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乍得Bongor盆地基巖潛山儲(chǔ)層特征與影響因素研究*

2019-04-18 10:36:40余朝華杜業(yè)波肖坤葉王景春肖高杰張桂林梁巧峰王玉華
巖石學(xué)報(bào) 2019年4期
關(guān)鍵詞:潛山基巖風(fēng)化

余朝華 杜業(yè)波 肖坤葉 王景春 肖高杰 張桂林 梁巧峰 王玉華

1. 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院,北京 100083 2. 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)公司,北京 100034 3. 油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102249

潛山是盆地在接受沉積前就已經(jīng)形成的基巖古地貌山,在沉積過(guò)程中逐步被后期沉積地層覆蓋埋藏而成(Powers and Behre, 1932)。后期沉積地層中生成的油氣運(yùn)移充注其中,聚集成藏形成基巖潛山油氣藏(Landesetal., 1960),基巖潛山油氣藏具有典型的“新生古儲(chǔ)”的特點(diǎn)。自20世紀(jì)30年代潛山油氣藏概念提出以來(lái),在世界范圍內(nèi)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)多個(gè)大型潛山油氣藏,如委內(nèi)瑞拉馬拉開(kāi)波盆地拉帕斯和馬拉油田裂縫性花崗巖和變質(zhì)巖油藏(Koning, 2003),越南湄公河盆地花崗巖油田(Cuong and Warren, 2009),利比亞錫爾特盆地前寒武系花崗巖潛山油田(Williams, 1972),阿爾及利亞哈希邁薩烏德寒武系潛山油田(何登發(fā)等, 2017),也門Masilah晚侏羅世斷陷盆地Kharir花崗巖風(fēng)化殼油田(Harrisetal., 2002)和埃及蘇伊士灣盆地胡爾加達(dá)花崗巖油藏(Salah and Alsharhan, 1998)等。國(guó)內(nèi)的基巖潛山油氣藏最早于1959年在酒泉盆地找到鴨兒峽志留系基巖油氣藏,其后,在東部渤海灣盆地陸續(xù)發(fā)現(xiàn)冀中坳陷任丘潛山油田(何登發(fā)等, 2017),遼河坳陷的太古界變質(zhì)巖潛山油田(謝文彥等, 2012)和渤海灣蓬萊混合花崗巖潛山油田(鄧運(yùn)華, 2015),在西部的塔里木盆地發(fā)現(xiàn)哈拉哈塘潛山油田(劉星旺等, 2014),在三塘湖盆地石炭系火山巖風(fēng)化殼中發(fā)現(xiàn)牛東油田(侯連華等, 2011),在準(zhǔn)噶爾盆地發(fā)現(xiàn)火山巖風(fēng)化殼油氣藏(孟凡超等, 2016)。基巖潛山油氣藏作為一種重要的油氣藏類型越來(lái)越受到廣泛的重視,發(fā)現(xiàn)的基巖潛山油氣田數(shù)量和原始儲(chǔ)量也越來(lái)越高。

2012年以來(lái),我們通過(guò)開(kāi)展Bongor盆地地質(zhì)地球物理綜合研究,明確了盆地基底具有油氣成藏的有利條件,優(yōu)選了北部斜坡帶東段開(kāi)展針對(duì)性鉆探,首口針對(duì)潛山的探井Lanea E-2在潛山段發(fā)現(xiàn)油層近90m,試油日產(chǎn)近500方,隨后盆地東北部潛山帶獲得重大勘探突破。但是,由于基巖潛山巖性復(fù)雜,儲(chǔ)層縱向和橫向非均質(zhì)性強(qiáng),影響和控制因素不清,制約了基巖潛山的快速規(guī)模突破。本文以乍得Bongor盆地鉆遇基巖潛山的百余口鉆井、覆蓋全盆地的二維地震資料和覆蓋主要潛山構(gòu)造帶的高精度三維地震資料為基礎(chǔ),通過(guò)開(kāi)展巖心實(shí)驗(yàn)室分析、基巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)以及地震資料精細(xì)構(gòu)造解釋,分析基巖巖性類別和礦物成分、儲(chǔ)層特征和空間分布規(guī)律,探討了基巖儲(chǔ)層品質(zhì)的主要影響因素,為Bongor盆地下一步潛山勘探提供指導(dǎo),為中西非裂谷系其它盆地中的基巖勘探提供借鑒和參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

