松辽盆地北部双城地区白垩系营城组—登娄库组石油勘探突破及地质意义

基于钻井地质、地球化学、地球物理和生产测试资料,采用含油气系统研究方法,对松辽盆地北部双城地区白垩系营城组—登娄库组含油组合烃源岩、储集层、盖层特征以及烃类生成、圈闭演化和石油充注过程进行剖析。研究表明,研究区烃源岩分布在营城组,有机质主要来源于低等水生生物和藻类,丰度达到优质生油岩级别;原油具有轻质、高凝固点和高蜡的特征,与营城组烃源岩具有良好的亲缘关系。储集层包括登娄库组砂岩和营城组砂砾岩两套;直接盖层为登四段泥岩。石油于姚家组—嫩江组沉积期生成,分别于嫩江组沉积期和古近纪—新近纪聚集成藏。圈闭经历了营城组沉积末期、泉头组沉积末期和嫩江组沉积末期3期演化,形成构造和构造-岩性两类油藏。稳定的构造背景、良好的生储盖组合、近距离运移、晚期充注为油藏形成的有利因素。

松辽盆地白垩系营城组古火山机构特征

在系统总结Hawaiian等7种喷发方式、互层状火山等3种火山机构的岩性岩相和垂向序列特征与识别标志基础上,通过剖面火山机构剖析及其与盆内埋藏火山机构对比,总结出营城组2类古火山机构特征。营城组玄武岩火山机构自下而上为枕状、渣状集块熔岩（占总厚度30%）,气孔杏仁和致密块状熔岩（70%）,喷溢相为主,火山口附近隐爆角砾岩发育,为夏威夷式喷发。火山机构厚度以200-500 m居多,顶面盾状,相对高差100-250 m,以坡角小于10°为特征,属于盾状火山。营城组流纹岩火山机构的纵向序列300-700 m,内部结构呈现上中下三段式：下部火山碎屑（熔）岩为主（30%）,爆发相为主,以基浪（basesurge）沉积为标志,喷发方式主要表现为高粘度岩浆强烈气射作用的培雷式喷发;中部主要为气孔、石泡和流纹构造流纹岩（60%）,构成火山机构的主体,喷溢相为主,火山口附近常见侵出相珍珠岩穹隆,喷发类型接近于斯通博利式;上部主要为细粒（层）凝灰岩（火山灰湖相沉积,10%）,爆发相为主,以普林尼式喷发为主。流纹岩火山机构顶面呈丘状,相对高差200-300 m,以坡角多大于15°为特征,属于互层状火山。

松辽盆地白垩系营城组隐伏火山机构物理模型和地震识别

将火山机构分为火山口-近火山口相（CNCF）、近源相（PF）和远源相（DF）三个相带．露头揭示这三个相带的倾角范围为：CNCF-40～70°，PF25～45°，DF-20～35°．这三个相带的裂缝线密度为：CNCF-10～30条／m，PF-3～25条／m，DF-2～11条／m．这三个相带的相干值的关系为：CNCF〈PF〈DF．优选地层倾角和相干体两种方法识别松辽盆地营城组隐伏火山机构．在XS8井-XS4井区营城组火山岩旋回一中，两种方法均识别出14个火山机构、经钻井验证其准确率为100％．将火山机构预测成果应用于庆深气田勘探方案，使钻井成功率达到90％．

火山碎屑密度流沉积机制研究——以松辽盆地东南隆起区九台地区白垩系营城组火山碎屑岩为例

火山碎屑密度流是一种危险的火山活动现象,也是一种重要的盆地物源供给方式,对其沉积机制的研究具有灾害预防和油气勘探的双重意义。松辽盆地东南隆起区九台营城煤矿地区白垩系营城组古火山机构保存良好,发育有典型的火山碎屑密度流沉积物。本文在精细刻画火山碎屑岩的岩石结构、沉积构造的基础上,运用薄片观察和沉积物粒度统计的方法,从物质来源、搬运机制和就位方式角度系统地分析了火山碎屑密度流的整个沉积过程,并结合国内外火山学、沉积学的研究进展探讨了不同浓度火山碎屑密度流的沉积机制。研究区内的火山碎屑密度流沉积物可以划分为五种微相:①块状熔结角砾凝灰岩微相;②无序含集块凝灰角砾岩微相;③逆粒序或双粒序角砾凝灰岩微相;④正粒序角砾凝灰岩微相;⑤韵律层理凝灰岩微相。第一种微相具有熔结结构,可能形成于高挥发分岩浆喷发柱的垮塌,火山碎屑密度流的就位温度较高;后四种微相具有正常火山碎屑岩结构,可能形成于火山口的侧向爆炸,火山碎屑密度流的就位温度中等。沉积块状熔结角砾凝灰岩微相的火山碎屑密度流具有黏性碎屑流的流体特征,沉积物整体冻结就位;沉积无序含集块凝灰角砾岩微相和逆粒序或双粒序角砾凝灰岩微相的火山碎屑密度流具有颗粒流的流体特征,沉积物整体冻结就位;沉积正粒序角砾凝灰岩微相和韵律层理凝灰岩微相的火山碎屑密度流具有湍流的流体特征,沉积物连续加积就位。火山碎屑密度流的颗粒浓度是一个连续变量,但流体性质可能会发生突变,稀释的火山碎屑密度流的沉积机制符合下部流动边界模型,稠密的火山碎屑密度流的沉积机制符合层流(碎屑流或颗粒流)模型。

