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冯麓孙
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1 第卷第 6 期 211 年 11 月地质科技情报 GeoogicaScienceandTechnoogyInformation Vo. No.6 Nov. 211 准噶尔盆地克拉美丽气田复杂火山岩储层特征及控制因素林向洋, 苏玉平, 郑建平, 马强, 张明民 ( 中国地质大学地球科学学院, 武汉 7) 摘要 : 通过分析岩心镜下薄片及铸体薄片观察, 从火山岩岩性岩相特征储层孔渗条件孔隙类型等方面研究了准噶尔盆地东部克拉美丽气田石炭系火山岩储层特征, 探讨了火山岩有利储层空间类型物性条件和可能的控制因素研究表明 : 区内火山岩储层岩性主要为中基性玄武岩安山岩和少量酸性流纹岩火山碎屑岩以及正长斑岩等浅成侵入岩, 且岩性的不同影响储层物性条件和储存效果各岩性储层孔渗性变化范围较大, 以火山角砾岩 ( 平均孔隙度为 12.2%, 渗透率为 μm 2 ) 和玄武岩 ( 平均孔隙度为 1.7%, 渗透率为 μm 2 ) 最优整体孔渗类型包括 : 较高孔 - 中渗 ; 较高孔 - 低渗 ; 中孔 - 低渗和中低孔 - 低渗多种类型, 总体表现为低渗透 (<1 1 - μm 2 ) 的储层特征储集空间属于孔隙 - 裂缝双重介质型, 主要的孔缝组合为 : 构造缝 - 溶蚀缝 - 溶蚀孔, 原生气孔 - 构造缝 - 溶蚀缝 - 溶蚀孔和晶间孔 - 溶蚀孔火山岩的岩性岩相火山喷发的环境以及火山岩的后期改造是影响储集性能的重要因素关键词 : 准噶尔盆地 ; 火山岩储层 ; 储集类型 ; 控制因素 ; 次生作用中图分类号 :TE122.2;P5.1 文献标志码 :A 文章编号 :1-79(211)6-2-1 自 19 世纪末以来, 随着油气开发水平和勘探技术的逐步提高, 世界 1 多个国家和地区先后在火山岩中发现了油气藏 [1-] 近十几年, 我国也在许多盆地的火山岩储层中发现了可供工业采集的油气藏, 如准噶尔盆地三塘湖盆地二连盆地塔里木盆地松辽盆地等, 并且预测油气储量喜人 [-5] 可见, 火山岩油气藏已成为国内外石油能源界关注和研究的热点与当代工业能源发展的重要推动力, 油田生产单位科研单位和高校都做了重要工作 [6], 近年来这方面的研究主要包括火山岩油气藏成藏机理储集层特性以及相关技术等多个方面 [7-1] 新疆准噶尔盆地发育着广泛的火山岩, 而火山岩又是研究盆地属性以及约束古洋盆构造演化史的重要手段准噶尔盆地的基底属性以及演化历史一 [11] 直是地质学家们研究和争议的焦点, 韩宝福等认 [12] 为其基底为底垫的幔源基性岩石 ; 苏玉平等通过对盆地内部钻井火山岩的锆石 U-PḇHf 同位素研究, 强调残余早中古生代洋壳和岛弧地体的贡献同时很多地质工作者对古洋盆闭合的时限和机制也提出了不同的观点和模型 [1-17] 而盆地内钻遇的火山岩不仅提供了进一步解决和约束上述问题的重要途径, 还是新型油气藏的主要储层自 2 世纪以来, 相继在盆地的腹部东部和西北缘发现了可供工业开采的火山岩油气藏 [1] 至 27 年为止, 已在准噶尔盆地石炭系火山岩中发现了个油气藏, 累计探明石油地质储量超过 2 亿 t, 天然气地质储量近 2 亿 m 前人开展了相关的火山岩岩石化学特征岩性岩相分布区域构造状况等方面的工作 [19-21], 但由于火山岩油气藏的特殊性和复杂性, 该区火山岩油气藏的地质条件成因机制分布特点等的研究还是不够深入, 对于储集层的储集条件组合类型的研究还不够全面, 特别是影响储集层性能的主控因素一直存在争议, 这在一定程度上阻碍了油气田的深入开发和利用笔者从准噶尔盆地滴西地区的个井区 ( 滴西 1 井区滴西 1 井区滴西 1 井区滴西 17 井区 ) 着手, 依据井区钻遇的火山岩岩心样品, 通过对手标本岩石显微薄片和铸体薄片的观察, 对火山岩储集层的储集特征物性特点组合类型进行全面分析, 对该区火山岩油气藏的特征进行更深的研究, 并着重探讨火山岩油气储层的影响因素这些认识可以为其他地区火山岩油气藏的研究提供参照对比收稿日期 : 编辑 : 刘江霞基金项目 : 国家自然科学青年基金项目 (7); 中央高校基本科研业务费专项资金项目 (CUG911) 作者简介 : 林向洋 (197 ), 男, 现正攻读矿物学岩石学矿床学专业硕士学位, 主要从事火山岩岩石地球化学的研究 E-mai: in12916@16.com 通信作者 : 郑建平 (196 ), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事岩石学教学和科研工作 E-mai:jpzheng@cug.edu.cn