Bongor盆地位于乍得共和國(guó)西南部,中非剪切帶北緣(圖1),是受中非剪切帶影響發(fā)育起來(lái)的中-新生代陸內(nèi)反轉(zhuǎn)裂谷盆地(Binks and Fairhead, 1992; Guiraudetal., 1992; Fairhead, 1992; Guiraud and Maurin, 1992)。盆地整體呈近東西走向,長(zhǎng)約280km,寬約40~80km,面積約1.8×104km2。Bongor盆地平面上呈紡錘形,整體呈南斷北超的構(gòu)造形態(tài),自北向南可以分成四個(gè)構(gòu)造單元:北部斜坡、中央坳陷、南部隆起、南部坳陷,其中北部斜坡和中央坳陷是盆地主體,盆地內(nèi)發(fā)育多個(gè)凸起,受凸起阻隔,大部分凹陷與中央坳陷并不連通(圖1)。

盆地自下而上發(fā)育三個(gè)構(gòu)造層:最底層為盆地的古老基底,形成于600Ma年前的前寒武泛非運(yùn)動(dòng)時(shí)期(Beggetal., 2009);中部構(gòu)造層為盆地白堊紀(jì)-古近紀(jì)張裂過(guò)程中所充填的陸相碎屑巖地層(Guiraud and Maurin, 1992; Genik, 1993; 竇立榮等, 2006),巖性以砂巖和泥巖(頁(yè)巖)薄互層為主,晚白堊世晚期受非洲板塊與歐亞板塊近南北向碰撞的影響(Dewey, 1989; Mazzoli and Helman, 1994; Rosenbaumetal., 2002),Bongor盆地發(fā)生強(qiáng)烈反轉(zhuǎn),地層抬升剝蝕致使上白堊統(tǒng)地層缺失,盆地內(nèi)下白堊統(tǒng)自下而上可劃分為P組、M組、K組、R組和B組五套地層,厚度達(dá)數(shù)千米,其中M組是一套半深湖-深湖相泥巖,厚度在數(shù)十米到數(shù)百米不等,超覆在盆地大多數(shù)古隆之上,是盆地內(nèi)最重要的烴源巖和蓋層(竇立榮等, 2011);頂面構(gòu)造層為新生代新近紀(jì)以來(lái)的坳陷期沉積的地層,厚度僅200~500m,與中部構(gòu)造層以不整合面為界(圖1)。

2 基巖儲(chǔ)層特征

2.1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

本次研究對(duì)盆地內(nèi)11口井251個(gè)巖心薄片開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室鑒定和分析,分析結(jié)果表明Bongor盆地基巖巖性復(fù)雜,為變質(zhì)巖和巖漿巖組成的雜巖體(表1)。巖漿巖主要由花崗巖、正長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)巖組成,變質(zhì)巖主要為片麻巖和混合花崗巖(圖2),此外還有區(qū)域變質(zhì)巖呈殘留體分布?;鶐r潛山巖石類型總體以花崗巖為主。

Bongor盆地基巖礦物組成主要為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、 石英,其次為角閃石和黑云母。總體可將基巖劃分為長(zhǎng)英質(zhì)和鐵鎂質(zhì)巖兩大類(表1),以長(zhǎng)英質(zhì)巖石為主。

圖1 Bongor盆地構(gòu)造綱要圖Fig.1 Sketch structural map of Bongor Basin

表1 Bongor盆地潛山巖石類型統(tǒng)計(jì)表

Table 1 Type of basement rock in Bongor Basin

圖2 Bongor盆地主要基巖巖心照片(a)花崗巖,B-C-2井,548m;(b)花崗閃長(zhǎng)巖,B-C-2井,1373m;(c)二長(zhǎng)花崗巖,R-SW-2井,998m;(d)正長(zhǎng)巖,B-C-2井,830m;(e)混合花崗巖,M-E-2井,1756m;(f)片麻巖,B-C-2井,1510mFig.2 Photos of basement core in Bongor Basin(a) granite, well B-C-2 at depth 548m; (b) granodiorite, well B-C-2 at depth 1373m; (c) monzonite granite, well R-SW-2 at depth 998m; (d) syenite, well B-C-2 at depth 830m; (e) migmatitic granite, well M-E-2 at depth 1756m; (f) gneiss, well B-C-2 at depth 1510m

