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遐谭
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1 第 36 卷第 2 期 2017 年 6 月世界地质 GLOBALGEOLOGY Vol 36 No 2 Jun 2017 文章编号 : (2017) 蚀变对中基性火山岩储层的控制作用 : 以松辽盆地徐家围子断陷下白垩统营城组为例魏翔宇 1, 高有峰 2, 魏琴 3, 孙松 1, 印长海 4, 刘家军 4, 陈桐 1 1, 王璞臖 1 吉林大学地球科学学院, 长春 ; 2 吉林大学生物学与地层学研究中心, 长春 ; 3 福建省南平第一中学, 福建南平 ; 4 中国石油大庆油田公司勘探开发研究院, 黑龙江大庆摘要 : 利用岩芯薄片和扫描电镜等资料, 综合分析松辽盆地徐家围子断陷下白垩统营城组火山岩储集空间类型和火山岩蚀变控制因素依据化学蚀变指数 (CIA) 黏土矿物测试和岩石矿物特征, 将蚀变程度划分为弱蚀变 (CIA<50) 中蚀变 (50<CIA<60) 强蚀变 (CIA>60) 三种与蚀变作用有关的成岩作用类型包括 : 脱玻化作用溶蚀作用及充填作用研究结果表明, 随着蚀变程度提升, 基质脱玻化作用和岩石黏土矿化作用越强, 次生孔隙越发育 ; 脱玻化作用和溶蚀作用具明显改善储层物性特征, 充填作用虽然降低储层物性, 但黏土矿物充填物中存在晶间微孔, 仍具有一定储集性能关键词 : 松辽盆地 ; 徐家围子断陷 ; 下白垩统 ; 营城组 ; 中基性火山岩储层 ; 蚀变中图分类号 :P588 14;P 文献标识码 :A doi: /j isn Controlingofalterationonintermediateandbasicvolcanicreservoirs: acasestudyoflowercretaceousyingchengformationof Xujiaweizifaultdepresion,SongliaoBasin WEIXiang yu 1,GAOYou feng 2,WEIQin 3,SUNSong 1, YINChang hai 4,LIUJia jun 4,CHENTong 1,WANGPu jun 1 1 ColegeofEarthSciences,JilinUniversity,Changchun130061,China; 2 ResearchCenterofPaleontologyandStratigraphy,JilinUniversity,Changchun130026,China; 3 No 1MiddleSchoolinNanping,Nanping353000,Fujian,China; 4 InstituteofExplorationandDevelopmentofDaqingOilfieldCompanyLtd,Daqing163712,Heilongjiang,China Abstract:ReservoirspacetypesandcontrolingfactorsofalterationofYingchengFormationvolcanicrocksin Xujiaweizidepresionwerestudiedbycoredata,thinsectionsandscanningelectricmicroscope.Basedonchemical alterationindex(cia),claymineraltestandrockmineralcharacteristics,theintensityofalterationisdividedinto threetypes:weakalteration(cia<50),moderatealteration(50<cia<60) andstrongalteration(cia> 60).Thetypesofdiagenesisrelatedtoalterationinclude:devitrification,disolutionandfiling.Itisindicated 收稿日期 : ; 改回日期 : 基金项目 : 国家重点基础研究发展计划 973 项目 (2012CB822002) 国家自然科学基金项目 ( ) 中国地质调查局油气基础性公益性地质调查项目 (DD ) 联合资助. 通讯作者 : 高有峰 (1982 ), 男, 博士副教授, 从事盆地地质与火山岩储层研究与教学.E mail:gaoyf_1982@163 com