2 第6期 29 林向洋等:准噶尔盆地克拉美丽气田复杂火山岩储层特征及控制因素 1 地质背景上四大井区块天然气地质储量共计 m,其中开采储量达 m 据新疆油田公司的内部资料 [2], 2 年落实部署的 1 口准噶尔盆地为夹杂在阿尔泰造山带和天山造山带的三角形封闭式内陆盆地,面积约 1 万 km2,四天然气探井中就包括盆地腹部滴西凸起几大井区中周被褶皱山系所围从区带资源分布看,天然气资源主要分布在腹部和南缘,其次为西北缘和准东从层位资源分布看,天然气资源主要富集在二叠系和滴西 172 井;滴西 1 井区的滴西 1 井滴 1 井滴 2 井和滴井;滴西 1 井区的滴西 1 井滴西 12 井滴西 1 井和滴西 1 井;滴西 1 及侏罗系,其次为三叠系和石炭系,而白垩系古近系及新近系的天然气资源相对较少的 12 口井:滴西 17 井区的滴西 17 井滴西 171 井井区的滴西 1 井滴 1 井和滴 1 井(图 1) 更 [ 22] 重要的是,在各井区的不同段位不同岩性的火山岩研究区域位于准噶尔盆地腹部,陆梁隆起东南部的滴南凸起西端滴南凸起呈近东西向展布,东储集层中均获得良好的试气和试油效果,并且其井抵克拉美丽山前西连莫北凸起北接滴水泉凹陷位分布和岩性特点呈现一定的规律性,其中的许多南临东道海子凹陷和五彩湾凹陷(图 1) 区内发育井已正式进行了工业开采近东西向和北西向两组逆断层,其中滴水泉南断裂准噶尔盆地发育的石炭系火山岩围绕卡拉麦里与滴水泉北断裂规模大,为铲式逆断层,呈近东西向山乌伦古构造带分布,发育下石炭统塔木岗组滴展布且分别夹持在滴南凸起南北两侧,对区域构造水泉组和松喀尔苏组,上石炭统巴塔玛依内山组石钱滩组与六棵树组 [2-25] 前人研究表明:巴塔玛依控制明显;北西向断裂规模小,对区域构造作用不显内山组火山岩为陆相火山 - 沉积体系,属于喷发 - 著构造形态为向西倾伏的大型鼻状构造,其上低溢流亚相环境 [17,26-27] 研究区钻遇的火成岩主要为幅度背斜断鼻断块发育,在东西方向上,根据构造走向断裂展布,滴西鼻状构造带可分为段:东段晚石炭世巴塔玛依内山组火山岩和少量浅成侵入岩,可进行剖面对比火山岩包括玄武岩 - 安山岩 (走向北东) 中段(走向北西) 西段(走向东西) 滴 - 流纹岩较为完整的岩浆演化序列及其相应的火山碎屑岩,浅成侵入岩则以正长斑岩为主西 1 井区滴西 1 井区滴西 1 井区和滴西 17 井区分别处于东中西段被断裂复杂化的低幅度背斜 6 ' 7 ' ' 5 ' 17 Dx17 Dx172 D1 D Dx12 D1 D2 Dx1 Dx1 Dx1 Dx1 Dx1 D1 Dx ' N 1 km 图 1 研究区位置及井区分布图 1 Locationanddri ingdistribut ionofthestudyarea 2 岩石类型及物性特征中火山岩包括中基性酸性火山熔岩和火山碎屑岩; 2. 1 岩性岩相特征本区石炭纪火山活动时间持续长,强度大,火山岩建造发育广泛,火山岩岩层厚度及岩性岩相变化大 [2] 通过岩心手标本和薄片观察确定个井区岩以安山质 - 流纹质角砾岩凝灰角砾岩凝灰岩钻遇的岩浆岩主要有火山岩和浅成侵入岩两种,其火山熔岩由玄武岩安山岩和流纹岩组成;火山碎屑角砾凝灰岩等为主;浅成侵入岩主要包括正长斑岩霏细斑岩闪长玢岩辉绿岩等通过观察并结合前人的研究成果 [21],滴西地区的岩石分布有如下的特点:岩性的分布分区性显著,

地质科技情报 211 年西北部岩性以中 - 基性的玄武岩安山岩及其相应的火山碎屑岩为主 ; 东南部以中 - 酸性的安山岩流纹岩及其相应的火山碎屑岩为主 ; 该区火山岩发育火山通道相爆发相溢流相和火山沉积相从全区来看, 东部和西部火山岩以喷出岩为主, 如滴西 17 井 ( 图 2-A), 中部除喷出岩以外还独立发育浅成侵入岩, 如滴 12 井 ( 图 2-B) 下 C2b

