羅 冰, 馬 羚, 劉 冉, 楊 帥,李 亞, 李 乾, 周 剛, 王 尉

(1. 中國石油西南油氣田分公司 勘探開發(fā)研究院，成都 610041；2. 成都理工大學(xué) 沉積地質(zhì)研究院，成都 610059)

火山巖蘊含豐富的油氣資源，隨著對探明石油資源的消耗日益增加，火山巖油氣藏表現(xiàn)出巨大的勘探潛力。自20世紀90年代在四川盆地周公山構(gòu)造發(fā)現(xiàn)小型玄武巖裂縫型氣藏后，四川盆地二疊紀火山巖儲層的相關(guān)研究長久以來主要圍繞周公山構(gòu)造開展，短期內(nèi)在盆地內(nèi)其他地區(qū)也未有重大發(fā)現(xiàn)。直到2018年底，簡陽地區(qū)的YS1井在二疊紀火山巖中初步落實天然氣預(yù)測儲量達千億立方米[1]，YT1井在二疊紀火山巖中初步測試日產(chǎn)氣幾十萬立方米[2]，TF2井也鉆遇火山巖優(yōu)質(zhì)儲層，近期的重大勘探突破表明川西簡陽地區(qū)的火山巖具有良好的勘探價值，因此有必要對該區(qū)二疊紀火山巖進行系統(tǒng)研究。

相關(guān)研究成果表明，火山巖儲層的發(fā)育一般受到構(gòu)造破裂或巖石溶解的影響[3-8]?；鹕綆r在不同埋藏深度經(jīng)歷了不同類型的成巖作用，它們暴露在地熱場和構(gòu)造活動中，導(dǎo)致了孔隙和裂縫的形成，進而具備一定的孔隙度和滲透率[5,9-12]。在這一過程中，成巖作用的某些方面與碎屑巖的成巖作用類似，如礦物充填、蝕變交代和溶解作用，它們可以改變孔隙結(jié)構(gòu)，溶解初始礦物或基質(zhì)，也包括次生礦物的沉淀。由于相對缺乏火山巖儲層成因方面的詳細研究，對火山巖孔隙的相關(guān)認識常被簡化，儲層的形成機制通常歸因于構(gòu)造裂縫和風化作用的控制。實際上，火山巖的儲集系統(tǒng)由氣孔、微裂縫和裂縫的復(fù)雜框架組成，這是原生和次生過程中相互作用的結(jié)果[13-17]。在任一確定的研究區(qū)域內(nèi)，不同巖相中，每個控制因素對不同火山巖最終巖石物性的貢獻程度會有所不同[18]。

簡陽地區(qū)位于四川盆地西部，該區(qū)域二疊系中發(fā)育有以孔隙為主的火山碎屑巖型儲層，勘探潛力巨大，因此有必要加強火山巖儲層形成演化過程的研究，有助于明確四川盆地火山巖氣藏的成因機理和展布情況。目前缺乏對研究區(qū)二疊紀火山巖的成巖特征及其對儲集性能影響的系統(tǒng)分析，缺少相關(guān)的定量研究。據(jù)此，本文綜合火山巖的儲層特征與成巖作用特征，研究成巖作用對火山巖儲集性能的影響。

1 火山巖儲層特征

巖心、薄片觀察和地球化學(xué)分析的結(jié)果表明，簡陽地區(qū)發(fā)育的二疊紀火山巖總體以溢流相的火山熔巖和爆發(fā)相的火山碎屑巖為主(圖1)，巖石屬于鈣堿性-堿性系列，爆發(fā)相的火山碎屑巖在簡陽地區(qū)分布較廣。其中火山熔巖的SiO2質(zhì)量分數(shù)(w)為45.70%～53.14%，屬于基性-中基性巖類，以玄武巖為主?；鹕剿樾紟r多見角礫熔巖、凝灰熔巖和凝灰?guī)r。常見的成巖礦物為斜長石、鉀長石、普通輝石、石英、方解石、赤鐵礦和黏土礦物。此外，也有少量次火山巖相的輝綠玢巖發(fā)育，見于簡陽地區(qū)的YS1井和YT1井火山巖段下部。

