论文部分内容阅读
火山岩油气藏几乎遍布世界各大洲,火山岩油气藏已经成为世界油气勘探和开发的一个新亮点。在中国东部,北起黑龙江、内蒙,南到广东,由华北地裂运动而形成的许多断陷盆地中,如下辽河盆地、二连盆地、黄骅坳陷、济阳坳陷、苏北坳陷、松辽盆地、渤海湾盆地、三塘湖盆地、四川盆地、江汉盆地和准噶尔盆地等盆地或坳陷中,均发现有火山岩油气藏。
长期以来,火山岩油气藏的勘探历经多次反复,可以说至今仍然面临着“一不小心发现了火山岩油气藏,一小心就落空了”的困境,这种勘探局面一方面说明火山岩油气藏勘探难度大,另一方面说明地质学家对火山岩油气藏勘探缺乏系统的认识,没有掌握火山岩油气藏分布规律,甚至某些认识是片面的。因此,火山岩油气藏勘探仍然存在许多需要深入探讨的关键问题,这些问题的解决必须建立在大量细致工作的基础上,结合成熟的新理论、新技术和新方法,以更全面、更独特的视角重新认识和总结石油地质规律,以期找到火山岩油气藏勘探的突破口。
纵观火山岩油气藏的勘探和研究成果,通过各油田现有火山岩油气藏资料的调研,发现目前火山岩油气藏勘探和研究由于理论的不完善,存在6大方面的问题:①对火山岩油气藏储层岩性认识不清;②对火山岩油气藏储层岩性研究的目的不明确;③对火山岩油气藏储层类型的认识不足;④对火山岩油气藏形成机理认识不够深入;⑤没有建立系统的地质和概念模型。
以对这些存在的问题的分析和解决为目的,笔者在综合前人研究成果和自已的第一手资料的基础上,在导师指导下,在课题组成员和从事火山岩勘探和研究的朋友的帮助下,从火山岩的岩性识别、火山岩地层的划分与对比、火山岩储层的类型、特征及评价和预测、火山岩油气藏的成藏机理5个方面对火山岩油气藏的勘探思路和技术方法进行了研究。本论文的目的是完善火山岩油气藏的勘探思想和技术方法,而不是局限于某一火山岩油气藏的具体的表征。研究成果主要体现于以下8个方面:
1)通过大量文献综述,总结了国内外火山岩油气藏的研究现状。结合勘探实践经验和油气生产面临的困境,指出了目前火山岩油气藏勘探和研究中存在的问题,并认为未来火山岩油气藏研究的发展方向为:①重新认识火山岩储层的类型和储集空间;②重新认识火山岩油气藏的类型;③对火山岩油气藏成藏机理的重新认识;④建立合理的火山岩储层预测的岩性、岩相、地震和测井模型。
2)从油田实用的角度出发,在前人分类基础上,提出了储层分析中实用的火山岩分类方案,简化了储层分析中火山岩的类型,认为识别碎与不碎的火山岩才是火山岩储层分析的目的。并在总结、综述火山岩岩性识别技术的基础上,认为现资料基础条件下,应用常规测井方法进行火山岩识别是最实用的方法;在此基础上,总结了新分类方案下不同类型火山岩在常规测井上的响应特征,并建立了火山岩的测井识别图版和标准。
3)针对火山岩油气勘探的资料特征,修改了火山岩岩相的划分方案,并以测井和地震资料及岩性资料为基础,建立了不同相和微相的识别标准。在分析火山岩旋回和期次的基础上,认为火山岩岩层的堆积总体上是按火山旋回与期次由老到新由下至上堆积的。因此,可以考虑应用火山旋回与期次理论对火山岩岩层进行细分:将一个火山旋回对应于一个油组,而一个火山期次对应于一个油层,一个火山期次内的一个岩相对应于一个单层。这样,就可以在储层级别划分的基础上,按照“等喷发旋回、分级控制”的原则,依据岩性、岩相、电性、喷发旋回、地震反射特征的可追踪对比性对火山岩层进行对比。
