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【摘要】济阳坳陷火成岩储层具有强烈的非均质性,控制储层发育的地质因素也比较复杂。通过研究认为,火成岩岩相决定了火成岩体中原生孔隙的发育规律,影响着后期的构造形变、断裂破碎对火成岩储层的改善程度,是最基本的控制因素;另外后生构造形变、断裂活动、岩浆活动旋回性等因素对储层发育也有较大的影响。控制因素的分析研究,是对火成岩体储层进行综合评价的基础。
【关键词】济阳坳陷 火成岩 控制因素 岩相 岩浆活动旋回性
济阳坳陷火成岩油藏储层具强烈的非均质性,控制储层发育的地质因素也比较复杂。通过研究发现,火成岩岩相、后生构造形变、断裂活动、岩浆活动旋回性等地质因素对火成岩储层的分布有控制作用,其控制机理的研究也是火成岩体储层综合评价的基础。
1 火成岩岩相
火成岩体中原生孔隙的发育规律受火成岩岩相影响明显,火成岩岩相对后期的构造形变、断裂破碎对火成岩储层的改善程度等均产生影响,因此,不同的火成岩岩相是决定和控制储层性质的基本因素。
1.1 爆发相与溢流相对储层的控制作用
对火山喷出岩中的碎屑锥体而言,原生孔隙最发育部位为火山斜坡亚相高部位及火山口亚相上部的火山角砾岩,该部位是火山岩储层的最有利区带;而火山斜坡亚相火山凝灰岩及火山口下部的火山熔结角砾岩,其原生孔隙不发育,属于火山岩储层的非有利区带。
火山溢流相发育的玄武岩体中,火山熔岩斜坡亚相的顶板微相是由富气孔、溶孔玄武岩、富孔角砾状玄武岩组成,其火成岩体中气孔、溶孔、角砾间孔十分发育,呈蜂窝状。但是位于岩体中心的中间微相,则为致密玄武岩组成,储集物性较差。1.2 侵入相对储层的控制作用
1.2.1 边缘亚相对原生气孔冷凝和收缩缝分布的控制作用
侵入相主要以辉绿岩为主,辉绿岩中的气孔是由岩浆中挥发组分聚集、逃逸而成的。但仅有位于岩体边顶部的气孔,由于岩浆冷凝迅速,矿物结晶程度差,气孔被保留下来。而中心带至边缘带底部的气孔则因岩浆冷凝缓慢,气孔空间因矿物晶体占据而消失。因此,气孔主要聚集于侵入岩体顶部的高部位,而岩体底部及岩体顶部的平缓部位及其边缘气孔发育程度低。
冷凝收缩缝是岩浆冷却过程中产生的裂缝,主要发育在玄武岩、火成岩侵入体的顶底面附近,冷凝收缩缝较发育相带为火成岩侵入体的边缘亚相、玄武岩体的顶、底板亚相等。岩心观察发现,济阳坳陷的辉绿岩侵入体边缘亚相的冷凝收缩缝多为方解石所充填,孔渗性能较差(图1)。
1.2.2 中心亚相、过渡岩相控制次生构造裂缝及溶蚀孔隙的发育
在侵入岩体力学性质分析发现,矿物和结晶程度的差异造成了各个亚相带岩石的抗剪、抗压能力的不同(图2),中心亚相结晶程度最好,其岩石抗压、抗剪强度最弱,在构造应力作用下,最易发生破裂,过渡相次之,边缘亚相最不容易产生构造裂缝。
辉绿岩侵入体结晶程度越高,岩石可溶性越强。火成岩侵入体的中心亚相是由中-粗晶结构辉绿岩组成,结晶程度最高,单层厚度可达50m,岩石中自形的板状斜长石组成的三角形孔隙中充填辉石晶体,由于辉石易于溶解,在有构造裂缝配合的情况下形成较大的溶蚀孔洞,直径最大可达5mm以上。
通过对济阳坳陷侵入岩各亚相储层物性分析,认为中心亚相和过渡亚相对辉绿岩体的储集物性起控制作用,中心亞相储层物性最好,是良好的储层,其次是过渡亚相,边缘亚相最差。
2 断裂活动
构造是火成岩成缝的主控因素之一,在构造应力集中区,当应力强度大于火成岩所承受的破裂强度时就会产生断裂,大断裂又会伴生次一级断裂和微裂缝,尤其断层在切割刚性岩体时,会伴生多种样式、不同级别的裂缝。
断层在移动过程中,断层面一带应力集中区逐渐向抗破裂强度弱的点域释放应力,产生新的裂缝。一般来说,离断层面越近,应力释放强度越大,裂缝密度越大,倾角越陡;离断层面越远,裂缝密度越小。裂缝发育区常出现于下述几种情况:断层末端是应力容易集中的部位,由于应力释放,裂缝比较发育;低角度断层比高角度断层所形成的裂缝发育;断层牵引的拱曲部位应力呈向外发散状,会增加水平拉张应力,有利于形成裂缝,因而比凹面部位裂缝发育。断层影响裂缝发育的范围与断层性质和断距大小有关,国外对各类断层与储层裂缝方向的研究表明[2],正断层产生的诱导裂缝与断层走向平行;逆断层产生的裂缝与断层垂直;平移断层二者以35~40°夹角相交。