孫 巍 張?zhí)炀?/p>

(長江大學工程技術學院，湖北 荊州 434020) (青海油田公司澀北作業(yè)公司，青海 海西 817000)

遼河油田桃園-大平房地區(qū)火山巖儲層特征研究

孫 巍 張?zhí)炀?/p>

(長江大學工程技術學院，湖北 荊州 434020) (青海油田公司澀北作業(yè)公司，青海 海西 817000)

對遼河油田桃園-大平房地區(qū)火山巖儲層特征進行了研究。研究了該區(qū)火山巖巖石學特征和儲層物性，分析了影響火山巖儲集層孔隙發(fā)育的因素，探討了研究區(qū)火山巖巖相類型，并對火山巖儲層進行了綜合評價。遼河油田桃園-大平房地區(qū)沙三段儲層除碎屑巖外，還廣泛分布著大量的火山巖巖體，分布面積約為55km2，厚度100～200m，巖性以玄武巖、安山巖為主；儲集空間可以分為原生、次生2類和7種基本成因類型，其中主要類型為溶蝕孔-縫型；成巖作用及構造運動為影響火山巖儲集層孔隙發(fā)育的因素；火山巖巖相可以劃分為爆發(fā)相、溢流相、火山沉積相3類，其中溢流相為主要的儲集帶。

儲層；火山巖；儲集空間；成巖作用；巖相

遼河盆地位于遼寧省中南部的下遼河平原，是在古隆起背景上發(fā)育起來的新生代大陸裂谷盆地，屬渤海裂谷系的北部分支。它由1個凸起(中央凸起)，3個凹陷(東部、西部與大民屯)和2個斜坡(東部與西部)構成。桃園-大平房地區(qū)位于遼河坳陷東部凹陷，南起大37井，北至桃28井，西至二界溝斷裂帶，東至營口-佟二堡斷裂帶，面積約300km2。下面，筆者對遼河油田桃園-大平房地區(qū)火山巖儲層特征進行了研究。

1 火山巖巖石學特征

研究區(qū)沙三段除碎屑巖以外，還廣泛分布著大量的火山巖巖體，巖性以玄武巖、安山巖為主，伴隨部分粗面巖、凝灰?guī)r、火山碎屑巖等。

1)玄武巖 巖心呈黑、灰黑、綠黑等色，主要發(fā)育杏仁構造、氣孔構造，塊狀構造少見，裂縫發(fā)育。具斑狀結構、細粒結構，鏡下基質(zhì)具間粒結構、間隱結構、間粒-間隱結構。斑晶主要為基性斜長石。基質(zhì)為暗色礦物與基性斜長石。

2)安山巖 巖心呈灰紅色、淺灰色，發(fā)育氣孔構造、晶洞構造，杏仁構造較少見，裂縫較發(fā)育。結構與玄武巖類似，同具斑狀結構，斑晶為斜長石、堿性長石?；|(zhì)具交織結構。

3)粗面巖 粗面巖在該區(qū)發(fā)育較少，巖心呈淺灰色、灰色、灰綠色，塊狀構造，未見明顯氣孔構造、杏仁構造，裂縫不發(fā)育。具粗面結構，斑晶主要為堿性長石，包括透長石、歪長石等。

2 火山巖儲層物性

由于火山巖成巖作用的特殊性(侵入與噴發(fā)的結晶與冷凝)，除火山碎屑巖外，其他火山巖所發(fā)育的晶間、晶內(nèi)、收縮洞穴、粒間及氣孔等原生孔隙具有分散性，之間不能構成網(wǎng)絡，難以形成儲滲空間。只有在構造作用、風化作用、熱液作用和冷凝作用等外部因素的影響下，火山巖體內(nèi)才可形成各種孔隙和裂隙，孔、縫、洞交織在一起則可構成油氣的儲集空間[1]。原生儲集空間指熔漿噴出地表和冷卻結晶的過程中產(chǎn)生的一些氣孔和孔洞，包括氣孔、晶(礫)間孔、冷凝收縮裂縫等；次生儲集空間包括各種次生溶蝕孔、構造裂縫、風化裂縫、解理裂縫等(見表1)。構造裂縫往往是微裂縫，或被后期次生礦物充填后殘留的部分微裂縫。當充填的程度不均一時，再經(jīng)溶蝕作用，可成為有效的儲集空間。風化縫隙往往被后期次生礦物充填或半充填，其儲集意義不大[2-3]?？偟膩碚f，桃園-大平房地區(qū)火山噴發(fā)巖儲集層最重要的孔隙類型是溶蝕孔-縫型。

表1 桃園-大平房地區(qū)沙三段火山巖孔隙類型與特征統(tǒng)計表

3 影響火山巖儲集層孔隙發(fā)育的因素

富含揮發(fā)分的巖漿噴溢流出地表冷凝后可形成含大量原生氣孔的火山巖，但這些原生孔隙往往互不連通，沒有滲透性，不能成為有效儲層。但經(jīng)過構造運動、成巖作用等一系列地質(zhì)作用的影響，火山巖儲集空間經(jīng)過形成、發(fā)展、堵塞、再形成等一系列不同階段的演化，使之能夠成為有利的儲集空間[4-8]。