松辽盆地营城组中基性火山岩储层特征及成储机理

松辽盆地北部安达-汪家屯地区钻井大量揭示营城组中基性火山岩,并在其中获得了工业气流。TAS图解可划分出8种岩性,储层研究中归纳为6大类岩石类型,逾80%的有效储层分布于玄武岩和粗面岩之中。总结了4类11种储集空间类型及其特征,原生储集空间类型由喷发方式和喷发环境决定、其分布受火山岩岩相控制,次生储集空间发育程度受充填作用、溶解作用、风化淋滤作用和构造作用等影响。熔岩冷凝单元由单个或多个岩流单元组成、储层发育于其顶部和上部,每个冷凝单元构成相对独立的储层单元。火山岩旋回和期次顶部、近火山口和近源相带、靠近断裂等位置是储层发育的有利部位。玄武岩具有延伸范围广(10～22km)、储层厚度小(7～39m)等特点,储层勘探应优先寻找位于火山岩旋回和期次顶部的储层单元;粗面岩延伸范围小(3.1～6.3km)、储层厚度大(100～200m),储层勘探应以寻找具备有利烃源和盖层条件的储集岩体为目标。

松辽盆地营城组中基性火山岩成岩作用:矿物晶出序列、杏仁体充填和储层效应

利用露头和钻井资料,通过显微镜观测、化学分析和电子探针分析,研究营城组中基性火山岩的矿物晶出系列和杏仁体充填及其储层效应。本区中基性火山岩包括玄武岩、安山岩、玄武安山岩、粗面玄武岩、玄武粗安岩和粗安岩。斑晶矿物的晶出顺序为:橄榄石最早并几乎全部蚀变为蛇纹石、伊丁石和磁铁矿,仅保留橄榄石假象;辉石被斜长石包含或与之交生,说明辉石晶出有的略早于斜长石、有的与之同时。基质呈间隐间粒结构,为比斑晶偏酸性/碱性的板条状微晶长石堆积搭成格架、内充填玻璃质及微晶粒状矿物(橄榄石、辉石和磁铁矿)。基质结晶晚于斑晶,晶出序列为微晶粒状矿物→微晶长石→玻璃质。有单成分和复成分两种杏仁体。单成分者主要见硅质和钙质,具结晶世代性,为后生流体沉淀充填形成,可作为储层变差或非储层的标志。复成分杏仁体是原生火山玻璃固态下水合与蚀变作用的结果:包括蛇纹石/绿泥石-火山玻璃、石英-方解石-皂石/方解石和石英-绿泥石-方解石等组合类型,通常可作为储层改善或有效性增加的标志。中基性火山玻璃蚀变分为四个阶段:新鲜火山玻璃(折光率1.57)→水合火山玻璃(折光率降至1.53)→橙玄玻璃(铁镁质微晶矿物集合体)→新生矿物(石英、方解石、蛇纹石、绿泥石、皂石);由火山玻璃变为新生矿物的体积减小或孔隙增加效应为7%～10%。

松辽盆地营城组火山机构相带地震-地质解译

将火山机构按距火山口远近划分为火山口-近火山口、近源和远源三个相带.营城组火山机构相带有6种地震相类型,分别是丘状、透镜状、穹状、池塘状、楔状和席状地震相.丘状、透镜状和穹状均见于火山机构中心相带,但所代表的优势岩相不同,分别与爆发相、喷溢相和侵出相对应.池塘状和楔状均为近源相带,但前者以喷溢相辫状熔岩流为主,而后者代表爆发相火山碎屑岩与喷溢相熔岩互层.席状地震相是以火山沉积相为特征的远源相带为主.火山机构中心相带岩性和岩相多变、地震相复杂,这是初始喷发条件、同生垮塌、后期断裂以及孔隙和流体综合作用的结果;该带是火山岩储层发育最有利的部位.