3 地质科技情报 211 年西北部岩性以中 - 基性的玄武岩安山岩及其相应的火山碎屑岩为主 ; 东南部以中 - 酸性的安山岩流纹岩及其相应的火山碎屑岩为主 ; 该区火山岩发育火山通道相爆发相溢流相和火山沉积相从全区来看, 东部和西部火山岩以喷出岩为主, 如滴西 17 井 ( 图 2-A), 中部除喷出岩以外还独立发育浅成侵入岩, 如滴 12 井 ( 图 2-B) 下 C2b C2b /m /m 图 2 A. 17 B. 12 代表井岩性柱状图 56.~ m 2 Lithoogiccoumnoftypicadriings 井区钻遇的主要火山岩类型及其岩相学特征如 (1) 玄武岩岩石多为深灰色, 致密块状, 并发育气孔杏仁构造, 气孔形态多样, 可见呈拉长状, 被后期方解石绿泥石沸石等填充, 另有部分气孔呈半充填 - 未充填具斑状结构, 斑晶主要为斜长石和中细粒辉石, 基质为间粒 - 间隐结构由于经历长期风化作用, 部分发生明显蚀变, 裂缝将原生气孔相连 ( 图 -a), 更有利于成为优质储层 (2) 安山岩安山岩是克拉美丽地区石炭系中最常见的熔岩类型, 并以在石炭系巴塔玛依内山组出露最广岩石多呈红褐色 - 灰褐色, 发育气孔和杏仁构造, 杏仁体呈不规则状, 充填绿泥石和碳酸盐矿物 ( 图 -c) 具斑状结构, 斑晶以斜长石和角闪石为主, 基质具玻基交织结构, 微细细长条状斜长石杂乱分布, 其间充填有绿泥石磁铁矿玻璃质和少量角闪石辉石等, 有不同程度的蚀变, 常见绿泥石化碳酸盐化及硅化等现象 ( 图 -b) () 流纹岩呈灰绿色红色, 流纹构造, 可见到拉长的气孔, 眼球构造具斑状结构, 斑晶主要为碱性长石和石英, 少量钠长石基质具隐晶质结构部分发生碎裂化, 发育裂缝, 利于储层孔渗的改善 ( 图 -d) () 凝灰岩包括正常凝灰岩和角砾凝灰岩通常呈灰白色, 由火山凝灰 ( 直径 < 2 mm, 体积分数 φb>5%) 岩屑晶屑和胶结物组成, 部分含少量火山角砾 ( 直径在 5~1 mm 间, 通常 φb<5%), 棱角明显岩屑以安山质玄武质成分为主, 次为凝灰岩屑, 晶屑多为斜长石, 以火山灰方解石赤铁矿等胶结碎屑 ( 图 -e) (5) 火山角砾岩呈灰色灰红色, 由火山角砾岩屑 ( 角砾粒度 2~6 mm, φb >5%) 晶屑及火山灰组成岩屑多为安山质和玄武质成分, 晶屑为斜长石石英火山碎屑物由火山灰胶结部分裂隙发育 ( 图 -f) (6) 正长斑岩为该区浅成侵入岩的主要岩石类型, 岩石呈肉红色酱色, 具斑状结构, 斑晶主要由钾长石更 - 钠长石石英及少量角闪石组成, 长石强烈蚀变, 但仍保留原有晶形 ; 基质为微晶钾长石斜长石石英和少量黑云母, 石英多呈等轴粒状分布于长石粒间 ( 图 ḡ) 浅成侵入岩除正长斑岩外, 还发育少量的辉绿岩二长玢岩霏细斑岩不同岩性的火山岩储层孔渗特征变化大 ( 图 ) 火山熔岩包括玄武岩安山岩和流纹岩, 为完整的基性 - 中性 - 酸性火山序列, 孔渗特征随岩性变化明显 ( 图 5), 随酸性程度增加孔渗条件逐渐变差同时, 不同井区火山熔岩的分布特征不同, 如流纹岩主要分布在滴西 1 井区, 而安山岩和玄武岩在各井区均有分布, 其各自的孔渗特征明显不同但具有明显的规律性如图 6 所示, 在四大井区中, 玄武岩与安山岩的孔隙度较平均, 在 7% ~15% 之间变动, 玄武岩的孔隙度稍大于安山岩, 在滴西 1 井区玄武岩的孔隙度最大, 达到 1.%, 近于高孔隙度分级标准 ; 而对于渗透率, 在滴西 1 井区和滴西 17 井区, 玄武岩的渗透率远远高于另外两个井区和安山岩的渗透率火山碎屑岩中凝灰岩的孔渗条件较差, 平均渗透率甚至低于安山岩和玄武岩火山角砾岩的孔渗条件最优, 且渗透率较高, 在滴西 1 井区和滴西 17 井区, 渗透条件可达到中渗级别这是由于火山角砾岩结构较松散, 再经过后期的风化和构造运动的改善, 孔渗条件良好然而, 凝灰岩往往致密程度较高, 所形成的孔隙小且连通程度差, 后期的充填作用又使得渗透情况更加糟糕 ( 图 7)

4 第6期 1 林向洋等:准噶尔盆地克拉美丽气田复杂火山岩储层特征及控制因素 a b c d e.2 mm f g h i j k 图滴西地区钻遇火山岩岩性特征 Lithoogicacharacterist icsofvocanicrocksderivedfromthedri ingsindixiarea a.杏仁状玄武岩,滴西 171 井, 699. m(- );b.气孔安山岩,滴西 2 井, 957. m(- ); c.杏仁状安山岩,滴西 2 井, m (+ ); d.碎裂流纹岩,滴西 1 井, m(- ); e.致密凝灰岩,滴西井, 5. m(+ ); f.火山角砾岩,滴西 1 井, 56. m (- ); 255. m(+ ); h.气孔玄武岩,滴 17 井, m(- ); i.气孔玄武岩,滴井, m(+ ); g.正长斑岩,滴西 1 井, j. 致密玄武岩,滴 1 井, 17. m(+ ); k.渣状玄武岩,滴 171 井, m(- ); i.杏仁状玄武岩,滴 1 井, m(+ ) /1 - m 2 /% 12 A B ~22.7.7~ ~1.5.1~51.1~75 图区内主要岩石类型平均孔渗特征柱状图 (图下数值为最小值和最大值) Histogramsofporosi tyandpermeabi i tyformainrocktypesindixiarea.11~17

5 2 地质科技情报. A m2 B. /1 /% 年.2.1.~22.7.2~ ~11.9.1~51.1~51.11~.1 图 5 滴西地区各火山熔岩平均孔隙特征对比柱状图 (图下数值为最小值和最大值) 5 Histogramsofporosi tyandpermeabi i tyforvocanicavasindixiarea.6 A B m /1 /% 图 6 滴西地区各井区火山熔岩孔渗特征对比柱状图 6 Histogramsofporosi tyandpermeabi i tyforvocanicavasfromdi fferentdri ingsindixiarea 16 A /1 /% m2 12 B 图 7 滴西地区各井区火山碎屑岩孔渗特征对比柱状图 7 Histogramsofporosityandpermeabi ityforpyrocast icsfromdi fferentdri ingsindixiarea 浅成侵入岩中(图 ),总体孔隙度特征较为接近,并优,火山熔岩次之,浅成侵入岩较差但是,整体表均较火山熔岩火山碎屑岩低;渗透条件变化大,非现孔渗条件变化范围大,非均质特征明显,这也使得均质特征突出研究区孔渗条件辉绿岩最差,霏细火山岩储层具有更复杂的特点依据火山岩储层分级标准 [29],可将研究区不同斑岩最优,这是不同岩性形成环境的差异和后期的井区的火山岩储层分为:较高孔 - 中渗;较高孔 - 低改造程度不一的表现渗;中孔 - 低渗以及中低孔 - 低渗几种类型,其分类 2. 2 岩石的孔渗类型研究区三大类岩石中,火山碎屑岩孔渗条件最状况及代表井区如表 A. /1 /% m2 B.2 1.9~7.2 2.~1.5.5~12..1~12..29~.6.9~ ~17 图滴西地区浅成侵入岩孔渗特征对比柱状图 (图下数值为最小值和最大值).2~5. Histogramsofporosi tyandpermeabi ityfordi fferentintrusiverocksindixiarea