鑄體薄片觀察及孔滲測試的結(jié)果顯示，火山巖中的原生孔隙以氣孔和火山碎屑間的粒間孔為主，次生孔隙主要為脫玻化孔和溶蝕孔。研究區(qū)內(nèi)火山巖中裂縫的發(fā)育規(guī)模不大，且裂縫多被后期成巖作用改造充填，對油氣運移的貢獻有限，故研究區(qū)內(nèi)發(fā)育孔隙型儲層。以YT1井為例，發(fā)育的儲集巖性為角礫熔巖和凝灰熔巖。如圖2所示，YT1井柱塞樣物性(19樣次)分析結(jié)果表明，該井火山巖的孔隙度(q)為8.66%～16.48%；滲透率(K)為0.004 6×10-3～0.170 8×10-3μm2[19]。樣品的孔滲相關(guān)性較高，相關(guān)指數(shù)R2值為0.731 3。

2 成巖作用類型

根據(jù)巖心及薄片分析，以對儲層孔隙度改變程度為標準進行評價，可以將簡陽地區(qū)的火山巖成巖作用分為建設(shè)性(圖3)和破壞性(圖4)兩類[20]。

2.1 建設(shè)性成巖作用

爆裂破碎作用：火山噴發(fā)時因地下深部的高溫高壓巖漿、氣液沖出地面，破碎巖石形成粒間孔隙，或巖漿淬火或斑晶破裂形成炸裂縫的作用。

重結(jié)晶作用：巖漿從析出晶體到全部固結(jié)后，礦物的成分不變但形態(tài)與大小發(fā)生變化，重結(jié)晶形成的礦物晶體之間可形成晶間微孔隙。

冷凝收縮作用：高溫巖漿噴出地表后快速降溫從而冷凝收縮，研究區(qū)發(fā)育的熔巖中均存在一定程度冷凝收縮作用。但該類成巖作用在縱向上的發(fā)育范圍有限，且形成的孔縫后期多被充填，對儲層儲集性能的貢獻有限[21]。

揮發(fā)逸散作用：富含揮發(fā)分的巖漿噴出地表后，因溫度和壓力快速降低使揮發(fā)分逸出，從而形成原生氣孔。研究區(qū)內(nèi)多見于玄武巖中，此外在碎屑熔巖和熔結(jié)角礫巖中的漿屑里也較為多見，氣孔常沿著熔漿流動方向排列。

風化淋濾作用：火山巖主要形成于地表環(huán)境，總會受到風化淋濾的影響，風化淋濾面可形成于每個噴發(fā)旋回的間歇期內(nèi)。多數(shù)火山巖的孔隙發(fā)育會受到礦物的淋濾(溶蝕和氧化)影響，可形成風化裂縫和次生溶孔。除破碎巖石外，風化淋濾還會改變火山巖的化學(xué)組分，帶走可溶物質(zhì)，起到擴大孔隙及提高滲透率的作用。

構(gòu)造作用：構(gòu)造運動是研究區(qū)內(nèi)火山巖中裂縫形成的主要成因。構(gòu)造裂縫邊緣平直、延伸長，常見構(gòu)造裂縫切穿早期礦物和碎屑，可以連通原生氣孔，自身還可作為儲集空間以及熱液、地表水的運移通道。

脫玻化作用：熔漿在過冷卻及黏度增大時會快速形成極不穩(wěn)定的玻璃質(zhì)，隨著時間增長和溫度、壓力升高時，玻璃質(zhì)會自動形成穩(wěn)定態(tài)的晶體。脫?；a(chǎn)物由具備微弱光性向隱晶質(zhì)和雛晶等穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)變，再進一步可轉(zhuǎn)化為骸晶和礦物微晶。脫?；牡V物體積較先前變小，從而形成脫玻化微孔。

溶蝕作用：研究區(qū)內(nèi)大多數(shù)火山巖產(chǎn)于斷層附近，且火山巖中的高溫礦物常發(fā)生次生蝕變形成穩(wěn)定的含水礦物。由于大氣水沿斷層表面滲透，斷層附近的地層水通常呈酸性[22]。研究區(qū)內(nèi)發(fā)育鈣堿性-堿性系列的玄武巖，對酸性環(huán)境較為敏感，巖石中的堿性長石和基質(zhì)常被酸性流體溶蝕。同時火山巖在深埋過程中，充填早期孔縫的礦物和蝕變礦物容易被地層水和有機酸等流體溶蝕，因此次生溶孔十分發(fā)育。

