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《吉林大学》 2017年
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松辽盆地王府断陷火石岭组火山地层、储层与天然气成藏研究

蒋飞  
【摘要】:合理的地层划分与对比是理解储层发育特征与分布规律的基础,是对储层进行合理预测的保障。本文以松辽盆地王府断陷火石岭组火山岩为研究对象,综合利用地质、测井、地震等多种方法,对火山岩地层、火山岩储层和火山岩气藏进行了研究。首先建立火石岭组火山地层格架,然后在地层格架内开展岩性、岩相、储层发育机理、储层预测的研究,最后探讨本区天然气的成藏特征和富集规律。通过此次研究,总结了一套火山岩地层划分与对比技术以及火山岩储层地质-地震综合预测的方法流程。经过论文的详细研究,主要得出以下成果和认识:1.火山层序划分与对比将火山地层层序由大到小划分为火山旋回、冷却单元组、冷却单元。提出冷却单元是火山地层的基本成因地层单元,相当于层序地层学中的沉积体系或砂组,包括熔岩型、碎屑岩型和碎屑岩+熔岩型3种基本类型。冷却单元组是冷却单元的叠置,相当于层序地层学中的准层序。冷却单元组在地震上可以有效识别,可作为地震火山地层的基本单元。火山旋回为冷却单元组的叠置,相当于层序地层学中的三级层序。通过建立层序界面识别标志(包括地质、测井、地震),单井层序划分,井震联合地层划分对比,形成了一套类似于砂岩储层中砂组研究效果的火山地层划分与对比方法,实现了火山地层的对比与编图。据此,在王府断陷火石岭组识别出2个火山旋回和1个火山-沉积旋回,13个冷却单元组和若干个冷却单元。2.岩性岩相特征王府断陷火石岭组为中性岩和酸性岩,发育火山熔岩、火山碎屑熔岩、火山碎屑岩和沉火山碎屑岩4类,通过岩心和岩屑识别出包括安山岩、粗安岩、流纹岩、角砾熔岩、火山角砾岩等在内的24种基本岩石类型,其中粗安岩所占比例最大,其次为火山角砾岩。研究区发育火山口相、火山斜坡相和盆地相,进一步识别出13种亚相和25种微相。通过火山作用与冷却单元关系的研究,建立了溢流作用、空落作用、基浪-热碎屑流作用、侵出作用形成的冷却单元的基本岩性-岩相模式。利用井震资料结合,实现了火山口相、火山斜坡相和盆地相的地震有效识别,并以单元组为单元实现了地震-火山岩相的平面编图。3.火山岩储层基本特征王府断陷火石岭组火山岩储集空间可以概括为原生和次生两大类,包括原生孔隙、原生裂缝、次生孔隙和次生裂缝,且以次生孔隙和次生裂缝为主。主要发育气孔、粒间孔、晶间孔、冷凝收缩缝、爆炸裂缝、溶蚀孔、构造裂缝和构造-溶蚀缝。储层主要为中孔-较高孔、特低渗-低渗型储层,孔隙度主要介于5~10%之间,渗透率以小于0.1×10-3μm2为主。粗安岩段储层物性相对最好,流纹岩段其次,火山碎屑岩段的最差。各类岩石中火山碎屑熔岩的物性最好,其次为火山熔岩,沉火山碎屑岩的物性最差。4.火山岩储层发育机理按地层演化火山岩储层发育机理包含3个阶段。(1)冷却单元阶段,受火山作用和喷发环境等原生作用控制,主要形成气孔、冷凝收缩缝和炸裂缝,集中发育于冷却界面附近,是火山岩储层发育的基础。(2)单元组和火山旋回阶段,受坍塌作用、断裂作用和风化作用控制,发育准同生和次生孔缝,主要发育于火山口附近,且集中在风化壳,是火山岩储层的有效发展。(3)埋藏阶段,受成岩作用和断裂作用控制,大量次生溶蚀孔和构造裂缝集中在断裂带附近发育,对火山岩储层起决定作用。5.火山岩储层地质-地震综合预测综合地质、测井及地震资料,从岩相、储层发育机理、裂缝、地震属性分析、储层反演、储层孔渗饱分布等多方面对火山岩储层进行了定性-半定量的地质-地震综合预测。将预测的储层区划分为四类:Ⅰ类储层区为较高孔-高孔、中渗-高渗或高含气区;Ⅱ类储层区为中孔、低渗或中等含气区;Ⅲ类储层为潜在储层区;Ⅳ类为可能非储层。