辽河坳陷古潜山内幕基性岩脉对油气成藏影响

摘要：以测井资料、岩心化验及试油资料为基础，研究了辽河坳陷太古宇古潜山基性侵入岩脉，，对内幕油气成藏的影响。通过对基性岩脉侵入后对岩层物性影响的分析，认为基性岩脉侵入有利于提高下方岩层储集性能。通过对基性岩脉侵入时间与古潜山油气充注时间关系的分析，肯定了基性岩脉侵入带对古潜山内幕油气聚集的积极作用。通过岩石学分析，认识了基性岩脉的塑性特征，确定其在古潜山内幕能够成为有效隔层。基性岩脉对古潜山内幕油气成藏影响的研究丰富了辽河坳陷太古宇古潜山内幕油气成藏理论，对辽河坳陷太古宇古潜山内幕油藏的深化勘探具有十分重要的指导意义。

关键词：基性岩脉；太古宇古潜山；内幕油气藏；地层水热运动；油气包裹体；油气成藏；辽河坳陷

中图分类号：TE122文献标识码：A

前言

我国东部各油田古近系勘探已进入高成熟阶段，太古宇古潜山油藏逐渐成为重要的勘探目标。辽河坳陷在太古宇古潜山勘探中取得重大突破，在古潜山内幕深层发现了可观的油气储量。辽河油田在太古宇古潜山勘探过程中多口井钻遇基性侵入岩脉，大量侵入体的发育必然对古潜山内幕成藏产生较大影响。以辽河坳陷兴隆台及冷家太古宇古潜山为研究对象，系统总结了基性岩脉侵入对古潜山内幕油气成藏的影响。

1基性岩脉对岩层物性的影响

中生代早期以来，辽河坳陷基底受近南北向不均衡挤压应力控制，形成了一系列近东西向隆起带与凹陷带，伴随着隆起带与凹陷带的形成，来自地幔的火山物质沿断裂涌出地表或成为浅成岩脉。辽河坳陷基底太古宇古潜山中的基性火成岩岩脉以煌斑岩、辉绿岩为主。前人研究认为地层水运动对储层的改造作用明显，基性岩脉进入古潜山后，持续的高温使岩脉上、下地层水加速运动，但地层水对基性岩脉上、下岩层储集性能的改造效果截然不同。

1，1基性岩脉对上覆岩层孔渗性质影响

基性岩脉进入古潜山后(图1I)，上覆的地层中地层水受热膨胀，密度变小，沿古潜山基性岩脉侵入方向上升；同时基性岩脉正上方的地层水相对密度增加，开始下沉。岩脉上方的地层水受热后形成一个循环系统(图1 V)，释放掉岩浆冷却过程中散发的热能。地层水在上升过程中溶解能力增强，将近岩脉地层中的矿物质及放射性物质带走，因此，在岩脉未冷凝时，岩脉上方岩层储集能力与渗流能力相对增强，放射性物质含量降低。当岩石趋于冷却时，贴近岩脉上方的地层水温度降低，溶解能力下降，地层水中的矿物质析出，填充了孔隙，对岩脉上方的岩层储集性和渗流能力造成伤害。总的来讲，基性岩脉侵入后对于岩脉上方岩层的物性影响较小(图1V)。

1，2基性岩脉对下伏岩层的影响

岩脉下方地层水受热后温度迅速上升，由于上方覆盖着岩脉，热量不能够得到及时的发散，温度将持续升高，很可能使岩脉下方地层水温度达到汽化温度。温度的升高导致岩脉下方压力急剧上升，迫使地层水不断寻找有效的泄流途径。因此，岩脉下方地层水必然在高压驱动下，沿岩脉向上倾方向突破。岩脉完全固化前，高温、高压地层水无法突破岩脉，在岩脉下方形成一个层状的高温、高压区，岩脉冷凝过程中释放出的热量，使封存于岩脉与热波及面(距离岩脉最远的受岩脉影响的界面)之间的地层水体积增加、密度减小，并沿地层中的裂隙上升，温度的升高增加了地层水溶解度，地层中的放射性物质及矿物质被携带到岩脉下方附近沿岩脉向上流动(图1Ⅳ)，岩脉以及热波及面之间地层被溶蚀后储集性能和渗流能力增强。当岩脉趋于冷却后，距离岩脉较近的地层水中矿物质及放射性物质得以保留下来，在岩脉上倾方向上形成结晶区，而热波及面与岩脉间的岩层由于被高温地层水溶蚀，储集性能变好。

1，3岩脉热液对岩层的影响

岩浆侵入过程中，大量岩浆热液填充于地层孔隙中，由于岩脉本身储集性能相对较差，巨大压力条件下，岩脉中轻组分的热液将在岩脉侵入体上倾方向形成侵入带(图1Ⅱ)。侵入带内，热液物质初期填充了地层中的全部孔隙和裂缝，后期热液冷凝过程中，热液体积缩小将引起岩石产生收缩裂缝，使岩层储集物性变好。

2岩脉对油气成藏的影响

2，1岩脉形成时间及成因探讨

对辽河坳陷已钻遇岩脉研究发现，基性岩脉的形成时间为238±21Ma(安141井2177.50 m煌斑岩)，即侵入时间为三叠纪。古近系地层中也见基性岩脉侵入(沈629井3271.5～3304.0m辉绿岩岩脉)，特别是东部凹陷沙三段有大量辉绿岩侵入(龙606井3186～3264m)，由此证明，基性岩脉侵入时间跨度较长，自中生代至新生代的古近系均有发育。从侵入时间上看，基性岩脉的发育经历了印支一海西期、燕山期及喜山期3个大的构造运动阶段；从岩石成因上来看，基性侵入岩体多为浅成侵入岩体，反映侵入岩体主要为板内造山运动成因，与形成辽河坳陷的各期构造应力密切相关。