2.2 破壞性成巖作用

充填膠結(jié)作用：火山熱液在適宜條件下可以晶出自生礦物，而表生環(huán)境利于蝕變礦物形成，這兩類后期形成的礦物會充填膠結(jié)早期形成的孔隙和裂縫。充填膠結(jié)作用在本區(qū)廣泛發(fā)育，常見的填隙物包括方解石、石英、鈉長石、透閃石、綠簾石和綠泥石等礦物以及玄武質(zhì)的熔漿。充填膠結(jié)作用通常見于氣孔、裂縫、晶間孔隙以及角礫間孔中，從孔縫外壁向中心生長。

交代蝕變作用：研究區(qū)二疊紀火山巖多數(shù)屬于基性巖類，基性巖漿中鐵鎂質(zhì)含量較高，形成的高鎂鐵礦物穩(wěn)定性差，容易發(fā)生交代蝕變。在巖石薄片中常見到輝石等暗色礦物發(fā)生綠泥石化、黏土化等現(xiàn)象。埋藏狀態(tài)下，溫度、壓力的升高及地層流體活動均會導(dǎo)致交代蝕變作用的發(fā)生，對早期形成的儲集空間進行充填。盡管大部分蝕變礦物較易被溶解，部分在后期可經(jīng)溶蝕作用形成次生溶孔，但再次溶解增加的儲集空間遠不及蝕變礦物充填孔隙的程度。

熔結(jié)-壓結(jié)作用：熔結(jié)-壓結(jié)作用指在重力或上覆巖層加壓的作用下，火山碎屑物質(zhì)經(jīng)壓實固結(jié)成巖的過程，一般見于火山碎屑巖中。熔結(jié)-壓結(jié)作用的程度越強，碎屑間孔隙就越少。

3 成巖演化特征

在對巖石薄片鏡下觀察的基礎(chǔ)上，根據(jù)火山巖的自生礦物及孔隙發(fā)育帶的分布情況(圖5)，可將成巖演化過程劃分為4個階段(表1)：冷卻固結(jié)成巖階段、巖漿期后熱液作用階段、風化淋濾階段和埋藏成巖階段[23]。

冷卻固結(jié)成巖階段中的成巖作用類型有爆裂破碎、結(jié)晶分異、冷凝收縮、脫?；?、揮發(fā)逸散及火山熱液充填作用，形成的孔隙基本上都是原生孔縫。該成巖階段對爆發(fā)相的普通火山碎屑巖和溢流相頂部的杏仁狀玄武巖影響較大，但實際中早期形成的原生孔縫總有不同程度的充填。

巖漿期后熱液作用頻繁，多種暗色礦物被高礦化度熱液蝕變交代。研究區(qū)內(nèi)二疊紀火山巖巖心和薄片中常見輝石和角閃石蝕變?yōu)榫G泥石，伊丁石取代橄欖石以及凝灰?guī)r基質(zhì)被碳酸鹽交代等現(xiàn)象，這些被蝕變交代的暗色礦物部分至今還可見原礦物的假晶。熱液攜帶的綠泥石、沸石等礦物質(zhì)在一定條件下會結(jié)晶沉淀，填充氣孔形成杏仁體或?qū)αｉg孔、晶間孔和成巖裂縫進行充填，導(dǎo)致儲集巖殘余面孔率大幅下降。但大部分熱液蝕變礦物易溶解，也有助于提高后期溶蝕效果。

表1 簡陽地區(qū)二疊紀火山巖成巖演化序列Table 1 Diagenetic evolution sequences of Permian volcanic rocks in Jianyang area

火山巖普遍受到一定的風化剝蝕，風化界面的玄武巖溶蝕孔縫發(fā)育。同時，淋濾作用產(chǎn)生沸石化和綠泥石化，對氣孔和裂縫起一定的充填作用。薄片中可見氣孔的溶蝕邊部生長著一圈黑色泥膜的現(xiàn)象，它指示成巖于地表或近地表的氧化環(huán)境中，為風化淋溶成因。所以在這一成巖階段，火山巖的孔隙度會降低；但由于溶蝕孔縫對原先孤立的孔隙起到了一定的連通作用。在溶蝕和充填的雙重作用下，火山巖孔隙度降低到10%以下[21]。