2 542 世界地质第 36 卷 fromthisresearchthatmoresecondaryporesweredevelopedwiththeincreasingofalterationintensity,devitrifica tionofmatrixandclaymineralizationofrocks.devitrificationanddisolutioncanalsoimprovethereservoirproper ties.althoughcavityfilingapparentlyreducedthereservoirproperties,thereareintergranularmicroporesinthe infilingofclayminerals,whichstilhasacertainreservoirperformance. Keywords:SongliaoBasin;Xujiaweizifaultdepresion;LowerCretaceous;YingchengFormation;inter mediateandbasicvolcanicreservoirs;alteration 0 引言火山岩储层作为不同于沉积岩的一种特殊类型储层, 其形成分布和控制因素引起了人们的广泛关注近几十年来, 火山岩储层研究主要围绕火山岩岩性岩相 [1,2] 成岩作用类型 [3,4] 形成时代和构造背景 [5] 裂缝 [6 8] [9] 流体活动和火山 [10,11] 地层单元等, 火山岩储层的控制因素研究也不断深入, 但总体都是围绕酸性火山岩展开, 随着松辽盆地安达升平宋站等地区钻井揭示营城组火石岭组中基性火山岩中有良好的油气显示, 中基性火山岩储层控制因素越来越受到国内学者重视 [12,13] 蚀变作为中基性火山岩储层控制因素之一, 在各类火山岩中普遍存在, 具平面纵向分布广控 [4,14,15] 制因素多及区域差异性大等特点对于致密的火山岩, 蚀变可以开启新孔隙, 主要通过两种成岩作用, 一是基质脱玻化作用形成晶间微孔 ; 二是流体溶蚀作用形成溶蚀孔此外, 风化剥蚀也有利于成储 [16,17] 这些新开启的孔隙随充填物的不同或充填时期的不同, 其储层效应也有所差异 [18] 本文以松辽盆地徐家围子断陷中基性火山岩为例, 通过镜下薄片观察中基性火山岩储集空间类型, 结合黏土矿物测试和物性数据 ( 实测元素测井 ) 分析孔隙微观特征, 总结不同蚀变程度所对应岩石矿物特征储层物性, 侧重分析由蚀变引起的黏土存在形式和储集空间, 同时强调成岩作用与储层的关系, 总结蚀变程度黏土矿物及充填程度三者关系及其对储层影响研究结果表明蚀变总体有利于中基性火山岩成储, 这对于发展储层地质学和中基性火山岩油气储层评价预测均具有一定意义 1 中基性火山岩储集空间特征前人研究表明, 火山岩储集空间主要包括原生孔隙次生孔隙原生裂缝及次生裂缝 4 种类型 [19 21] 根据此 4 种划分方法, 结合徐家围子断陷 121 口钻井资料 561 个岩石薄片 61 个铸体薄片和 27 个扫描电镜观察, 把营城组中基性火山岩储集空间按成因分为 3 种类型, 分别为原生孔隙次生孔隙和裂缝原生孔隙包括原生气孔粒 / 砾间孔和矿物炸裂缝 ; 次生孔隙包括晶间微孔基质内溶蚀孔晶内溶蚀孔和铸模孔 ; 裂缝主要为构造溶蚀缝 ( 表 1) 2 火山岩蚀变控制因素岩浆从喷出地表冷凝固结埋藏直至现今火山地层, 期间可能经历风化淋滤和埋藏改造等一系列复杂过程, 导致原始矿物迁移消失和新矿物的形成, 岩石化学成分及含量发生变化, 埋藏改造中温度压力和流体影响火山岩蚀变较为显著就徐家围子断陷营城子组而言, 火山岩蚀变因素主要受火山喷发环境构造运动和流体活动共同作用 ( 图 2), 其中火山喷发环境和构造运动是影响流体的重要方式 2 1 火山喷发环境按火山喷发时的地理环境, 将火山岩分为陆上喷发火山岩和水下喷发火山岩陆上与水下火山岩喷发或保存时的介质 ( 水和空气 ) 不同, 是二者产生区别的最主要原因当处于水下喷发环境时, 灼热的熔岩进入水体骤然降温冷凝使其表面形成玻璃质外壳, 阻碍了热液或残留岩浆流出岩体, 使后期热液只能进入前期已形成的气孔中, 冷凝结晶或蚀变成气孔的充填物 [14] 若处于水上喷发环境, 每次火山喷发间歇期, 火山岩顶面处于风化剥蚀阶段通过建立 CIA 值与距风化顶界面距离的关系 ( 图 2), 可以看出, 距风化壳顶界越近, 蚀变指数值越高, 代表火山喷发间歇期相对越长 ; 反之, 距离风化壳顶界越远, 蚀变指数值越低, 代表火山喷发间歇期相对越短

第期魏翔宇高有峰等蚀变对中基性火山岩储层的控制作用以松辽盆地徐家围子断陷３原生孔隙玄武岩井３３３ｍｂ粒间孔粗安质含集块沉火山角砾岩井３ｍ斑晶炸裂缝安山质玄武岩Ｘ７井３６７ｍｄ晶间微孔被绿泥石充注安山岩井３７ｍ基质溶蚀孔玄武岩Ｘ７井３６７９ｍｆ杏仁体内溶井３７ｍｇ晶内溶蚀孔安山岩井３９ｍｈ铸模孔

3 第期魏翔宇高有峰等蚀变对中基性火山岩储层的控制作用以松辽盆地徐家围子断陷３原生孔隙玄武岩井３３３ｍｂ粒间孔粗安质含集块沉火山角砾岩井３ｍ斑晶炸裂缝安山质玄武岩Ｘ７井３６７ｍｄ晶间微孔被绿泥石充注安山岩井３７ｍ基质溶蚀孔玄武岩Ｘ７井３６７９ｍｆ杏仁体内溶井３７ｍｇ晶内溶蚀孔安山岩井３９ｍｈ铸模孔安山岩井３３３ｍ裂缝玄武岩蚀孔安山岩Ｘ７井３６ｍ图徐家围子断陷营城组典型火山岩储集空间特征ＦｇＴｙｐｖｐｈｆｙｎｇｈｎｇｆｍｎｖｎｋｎｘｕｊｗｚｆｕｄｐｎ填等作用使岩石矿物类型成分及含量发生改构造运动构造应力作用下地层局部抬升或下降形成变通过对徐家围子断陷营城子组火山岩相关研究各种破裂构造断裂和裂缝这些互相切割具发现因流体活动而发生蚀变作用相关的成岩类型一定规模的高密度破裂构造会加速流体进入岩体主要包括溶蚀作用和充填作用溶蚀作用主要表现内部进行相应溶蚀作用拓宽岩石储集空间为斑晶或基质遭受液态流体的水解和溶蚀形成的新同时地层中因流体压力的存在岩石内部应力下孔隙热液充填作用不仅可以对围岩烘烤使岩石降导致岩石抗破裂强度降低岩石越易形成裂化学成分发生变化更多表现为热液充填孔缝如缝这些裂缝带往往蚀变程度较强烈此外构造硅质钙质等充填作用一定程度上减少了原生孔应力作用下形成相对的高点构造高点由于长隙度期受风化剥蚀作用使原本致密火山岩变得松散３流体活动３中基性火山岩蚀变程度划分火山岩喷发间隙或火山活动结束后其火山岩３化学蚀变指数ＣＩＡ是Ｎｂ提出的反映由于地表水地下水气水溶液和热液等流体沿岩碎屑岩源区风化程度的指标目前已被广泛应用到石原生或次生孔缝渗透并发生水解溶蚀和热液充火山岩的研究中其表达式为ＣＩＡＡＯ３