2，2太古宇古潜山成藏时间探讨

应用油气包裹体资料开展兴隆台古潜山成藏时间研究。古潜山裂缝中的油气包裹体均一化温度主要分布于80～110℃，根据研究区古地温梯度计算古潜山内形成包裹体的埋深范围为2000～2592m，根据古潜山埋藏一热演化史分析认为，古潜山成藏时间至少在30.6 Ma前，推算该古潜山成藏时间早于东营组沉积期。

2，3基性岩脉对太古字古潜山油气运移的影响

岩脉的侵入过程中总是伴随多期构造运动，而岩脉侵入段往往为古应力释放带，裂隙丰富。虽然岩脉侵入后裂隙被填充，但岩脉发育区的岩层(不包括岩脉)在后期构造应力改造作用下容易产生裂缝，加之岩脉侵入有利于其下部岩层渗流能力的提高，使岩脉侵入带能够形成较好的油气渗流通道。由此可见，岩脉侵入不仅为油气聚集提供了有利的储集条件，还为油气向古潜山内幕运移提供了有效通道，因此，岩脉侵入对古潜山油气充注具有十分重要的意义。

2，4基性岩脉可以形成有效隔层

从矿物组成分析，辽河坳陷太古宇基性岩脉暗色矿物含量较高，煌斑岩和辉绿岩基性岩脉岩石重矿物总体积含量多为25％～32％。根据“优势岩性”理论，暗色重金属矿物含量高必然导致岩石韧性较高，因此，古潜山中的基性岩脉不容易受构造应力作用而产生裂缝，从而成为好的内幕隔层(图1I)。从基性岩脉的热效应来看，在高温基性岩脉逐渐冷却的过程中，基性岩脉下部地层水中的矿物质不断被带到基性岩脉下方并且冷凝结晶，封堵地层原有孔隙和裂缝，从而在基性岩脉下方形成第二层隔层(图1Ⅲ)。因此，基性岩脉本身和基性岩脉侵入造成的矿物质凝结对古潜山内幕隔层的形成具有十分重要的意义。

3实例分析

辽河坳陷的太古宇古潜山钻探过程中发现大量古潜山地层受基性岩脉侵入影响的实例。根据

辽河坳陷兴隆台及冷南古潜山实际钻井资料，进行基性岩脉侵入后对古潜山内幕岩层影响的研究。以兴隆台古潜山为例，对岩脉对其下伏岩层的影响及岩脉热液侵入后对古潜山储层的改造作用进行分析；以冷南古潜山为例，对古潜山中高放射性地层存在的原因进行研究。

(1)兴隆台古潜山兴古7井于3580～3590 m存在辉绿岩的岩脉，在岩脉的下方钻探过程中发现煌斑岩岩脉下方存在较好储集段，于3590～3635m试油获高产油流。兴古7井钻遇情况相当于图1中模拟井1，由于侵入古潜山的基性岩脉下部地层水的热流动或汽化逃逸，使岩脉下方储集空间变好，并出现较好的储集层，该现象在兴隆台古潜山中较常见。分析认为，太古宇古潜山内部，基性岩脉可以在古潜山中形成内幕圈闭，从而使太古宇古潜山中发育内幕油气藏。

(2)兴隆台古潜山兴气9井3247～3276m地层光电吸收截面指数(PE)表现为岩脉侵入特征(PE>5.0)，同时，岩石放射性值相对比较平直，岩性相对均匀，油气显示良好，解释油气层，后经过试油证实为油层。兴气9井钻遇基性岩脉段相当于图1中模拟井4，为岩脉热液侵入带，岩脉热液侵入后期由于热胀冷缩在岩脉热液侵入带产生大量裂缝，从而形成好的储集层。

(3)冷南古潜山冷123井于2010～2060m井段揭示4套辉绿岩岩脉，岩脉间存在2段高放射性的岩层。分析认为，冷123井高放射性井段相当于图1中模拟井2，该高放射性地层为岩脉下方矿物质及放射性物质重新冷凝形成，在岩脉冷却过程中，下方高放射性物质在岩脉上倾方向上重新凝结，高放射性条带与岩脉共同构成古潜山内幕有效隔层。

(4)冷南古潜山冷124井于1730～1750 m揭露大段高放射性岩层，伽马测井曲线位于400～500API的高值区。分析认为，冷124井相当于图1中模拟井3，该高放射性地层由岩脉与热波及面之间的高温、高压、高矿化度、高放射性地层水在岩脉上倾方向逸散、冷凝而形成，在古潜山内幕形成较好的内幕隔层。

4结束语

通过对基性岩脉侵入后对储集层、疏导体系及内幕隔层形成的影响，对辽河坳陷太古宇古潜山内幕基性侵入岩脉对古潜山内幕成藏的影响进行了分析，确定太古宇古潜山内幕基性岩脉侵入有利于潜内幕成藏：基性岩脉侵入能够改造古潜山内幕侵入岩脉下方储层，提高储层储集性能；岩脉侵入带在后期构造应力改造下形成裂隙时间及其对下伏岩层储集物性改造均早于古潜山大规模油气运移期，与基性岩脉侵入相关的裂缝、溶蚀孔隙为古潜山内幕油气聚集成藏提供了良好的储集空间以及运移通道；基性岩脉及其下部矿物结晶能够在太古宇古潜山内幕形成良好的内幕隔层，为古潜山内幕油气成藏和保存提供了有利的内幕盖层条件。

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