火山巖體進入埋藏成巖階段后，前期形成的儲集空間大多被充填。長期埋藏過程中，研究區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動，形成構(gòu)造縫。此時，在酸性流體作用下玻璃質(zhì)脫玻化形成的鋁硅酸鹽等礦物發(fā)生溶蝕，可產(chǎn)生大量彌散分布的微孔，形成大量的儲集空間。但本階段因地層流體作用會攜帶礦物質(zhì)與原巖交代，也會沉淀次生礦物充填孔隙，降低巖石儲集性能。因此，本階段的成巖作用對火山巖儲層中殘余孔隙度的高低起決定性作用。

4 成巖作用對儲集性能的影響

4.1 建設(shè)性成巖作用對儲層的影響

4.1.1 脫?；饔眯纬蓮浬蠲摬；?/p>

玻璃質(zhì)脫玻化使礦物體積變小，因而脫玻化作用可形成大量微孔(圖6)?；曰鹕讲Ａ摬；尚纬尚遍L石、高價鐵礦物和次生綠泥石等[23]。研究區(qū)內(nèi)脫?；淄ǔ０l(fā)育在玄武質(zhì)漿屑或火山灰中，發(fā)生脫玻化作用的部位，表現(xiàn)在巖心上即淺色熔漿分布的位置，在碎屑熔巖中更為發(fā)育；在鑄體薄片中呈藍色連片彌散狀分布，結(jié)合電鏡分析為蜂窩狀分布，是熔巖脫?；⑽g變后經(jīng)溶蝕改造形成的孔隙。

為了評價脫?；讓拥呢暙I，從簡陽地區(qū)YT1井中挑選了11件大量發(fā)育脫?；椎哪胰蹘r樣品為例進行定量計算。參考馮子輝等[23]提出的用質(zhì)量平衡方法計算脫?；纬傻目紫扼w積。

a.對凝灰熔巖樣品進行CIPW標準礦物計算，結(jié)果表明標準礦物分子中石英(Q)、鈣長石(An)、鈉長石(Ab)、鉀長石(Or)、紫蘇輝石(Hy)、橄欖石(Ol)、鈦鐵礦(Il)和磁鐵礦(Mt)含量(質(zhì)量分數(shù))之和平均為96.22%，最高為98.03%，最低為92.15%。因此為了計算方便，可以忽略其他礦物的影響。同時結(jié)合薄片鏡下觀察，統(tǒng)計斑晶或晶屑、巖屑中礦物的平均含量。從標準礦物含量中減去鏡下統(tǒng)計的斑晶或晶屑、巖屑中觀察到的礦物含量，就得到火山巖脫?；蟮V物的含量(表2)。

b.根據(jù)脫?；螽a(chǎn)生的礦物含量和標準情況下各物質(zhì)的密度，計算出火山巖脫?；笤黾拥目紫犊臻g。假設(shè)單個火山巖樣品的總質(zhì)量為100 g，礦物密度(ρ)選用：石英(Q)密度2.65 g/cm3，鈉長石(Ab)密度2.61 g/cm3，鉀長石(Or)密度2.56 g/cm3，鈣長石(An)密度2.75 g/cm3，紫蘇輝石(Hy)密度 3.3 g/cm3，橄欖石(Ol)密度3.2 g/cm3，鈦鐵礦(Il)密度4.72 g/cm3，磁鐵礦(Mt)密度4.9 g/cm3，基性玻璃質(zhì)密度2.757 g/cm3 [24]。巖性密度測井結(jié)果表明，選用樣品的平均密度為2.66 g/cm3，因此100 g凝灰?guī)r的體積為37.59 cm3。根據(jù)公式

Vm=mm/ρm

(1)

式中：Vm為礦物體積；mm為脫?；蟮V物質(zhì)量；ρm為密度。

wg=w1-(w2-w3)

(2)