6 第 6 期林向洋等 : 准噶尔盆地克拉美丽气田复杂火山岩储层特征及控制因素表 1 研究区孔渗类型表 Tabe1 Typesofporosityandpermeabiityinthestudyaṟ ea 孔渗组合类型孔隙度分类标准渗透率 k/ 对应岩性代表井区 φ / % (1 - μm 2 ) 较高孔 - 中渗 1~15 1~5 火山角砾岩滴西 1 17 井区较高孔 - 低渗 1~15.1~1. 玄武岩安山岩滴西 1 17 井区中孔 - 低渗 5~1.1~1. 流纹岩凝灰岩滴西 1 1 井区中低孔 - 低渗 1~5 <.1 辉绿岩正长斑岩滴西 1 井区注 : 分类标准据火山岩储层物性分级标准 [27] 储集空间类型及特征.1 储集层类型克拉美丽气田火山岩储层主要由火山熔岩类火山碎屑岩类及部分浅成侵入岩类组成在岩心薄片以及成像测井 (FMI) 研究的基础上, 发现研究区火山岩属于孔隙 - 裂缝双重介质型的储层火山岩储集空间主要为孔隙和裂缝, 分为原生和次生两大类, 原生孔隙主要包括原生气孔残余气孔晶间孔和晶内孔种类型 ; 次生孔隙包括斑晶溶蚀孔基质溶蚀孔填充物溶蚀孔和粒内溶蚀孔晶间溶蚀孔等原生裂缝主要包括冷凝收缩缝收缩节理和砾间裂缝等 ; 次生裂缝包括构造裂缝和风化裂缝 2 种总体表现特征复杂, 孔缝组合多样, 因受喷发环境构造及风化改造等影响存在分布不均一性, 即使在同一岩心样品上, 也存在着孔缝局部密集或稀疏的情况 ( 表 2) 原生次生孔缝组合原生孔隙原生裂缝次生孔隙次生裂缝表 2 研究区储集空间类型组合型式及代表井 Tabe2 Reservoirspacetypes,combinationtypesandrepresentativedriinginthestudyarea 储集空间类型形成机理对应岩性代表井原生气孔残余气孔晶内孔晶间孔冷凝收缩缝基质溶蚀孔斑晶溶蚀孔杏仁溶蚀孔晶间溶蚀孔构造裂缝风化裂缝构造缝 - 溶蚀缝 - 溶蚀孔原生气孔 - 构造缝 - 溶蚀缝 - 溶蚀孔晶间孔 - 溶蚀孔注 : 据文献 [-1] 修改岩浆中挥发成分在冷凝过程中逸出形成气孔次生矿物如绿泥石沸石方解石和泥质等在没有完全充填气孔的情况下所留下的孔隙矿物颗粒之间的孔隙 ; 辉石斜长石等斑晶矿物多具解理的矿物, 其本身就是晶内孔火山角砾岩火山熔岩滴西 1 井滴 1 井玄武岩火山角砾岩滴西 17 井滴井火山熔岩火山碎屑岩滴西 1 井滴西 1 井岩浆冷凝结晶过程中所形成的收缩微裂缝火山角砾岩流纹岩滴西 1 井火山岩基质中各类晶体矿物的溶蚀孔火山熔岩滴西 172 井斑晶受流体作用溶蚀产生的孔隙安山岩正长斑岩滴井滴 1 井气孔中充填物经交代溶蚀形成的溶蚀孔火山熔岩滴西 171 井各种晶体间受流体溶蚀形成的孔隙火山碎屑岩滴西 1 井火山岩受构造应力作用后产生的微裂缝安山岩滴 12 井常与溶蚀孔缝和构造裂缝交错相连, 将岩石切割为大小不同的碎块克拉美丽火山岩气田的最主要孔缝组合火山角砾岩浅成侵入岩滴 1 井滴西 1 井火山熔岩浅成侵入岩滴西 1 井滴西 1 井玄武岩滴西 17 井火山碎屑岩的主要孔缝组合火山碎屑岩滴西 1 井.2 储集层特征研究区火山岩储集层具有如下特征 :1 火山熔岩与火山碎屑岩的储集空间 ( 孔缝 ) 类型有所不同火山熔岩类孔隙类型以原生气孔基质溶蚀孔为主, 裂缝裂溶缝晶间孔晶间溶蚀孔也占一定比例, 气孔以半充填充填残留孔常见 ( 图 9-a) 火山碎屑岩孔隙类型以砾内溶蚀孔砾间溶蚀孔及凝灰质溶蚀孔为主, 次为晶间孔晶间溶蚀孔裂溶缝 ( 图 9-b) 孔隙类型均以次生孔隙为主, 且多与裂缝有关浅成侵入岩则以晶间溶蚀孔斑晶溶蚀孔及微裂缝为主 ( 图 9-c) 2 原生气孔在研究区火山岩中分布不均匀且又被后期充填, 连通性较差, 一些相对致密的凝灰岩等一般也不能形成较好的储集层, 但如果经历后期淋滤溶蚀或构造运动, 使得原生气孔变大或与溶蚀孔缝和构造微缝连通, 形成网状裂隙, 则可以成为孔渗条件优质的储集层 [,2] ( 图 9-d,e); 对于裂缝, 由于研究区火山岩储层多为中基 - 中酸性熔岩浅成侵入岩及火山碎屑岩, 一般火山碎屑岩的孔渗特征优于火山熔岩, 火山熔岩优于浅成侵入岩火山碎屑岩中以火山角砾岩孔渗条件最优 ; 火山熔岩随着酸性程度的增强, 孔渗条件有所降低 ; 浅成侵入岩的孔渗特征变化大, 非均质性强, 不稳定, 受后期影响大, 若受风化溶蚀作用适当改造, 溶蚀孔缝发育程度优良 ( 图 9-f), 也具备成为优良储层的条件 [-], 如滴西 1 井在 51~5 m 井段 2 m 厚的正长斑岩中分别获得 26.9t/d 和 m /d 的试油气结果, 该井已成为重点开发的优质井