表2 Bongor盆地基巖儲(chǔ)層類型

Table 2 Type of basement reservoir in Bongor Basin

儲(chǔ)集空間類型主要儲(chǔ)集空間主要特征代表巖性孔隙型破碎粒間孔、溶蝕孔洞破碎塊點(diǎn)線接觸形成粒間孔,局部發(fā)生溶蝕形成溶蝕孔洞,溶蝕孔洞形狀不規(guī)則混合花崗巖、花崗巖、片麻巖、變粒巖裂縫型構(gòu)造裂縫、溶解縫、解理縫構(gòu)造裂縫一般平直,同期裂縫一般相互平行,不同期裂縫相互交切形成網(wǎng)狀縫;溶解縫一般形狀不規(guī)則,走向多變;解理縫常表現(xiàn)為一組相互平行的細(xì)縫混合花崗巖、花崗巖

2.2 基巖儲(chǔ)集空間類型

巖心觀察和薄片分析結(jié)果表明,Bongor盆地基巖潛山儲(chǔ)層可劃分為孔隙型儲(chǔ)層和裂縫型儲(chǔ)層(表2)?;鶐r儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間主要包括破碎粒間孔、構(gòu)造裂縫、構(gòu)造-溶解縫、解理縫及溶孔(圖3、圖4)。

孔隙型儲(chǔ)層主要集中發(fā)育在潛山的頂部風(fēng)化帶內(nèi)(圖3a),以破碎的粒間孔和溶蝕孔洞為主(圖3b-g),局部疊加構(gòu)造裂縫,下部過(guò)渡到以裂縫為主,局部沿裂縫發(fā)育溶蝕孔洞。

裂縫型儲(chǔ)層巖石比較完整,由于構(gòu)造活動(dòng)形成大量的構(gòu)造縫和解理縫(圖4),沿裂縫周圍偶見(jiàn)裂縫的擴(kuò)溶現(xiàn)象,發(fā)育溶蝕孔洞(圖4b, c),裂縫和孔隙中常充填有絹云母、高嶺石、綠泥石、伊蒙混層粘土以及次生石英等(圖4e, h)。

2.3 基巖儲(chǔ)層空間分布特征

2.3.1 垂向分布特征

Bongor盆地基巖儲(chǔ)層主要發(fā)育在潛山頂面250m左右范圍內(nèi),優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層集中發(fā)育在潛山頂面附近,潛山內(nèi)部?jī)?chǔ)層儲(chǔ)集性能逐漸變差,縱向上具有明顯的分帶性。根據(jù)基巖儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)特征,結(jié)合成像測(cè)井結(jié)果,將基巖儲(chǔ)層縱向上劃分為四個(gè)區(qū)帶:風(fēng)化殼、碎裂帶、半充填裂縫碎裂帶和致密帶(如表3、圖5)。

風(fēng)化殼位于潛山頂部,是潛山在被沉積地層覆蓋前遭受風(fēng)化淋濾的產(chǎn)物,儲(chǔ)集物性好,孔、洞、縫均發(fā)育,測(cè)井上具有低密度、低電阻的特征,成像測(cè)井圖像較雜亂,裂縫不平直,呈云狀和串珠狀,是裂縫經(jīng)淋慮擴(kuò)大后形成的風(fēng)化網(wǎng)狀裂縫的反映,風(fēng)化殼儲(chǔ)層發(fā)育的優(yōu)勢(shì)巖性為碎裂花崗巖。破碎帶一般呈塊狀特征,厚度變化較大,中間夾致密隔層,厚度從數(shù)米到數(shù)十米不等,整體儲(chǔ)集性能較好,大部分裂縫為張開(kāi)縫,未被充填。半充填碎裂帶巖石較完整,偶見(jiàn)裂縫,且大多被后期熱液礦物充填,儲(chǔ)集性能差。致密帶巖石結(jié)構(gòu)完整,不存在天然裂縫,整體致密,偶見(jiàn)鉆井誘導(dǎo)縫(圖5)。