4)火山岩储层物性变化较大,而且岩心物性分析成果可信度差,主要原因:一是样品对岩石无代表性,二是取样时易产生人工裂。在综述前人研究成果的基础上,通过对火山岩储集空间的系统研究,认为火山岩储集层主要发育6类储集空间:①气孔和半充填气孔,②交代孔和溶蚀孔,③收缩孔和收缩缝,④粒间孔,⑤粒内孔和粒内缝,⑥构造裂缝;并查明了火山岩储集空间与岩性的关系,分析了火山岩储集空间的成因并对其分布进行了预测。
5)发现了新类型的火山岩储层——自碎角砾状熔岩储层,以第一手资料证明这类储层的重要意义,查明了这类储层的识别标志,并在对其成因分析的基础上,建立了预测模型。通过对目前已发现火山岩储层的分析,结合笔者发现的新类型火山岩,从能否使火山岩破碎这一成因分析出发,建立了火山岩储层的成因划分方案。
6)通过不同油田不同生产级别的火山岩油气藏的研究,选择以岩性、岩相、AC、DEN、地震反射特征、产能为主要评价参数,以电阻率测井为辅助参数评价体系,建立了火山岩储层的评价标准。评价结果表明,根据岩性,储层级别是:自碎角砾状玄武岩和自碎角砾状安山岩为好储层;普通火山角砾岩、凝灰岩、自碎角砾状流纹岩中发育中等储层:熔结火山角砾岩、熔结凝灰岩、致密块状熔岩为差储层。根据岩相,储层级别是:喷溢相上部亚相为好储层;火山口空落亚相、热基浪亚相和热碎屑流亚相发育中等储层;喷溢相中下部亚相,近火山口空落亚相、热基浪亚相、热碎屑流亚相和火山沉积相为差储层。根据火山机构位置,储层级别是:喷溢相火山外前缘发育好储层;爆发相火山外前缘发育中等储层;近火山口和火山沉积相区发育差储层。
7)通过岩性、岩相与储层物性的关系分析及岩电关系分析和井震结合,笔者提出了3方面的储层预测模型:①岩相和岩性模型,②测井预测模型,③地震预测模型。认为好储层主要发育于溢流相上部亚相的自碎角砾状熔岩中及普通火山角砾岩和火山尘含量低的凝灰岩中,测井上是在熔岩的块状高阻的背景下,出现V字形低阻层;V字形低密度层(DEN<2.38g/cm3),声波时差突然增加(AC>240μs/m)。对于自碎角砾状熔岩,地震反射连续性差,呈碎花状;对于爆发相,有利的储层呈短轴杂乱弱反射。
8)从火山岩中发现的原生孔缝出发,认为火山岩可形成很好的原生储层,因而可形成发育于火山岩储集空间内的独特油气藏,因此,火山岩中有自己的岩性、构造和地层油气藏。而研究表明火山岩具备原始的成藏条件:①发育良好的储层,②具有有利的储盖组合,③多与烃源岩接触。通过分析火山岩的相对高温特征,认为火山岩储层能吸附油气进入储层,从而形成火山岩油藏的“汞吸式”成藏机理,从而建议火山岩油气勘探应该注意火山岩内幕油气藏和岩性油气藏。
研究成果突出体现在注重火山岩的原生孔、缝,发现了新类型的储层——自碎角砾状熔岩储层,提出原生储层的概念并进而对火山岩油气藏类型进行了重新评述,认为火山岩中以发育岩性油气藏为主,并提出了火山岩油气藏的“泵吸式”成藏机理。
笔者研究期间,依托于科研生产主体,针对勘探中出现的实际问题进行分析和归纳,然后综述前人研究成果进一步总结和提升,并上升到规律性和理论性认识层面。研究成果在一定程度上填补了火山岩储层研究和成藏理论的空白,因此,研究成果不仅具有较强理论性,而且具有较强可操作性,不仅见到了可观的经济效益,而且具有很好的社会效益。研究成果已在长江大学、中国地质大学、中国石油大学、大庆油田、辽河油田、吐哈油田、华北油田、冀中油田等相关科研和勘探单位进行了交流。吐哈油田已应用该成果获得3口日产百吨以上的油井,华北油田研究院评价为革命性的突破,冀中油田评价为反传统的研究思路和方法,辽河油田评价为改变了勘探思路。