地质科技情报 211 年 a b c d b) e c) f g h i 图 9 滴西地区火山岩储层铸体薄片 9

气孔玄武岩,滴西 171 井, 65. 2 m; b.火山角砾岩,滴西 12 井, 51. 6 m; c.

26 m; f.正长斑岩,滴西 1 井, 526. 92 m; g.气孔玄武岩,滴井, 575. 71 m; h.

55 m 储集性能影响因素 1 所示总体来说,由于火成岩整体物理性质相近,孔隙度在 6% ~12%

1 岩性岩相岩性是影响火山岩储层好坏的直接因素 [],无火山角砾岩的孔渗特征明显优于其

具有性脆易碎裂的论是原生孔隙还是次生孔隙,在一定程度上均受岩层,其次为玄武岩 - 安山

集块岩,物性最好, 储集性能同样优于远离火山口相的凝灰岩对于浅成侵入相的岩石,由于其缺乏原生孔隙, 对于优质储层的形

7 地质科技情报 211 年 a b c d b) e c) f g h i 图 9 滴西地区火山岩储层铸体薄片 9 Cast ingsect ionsofvocanicrocksreservoirindixiarea a.气孔玄武岩,滴西 171 井, m; b.火山角砾岩,滴西 12 井, m; c.二长玢岩,滴西 12 井, m; d.安山岩,滴西井, m; e.凝灰岩,滴西井, m; f.正长斑岩,滴西 1 井, m; g.气孔玄武岩,滴井, m; h.致密玄武岩,滴西 1 井, m; i.火山角砾岩,滴井, m 储集性能影响因素 1 所示总体来说,由于火成岩整体物理性质相近,孔隙度在 6% ~12% 间变化,较为平均;但岩石渗透率变化大,非均质特征突出在研究的井区中,. 1 岩性岩相岩性是影响火山岩储层好坏的直接因素 [],无火山角砾岩的孔渗特征明显优于其他岩性的储集性的影响火山岩相研究表明,火山爆发相中的近起到了支配作用火山岩本身具有性脆易碎裂的论是原生孔隙还是次生孔隙,在一定程度上均受岩层,其次为玄武岩 - 安山岩的中基性火山熔岩储集层,次火山岩和浅成侵入岩更次之究其原因,岩性火山口相发育火山角砾岩火山集块岩,物性最好, 储集性能同样优于远离火山口相的凝灰岩对于浅成侵入相的岩石,由于其缺乏原生孔隙, 对于优质储层的形成,后期作用起到了至关重要的 m 力作用易产生裂缝,且发育气孔溶蚀孔等,因此其.9 16 k/ 1 模,且物性较差 [6] 溢流相的岩石性脆,受构造应 j /% 而远离火山口相的凝灰岩一般难以在厚度上形成规. 作用,在后期构造应力作用下,该类岩石多碎裂形成构造裂缝,构造裂缝往往是微裂缝,或被后期次生矿物充填后残余的部分微裂缝,若充填程度不均一,再经溶蚀作用,则可成为有效的储集空间和渗流通道 [7] 研究区内石炭系火成岩岩性 - 物性关系如图图 1 滴西地区石炭系岩性 - 物性分析图 1 Reationshipbetweendi fferentcarboni ferousvocanic rocksandphysicapropert iesindixiarea