2.3.2 平面分布特征

總體而言,Bongor盆地基巖儲(chǔ)層平面上分布廣泛,但不同潛山帶之間基巖儲(chǔ)層的發(fā)育程度差異較大,即使同一潛山帶不同構(gòu)造部位,基巖儲(chǔ)層的發(fā)育程度差異也較大,這種差異不僅表現(xiàn)在基巖儲(chǔ)層(風(fēng)化殼和破碎帶)的厚度上,還表現(xiàn)在基巖儲(chǔ)層段的平均孔隙度上(如表4)。

圖3 Bongor盆地潛山孔隙型儲(chǔ)層主要特征(a) B-C-2井潛山頂部破碎帶巖心;(b) B-C-2井536.8m,粒間孔;(c) B-C-2井563.1m,溶蝕孔洞;(d) M-9井1533m,溶孔;(e) R-S-8A井1574.5m,粒間孔隙及次生石英;(f) M-10井1071.55m,粒間溶蝕孔隙;(g) B-C-2井534.5m,粒間溶蝕孔隙. Kfs-鉀長(zhǎng)石;Qtz-石英;I/S-伊蒙混層Fig.3 Characteristics of pore type buried-hill reservoir in Bongor Basin(a) core of broken zone on top buried hill of well B-C-2; (b) intergranular pores, well B-C-2 at depth 536.8m; (c) dissolution pores, well B-C-2 at depth 563.1m; (d) dissolution pores, well M-9 at depth 1533m; (e) intergranular pores and secondary quartz, well R-S-8A at depth 1574.5m; (f) intergranular dissolution pores, well M-10 at depth 1071.55m; (g) intergranular dissolution pores, well B-C-2 at depth 534.5m. Kfs-K feldspar; Qtz-quartz; I/S-illite/smectite formation

表3基巖儲(chǔ)層縱向區(qū)帶劃分與特征

Table 3 Vertical zonation and characteristics of basement reservoir

圖4 Bongor盆地潛山裂縫型儲(chǔ)層主要特征(a) M-10井裂縫帶巖心;(b) 構(gòu)造-溶解縫,R-S-11井1409.3m;(c)構(gòu)造裂縫及溶蝕孔洞,B-C-2井1300.9m;(d)構(gòu)造裂縫,R-SW-2井900.97m;(e)裂縫充填絹云母,M-10井984.4m;(f)裂縫,R-S-11井 1410.9m;(g)長(zhǎng)石解理縫,B-C-2井534.7m;(h)構(gòu)造溶解裂縫充填高嶺石,M-10井1071.5m. Kln-高嶺石Fig.4 Characteristics of fracture type buried-hill reservoir in Bongor Basin(a) core of fracture zone, well M-10; (b) fractures and dissolution pores, well R-S-11 at depth 1409.3m; (c) fractures and dissolution pores, well B-C-2 at depth 1300.9m; (d) structural fractures, well R-SW-2 at depth 900.97m; (e) fracture filled with sericite, well M-10 at depth 984.4m; (f) fractures, well R-S-11 at depth 1410.9m; (g) feldspar cleavage cracks, well B-C-2 at depth 534.7m; (h) dissolution fracture filled with kaolinite, well M-10 at depth 1071.5m. Kln-kaolinite

表4 Bongor盆地重點(diǎn)井基巖儲(chǔ)層厚度和孔隙度統(tǒng)計(jì)表

Table 4 Basement reservoir thickness and porosity of key wells in Bongor Basin

潛山帶井名P組頂深(m)基底頂深(m)基巖儲(chǔ)層底深(m)基巖儲(chǔ)層厚度(m)基巖儲(chǔ)層平均孔隙度(%)Lanea潛山L-E-2643827886599.3L-E-38129941049557.0L-E-47659651003385.1Raphia潛山R-S-8A13431546———R-S-9148216161624811.7R-S-11132514071475687.4Baobab潛山B-C-2—53613598238.0B-C-3119514371488514.6B-C-510901305141611111.0

圖5 Bongor盆地B-C-2井基巖儲(chǔ)層縱向分帶及特征Bt-黑云母;Chl-綠泥石;PI-斜長(zhǎng)石;Hbl-角閃石Fig.5 Vertical zonation and characteristics of basement reservoir, well B-C-2, Bongor BasinBt-biotite; Chl-chlorite; Pi-plagioclase; Hbl-hornblende

圖6 Baobab潛山基巖儲(chǔ)層平面分布圖Fig.6 Basement reservoir distribution map of Baobab buried-hill