世界地质第３６卷表徐家围子断陷营城组火山岩储集空类型和特征ＴｂＲｖｐｙｐｎｄｈｆｙｎｇｈｎｇｆｍｎｖｎｋｎｘｕｊｗｚｆｕｄｐｎ储集空间类型成因特征代表岩性典型照片岩浆喷出地表后因压力降低导致岩浆中挥发分逸出形成孔隙形态由圆形椭圆形及不规则形状大部分未不连通的独立孔玄武岩图火山碎裂颗粒间经成岩压实和重

4 世界地质第３６卷表徐家围子断陷营城组火山岩储集空类型和特征ＴｂＲｖｐｙｐｎｄｈｆｙｎｇｈｎｇｆｍｎｖｎｋｎｘｕｊｗｚｆｕｄｐｎ储集空间类型成因特征代表岩性典型照片岩浆喷出地表后因压力降低导致岩浆中挥发分逸出形成孔隙形态由圆形椭圆形及不规则形状大部分未不连通的独立孔玄武岩图火山碎裂颗粒间经成岩压实和重结晶作用后残余的孔隙形态不规则形状受碎屑粒度和分选程度影响火山碎屑岩图ｂ早期形成斑晶因爆炸作用而碎裂晶面碎裂呈不规则线状裂缝玄武岩图晶间微孔基质中的玻璃质脱玻化作用而形成和黏土矿物自身微观孔隙细小的孔隙常分布在脱玻化基质后新生矿物中各类火山岩图ｄ基质内溶蚀孔组成基质的微晶或玻璃质被溶蚀形成或基质早期蚀变成次生矿物进一步溶蚀形成的孔隙形状不规则个体细小玄武岩图杏仁体内溶蚀孔火山熔岩气孔被后期物质充填形成杏仁体后期杏仁体又被溶蚀形成新的孔隙形状不规则但连通性较好各类火山岩图ｆ斑晶被溶蚀产生的孔隙形状不规则但连通性较好各类火山岩图ｇ岩屑单个或多个长石晶体被溶解而形成保留长石斑晶晶屑或岩屑的外形各类火山岩图ｈ有横向纵向也有交错各类火山岩图原生气孔原生孔隙粒砾间孔矿物炸裂纹次生孔隙晶内溶蚀孔铸模孔火山岩成岩后受构造应力作用产生裂缝裂缝溶蚀裂缝的裂缝包括后期未被充填的裂缝和充填后被溶蚀又重新开启的裂缝注所用资料包括３ｍ岩芯观察岩芯照片３张岩芯岩屑铸体薄片张图蚀变与火山岩储层关系模式ＦｇＲｎｍｄｂｗｎｎｎｄｖｎｖ

第 2 期魏翔宇高有峰等 : 蚀变对中基性火山岩储层的控制作用 : 以松辽盆地徐家围子断陷 545 [(Al 2 O 3 ) + (CaO ) + (Na 2 O) + (K 2 O)]} 100, 主成分均为摩尔分数,CaO 仅为硅酸盐中的 CaO 通过 CIA 指数划分中基性火山岩蚀变程度, 在实测 CIA 分析基础上 ( 表 2), 结合铸体薄片

主要表现在弱蚀变测井孔隙度主要分布 0% ~10% 之间, 均值为 5 98%; 中等蚀变测井孔隙度主要分布 0% ~20% 之间, 均值 7 86%; 蚀变程度强测井孔隙度主要分布在 0% ~ 30% 之间, 均值 9 75% 表 2 蚀变指数与综合解释的关系 Table2

6 54 0 37 5 11 1 46 0 12 0 19 36 37 干层 DS1 1 3225 92 玄武岩 48 60 14 79 10 52 1 72 5 03 6 08 0 13 5 50 3 03 0 31 0 24 44 78 干层 SS2 2 3185 83 安山质晶屑凝灰岩 52 49 12 80 4 02 / 2 44 1 30 1 80 4 71 0 79 0

DS10 2 3096 42 玄武质角砾凝灰岩 52 67 18 50 3 12 5 64 5 77 2 41 0 56 4 07 2 42 0 39 0 09 56 92 气层 SS11 1 3483 21 玄武岩 49 75 15 65 3 26 6 71 9 16 7 40 0 56 2 82 1 83 0 30 0 16 61 29 可疑气层 DS10 1 3093 53

/ 3 21 1 36 4 58 0 64 1 13 0 09 0 10 71 22 差气层表 3 中基性火山岩蚀变程度划分结果 Table3 Resultofalterationdegreeofintermediateandbasicvolcanicrocks 蚀变程度矿物蚀变特征典型铸体薄片照片综合解释典型储集空间类型弱蚀变 CIA<50 岩石基本未发生蚀变,