火山碎屑岩的储层物性——以松辽盆地营城组为例

对松辽盆地营城组35口盆内深层钻井和2口剖面浅钻全取心井的对比研究揭示：在浅层（埋深〈500 m）,火山碎屑岩储层物性（平均孔隙度18.7%、渗透率0.32×10^-3μm^2）好于熔岩（14.0%,0.18×10^-3μm^2）;在深层（埋深〉2 800 m）,火山碎屑岩物性（2.6%,0.05×10^-3μm^2）明显差于熔岩（7.3%,0.07×10^-3μm^2）。熔岩和火山碎屑岩的储层物性总体上都随埋深增加而变差,但火山碎屑岩的变化率显著大于熔岩;所以当大于一定埋深（2 500～3 000 m）时,熔岩的物性优于火山碎屑岩而成为主力储层。熔岩与火山碎屑岩物性随埋深变化的差异主要源于它们成岩方式的不同：前者冷凝固结,骨架体积受压实影响很小;后者压实固结成岩,其特点同沉积岩。在中浅层勘探中（埋深小于2 500 m）火山碎屑岩可作为重点目标。

松辽盆地营城组火山岩储层流动单元特征和控制因素

根据孔隙度、渗透率、储层品质指数(RQI)、流动层带指数(FZI)4个参数对XS1井区白垩系营城组火山岩的388个样品进行聚类分析,通过对聚类结果与各井产气情况的对比将储层流动单元划分为4类,所占比例依次为39.2%(Ⅲ类)、33.2%(Ⅱ类)、25.0%(Ⅰ类)、2.6%(Ⅳ类)。Ⅰ类储层流动单元多为高孔高渗、高孔中渗和中孔高渗储层,厚度范围为10～20m;Ⅱ类储层流动单元多为中孔高渗、高孔中渗和低孔高渗储层,厚度范围为10～47m;Ⅲ类储层流动单元多为中孔高渗、中孔低渗和低孔中渗储层,厚度范围为11～86m;Ⅳ类储层流动单元为低孔低渗和特低孔特低渗储层,厚度小于10m。火山岩储层流动单元发育和分布受火山机构相带和火山岩亚相的控制,表现为火山口-近火山口相带成为Ⅰ、Ⅱ类储层流动单元的机率最大,近源相带成为Ⅱ、Ⅲ类储层流动单元的机率最大,远源相带成为Ⅲ类和Ⅳ类储层流动单元的机率最大。原生气孔发育的上部亚相和粒间孔发育的热碎屑流亚相形成Ⅰ类储层流动单元的机率最大,原生孔隙不发育的空落亚相和下部亚相形成Ⅲ类储层流动单元的机率大。实现了火山岩储层流动单元的单井识别,为其三维模型的建立提供依据。

松辽盆地营城组火山岩孔隙与裂缝的成像测井研究

岩心和薄片观测与成像测井图像对比研究发现,成像测井可识别的火山岩储集空间有4类裂缝和3类孔隙,即:冷凝收缩缝、炸裂缝、构造缝、溶蚀缝和原生气孔、粒间孔、溶蚀孔.火山岩孔缝的成像响应特征主要受孔缝类型、规模、充填特征和该孔缝与其它孔缝间相互关系等四个因素控制.孔缝的全井眼地层微电阻率成像测井(FMI)响应特征分别为,裂缝表现为直线或正弦曲线,孔隙表现为斑点状或团块状,各类孔缝成像图像形状、颜色、组合关系不尽相同,据此将火山岩孔缝成像测井响应特征总结为斑状、角砾间、线状、串珠、团块、暗带6种典型模式.需要特别注意的是,被含铁矿物或泥质等高导物质完全充填孔缝与未充填的有效孔缝在成像响应特征上很相似,需结合其它测井资料进一步区分.

松辽盆地营城组流纹岩成岩作用的测井响应及其储层效应

岩心、薄片观察和测井响应关系研究发现,钾长石钠长石化、石英充填、方解石交代是流纹岩中三种测井响应特征明显的成岩作用,与其伴生的还有溶蚀和基质脱玻化作用.钾长石钠长石化在ECS测井上表现为Na/K>1,比值越大钠长石化越强烈,同时具有低电阻率和孔隙度测井值呈单峰分布的特征.石英充填在DEN-AC和Pige-CN交会图上显示高密度、低测井孔隙度、低中子的特征,电阻率主要介于40～100Ω·m之间,并呈现齿化的特征.方解石交代在ECS测井上Ca曲线显著偏离基线,偏离越远交代越强烈,且Ca曲线光滑平直;在常规测井上表现为低电阻率、低密度、高声波时差和高测井孔隙度的特征.钾长石钠长石化总体改善储层物性,对致密段改善作用明显,其孔隙度最大增量理论值可达6.8%,实际对本区流纹岩孔隙度的增量在0.15%～0.46%之间.石英充填总体上使储层物性变差.方解石交代的储层效应主要取决于溶蚀程度,其交代基质中无定形SiO_2后孔隙度减小的理论值可达46%,实际对本区流纹岩孔隙度减小在2.3%左右.