1)成巖作用的影響 影響火山巖儲集層孔隙形成和保存的成巖作用主要有以下3種：①氣體膨脹作用對火山巖儲集層孔隙的影響。不同巖性的火山巖在成巖時氣體膨脹作用的強度是不一樣的，氣體膨脹作用越強，所形成的火山巖的孔隙性就越好。超基性巖漿SiO2含量最低，因此粘稠度較低，受氣體膨脹作用最為強烈，容易形成大量氣孔，而酸性巖漿SiO2含量最高，巖漿濃稠度較高，所以不容易被氣體膨脹作用影響，膨脹系數(shù)低，氣孔數(shù)量較少。②溶蝕作用對火山巖儲集層孔隙的影響。桃園-大平房地區(qū)沙三段火山巖主要以玄武巖和安山巖為主，兩者杏仁構造均較發(fā)育，而玄武巖中還發(fā)育大量的次生裂縫為碳酸鹽、綠泥石、粘土等物質(zhì)所填充，而這些孔縫填充物在早期破裂、早期溶蝕和晚期地層中酸性水的溶解下，形成了大量的晶間溶孔和粒內(nèi)溶孔，是火山巖儲集層的主要儲運空間。③壓實作用對火山巖儲集層孔隙的影響?；鹕綆r骨架較其他巖石堅硬，抗壓實能力也較其他巖石強，因此火山巖在埋藏過程中受機械壓實作用的影響較其他巖石小，使得火山巖的孔隙不易被破壞，比其他巖石更容易保存下來。在一定的深度范圍內(nèi)，埋藏越深，由于構造力作用，火山巖骨架破裂越易發(fā)育裂縫，使孔隙連通性變好，而沙三段碎屑巖卻相反，埋藏越深，其孔隙連通性越差。

2)構造作用的影響 構造運動使得致密的火山巖產(chǎn)生成組、成帶分布的規(guī)則或不規(guī)則的裂縫(破裂面)，其特點是火山巖越致密脆性越強，構造裂縫越容易形成和保存，也越規(guī)則。研究區(qū)內(nèi)火山巖主要為中生代白堊紀火山噴發(fā)的產(chǎn)物，在遭受火山口附近強烈的爆發(fā)作用、燕山晚期強烈的構造運動等諸多因素的影響下，形成了區(qū)內(nèi)的斷裂和后期裂縫。

4 火山巖巖相

工區(qū)內(nèi)的火山巖巖相類型主要可以分為爆發(fā)相、溢流相、火山沉積相[9]，其他相次之。

圖1 桃園-大平房地區(qū)沙三段火山巖等厚圖

1)爆發(fā)相 具有爆發(fā)相的火山巖粒(礫)間孔、氣孔等原生孔隙較發(fā)育，另一方面爆發(fā)相帶往往位于古構造高部位，是油氣運移的指向部位，加之爆發(fā)相往往也是風化淋濾及次生溶蝕孔、縫發(fā)育的部位，因此可形成良好的油氣儲集體。研究區(qū)紅22井沙三段分布著厚度約500m的火山碎屑巖(圖1)，其中夾雜薄層的泥巖及粉砂質(zhì)泥巖，但過渡到桃6井，火山巖的厚度僅為100m左右，且?guī)r性已經(jīng)由火山碎屑巖變?yōu)榱诵鋷r。由此說明該工區(qū)爆發(fā)相的相帶較窄，巖體規(guī)模較小，巖相變化較快，因此難以形成大規(guī)模的火山巖儲集體，不是有利的儲集相帶。

2)溢流相 溢流相原生氣孔等儲集空間較發(fā)育，特別是溢流相中位于火山斜坡過渡相帶位置，恰好位于油氣運移的有利位置，可形成多種油氣藏。研究區(qū)桃6井、桃14井、桃22井、大28井、大43井、大46井火山巖主要以玄武巖、安山巖為主，厚度雖然只有100～200m左右，但分布范圍廣，桃園-大平房地區(qū)沙三段火山巖面積就達46km2，所以該區(qū)具溢流相火山巖可以視為該區(qū)的優(yōu)良儲集相帶。

3)火山沉積相 發(fā)育在熔巖相的外緣，火山爆發(fā)物空落在水體中，與陸源碎屑物混雜堆積，或由于重力流作用與陸源碎屑物混雜堆積，形成巖石含有一定數(shù)量的泥質(zhì)，在遭受壓實作用時，原生孔隙易遭到破壞。同時，泥質(zhì)的大量存在也不利于形成次生孔隙，屬于不利的油氣儲集相帶。

5 火山巖儲層綜合評價

研究區(qū)沙三段火山巖儲層是以溢流相產(chǎn)出玄武巖、安山巖、粗面巖及具有噴發(fā)相的火山碎屑巖為主要巖石類型，伴有少量的凝灰?guī)r、粗安巖等?；鹕綆r在噴發(fā)時殘留了大量的原生孔縫，但多被后期充填形成杏仁構造，故孔縫之間難以連通。但在后期構造應力的作用下火山巖體會發(fā)育大的斷層，沿斷層伴生大量構造裂縫。在有機酸的溶蝕作用下，可以產(chǎn)生大量的溶蝕縫，這些裂縫可以成為油氣的滲流通道。同時在火山巖與圍巖接觸帶的地方，受后生作用改造易形成破碎帶，形成有利運移通道。因此該區(qū)火山巖的有利儲集空間主要以大量發(fā)育的次生溶蝕孔縫為主。而部分未遭受蝕變的火山巖由于原生孔縫系統(tǒng)不發(fā)育，巖石結構致密，具有良好的封蓋作用，同時也為深部遭受破壞而運移上來的油氣提供了二次成藏的條件。桃園-大平房地區(qū)沙三段火山巖分布面積約為55km2，儲層厚度100～200m。分布廣、厚度大，且次生孔隙發(fā)育等諸多因素決定了該區(qū)火山巖是良好的儲集體，很有利于油氣的儲存形成油氣藏。

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[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.06.010

P618.13

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1673-1409(2012)06-N031-03