5 第 2 期魏翔宇高有峰等 : 蚀变对中基性火山岩储层的控制作用 : 以松辽盆地徐家围子断陷 545 [(Al 2 O 3 ) + (CaO ) + (Na 2 O) + (K 2 O)]} 100, 主成分均为摩尔分数,CaO 仅为硅酸盐中的 CaO 通过 CIA 指数划分中基性火山岩蚀变程度, 在实测 CIA 分析基础上 ( 表 2), 结合铸体薄片实测和测井孔隙度总结出各类蚀变程度对应的岩石矿物特征储集空间综合解释和储层物性的关系 ( 表 3): 1 中基性火山岩随蚀变程度加强, 斜长石暗色矿物等斑晶越易黏土矿化, 基质脱玻化越明显, 次生孔隙类型及孔隙度也相应增加 2 随着中基性火山岩蚀变程度增强, 气层和气水层所占的比例越大 3 蚀变作用总体有利于改善中基性火山岩储层物性, 有利于成储, 主要表现在弱蚀变测井孔隙度主要分布 0% ~10% 之间, 均值为 5 98%; 中等蚀变测井孔隙度主要分布 0% ~20% 之间, 均值 7 86%; 蚀变程度强测井孔隙度主要分布在 0% ~ 30% 之间, 均值 9 75% 表 2 蚀变指数与综合解释的关系 Table2 Relationshipbetweenalterationindexandcomprehensiveinterpretation 送样号深度岩性 SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 FeO CaO MgO K 2 O Na 2 O TiO 2 P 2 O 5 MnO CIA 综合解释 DS 玄武岩 / 干层 DS 玄武岩干层 SS 安山质晶屑凝灰岩 / 差气层 XS 安山玄武岩差气层 XS 玄武安山岩差气层 DS 玄武质角砾凝灰岩气层 SS 玄武岩可疑气层 DS 玄武质角砾凝灰岩 / 气层 XS 安山岩干层 SS 玄武岩 / 差气层表 3 中基性火山岩蚀变程度划分结果 Table3 Resultofalterationdegreeofintermediateandbasicvolcanicrocks 蚀变程度矿物蚀变特征典型铸体薄片照片综合解释典型储集空间类型弱蚀变 CIA<50 岩石基本未发生蚀变, 斑晶矿物自形程度较好, 部分斜长石斑晶发生微弱的黏土矿化, 基质偶见钙质交代现象原生孔隙裂缝斑晶矿物发生了部分蚀变, 斜长石斑晶蚀变为绢云母伊利石等黏土矿物, 部中等蚀变分暗色矿物斑晶发生绿泥石化和伊丁石 50<CIA<60 化 ; 基质中火山玻璃部分脱玻化重结晶形成黏土矿物原生孔隙裂缝晶间微孔强蚀变 CIA>60 斑晶矿物蚀严重, 斜长石斑晶大部分蚀变为伊利石等黏土矿物 ; 方解石交代作用强烈, 有些斑晶几乎完全被方解石交代, 暗色矿物斑晶全部蚀变为绿泥石皂石或伊丁石 ; 基质中火山玻璃几乎全部脱玻化重结晶成黏土矿物原生孔隙裂缝晶间微孔溶蚀孔

6 546 世界地质第 36 卷 4 蚀变程度对中基性火山岩储层的控制作用原生孔隙较为发育的中基性火山岩常受热液充填作用影响, 减少孔隙度和孔隙类型通过扫描电镜发现, 黏土矿物充填物自身存在晶间微孔, 具有一定储集性能对于致密的中基性岩而言, 蚀变作用是开启新孔隙 ( 晶间微孔溶蚀孔等 ) 的重要手段之一本次主要通过铸体薄片扫描电镜能谱和 X 衍射资料 ( 表 4), 分析黏土矿物存在方式结构和黏土矿物与 CIA 指数关系及其对储层影响表 4 中基性火山岩 X 射线矿物衍射特征 Table4 CharacteristicsofX raymineralsinintermediateandbasicvolcanicrocks 样品号深度岩性孔隙度 CIA 矿物相对含量 w B /10-2 Q Fel Pl Cc Zeo Hem Dio I-I/S Ch K DS 玄武岩 5 91 / / / / 19 / DS 玄武岩 / / 51 / / 14 / DS 玄武岩 1 31 / / / 54 / / 11 / DS 玄武岩 1 20 / / / / 7 8 / 27 / DS 玄武岩 / / / / 17 / 22 / DS 玄武岩 / / / 11 8 / 22 / DS 玄武岩 8 80 / / / 49 / / 13 9 / 29 / DS 玄武质含角砾晶屑凝灰熔岩 / 7 / / 6 / 12 8 DS 玄武质含角砾晶屑凝灰熔岩 / 9 / / 6 / 13 8 DS 玄武质含角砾晶屑凝灰熔岩 / 13 / / 7 / 13 9 DS 安山岩 2 81 / / 17 / 3 7 / 11 9 DS 安山岩 1 04 / / 28 / / 6 / 10 7 DS 安山岩 0 89 / / 7 / / 10 / 9 6 DS 安山质角砾熔岩 / / 62 6 / 12 / / 4 / 9 7 DS 玄武岩 / 19 / / 5 / DS 玄武岩 / 12 / / 3 / 25 9 DS 玄武岩 / 19 / / 4 / 27 9 XS 玄武岩 / / 11 / XS 玄武岩 8 31 / / / / 11 8 / 11 7 XS 玄武岩 7 27 / / / / / 10 5 XS 玄武岩 5 82 / / 11 / / 9 / 12 8 SS 玄武岩 / 7 / SS 安山岩 / 59 / / / / 12 / SS 玄武岩 / / / / 27 9 / 31 / SS 安山岩 3 11 / / 20 / / 7 / 9 5 SS 安山岩 2 28 / / 20 3 / 7 / 9 5 SS 安山岩 / / / / / SS 安山岩 9 05 / / 11 / SS 玄武岩 / / 7 31 / / 22 / 注 :Q- 石英,fs- 碱性长石,Pl- 斜长石,Fel- 长石,Cc- 方解石,Gyp- 石膏,Zeo- 沸石,Hem- 赤铁矿,Dio- 辉石,K- 高岭石,I-I/S- 伊利石或伊蒙混层,Ch- 绿泥石本次 X 衍射测试数据在吉林大学测试科学实验中心完成