式中：wg為玻璃質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)；w1為Q+An+Ab+Or+Hy+Ol+Il+Mt的CIPW質(zhì)量分數(shù)；w2為Q+An+Ab+Or+Hy+Ol+Il+Mt的CIPW質(zhì)量分數(shù)；w3為Q+An+Ab+Or+Hy+Ol+Il+Mt脫?；蟮腃IPW質(zhì)量分數(shù)。

計算后可得出火山巖樣品脫?；筢尫诺目紫?表3)。結(jié)果表明：100 g凝灰熔巖經(jīng)過脫?；饔煤螅墚a(chǎn)生的孔隙體積為0.46～1.51 cm3，證明脫玻化過程起到增加儲集空間的作用。100 g火山巖最大的增孔體積達1.51 cm3，占總體積的4%，顯示脫?；饔脤臻g的增加做出了重要貢獻。

表2 凝灰熔巖脫玻化后產(chǎn)生的礦物的質(zhì)量分數(shù)(w/%)Table 2 Content of quartz and feldspar resulted from de-vitrification of tufflava

表3 凝灰熔巖脫?；筢尫诺目紫禩able 3 Pores formation resulted from de-vitrification of tufflava

脫?；鬃鳛檠芯繀^(qū)內(nèi)火山巖儲層中重要的儲集空間類型，雖然孔徑小，但聚集分布、互相連通且發(fā)育數(shù)量較多，與脫?；L石溶孔組合后是具備高儲集性能的孔隙組合類型[19]。

4.1.2 風化淋濾帶走易溶組分形成溶蝕孔

火山巖于地表環(huán)境形成，后期因構(gòu)造運動才埋入地下，因此大多數(shù)火山巖會受到風化淋濾作用影響。淋濾作用破碎巖石的同時也造成礦物的氧化、水化、碳酸鹽化等現(xiàn)象(圖7-A、B)，可帶走巖石中的易溶物質(zhì)，增大孔隙，提升滲透性(圖7-C)。X射線衍射全巖分析中，簡陽地區(qū)YT1井的黏土礦物平均質(zhì)量分數(shù)高達36%，較高的黏土礦物含量指示巖石受到了風化淋濾作用的影響。

以簡陽地區(qū)的YT1井為例，選取深度為5 645.5～5 872 m的21個碎屑熔巖地化樣品，計算風化作用參數(shù)(化學(xué)蝕變指數(shù)CIA、風化物質(zhì)指數(shù) PI、淋溶系數(shù) Lc和殘積系數(shù)Rc)，其CIA指數(shù)為42.681～63.684，Rc指數(shù)為0.702～1.491，Lc值為2.246～5.129，PI指數(shù)為65.267～72.484，各種風化指數(shù)的變化趨勢如圖8所示?？梢钥闯鰳悠返母鞣N風化指標的變化趨勢相似，與同深度的測井孔隙度比對，孔隙度變化也表現(xiàn)出與風化作用參數(shù)相近的曲線形態(tài)。圖8中巖性相同時化學(xué)風化程度越高，對應(yīng)的孔隙度也越高，說明風化淋濾影響火山巖儲層的物性。

4.1.3 長石溶蝕作用形成次生溶孔

研究區(qū)內(nèi)溶蝕作用發(fā)育范圍廣泛，在玄武巖中次生孔隙的形成都與溶蝕作用有關(guān)。長石在火山巖中十分發(fā)育，理論上火山巖中溶蝕最多的礦物是長石[25]。鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，儲層中形成次生孔隙的主要作用就是長石的選擇性溶蝕，被溶蝕的長石斑晶及微晶類型以鈉長石為主(圖9)。

依據(jù)溶蝕作用過程經(jīng)歷的化學(xué)反應(yīng)方程式，可以理論上定量推算出長石溶蝕后增加的儲集空間體積。根據(jù)趙海玲等[26]和張善文[27]的鈉長石溶蝕作用方程式

2NaAlSi3O8+2H++H2O=Al2Si2O5(OH)4+

4SiO2+2Na+

(3)

2NaAlSi3O8+2CO2+3H2O=Al2Si2O5(OH)4

+2NaHCO3+4SiO2

(4)