以已鉆井測(cè)井解釋基巖儲(chǔ)層厚度為基礎(chǔ),通過(guò)覆蓋Baobab潛山的寬方位、寬頻帶、高密度三維地震資料,利用多種地球物理屬性融合技術(shù)開(kāi)展了Baobab潛山基巖儲(chǔ)層厚度的預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)結(jié)果表明,除局部基巖儲(chǔ)層分布較為穩(wěn)定外(如B-C-2井周邊),大部分地區(qū)基巖儲(chǔ)層厚度變化差異較大,基巖儲(chǔ)層平面分布具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性(圖6),相距僅數(shù)千米的相鄰井之間基巖儲(chǔ)層厚度變化也非常大。

3 儲(chǔ)層影響因素分析

基巖潛山儲(chǔ)層是一種非常規(guī)儲(chǔ)層,影響基巖儲(chǔ)層空間發(fā)育程度和儲(chǔ)集性能的因素很多,主要包括基巖的時(shí)代和巖石類型、構(gòu)造-斷裂活動(dòng)、巖漿活動(dòng)、地表風(fēng)化溶解作用、埋藏蝕變、溶解和充填、區(qū)域變質(zhì)作用和流體作用等(趙澄林, 1996; Luoetal., 2005; 陳廣坡等, 2009; 朱光有等, 2009; 徐長(zhǎng)貴等, 2019)。通過(guò)對(duì)已發(fā)現(xiàn)潛山的細(xì)致解剖和分析,明確了Bongor盆地潛山基巖儲(chǔ)層的發(fā)育主要受古構(gòu)造位置、基巖巖性及構(gòu)造活動(dòng)的影響。

3.1 古構(gòu)造位置

基巖潛山在被沉積地層掩埋前的古構(gòu)造位置對(duì)于基巖儲(chǔ)層的發(fā)育程度具有較大的影響(侯連華等, 2011; 李長(zhǎng)宏等, 2018)。古構(gòu)造位置高低決定了潛山經(jīng)歷風(fēng)化時(shí)間的長(zhǎng)短,古構(gòu)造位置越高,風(fēng)化時(shí)間越長(zhǎng),反之則越短。我們以已鉆基巖井P組頂面、基巖頂面和基巖儲(chǔ)層下限的深度數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)(如表4),結(jié)合地震剖面構(gòu)造解釋結(jié)果,通過(guò)P組層拉平,恢復(fù)盆地裂陷初期各潛山的構(gòu)造位置和形態(tài)(圖7)。

恢復(fù)結(jié)果表明,同一潛山帶中古構(gòu)造位置越高,經(jīng)歷的風(fēng)化時(shí)間越長(zhǎng),基巖儲(chǔ)層厚度相對(duì)越大。Baobab潛山中,B-C-2井所在構(gòu)造P組沉積末期仍出露在外,其風(fēng)化時(shí)間遠(yuǎn)長(zhǎng)于B-C-3和B-C-5井所處構(gòu)造,因此該井基巖儲(chǔ)層厚度遠(yuǎn)大于B-C-3和B-C-5井,同時(shí),構(gòu)造位置較高的B-C-5井基巖儲(chǔ)層厚度也大于B-C-3井(圖7a)。Raphia潛山中,R-S-8A井和R-S-9井構(gòu)造位置均較低,基巖儲(chǔ)層不發(fā)育,而R-S-11井構(gòu)造位置較高,基巖儲(chǔ)層厚度相對(duì)較大(圖7b)。Lanea潛山中,L-E-2和L-E-3井構(gòu)造位置相當(dāng),其基巖儲(chǔ)層厚度也相差不大,兩者基巖儲(chǔ)層厚度均大于構(gòu)造位置更低的L-E-4井(圖7c)。

3.2 基巖巖性

不同類型巖石礦物成分不同,礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小和結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致其抗風(fēng)化能力不同,不同巖石在遭受物理和化學(xué)風(fēng)化后的儲(chǔ)層物性也不同(周心懷等, 2005; 李長(zhǎng)宏等, 2018)。