第期魏翔宇高有峰等蚀变对中基性火山岩储层的控制作用以松辽盆地徐家围子断陷蚀变中基性火山岩中黏土矿物存在形式及其７ ②火山熔岩或火山碎屑熔岩中基质由于图３脱玻化作用呈斑点状零星密集分布图ｄ ③ 微观孔隙特征徐家围子断陷营城组中基性火山岩普遍发生黏火山熔岩中斑晶斜长石暗色矿物等发生黏土矿化作用这些黏土矿物以绿泥石为主伊利石或伊蒙混层高岭石次之其存

7 第期魏翔宇高有峰等蚀变对中基性火山岩储层的控制作用以松辽盆地徐家围子断陷蚀变中基性火山岩中黏土矿物存在形式及其７ ②火山熔岩或火山碎屑熔岩中基质由于图３脱玻化作用呈斑点状零星密集分布图ｄ ③ 微观孔隙特征徐家围子断陷营城组中基性火山岩普遍发生黏火山熔岩中斑晶斜长石暗色矿物等发生黏土矿化作用这些黏土矿物以绿泥石为主伊利石或伊蒙混层高岭石次之其存在方式大致有土矿化但仍保留原始斑晶产状 ④黏土矿物充填原生孔隙常呈同心圆状 ⑤黏土矿物充填次生孔种 ①火山碎屑岩或火山碎屑熔岩中晶屑或斑晶常隙常呈不规则形状图３被黏土胶结这些黏土矿物形态呈不规则多边形玄武岩ＣＩＡＤ井３３ｍ综合解释干层ｂ为扫描电镜放大图像可见斜长石蚀变成斑点状伊利石玄武质凝ＡＤ井３９６ｍ综合解释气层ｆｇ为扫描电镜放大图像可见玄武质火山玻璃基质蚀变成高岭石玄武灰熔岩ＣＩ岩ＣＩＡ６９７井３３３ｍ综合解释差气层ｆｇ为扫描电镜放大图像可见溶蚀孔中局部充填绿泥石ｄｈ为对应点电子能谱图３蚀变中基性火山岩黏土矿物存在形式及微观孔隙特征Ｆｇ３Ｅｘｎｆｙｍｎｎｄｈｆｍｐｎｄｎｍｄｎｄｂｖｎｋ蚀变程度对应的成岩作用类型及其储层效应个样品共张图像统计分析徐家围子断陷营城组中基性火山岩不同蚀变程度对应的成岩作用类型蚀变作用通常伴随着黏土矿化作用使岩石物性与孔隙关系强蚀变成岩作用主要包括脱玻化作变好笔者通过图像面孔率统计法来讨论与蚀变作用充填作用及溶蚀作用中等蚀变成岩作用主要用相关的成岩作用类型的储层效应主要采用包括脱玻化作用充填作用对于未蚀变或弱蚀所ＣＤＢＭ软件分析面孔率通过对６口钻井对应的成岩作用在此不作为讨论对象脱玻化作

世界地质第３６卷用储集空间主要表现在隐晶质或玻璃质基质脱玻化变化逐渐转化为雏晶或微晶的作用在徐家重结晶形成粒状长英质矿物或片状针状和花瓣围子断陷营城组中基性火山岩中该成岩作用主要状黏土矿物溶蚀作用主要表现为斑晶或基质遭受强蚀变安山岩中笔者通过统计个样发生在中液体溶蚀形成黏土矿物或完全被溶蚀充填作用主品３张图像的面孔率来讨论脱玻化作用对储层的效