可以看出，2 mol鈉長石溶蝕后將形成1 mol高嶺石和4 mol石英。2 mol鈉長石的相對分子質(zhì)量為524.448，即反應(yīng)前鈉長石質(zhì)量為524.448 g，因鈉長石密度為2.61 g/cm3[24]，溶蝕前鈉長石原始體積為200.94 cm3。

溶蝕反應(yīng)后，形成1 mol的高嶺石和4 mol的石英，由于1 mol高嶺石體積為100.06～96.69 cm3，而4 mol石英體積為90.69 cm3。所以，理論上2 mol鈉長石溶蝕后可形成的最小次生儲集空間為10.19 cm3，最大次生儲集空間為13.56 cm3。即理論上2 mol、200.94 cm3的鈉長石溶蝕后可形成的次生儲集空間為10.19～13.56 cm3，形成的平均次生孔隙空間為11.875 cm3。

由上可知，鈉長石原始體積∶溶蝕孔隙空間=200.94∶11.875≈67∶4。根據(jù)鏡下觀察，鈉長石在薄片中所占比例一般在20%～40%之間。由研究區(qū)內(nèi)火山巖鉆井的巖性密度測井數(shù)據(jù)得出，火山巖的密度約為2.85 g/cm3，因此理論上100 g火山巖中鈉長石溶蝕形成的儲集空間為0.419～0.838 cm3，占巖石總體積的1.19%～2.39%。

根據(jù)上述長石溶蝕反應(yīng)方程可以看出，只要成巖環(huán)境中存在H+和H2O，火山巖中的長石就可發(fā)生溶蝕，形成高嶺石(圖9-C)。此外，鈉長石溶蝕還可產(chǎn)生石英。

4.2 破壞性成巖作用對儲層的影響

4.2.1 交代蝕變作用

研究區(qū)內(nèi)二疊紀火山巖儲層中綠泥石化現(xiàn)象普遍，通常由長石、暗色礦物、高嶺石、玻璃質(zhì)等蝕變而成。綠泥石常充填或部分充填氣孔，或直接交代火山碎屑。綠泥石化使基質(zhì)和長石溶蝕，擴大微裂縫，但新生綠泥石的充填作用也會降低孔隙度。成巖過程中有流體參與，蝕變后的綠泥石也易被流體溶蝕(圖10-A)。

研究區(qū)內(nèi)長石溶蝕后形成高嶺石，但在實際的巖心和薄片觀察中，高嶺石含量較低，綠泥石化多見(圖9-C和圖10-B)。由于綠泥石常由黏土礦物蝕變形成，因此以高嶺石綠泥石化為例，討論綠泥石蝕變的過程?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式參考張善文[27]的綠泥石化反應(yīng)方程式

3Al2Si2O5(OH)4+4Mg2++4Fe2++9H2O=

Fe4Mg4Al6Si6O20(OH)16+14H+

(5)

可以看出，3 mol高嶺石經(jīng)蝕變作用可形成1 mol綠泥石，3 mol高嶺石的相對分子質(zhì)量為774.477，所以3 mol高嶺石質(zhì)量為774.477 g，高嶺石密度為2.58～2.67 g/cm3 [24]，3 mol高嶺石體積為290.07～300.18 cm3，平均體積為295.125 cm3。

由(5)式可知，蝕變形成的1 mol綠泥石的相對分子質(zhì)量為1 243.108，而1 mol綠泥石的質(zhì)量為1 243.108 g，因為綠泥石密度為2.6～3.4 g/cm3[24]，所以3 mol高嶺石蝕變形成的綠泥石體積為365.62～478.12 cm3，平均體積為421.87 cm3。蝕變后的礦物體積為反應(yīng)前高嶺石原始體積的1.43倍左右。

在埋藏階段，黏土礦物與碳酸鹽礦物反應(yīng)可生成大量有機成因的CO2[28]。表現(xiàn)為高嶺石消失，綠泥石形成，同時可見白云石和石英溶蝕。其反應(yīng)表達式為

5CaMg(CO3)2+Al2Si2O5(OH)4+SiO2+2H2O

=5CaCO3+5CO2+Mg5Al2Si3O10(OH)8[27]

(6)