8 第 6 期林向洋等 : 准噶尔盆地克拉美丽气田复杂火山岩储层特征及控制因素 5 特性, 对于熔岩在岩浆冷凝结晶过程发育一定程度的冷凝收缩裂缝, 并伴随挥发分的逃逸产生原生气孔 ; 而火山角砾岩由于在爆发过程所形成的各种碎屑物在压实过程中的支撑作用, 也会留下大量的原生粒间孔缝, 在构造应力作用下, 易发生碎裂, 形成大量次生孔缝, 增大原生孔隙的连通性, 可形成优质储层.2 火山喷发环境本区火山岩大多属石炭系巴塔玛依内山组 [26] [2] (C2b) 朱志新等和谭佳奕等研究认为, 该组火山岩形成于造山期后新固结的陆相火山 - 沉积体系, 具有多期次间歇式喷出特点另据岩石颜色观察, 陆东 - 五彩湾火山喷发环境属大陆边缘区, 多数是水上喷发, 部分应为浅水下喷发 [] 这种环境一方面溶解于熔浆中的挥发分可以大量逃逸形成原生气孔 ; 另一方面, 由于炽热岩浆突遇水体产生淬火作用而形成大量原生冷凝收缩缝并把原生气孔很好地连通起来, 可以构成良好的原始储集空间但岩心观察发现原生孔缝大多被岩浆期后热液矿物所充填, 大大降低了火山岩的储集性能, 这使得储集空间类型以构造裂缝为主 [] 结合上述前人研究成果, 火山岩的形成环境对于火山岩储层储集性能意义重大因此, 可以认为, 一方面, 火山岩所具备的结构和构造对于岩石后期能否成为储层也具有不可忽视的作用即使岩性一致, 如果结构构造差别很大, 往往会致使形成储集性能相差悬殊的储集空间对比各井区的玄武岩和火山角砾岩物性 ( 图 6,7) 发现, 滴西 17 井区和滴西 1 井区火山岩储集层物性, 特别是渗透率明显优于其他井区所以, 即使相同岩性的火山岩储层, 由于其结构和构造以及矿物成分上的差异, 也会致使其储集层物性产生差异, 进而影响储集性能通过观察来自滴西 17 井滴井和滴 1 井玄武岩的镜下薄片和相应的铸体薄片可知, 滴西 17 井和滴井的玄武岩结构松散, 发育大量气孔, 形态多样, 且充填状况复杂, 多为石英绿泥石等矿物充填 - 半充填 ( 图 -h,i) 而根据滴 1 井的玄武岩镜下照片, 其岩石基质致密, 并不发育气孔, 或气孔被不透明矿物充填 ( 图 -j) 相应层位的玄武岩的铸体薄片进一步表现了两者储集物性和性能上的差异 : 对于滴井的玄武岩, 由于其多发育气孔构造, 岩石孔隙结构优良, 其铸体薄片浸蓝效果明显 ( 图 9ḡ); 而滴 1 井的玄武岩铸体薄片只在微裂隙中有少量浸蓝现象, 储集性能远不如前者 ( 图 9-h) 同样位于滴西 17 井区和滴西 1 井区的火山角砾岩储层物性优越于其他井区, 这也与火山角砾岩的结构构造和碎屑大小成分等有关如图 9-b,e,i 所示, 来自滴西 17 井区的火山角砾岩 ( 包括凝灰岩 ) 结构松散杂乱, 碎屑大小不一, 容易形成网状裂隙, 导致原生孔隙连通, 从而改善了储集层物性, 较易成为优良储层而火山机构和火山岩相决定着火山岩碎屑岩的结构构造及碎屑大小, 因此, 火山岩的岩性和岩相对于火山岩储集层的意义是显而易见的, 而火山岩的具体形成环境及其结构构造也有着非常重要的意义据 [2] 2 年新疆油田分公司勘探开发研究院内部资料, 分别在滴西井和滴 172 井相应层位的玄武岩和火山角砾岩储集层中获得了良好的试油试气结果另一方面, 火山岩的形成环境也决定其是否可能接受风化作用等后期改造作用, 以及改造的强度如何. 后期改造火山岩储集性能的另一根本控制因素是风化溶蚀作用和构造破碎作用 [9] 后期的地壳抬升以及碰撞造山作用会使地层接近地表, 接受风化作用, 该区火山岩形成的不整合面往往是曾接受较强的风化作用的标志 [] 不同层位的新地层直接覆盖在石炭系火山岩风化壳之上, 也反映了石炭系火山岩上覆盖层时代不一的特征在风化壳附近的火山岩, 风化程度大, 岩石破碎程度高, 对于改善储层条件起了很大的作用, 如滴西 17 井区的渣状玄武岩储层, 其岩石风化程度大, 原生气孔相连, 储集条件优于其他井区致密的火山岩 ( 图 -k), 并且基底与上覆盖层时差大, 说明暴露时间较长, 遭受风化作用较强, 岩石的孔隙裂缝更发育, 储集条件更优相应地, 在滴西 17 井 6~67m 层位受风化作用强的玄武岩中, 获得油 19.56t/d 和气 m /d 的优越试油气效果另外, 对于后期淋滤溶蚀作用, 一些次生矿物也影响着储层条件的变化, 比较典型的后期填充矿物有绿泥石石英沸石等, 这些填充矿物大多会降低储层岩石的孔隙度, 并填充堵塞裂隙, 使岩石储集性能大大降低然而, 沸石这种充填矿物是极易溶解的矿物, 当岩石中的杏仁体填充的是沸石并且填充并不均一时, 就为后期溶蚀作用提供了条件一般认为沸石稳定状态的 ph 值为 9.1~9.9, 而在有机质热演化过程中会生成大量的有机酸和碳酸, 以及流体岩石相互作用产生的无机酸性流体将促使层间水和孔隙水的 ph 值大大降低这样就使得被沸石充填的气孔和裂缝易发生溶蚀作用, 形成次生溶蚀孔缝而提高储集性能在三塘湖盆地的卡拉岗组火山岩储层中, 沸石的溶蚀作用形成的溶蚀孔是最重要的储集空间类型 [1] 本区玄武岩及玄武安山岩气孔的主要填充矿物也含有沸石 ( 图 -), 因此经后期溶蚀作用改造后可形成火山岩储集层