在冷却单元组13中圈定7个Ⅰ类储层区、5个Ⅱ类储层区和3个Ⅲ类储层区。6.火山岩气藏的成藏特征和富集规律对于王府断陷火石岭组火山岩气藏,冷却单元是基本的成储单元,且熔岩型和碎屑岩+熔岩型冷却单元有利于形成储层;冷却单元组是基本的成藏单元,且以火山机构为成藏中心;火山旋回是天然气成藏系统,整个火石岭组发育下部和上部两套含气层系,下部含气层系分布在火山旋回1的顶部,上部含气层系主要分布在火山旋回3。流纹岩最有利于天然气成藏,而粗安岩是天然气成藏的主体。天然气主要富集在火山口相,其次是火山斜坡相。王府断陷火石岭组火山岩气藏具有“断控-层控-体控”复合的天然气聚集规律。山东屯构造带是天然气主要富集区,而且火山隆起带上主要发育下部含气层系,其边缘至凹地区则发育上部和下部2套含气层系。火山岩气藏在南北方向表现出分区性,包括三个主要成藏区,即北部成藏区、中部成藏区和南部成藏区。整体发育反转背斜-地层成藏,断块成藏,岩性-断块成藏和断块-反转背斜-地层复合成藏4种成藏模式,且以断块成藏和岩性-断块成藏为主。
【关键词】:松辽盆地 火山地层 冷却单元 火山岩相 火山岩储层 储层发育机理 储层预测 天然气成藏
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P618.13
【目录】:
  • 摘要4-7
  • Abstract7-16
  • 第1章 前言16-29
  • 1.1 选题依据和研究意义16-17
  • 1.1.1 选题依据16
  • 1.1.2 研究意义16-17
  • 1.2 研究现状与存在问题17-24
  • 1.2.1 火山地层研究现状17-20
  • 1.2.2 火山岩储层研究现状20-22
  • 1.2.3 王府断陷火山岩气藏勘探现状22-23
  • 1.2.4 存在问题23-24
  • 1.3 主要研究内容24-25
  • 1.4 研究思路与技术路线25-27
  • 1.4.1 研究思路25-26
  • 1.4.2 技术路线26-27
  • 1.5 主要完成工作量27
  • 1.6 论文创新点27-29
  • 第2章 区域地质概况29-39
  • 2.1 松辽盆地区域地质背景29-36
  • 2.1.1 松辽盆地区域构造背景29-30
  • 2.1.2 松辽盆地地层特征30-33
  • 2.1.3 盆地构造演化阶段33-36
  • 2.2 王府断陷地质概况36-39
  • 2.2.1 区域构造特征36-37
  • 2.2.2 深层油气地质概况37-39
  • 第3章 火山地层层序划分与对比39-64
  • 3.1 火山地层单元及地层层序39-46
  • 3.1.1 冷却单元概念及含义39
  • 3.1.2 冷却单元概念运用的意义39-41
  • 3.1.3 冷却单元基本类型41-45
  • 3.1.4 火山地层层序级次与特征45-46
  • 3.2 火山地层层序识别方法46-56
  • 3.2.1 火山地层层序的地质识别47-51
  • 3.2.2 火山地层层序的测井识别51-54
  • 3.2.3 火山地层层序的地震识别54-56
  • 3.3 火山地层划分与对比方法56-61
  • 3.3.1 火山地层划分对比一般流程56
  • 3.3.2 单井地层划分56-58
  • 3.3.3 井震联合地层划分与对比58-61
  • 3.4 王府断陷火石岭组地层剖析61-62
  • 小结62-64
  • 第4章 火山岩岩性、岩相与火山机构特征64-99
  • 4.1 火山岩岩石学特征64-74
  • 4.1.1 火山岩分类与命名64-66
  • 4.1.2 火山岩岩石类型及特征66-74