物理風(fēng)化主要表現(xiàn)為巖石在外力作用下的破裂和形變,對(duì)于石英、長(zhǎng)石等淺色礦物巖石來(lái)說(shuō),由于脆性強(qiáng),在同等應(yīng)力作用下容易破碎產(chǎn)生裂縫,而黑云母和角閃石等暗色礦物組成的巖石, 由于脆性弱抗壓能力強(qiáng), 在應(yīng)力作用下以柔性變形為主,不易產(chǎn)生破碎和裂縫(宋柏榮等, 2011)。統(tǒng)計(jì)表明,Bongor盆地中以長(zhǎng)英質(zhì)淺色礦物為主的混合花崗巖和酸性巖漿巖中裂縫最為發(fā)育,其次為中性巖漿巖,以鐵鎂質(zhì)礦物為主的區(qū)域變質(zhì)巖中裂縫相對(duì)不發(fā)育(如表5)?;瘜W(xué)風(fēng)化則與礦物的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)密切相關(guān),角閃石、黑云母等暗色礦物穩(wěn)定性差,易發(fā)生風(fēng)化,而石英等淺色礦物穩(wěn)定性好,不易發(fā)生風(fēng)化。

表5不同基巖巖性裂縫發(fā)育情況統(tǒng)計(jì)表

Table 5 Number of fractures in different basement lithologies

巖性類別主要造巖礦物裂縫條數(shù)(條)混合花崗巖堿性長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石和石英908酸性巖漿巖石英、斜長(zhǎng)石和堿性長(zhǎng)石623中性巖漿巖堿性長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石213區(qū)域變質(zhì)巖角閃石、黑云母和斜長(zhǎng)石136

圖7 Bongor盆地主要潛山構(gòu)造復(fù)原圖(P組沉積末期,剖面位置見(jiàn)圖1)(a) Baobab潛山;(b) Raphia潛山;(c) Lanea潛山Fig.7 Structural restoration map of main buried-hills in Bongor Basin (at the end of P Formation, see section locations in Fig.1)(a) Baobab buried-hill; (b) Raphia buried-hill; (c) Lanea buried-hill

基巖儲(chǔ)層的形成通常是物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化綜合作用的結(jié)果。在應(yīng)力作用下,淺色長(zhǎng)英質(zhì)礦物含量高的巖石更容易發(fā)生破碎,產(chǎn)生裂縫,后期流體沿著裂縫進(jìn)入發(fā)生淋濾作用,暗色礦物和長(zhǎng)石穩(wěn)定性差,易發(fā)生溶蝕而形成溶蝕孔洞。先期形成的裂縫是后續(xù)流體進(jìn)入發(fā)生溶蝕作用的通道和前提。Baobab潛山B-C-2井巖心物性分析結(jié)果表明,以長(zhǎng)英質(zhì)礦物為主的層段儲(chǔ)層物性整體好于鐵鎂質(zhì)礦物含量高的層段(圖8a)。進(jìn)一步的鏡下薄片分析結(jié)果表明,高長(zhǎng)英質(zhì)礦物層段裂縫發(fā)育,沿裂縫風(fēng)化淋濾作用強(qiáng)烈,形成大量溶蝕孔洞(圖8b),而以高鐵鎂質(zhì)礦物層段裂縫不發(fā)育,風(fēng)化淋濾作用弱,礦物較為完整,難以形成有效儲(chǔ)集空間(圖8c)。

3.3 構(gòu)造活動(dòng)

Bongor盆地經(jīng)歷了早白堊世裂陷、晚白堊世強(qiáng)反轉(zhuǎn)、古近紀(jì)裂陷和新近紀(jì)以來(lái)的整體拗陷(竇立榮等, 2011),在多期拉張-擠壓-拉張應(yīng)力場(chǎng)的作用下,斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈,基底發(fā)育多期構(gòu)造裂縫,強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)同時(shí)造成地層的破碎,形成破碎帶。

盆地裂陷早期活動(dòng)的斷層一般切入基底,斷層附近裂縫發(fā)育,且溶蝕強(qiáng)烈,后期斷層影響作用相對(duì)較弱。裂縫的發(fā)育程度主要受構(gòu)造活動(dòng)所控制,主干斷層的附近通常是構(gòu)造應(yīng)力釋放的主要部位,也是裂縫發(fā)育的有利地區(qū)。在潛山構(gòu)造演化的各個(gè)階段都伴隨著裂縫的形成和充填,只有目前具有一定張開(kāi)程度、徑向延伸深度和一定滲透性的張開(kāi)縫才是有效裂縫(王景春等, 2018)。