8 世界地质第３６卷用储集空间主要表现在隐晶质或玻璃质基质脱玻化变化逐渐转化为雏晶或微晶的作用在徐家重结晶形成粒状长英质矿物或片状针状和花瓣围子断陷营城组中基性火山岩中该成岩作用主要状黏土矿物溶蚀作用主要表现为斑晶或基质遭受强蚀变安山岩中笔者通过统计个样发生在中液体溶蚀形成黏土矿物或完全被溶蚀充填作用主品３张图像的面孔率来讨论脱玻化作用对储层的效要表现为绿泥石充填粒间孔隙脱玻化作用溶蚀应总体来看中基性火山岩玻璃基质普遍发生脱作用样品的面孔率可以反映实际所产出的孔隙量玻化作用并形成大量微孔这些微孔通常呈蓝绿色充填作用样品的面孔率实际反映的是孔隙被充填后铸体薄片中铸液为蓝色黏土矿物常呈绿色所剩余孔隙量或充填矿物晶间微孔的孔隙量脱玻化作用的储层效应９μｍ脱玻化作用形成孔隙其孔径主要在孔径面积或面孔率主要集在６３３６μｍ图脱玻化作用是火山玻璃随时间和温度压力的ｄｂ为３６６ｍ样品ＣＩＡ安山岩基质形成伊利石高岭石绿泥石和钾长石的扫描电镜及面孔率分析图像ｆ为Ｄ３ｍ样品ＣＩＡ６玄武岩中斜长石遭受溶蚀的扫描电镜及面孔率分析图像ｊ为Ｄ３３ｍ样品ＣＩＡ安山岩中绿泥石充填粒间孔隙的扫描电镜及面孔率分析图像ｄｇｈｋ和为通过ＣＤＢＭ软件统计的孔径与孔隙个数孔隙面积面孔率的关系ｂｆｊ黄色虚线所围区域分别为发生脱玻化重结晶作用溶蚀作用和充填作用的区域ｆ图片中红色区域为斜长石颗粒脱玻化重结晶作用图晶间微孔的面孔率分析ＦｇＥＭｕｆｐｙｎｙｆｎｙｎｍｐ溶蚀作用的储层效应面孔率图像分析溶蚀孔隙特征发现溶蚀作用通常溶蚀作用储层效应主要集中在火山岩斑晶岩伴随着黏土矿化充填现象因此其储集空间不仅有屑晶屑基质被液体溶蚀或局部溶蚀产生新的溶蚀孔还包括黏土矿物晶间微孔溶蚀作用形成孔孔隙这些孔隙通常连通性较好孔径较大是良隙主要在３ μｍ孔径面积或面孔率主要集好的储集层就徐家围子断陷营城组中基性火山岩在３９ μｍ图ｈ而言岩石发生溶蚀作用通常岩石蚀变程度较强３充填作用的储层效应且分布于各类中基性火山岩中通过３个样品张与蚀变作用相关的充填作用主要指岩石蚀变后

9 第 2 期魏翔宇高有峰等 : 蚀变对中基性火山岩储层的控制作用 : 以松辽盆地徐家围子断陷 549 常被黏土矿物充填, 这些黏土矿物因自身发育晶间微孔, 因此岩石发生黏土充填作用并非代表其不具有储层效应通过扫描电镜和铸体薄片观察, 主要孔径主要分布于 1 5~4μm, 孔径面积或面孔率主要集在 2~5μm ( 图 4i-l) 综上所述, 脱玻化作用所产生的孔径较小, 但由于分布范围广, 能形成良好储层溶蚀作用所产生的孔径较大, 连通性好, 作为优先考虑的储层 ; 黏土矿物充填作用, 不仅可发生在热液充填中, 还可发生于基质脱玻化作用过程中其孔径较小, 但分布广, 因此仍可形成具有一定潜力的储层 4 3 蚀变程度黏土矿物充填程度三者关系及其对储层影响徐家围子断陷营城组中基性岩黏土矿物以绿泥石为主, 其次为伊利石和高岭石, 影响储层发育的充填物主要为方解石石英和沸石等蚀变程度黏土矿物和充填程度对储层的控制见表 5 随蚀变程度增加 (CIA 指数越高 ), 岩石黏土矿物含量普遍增加, 孔隙度相对越大 ; 但充填物含量高的样品, 其孔隙度普遍较低且充填物含量不受 CIA 指数影响表 5 蚀变程度黏土矿物和充填程度三者关系及其对储层影响 Table5 Relationshipamongalterationdegree,claymineralandfilingdegreeandtheirinfluenceonreservoirs 井号深度岩性储层成岩作用实测 CIA 孔隙度 /% 面孔率 /% 黏土矿物含量 /% 充填指数 /% DS 玄武岩原生气孔玄武岩晶间微孔挥发分溢出交代作用挥发分溢出充填作用挥发分溢出 DS 玄武质含角砾晶屑凝灰熔岩晶间微孔充填作用脱玻化作用晶间微孔脱玻化作用挥发分溢出晶间微孔基质溶蚀孔充填作用溶解作用挥发分溢出 DS 玄武岩裂缝基质溶蚀孔充填作用交代作用溶解作用黏土矿物总面积充填矿物摩尔数注 : 面孔率 = 未被充填孔隙面孔率 + 黏土矿物面孔率 ; 充填指数 = 100% ( 本文以 Ca Si 元素充填物作为研究对象 ). 薄片总面积总矿物摩尔数 5 结论 (1) 徐家围子断陷营城组火山岩蚀变主要受火山喷发环境构造运动及流体活动共同作用 (2) 依据岩石矿物特征岩石地化和黏土矿物分析测试将徐家围子断陷中基性火山岩蚀变划分为弱蚀变 (CI<50) 中蚀变 (50<CIA<60) 和强蚀变 (CIA>60) 三种随着蚀变程度提升, 斜长石暗色矿物等斑晶越易黏土矿化, 基质脱玻化越强, 次生孔隙类型及孔隙度也随之增加 (3) 蚀变程度对应的主要成岩作用类型 : 脱玻化作用溶蚀作用和充填作用其中脱玻化作用和溶蚀作用具有明显改善储层物性特征, 充填作用虽然降低储层物性, 但黏土矿物充填物中存在晶间微孔, 仍具有一定储集性能 (4) 蚀变程度增加 (CIA 指数越高 ), 岩石黏土矿物含量普遍增加, 孔隙度相对越大 ; 但充填物含量高的样品, 其孔隙度普遍较低且充填物含量不