  • 4.2 火山岩岩相特征74-86
  • 4.2.1 火山岩相基本类型74-77
  • 4.2.2 主要岩相类型及特征77-82
  • 4.2.3 火山岩相基本模式82-85
  • 4.2.4 岩性与岩相综合模式85-86
  • 4.3 火山岩相的地震相解释86-95
  • 4.3.1 地震参数的地质解释86-89
  • 4.3.2 火山岩相—地震相解释89-91
  • 4.3.3 火山岩相平面分布91-95
  • 4.4 基于冷却单元组的火山机构刻画95-97
  • 4.4.1 火山机构定义与内涵95
  • 4.4.2 火山机构识别与划分95-96
  • 4.4.3 火山机构与冷却单元组、火山旋回的内在联系96
  • 4.4.4 火山机构平面分布96-97
  • 小结97-99
  • 第5章 火山岩储层特征及储层发育机理99-125
  • 5.1 火山岩储集空间类型99-107
  • 5.1.1 原生储集空间100-103
  • 5.1.2 次生储集空间103-107
  • 5.2 火山岩储层物性特征及对比分析107-109
  • 5.2.1 火山岩储层物性特征107-108
  • 5.2.2 单元组物性对比分析108-109
  • 5.2.3 岩石物性对比分析109
  • 5.3 火山岩储层类型109-112
  • 5.3.1 火山岩储层现有分类及特征109-110
  • 5.3.2 王府断陷火山岩储层分类110-112
  • 5.4 基于火山地层框架的储层发育机理112-123
  • 5.4.1 冷却单元阶段储层发育机理112-116
  • 5.4.2 冷却单元组和火山旋回阶段储层发育机理116-119
  • 5.4.3 埋藏阶段储层发育机理119-123
  • 小结123-125
  • 第6章 火山岩储层地质-地震综合预测125-150
  • 6.1 火山岩储层地质-地震综合预测思路与方法125-126
  • 6.2 裂缝分布与预测126-133
  • 6.2.1 基于成像测井的裂缝发育规律126-132
  • 6.2.2 基于地震属性的裂缝预测132-133
  • 6.3 火山岩储层地震预测133-141
  • 6.3.1 火山岩储层地震属性预测134-135
  • 6.3.2 火山岩储层波阻抗反演预测135-141
  • 6.4 储层孔、渗、饱分布与预测141-147
  • 6.4.1 孔、渗、饱数据准备与获取141-142
  • 6.4.2 孔渗饱分布与预测142-147
  • 6.5 地质-地震综合预测结果147-148
  • 小结148-150
  • 第7章 天然气成藏特征150-164
  • 7.1 气藏基本特征150-155
  • 7.1.1 地层150-151
  • 7.1.2 构造151-152
  • 7.1.3 岩性-岩相152-154
  • 7.1.4 储层154-155
  • 7.1.5 含气性155
  • 7.2 天然气富集规律155-157
  • 7.3 天然气成藏模式与控制因素分析157-160
  • 7.3.1 反转背斜-地层成藏模式157-158
  • 7.3.2 断块成藏模式158
  • 7.3.3 岩性-断块成藏模式158-159
  • 7.3.4 断块-反转背斜-地层复合成藏模式159-160
  • 7.4 天然气富集区预测160-162
  • 小结162-164
  • 结论164-167
  • 参考文献167-183
  • 作者简介及在学期间所取得的科研成果183-185
  • 致谢185

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