9 6 地质科技情报 211 年同时, 含油气火山岩的构造位置及断裂改造均 [2] 可对火山岩的储集性能产生重要影响对于滴西 1 井区和滴西 17 井区的火山角砾岩以及玄武岩的渗透率大大优于其他各井的情况 ( 图 6,7), 很有可能是后期构造作用在滴西 1 井区和滴西 17 井区表现突出, 致使已形成的火山岩岩层改造强烈, 在断裂活动过程中形成众多的裂隙以及破碎带, 不仅使得原来孤立的气孔连通起来, 增加火山岩储层的有效孔隙度, 而且为下部热液提供通道, 促使岩石溶蚀 [] 作用的进行, 从而进一步改善岩层的孔渗条件, 这两大井区的油气试验效果均佳另外, 断层和古隆起共同控制的地下水的溶蚀淋滤渗透以及沉淀充填作用, 对气孔中充填杏仁体的形成及溶蚀也起着关键作用 5 主要认识 (1) 准噶尔盆地克拉美丽气田巴塔玛依内山组火山岩储集层以火山熔岩和火山碎屑岩为主, 含少量浅成侵入岩火山熔岩和火山碎屑岩的孔渗特征优于侵入岩, 普遍以中低孔 - 低渗的储层类型为主 (2) 火山岩具有复杂的孔隙裂缝类型溶蚀孔构造裂缝是其最主要的储集空间, 各种孔隙与裂缝的组合构成了火山岩较为复杂的孔隙结构空间本区石炭系火山岩属于孔隙 - 裂缝双重介质型储层, 是火山岩油气聚集成藏的有利场所 () 火山岩岩性岩相分布喷发环境构造位置合理时空配置风化作用及断裂作用对储集空间的形成改造及储集性能的改善起关键作用岩性岩相以及形成环境直接决定储层质量的好坏 ; 火山熔岩中的安山岩玄武岩及火山碎屑岩中的火山角砾岩等都是良好的储集岩性, 相应井的具体层位均获得了良好的试油气效果 ; 风化淋滤和构造应力等后期改造作用对储层质量改善起到了关键作用感谢新疆油田公司勘探开发研究院提供相关资料和合作过程中的倾力相助参考文献 : [1] KatahiraT. 日本火山岩储集层油田 [J]. 张维亚, 译. 石油地质情报,195,():1-2. [2] Petford N,Mccafrey K J W.Hydrocarbonsincrystaine rocks[m].london:geoogicasociety,2. [] SchuterSR.Occurencesofhydrocarbonsinandaroundigneousrocks[M].London:GeoogicaSociety,SpeciaPubications,2:7-. [] 靳军, 刘洛夫, 余兴云, 等. 陆东五彩湾地区石炭系火山岩气藏勘探进展 [J]. 天然气工业,2,2(5):21-2. [5] 冯子辉, 邵红梅, 童英. 松辽盆地庆深气田深层火山岩储层储集性控制因素研究 [J]. 地质学报,2,2(6): [6] 单华生, 郭秀蓉, 喻芒清. 油气资源与可持续发展 29 年全国博士生学术会议简介 [J]. 地质科技情报,21,29(1): [7] 汤艳杰, 陈福坤, 彭彭. 中国盆地火山岩特性及其与油气成藏的作用联系 [J]. 岩石学报,21,26(1): [] 黄玉龙, 王璞珺, 舒萍, 等. 松辽盆地营城组中基性火山岩储层特征及成储机理 [J]. 岩石学报,21,26(1):2-92. [9] 王洛, 李江海, 师永民, 等. 准噶尔盆地滴西地区石炭系火山岩识别与预测 [J]. 岩石学报,21,26(1): [1] 陈永慧. 火山岩储集层地震横向预测的一种思路 : 以准东地区石炭系火山岩为例 [J]. 内蒙古石油化工,21,1(1):- 5. [11] 韩宝福, 何国琦, 王式洸. 后碰撞幔源岩浆活动底垫作用及准噶尔盆地基底的性质 [J]. 中国科学 :D 辑,1999,29(1): [12] 苏玉平, 郑建平,GrifinW L, 等. 东准噶尔盆地巴塔玛依内山组火山岩锆石 U-Pb 年代及 Hf 同位素研究 [J]. 科学通报, 21,55(): NorthwesternChina:Majorandtraceeementcharacteristics, [1]ZhangZhaochong,ZhouGang,KuskyT M,eta.LatePaeozoicvocanicrecordoftheEasternJunggarterrane,Xinjiang, SṟNdisotopicsystematicsandimpicationsfortectonicevoution[J].GondwanaResearch,29,16: [1] 王宗秀, 周高志, 李涛. 对新疆北部蛇绿岩的思考及相关认识 [J]. 岩石学报,29,19(): [15] 李锦轶, 何国琦, 徐新, 等. 新疆北部及邻区地壳构造格架及其形成过程的初步探讨 [J]. 地质学报,26,(1): [16] 龙晓平, 孙敏, 袁超, 等. 东准噶尔石炭系火山岩形成机制及其对准噶尔洋盆闭合时限的制约 [J]. 岩石学报,26,22(1): 1-. [17] 张朝军, 何登发, 吴晓智, 等. 准噶尔多旋回叠合盆地的形成与演化 [J]. 石油地质,26,11(1):7-5. [1] 康玉柱. 新疆两大盆地石炭二叠系火山岩特征与油气 [J]. 石油实验地质,2,(): [19] 赵霞, 贾承造, 张光亚, 等. 准噶尔盆地陆东五彩湾地区石炭系中基性火山岩地球化学及其形成环境 [J]. 地学前缘, 2,15(2): [2] 杨高学, 李永军, 李注苍, 等. 东准噶尔东北缘后碰撞火山岩成因与构造环境 [J]. 地学前缘,21,17(1):9-6. [21] 张立伟, 李江海, 于浩业, 等. 东准噶尔滴西地区石炭系火山岩岩相特征及分布预测 [J]. 岩石学报,21,26(1): [22] 唐伏平, 胡新平, 宋元林, 等. 准噶尔盆地天然气开发现状及展望 [J]. 新疆石油天然气,29,5(1):1-. [2] 新疆油田分公司. 克拉美丽气田石炭系巴塔玛依内山组新增凝析气探明储量 [R]. 克拉玛依 : 新疆油田分公司,2. [2] 李建忠, 吴晓智, 齐雪峰, 等. 新疆北部地区上古生界火山岩分布及其构造环境 [J]. 岩石学报,21,26(1): [25] 何登发, 陈新发, 况军, 等. 准噶尔盆地石炭系油气成藏组合特征及勘探前景 [J]. 石油学报,21,1(1):1-11. [26] 朱志新, 李少贞, 李嵩龄. 东准噶尔纸房地区晚石炭世巴塔玛依内山组陆相火山 - 沉积体系特征 [J]. 新疆地质,25,2 (1):1-1. [27] 吴小奇, 刘德良, 李剑, 等. 准噶尔盆地陆东五彩湾地区石炭系火山岩储集性能及影响因素 [J]. 地质科学,29,(1): 1-1. [2] 谭佳奕, 吴润江, 张元元, 等. 东准噶尔卡拉麦里地区巴塔玛