10 550 世界地质第 36 卷受 CIA 指数影响参考文献 : [1] 王璞臖, 迟元林, 刘万洙, 等. 松辽盆地火山岩相 : 类型特征和储层意义 [J]. 吉林大学学报 : 地球科学版,2003,33(4): WANG Pu jun,chiyuan lin,liu Wan zhu,etal. Volcanicfaciesofthe Songliao Basin: clasification, characteristicsandreservoirsignificance[j].journalof JilinUniversity:EarthScienceEdition,2003,33(4): [2] 张程恩, 潘保芝, 王飞, 等. 利用测井方法识别火山岩岩相方法 [J]. 世界地质,2011,30(4): ZHANGCheng en,pan Bao zhi,wang Fei,etal. Recognitionmethodforvolcanicrockfaciesbywellog ging[j].globalgeology,2011,30(4): [3] 高有峰, 刘万洙, 纪学雁, 等. 松辽盆地营城组火山岩成岩作用类型特征及其对储层物性的影响 [J]. 吉林大学学报 : 地球科学版,2007,37(6): GAOYou feng,liuwan zhu,jixue yan,etal.dia genesistypesandfeaturesofvolcanicrocksanditsimpact onporosityandpermeabilityinyingchengformation, SongliaoBasin[J].JournalofJilinUniversity:Earth ScienceEdition,2007,37(6): [4] 刘万洙, 王璞臖, 门广田, 等. 松辽盆地北部深层火山岩储层特征 [J]. 石油与天然气地质,2003, 24(1): LIUWan zhu,wangpu jun,menguang tian,etal. Characteristicsofdeep volcanicreservoirsin northern SongliaoBasin [J]. Oil& GasGeology,2003,24 (1): [5] 罗静兰, 侯连华, 蒋宜勤, 等. 陆东地区火成岩形成时代与构造背景及火山岩储层成因 [J]. 石油学报,2012,33(3): LUOJing lan,hou Liang hua,jiang Yi qin,etal. Chronologyandtectonicsetingsofigneousrocksandori ginofvolcanicreservoirsinludongarea,easternjunggar Basin[J].ActaPetroleiSinica,2012,33(3): [6] 蒙启安, 门广田, 赵洪文, 等. 松辽盆地中生界火山岩储层特征及对气藏的控制作用 [J]. 石油与天然气地质,2002,23(3): MENGQi an,men Guang tian,zhao Hong wen,et al.characteristicsofmesozoicvolcanicrocksand its control,efectongasreservoirinsongliaobasin[j]. Oil&GasGeology,2002,23(3): [7] 邓攀, 陈孟晋, 高哲荣, 等. 火山岩储层构造裂缝的测井识别及解释 [J]. 石油学报,2002,23(6): DENG Pan,CHEN Meng jin,gao Zhe rong,etal. Logresponseandexplanationofstructuralfracturesinvol canic rock reservoir[j]. Acta Petrologica Sinica, 2002,23(6): [8] 白雪峰. 松辽盆地营城组火山岩储层裂缝特征 [J]. 世界地质,2009,28(3): BAIXue feng.fracturecharacteristicsofvolcanicreser voirinyingchengformation,songliaobasin[j].glob algeology,2009,28(3): [9] 柳成志, 孙玉凯, 于海山, 等. 三塘湖盆地石炭系火山岩油气储层特征及碱性成岩作用 [J]. 吉林大学学报 : 地球科学版,2010,40(6): LIU Cheng zhi, SUN Yui kai, YU Hai shan, etal. Studyoncharacteristicofcarboniferousvolcanicoiland gasreservoirsandalkalinediagenesisinthesantanghu Basin,NW China[J]. JournalofJilin University: EarthScienceEdition,2010,40(6): [10] 唐华风, 徐正顺, 吴艳辉, 等. 松辽盆地营城组火山岩储层流动单元特征和控制因素 [J]. 岩石学报,2010,26(1): TANG Hua feng, XU Zheng shun, WU Yan hui, et al.characterticsandcontrolingfactorsofvolcanicres ervoirflowunitsofyingchengformationinthesongliao Basin.[J].ActaPetrologicaSinica,2010,26(1): [11] 衣健, 王璞臖, 唐华风, 等. 火山岩地层界面的地质属性地质内涵和储层意义 : 以中国东北地区中生代新生代火山岩为例 [J]. 石油学报,2015, 36(3): YIJian,WANGPu jun,tanghua feng,etal.ge ologicalproperty,geologicalconnotationandreservoir significanceofboundary:acasestudyofthemesozoic& Cenozoicvolcanicrocksinvolcanostratigraphicnorth easternchina[j]. ActaPetroleiSinica,2015,36 (3): [12] 黄玉龙, 王璞臖, 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, 2010,26(1) HUANGYu long,wang Pu jun,shu Ping,etal. Characteristicsandformationmechanism ofthecreta ceousintermediate and mafic volcanic reservoirs in

