，侵入 岩及 变 质带作 为储层 ，要 形 成圈 闭 ，必须 具备 较好 的 上覆 盖 层条件 ，因此 ，侵入在泥岩地层中侵入体及变质带最易形成有效圈闭或油气藏。 4结 论 1 高 邮 凹陷侵 入 岩 主要 为辉绿 岩 ，具 辉绿 结 构 ，绿 泥石 化 辉绿 岩 具 次 辉 绿结 构 ，辉绿 岩体 的储 集 性能 总体 较差 。 2 高 邮凹陷 辉绿 岩体 在平 面 上主 要分 布在 深 大 断 以北 的 码 头庄 、 在纵 向上多侵入在 E f 1 一E f 泥岩地层 ，侵入时期为三垛运动末期 。 3 辉 绿 岩 的侵入 除 可加 速烃 源岩 的热 演化 ，利 于油 气 的生 成 外 ； 成多 类型 的 圈闭 。 公 道 、沙 埝 一 永 安 、兴 化 等 地 区 ， 还 会 对 油 气 成 藏起 分 割 作 ，L } j ，形 [ 参考文献] [ 1 3赵晓丹，范玉平 ．欧 3 1 块 高效 开发实践 与认识E J ]．大庆石油地质与开发 ，2 0 0 8 ，2 7 4 7 O ～7 2 ． E 2 ] 金平信 ，高保 国 ．渤 南洼陷罗 1 5 1 块 火成 岩油藏 特征及 开发对 策 [ J ]．西北地质 ，2 0 0 5 ，3 8 2 7 l ～7 4 ． [ 3 3 郭占谦 ．火 山活动与油气资源 E J ]．新疆 石油地质，2 0 0 3 ，2 4 2 1 7 6 ～1 8 0 ． E 4 ]毛风鸣 ．高邮凹陷北 斜坡辉绿 岩形成时期的确定及其与油气关系 [ J ]．石油勘探与开发 ，2 0 0 0 ，2 7 6 l 9 ～2 0 ． [ 5 ]邱旭明 ，刘玉瑞 ，傅 强，等 ．苏北 盆地上白垩统一 第 三系层序地层 与沉积演化[ M]．北 京 地质出版社 ，1 9 8 9 ． 8 ～9 ． [ 6 ]李亚辉 ．高邮凹陷北斜坡辉绿 岩与油气成 藏 I- J ]．地质力学学报 ， 2 0 0 0 ，6 2 1 7 ～2 2 ． [ 编 辑] 宋换新 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m