10 第 6 期林向洋等 : 准噶尔盆地克拉美丽气田复杂火山岩储层特征及控制因素 7 依内山组火山岩特征和年代确定 [J]. 岩石学报,29,25 (): [29] 张亚范. 中国油气储层研究图集 [M]. 北京 : 石油工业出版社, 199. [] 余淳梅, 郑建平, 唐勇, 等. 准噶尔盆地五彩湾凹陷基底火山岩储集性能及影响因素 [J]. 地球科学 : 中国地质大学学报, 2,29():-. [1] 匡立春, 吕焕通, 薛晶晶, 等. 准噶尔盆地西北缘五八开发区二叠系佳木河组火山岩储层特征 [J]. 高校地质学报,2,1 (2): [2] 王璞珺, 任志强. 盆地火山岩 ( 岩性岩相储层气藏勘探 ) [M]. 北京 : 科学出版社,2. [] 戴亚权, 罗静兰, 林潼, 等. 松辽盆地北部升平气田营城组火山岩储层特征与成岩演化 [J]. 中国地质,27,(): [] 张顺存, 黄治赳, 孔玉华, 等. 陆西地区石炭系火山岩储集层的孔隙演化特征 [J]. 新疆石油地质,2,29(5): [5] 王仁冲, 徐怀民, 邵雨, 等. 准噶尔盆地陆东地区石炭系火山岩储层特征 [J]. 石油学报,2,29():5-55. [6] 毛振强, 陈凤莲. 高青油田孔店组火山岩储集特征及成藏规律研究 [J]. 矿物岩石,25,25(1):1-1. [7] 彭彩珍, 郭平, 贾闽惠, 等. 火山岩气藏开发现状 [J]. 西南石油学院学报,26,2(5): [] 张艳, 舒萍, 王璞珺, 等. 陆上与水下喷发火山岩的区别及其对储层的影响 : 以松辽盆地营城组为例 [J]. 吉林大学学报 : 地球科学版,27,7(6): [9] 李军, 薛培华, 张爱卿, 等. 准噶尔盆地西北缘中段石炭系火山岩油藏储层特征及其控制因素 [J]. 石油学报,2,29(): [] 李伟忠, 王铭宝, 蒋龙. 高青油田孔店组火山岩油藏储层特征及成藏规律 [J]. 特种油气藏,2,1(1): [1] 林潼, 焦贵浩, 孙平, 等. 三塘湖盆地石炭系火山岩储层特征及影响因素分析 [J]. 天然气地球科学,29,2(): [2] 秦胜飞, 戴金星, 赵靖舟, 等. 新构造运动对中国天然气成藏的控制作用 [J]. 地质论评,26,52(1):9-99. [] 肖芳锋, 侯贵廷, 李江海. 准噶尔盆地新生代构造应力对石炭纪火山岩构造裂缝发育的控制 [J]. 岩石学报,21,26(1): CharacteristicsandControingFactorsofVocanic ReserviorinKeameiiAreaofJunggerBasin LIN Xiang-yang,SU Yu-ping,ZHENGJiaṉping,MA Qiang,ZHANG Ming-min (FacutyofEarthSciences,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan7,China) Abstract:Thevocanicrockreservoircharacteristicsincudingithoogy,ithofacies,physicaproperties andporetypeofvocanicrocksinkeameiiareaofjunggerbasinwereanayzedbyobservingdriedcores, castingsectionsandthinsectionsthrough microscope.thereservoiraccumuationtypes,physicaconditionsand mainafectingfactors wereasodiscussedinthispaper.thestudiesshowthatthereservoir adirectefectonthephysicapropertiesandreservoirquaity.butphysicapropertyofvocanicrocksis heterogeneity.thephysicapropertiesofvocanicbreccia(with12.2 % porosityand μm 2 permeabiity)andbasat(with1.7 % porosityand μm 2 permeabiity)arebeterthanthose showthetraitofowpermeabiity(<1 1 - μm 2 ).Theiraccumuationtypewasmutipexpore-fracture reservoir,mainycontainingtectonicfissure-corrosionfissure-corrosionpore,gasporeṯectonicfissure-coṟ rosionfissure-corrosionporeandintercrystapore-corrosionpore.thecapabiityofthereservoirisgreaty afectedbytheithofaciesofvocanicrocks,vocaniceruptionenvironmentandtheaterreformation. rocksintheareaareintermediate-basicavasrangingfrom basattoandesiteandafewrhyoite,pyrocasticsandshaowintrusiverockssuchassyeniticporphyry.moreover,thetypesofreservoirrockshave ofotherrocks.thereservoirsarecategorizedintohighporosity-intermediatepermeabiity,highporosityowpermeabiity,intermediateporosityḻowpermeabiityandowporosityḻowpermeabiity.theymainy Keywords:JunggerBasin;vocanicreservoir;accumuationtype;controingfactor;secondaryreformation

物质因素能量因素

物质因素能量因素邹才能陶士振周慧张响响何东博周川闽王岚王雪松李富恒朱如凯罗平袁选俊徐春春杨华中国石油勘探开发研究院中国石油天然气集团公司中国石油西南油气田公司中国石油长庆油田公司中国石油天然气股份有限公司科技部岩性地层油气藏地质理论与勘探技术研究项目根据成岩作用和成岩相对储集层发育的控制作用及与储集层分布的关系探讨成岩相的形成机理划分方案与评价方法及其在油气勘探中的应用和意义