根據(jù)(6)式可知，5 mol白云石、1 mol高嶺石和1 mol石英與水反應(yīng)可形成1 mol綠泥石和5 mol方解石，其中5 mol白云石的相對分子質(zhì)量為922.005，白云石質(zhì)量為922.005 g。由于白云石的密度為2.86～2.93 g/cm3，所以蝕變前白云石體積為314.677～322.379 cm3，白云石平均體積為318.528 cm3。由于1 mol高嶺石體積為96.69～100.06 cm3，而1 mol石英體積為22.674 cm3，所以蝕變反應(yīng)(6)發(fā)生之前反應(yīng)礦物的原始總體積為437.041～445.113 cm3，平均體積為441.077 cm3。

綠泥石化后，生成1 mol的綠泥石體積為365.62～478.12 cm3，平均體積為421.87 cm3。同時生成5 mol方解石，5 mol方解石的質(zhì)量為500.44 g，方解石的密度為2.715 g/cm3，5 mol方解石的體積為184.324 cm3。蝕變礦物體積總和為549.944～662.444 cm3，平均體積為606.194 cm3。

經(jīng)過(6)式這一蝕變反應(yīng)后，蝕變后礦物的體積為蝕變前礦物體積的1.37倍。因此綠泥石化后礦物體積增長，減少了孔隙空間，綠泥石化這一過程對儲集空間的發(fā)育起抑制作用。

4.2.2 充填膠結(jié)作用

鏡下觀察發(fā)現(xiàn)流體活動導(dǎo)致的充填膠結(jié)作用在研究區(qū)內(nèi)普遍存在，主要表現(xiàn)為2種方式：一種是在原生孔隙中充填(圖11-A)，另一種是在次生孔隙中沉淀并充填、交代形成次生礦物。大多數(shù)樣品中被次生充填的孔隙多于殘余有效的孔隙，由此可見，該類作用是阻礙火山巖孔隙發(fā)育的重要因素。實際中，礦物充填常表現(xiàn)出分期性，可能出現(xiàn)多次充填的結(jié)果。例如，YT1井可見含斑晶杏仁角礫熔巖中的杏仁體被多期充填(圖11-B)，杏仁體核部充填綠泥石，邊部充填方解石，最外層發(fā)育一圈泥化邊，這一現(xiàn)象由多期次的成分和溫度不同的流體活動造成?？偠灾?，充填膠結(jié)作用在火山巖中普遍發(fā)育，固結(jié)成巖之后均可發(fā)生，是研究區(qū)內(nèi)最大的減孔因素。

5 結(jié) 論

a.川西簡陽地區(qū)二疊紀火山巖的儲集空間組合由粒間孔、脫?；缀腿芪g孔構(gòu)成?；鹕綆r儲層中發(fā)育爆裂破碎、結(jié)晶分異、冷凝收縮、揮發(fā)逸散、風化淋濾、構(gòu)造、脫?；?、溶蝕、充填膠結(jié)、交代蝕變及熔結(jié)-壓結(jié)等11類成巖作用?；鹕綆r成巖演化歷經(jīng)了冷卻固結(jié)成巖階段、巖漿期后熱液作用階段、風化淋濾階段和埋藏成巖階段。

b. 脫玻化作用、風化淋濾作用和長石溶蝕作用是火山巖儲集空間形成的主要影響因素。用質(zhì)量平衡法算出脫?；饔脼榛鹕綆r最大增加15.1 cm3/kg的儲集空間，最大增孔體積占巖石總體積的4%。同一巖石孔隙度與各種風化作用的參數(shù)同趨勢變化，表明火山碎屑巖風化程度越高，物性越好。長石溶蝕作用的對象主要為鈉長石，計算得出火山巖中鈉長石溶蝕形成的次生溶蝕空間占巖石總體積的1.19%～2.39%。

c.研究區(qū)內(nèi)綠泥石化普遍發(fā)育，計算高嶺石綠泥石化過程的體積變化，結(jié)果顯示綠泥石化后的礦物體積大于蝕變前的體積，證明綠泥石化減少了孔隙空間。同時，鏡下及野外剖面觀察發(fā)現(xiàn)次生充填膠結(jié)作用在研究區(qū)內(nèi)普遍存在，綠泥石化和充填膠結(jié)作用是區(qū)內(nèi)最重要的減孔因素。