火山岩储层流动单元识别与刻画——以松辽盆地营城组为例

利用测井资料确定有效储层物性下限并识别隔挡层,结合岩性—岩相等定性分析方法和聚类—判别等定量分析方法综合识别相邻隔挡层间连通火山岩体内的储层流动单元.以岩心和测井资料为基础,用孔隙度、渗透率、声波时差、补偿中子和补偿密度共5个参数进行聚类分析和判别分析,实现由取心井段到全井段储层流动单元的刻画.将XS1井区火山岩储层流动单元分为由好到差Ⅰ至Ⅳ类.各类储层流动单元与储集空间的配置关系为:Ⅰ类和Ⅱ类为孔隙—裂缝型,Ⅲ类为孔隙型或裂缝型,Ⅳ类为孔隙型.最后在单井识别刻画基础上,通过井—震联合解释剖面刻画储层流动单元空间展布形态和延伸规模.

火山地层结构特征及其对波阻抗反演的约束

火山地层是由似层状、层状和块状结构组成的复合体,其地层结构的拟合是火山岩储层地震预测的难点所在,火山地层结构模型的建立是火山岩勘探开发中首先需要解决的关键问题.通过对九台和大屯典型火山岩地层结构的解剖,分析似层状结构和层状结构特征.似层状结构地层内部的岩层倾向和倾角变化大,与地层顶底面表现为斜交.从火山机构喷发中心到远端的同一方向的岩层具有同倾向、倾角逐渐变小的趋势,据此沿其顶面或底面的趋势进行内插可以得到火山机构准确的地层结构模型.以YS2井营城组火山岩为例,在其他条件相同的情况下分别用层状模型和似层状模型拟合地层结构约束波阻抗反演.结果表明二者间的低波阻抗分布范围和厚度均存在较大的差异,其后果是导致储层地震预测的偏差,所以用层状模型不适用于似层状结构火山岩储层刻画、同样反推也不妥.解决的方法是在火山机构的限定下进行储层反演,即在明确各个火山机构的地层结构的基础上,通过对内部结构的插值得到地层结构模型,才能使储层反演结果更加逼近真实情况.该研究可为火山岩油气藏高效勘探开发提供理论依据.

中基性火山作用喷出物类型、特征与成因

基于松辽盆地中生代和准噶尔盆地古生代火山岩研究资料与长白山、五大连池等现代火山考察,结合国外典型实例,将火山作用喷出物分为熔岩、碎屑熔岩、火山碎屑岩和沉火山碎屑岩4类;前两类岩石冷凝固结,后两类压实固结。按成分-组构-岩相分类方案划分出34种岩相。详细论述了各岩相的成岩方式、成分、组构、成因和产状,并给出各岩相类型的实例和典型照片。建造-改造和继承-变异分析对比显示,现代火山与古火山都常见的岩相包括厚层熔岩、熔结结构碎屑熔岩、柱状节理熔岩、枕状熔岩和玻璃质熔岩。现代火山常见而古火山少见或未见的有浮岩、渣状熔岩、绳状和块状熔岩。火山穹窿垮塌是常见的同生改造作用。裂隙式与中心式喷发往往相伴而生,常表现为沿着深大断裂的一系列中心式喷发。

松辽盆地白垩系火山岩气藏有效储层特征及成因

依据80口钻井1 045m岩心描述,820件薄片鉴定和全直径岩心物性分析,以及220件压汞测试结果,结合试气产能资料,对松辽盆地北部徐家围子断陷白垩系营城组火山岩气藏有效储层特征及成因进行研究。结果表明:有效储层主要分布于流纹质熔结凝灰岩、流纹岩、粗面岩和玄武岩4类优势岩性,残余的原生气孔和粒间孔、石泡孔、溶蚀孔以及冷凝收缩缝5类有效孔隙贡献最大,孔隙结构具有大孔隙—细喉道的构成特点,喉道半径以微米级至纳米级为主。与非有效储层相比,火山岩有效储层发育相对粗大的喉道,具备低排驱压力和高进汞饱和度。基质孔隙和喉道对火山岩有效储层的渗透性能起控制作用,挥发份逸出作用和溶解作用是火山岩有效储层形成的关键因素。通过有效孔隙成因分析认为,流纹岩有效储层为原生孔隙型,玄武岩和粗面岩有效储层为原生孔隙充填残余—次生溶蚀改善型,流纹质熔结凝灰岩有效储层为原生孔隙压实残余—次生溶蚀改善型。

邻矿老空区积水防治技术研究

A矿与B矿相邻,开采同一煤层,开拓方式均为片盘斜井,两矿之间留有40米边界煤柱。B矿采深780米,于2016年11月20日关闭,但该矿井存在的采空区高压积水,威胁正在开采的A矿。为防B矿积水突入,A矿采取了积极措施。一、A矿水文地质条件(一)地层概况。该矿区绝大部分基岩被第四系覆盖。