11 第 2 期魏翔宇高有峰等 : 蚀变对中基性火山岩储层的控制作用 : 以松辽盆地徐家围子断陷 551 SongliaoBasin,NEChina[J].ActaPetrologicaSini ca,2010,26(1) [13] 刘万洙, 黄玉龙, 庞彦明, 等. 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 [J]. 岩石学报,2010,26(1): LIUWan zhu,huangyu long,pangyan ming,et al.diagenesisofintermediateandmaficvolcanicrocks ofyingchengformation(k,y) inthesongliaobasin: sequentialcrystalization,amygdulefilingandreservoir efect[j].actapetrologicasinica,2010,26(1): [14] 张艳, 舒萍, 王璞臖, 等. 陆上与水下喷发火山岩的区别及其对储层的影响 [J]. 吉林大学学报 : 地球科学版,2007,37(6): ZHANG Yan, SHU Ping, WANG Pu jun, etal. Comparisonbetweensubaerialandsubaqueousvolcanic rocksandthereservoirsignificancetakingyingcheng FormationinSongliaoBasinasexample[J].Journalof Jilin University: Earth Science Edition, 2007, 37 (6): [15] 王君, 朱如凯, 郭宏莉, 等. 火山岩风化壳储层发育模式 : 以三塘湖盆地马朗凹陷石炭系火山岩为例 [J]. 岩石学报,2010,26(1): WANG Jun, ZHU Ru kai, GUO Hong li, etal. Weatheredcrustvolcanicreservoir: acasestudyon Malangdepresion, Carboniferous, Santanghu Basin, NW China[J]. ActaPetrologicaSinica,2010,26 (1): [16] 邹才能, 侯连华, 王京红, 等. 火山岩分化壳地层型油气藏评价预测方法研究 : 以新疆北部石炭系为例 [J]. 地球物理学报,2011,54(2): ZOUCai neng,houlian hua,wangjing hong,et al.evaluationandforecastmethodsofstratigraphicres ervoirofvolcanicweatheringcrust: anexamplefrom CarboniferousformationinnorthernXinjiang[J].Chi nesejournalofgeophysics,2011,54(2): [17] 侯连华, 王京红, 邹才能, 等. 火山岩风化体储层控制因素研究 : 以三塘湖盆地石炭系卡拉岗组为例 [J]. 地质学报,2011,85(4): H0ULian hua,wang Jing hong,zou Cai neng,et al.controlingfactorsofweatheringfrom thecarbonif erouskalagangvolcanicreservoir:anexampleformation in Santanghu Basin [J]. Acta Geologica Sinica, 2011,85(4): [18] 朱世发, 朱筱敏, 刘学超, 等. 油气储层火山物质蚀变产物及其对储集空间的影响 : 以准噶尔盆地克夏地区下二叠统为例 [J]. 石油学报,2014,35 (2): ZHU Shi fa,zhu Xiao min,liu Xue chao,etal. Alterationproductsofvolcanicmaterialsandtheirinflu enceonreservoirspaceinhydrocarbonreservoirs:evi dencefrom LowerPermian stratain Ke Xiaregion, JunggarBasin [J]. ActaPetroleiSinica,2014,35 (2): [19] 王璞臖, 冯志强, 刘万洙, 等. 盆地火山岩 : 岩性岩相储层气藏勘探 [M]. 北京 : 科学出版社,2008: WANGPu jun,feng Zhi qiang,liu Wang zhu,et al.volcanicrocksinpetroliferousbasins:petrography facies reservoir pool exploration[m].beijing: SciencePres,2008: [20] 杨双玲, 刘万洙, 于世泉, 等. 松辽盆地火山岩储层储集空间特征及其成因 [J]. 吉林大学学报 : 地球科学版,2007,37(3): YANGShuang ling,liu Wan zhu,yu Shi quan,et al.poretexturesanditscausesofvolcanicreservoirin SongliaoBasin[J].JournalofJilinUniversity:Earth ScienceEdition,2007,37(3): [21] 张新荣, 王东坡. 火山岩油气储层特征浅析 [J]. 世界地质,2001,20(3): ZHANG Xin rong,wang Dong po. Analysisonoil andgasreservoircharacteristicsofvolcanicrocks[j]. GlobalGeology,2001,20(3): [22] 曾联波, 漆家福, 王成刚, 等. 构造应力对裂缝形成与流体流动的影响 [J]. 地学前缘,2008,15 (3): ZENGLian bo,qijia fu,wangcheng gang,etal. Theinfluenceoftectonicstresonformationandfluid flow [J].EarthScienceFrontiers,2008,15 (3): [23] NesbitH W,YoungG M.EarlyProteozoicclimates andplatemotionsinferedfrommajorelementchemistry oflutites[j].nature,1982,299: [24] 高有峰, 吴艳辉, 刘万洙, 等. 松辽盆地南部英台断陷营城组火山岩晶间微孔特征及储层效应 [J]. 石油学报,2013,34(7):1 8. GAOYou feng,wu Yan hui,liu Wan zhu,etal. Intercrystalinemicroporecharacteristicsand reservoir efectofyingchengformationvolcanicrockinyingtai faultdepresion, southernsongliaobasin[j]. Acta PetroleiSinica,2013,34(7):1 8.

;2 ;3 ( );4( ) ( ), : ;, : / ; ; /

;2 ;3 ( );4( ) ( ), : ;, : / ; ; / 吴颜雄王璞珺吴艳辉闫林杨帝.... 火山岩储层储集空间的构以松辽盆地为例. 天然气工业,, ( ): -. 火山岩气藏勘探的核心问题是储层预测, 而储层预测的关键是看储集空间是否发育为此, 采集了松辽盆地下白垩统营城组野外露头区及钻井区块代表性样品, 通过对岩石薄片和铸体薄片的观察, 利用面孔率统计方法和物性数据分析, 研究了火山岩储集空间的构成问题, 对比了不同岩性岩相的原生孔隙次生孔隙和裂缝发育情况,