圖8 B-C-2井基巖巖心孔滲關(guān)系圖(a) B-C-2井基巖巖心孔滲關(guān)系圖;(b) B-C-2井,1227m,混合花崗巖,主要成分為石英、長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石,見(jiàn)大量溶孔;(c) B-C-2井,1700m,閃長(zhǎng)巖,以角閃石、斜長(zhǎng)石為主,礦物基本完整,風(fēng)化程度弱Fig.8 Porosity to permeability relationship of basement core, well B-C-2(a) porosity to permeability relationship of basement core, well B-C-2; (b) migmatitic granite, quartz, feldspar, plagioclase dominant with a lot of dissolution pores, well B-C-2 at depth 1227m; (c) diorite, amphibole and plagioclase dominant, intact minerals with little weathering, well B-C-2 at depth 1700m

圖9 主要潛山帶基巖頂面構(gòu)造圖及基巖井張開(kāi)縫走向與最大主應(yīng)力方向Fig.9 Top basement structural map of main buried-hills and open fracture and maximum stress directions in basement wells

成像測(cè)井結(jié)果表明,Bongor盆地發(fā)育兩組裂縫,以NW-SE到NWW-SEE向裂縫為主,此外還發(fā)育NE-SW到NEE-SWW向裂縫(圖9)。地應(yīng)力測(cè)量結(jié)果表明,Bongor盆地現(xiàn)今最大主應(yīng)力方向?yàn)镹W-SE到NWW-SEE向,主要裂縫走向與最大主應(yīng)力方向基本一致或呈很小的銳角(圖9),現(xiàn)今最大主應(yīng)力的方向有利于該組裂縫的開(kāi)啟。

現(xiàn)今潛山帶基巖儲(chǔ)層的發(fā)育情況和空間展布是上述多種因素共同作用的結(jié)果。整體而言,古構(gòu)造位置的高低和基巖礦物組成對(duì)基巖儲(chǔ)層厚度和品質(zhì)影響較大;構(gòu)造活動(dòng)主要影響裂縫的形成和發(fā)育,主斷裂附近及多組斷裂的結(jié)合部是裂縫發(fā)育的有利部位。

4 結(jié)論

Bongor盆地基巖主要由花崗巖、正長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)巖等巖漿巖,以及混合花崗巖和片麻巖類等變質(zhì)巖構(gòu)成?;鶐r儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間主要包括破碎粒間孔、構(gòu)造裂縫、構(gòu)造-溶解縫、解理縫及溶孔。

Bongor盆地基巖儲(chǔ)層垂向上具有分帶性,位于潛山頂部的風(fēng)化殼和破碎帶是基巖潛山最主要的儲(chǔ)集層段。風(fēng)化殼巖石整體破碎,儲(chǔ)集空間以破碎粒間孔隙和微裂縫為主,破碎帶主要發(fā)育構(gòu)造裂縫和溶蝕孔洞。平面上基巖儲(chǔ)層廣泛分布但非均質(zhì)性強(qiáng),有利的基巖儲(chǔ)層一般發(fā)育在局部構(gòu)造高部位和主要斷裂帶的附近。

Bongor盆地基巖儲(chǔ)層發(fā)育主要受古構(gòu)造位置、基巖巖性以及構(gòu)造活動(dòng)的影響。位于構(gòu)造高部位的潛山基巖儲(chǔ)層厚度較低部位的潛山大。富含長(zhǎng)英質(zhì)礦物的基巖層段裂縫相對(duì)發(fā)育,沿裂縫風(fēng)化淋濾作用強(qiáng)烈,其儲(chǔ)層物性好于富含鐵鎂質(zhì)礦物的基巖層段。頻繁的構(gòu)造活動(dòng)在基巖中形成了多期構(gòu)造裂縫,主斷層附近裂縫更為發(fā)育,現(xiàn)今最大主應(yīng)力方向與主要裂縫發(fā)育方向相近,有利于裂縫的張開(kāi)與保存。

致謝本文在樣品采集和實(shí)驗(yàn)室分析過(guò)程中得到中國(guó)石油大學(xué)(北京)油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室支持和幫助;中國(guó)石油大學(xué)(北京)季漢成教授及另一位專家對(duì)本文提出了寶貴的修改意見(jiàn);在此表示衷心感謝!

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