裂縫孔隙型火山巖儲層特征及物性主控因素——以準(zhǔn)噶爾盆地陸東—五彩灣地區(qū)石炭系火山巖為例

趙寧 石強(qiáng)

1.中國石油勘探開發(fā)研究院 2.中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院

裂縫孔隙型火山巖儲層特征及物性主控因素
——以準(zhǔn)噶爾盆地陸東—五彩灣地區(qū)石炭系火山巖為例

趙寧1石強(qiáng)2

1.中國石油勘探開發(fā)研究院 2.中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院

火山巖儲層具有裂縫—孔隙型雙重孔隙結(jié)構(gòu)特征，其巖性識別和物性主控因素分析是研究工作中的難點。為此，以準(zhǔn)噶爾盆地陸東—五彩灣地區(qū)石炭系火山巖為例，通過巖心、薄片、常規(guī)測井和FMI成像觀察，對火山巖巖性、物性特征以及成巖作用等進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：① 中基性熔巖主要分布在五彩灣凹陷東部，酸性熔巖和火山碎屑巖主要分布在滴南凸起西部和東部，進(jìn)而總結(jié)了不同類型火山巖巖性測井響應(yīng)的特征；② 該區(qū)火山巖儲層孔隙類型可分為3大類9小類，孔隙組合有4類，包括原生孔隙型、次生溶孔（洞）型、次生溶孔—裂縫復(fù)合型以及裂縫型；③中—基性熔巖以斑晶溶孔為主，酸性熔巖和各種凝灰?guī)r以基質(zhì)溶孔為主，裂縫以溶縫和風(fēng)化縫為主，其中酸性熔巖中的基質(zhì)溶孔與溶縫、風(fēng)化縫組合物性最好；④該區(qū)火山巖物性影響因素包括巖性、構(gòu)造地形和后生改造作用。結(jié)論認(rèn)為：依據(jù)孔隙度、滲透率相對高低可將火山巖儲層分為4種類型，靠近火山口的火山巖儲層物性較好，構(gòu)造高地易形成各種裂縫，油氣產(chǎn)量大，盆地中心以各種溶孔為主，以產(chǎn)油為主，含氣量較少；次生溶蝕和交代充填對該區(qū)火山巖儲層影響較大，前者對火山巖儲層物性起到了主要的貢獻(xiàn)作用。

準(zhǔn)噶爾盆地 陸東—五彩灣 石炭紀(jì) 火山巖 裂縫孔隙型 儲集層特征 物性 主控因素

隨著油氣需求量的不斷攀升，火山巖油氣藏已經(jīng)成為油氣勘探的新領(lǐng)域，備受油氣工作者的重視和青睞［1－5］。國內(nèi)外學(xué)者在火山巖巖性測井識別、成巖作用、儲層控制因素和儲層建模等方面都做過一些研究，如利用多參數(shù)交會［6］和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)［7－11］等方法進(jìn)行火山巖巖性識別、FMI成像研究火山巖儲層裂縫特征［12－13］、火山巖成巖后生作用對儲層物性的影響［14－15］、火山巖儲層控制因素研究［16－19］以及探討火山巖儲層建模［20］等，其中火山巖巖性測井識別和儲層物性主控因素分析是火山巖儲層研究的熱點、難點和核心。準(zhǔn)噶爾盆地石炭系火山巖儲層發(fā)育且形成了一定規(guī)模的油氣藏。20世紀(jì)90年代中期以來，在該盆地腹部（陸梁）地區(qū)發(fā)現(xiàn)了石西油田儲量豐富的火山巖油藏［16］，在滴南凸起滴西10井石炭系獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，另外在五彩灣凹陷也有較好的油氣顯示，因此研究該區(qū)火山巖儲層物性主控因素具有重要的實際意義。

筆者以準(zhǔn)噶爾盆地陸東—五彩灣地區(qū)石炭系火山巖為例，通過巖心、薄片、常規(guī)測井和FMI測井觀察，對巖性、物性、火山巖相和成巖作用等方面進(jìn)行了研究，總結(jié)了不同類型火山巖巖性測井響應(yīng)特征和物性特征，同時也對該區(qū)火山巖儲層物性主控因素進(jìn)行了探討。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

準(zhǔn)噶爾盆地位于哈薩克斯坦古板塊、西伯利亞古板塊和塔里木古板塊交匯部位，是在海西期基底隆起上發(fā)育，經(jīng)印支、燕山與喜山運動多期改造的大型含油氣盆地［1－2］。陸東—五彩灣地區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地陸梁隆起東部，包括滴水泉凹陷、滴南凸起、東道海子凹陷、五彩灣凹陷和白家海凸起5個次級構(gòu)造單元（圖1），主要發(fā)育東西向邊界大斷層。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地陸東—五彩灣地區(qū)石炭系火山巖厚度分布及巖性柱狀圖

陸東—五彩灣地區(qū)石炭系處于裂陷盆地向碰撞型前陸盆地轉(zhuǎn)換期，分為早石炭世坳陷—擠壓—褶皺隆起、中石炭世基底沉降和晚石炭世褶皺隆起3個階段［21］。研究區(qū)早石炭世火山活動相對較強(qiáng)，上石炭統(tǒng)巴山組（C2b）火山巖（熔巖與火山碎屑巖交替出現(xiàn)）較為發(fā)育［22］，中部夾大套泥巖及薄層粉砂巖，局部含煤，其中泥巖、煤和沉凝灰?guī)r為較好的生油巖［23］，火山巖可作為較好的儲層。

火山巖主要分布在五彩灣凹陷和滴南凸起區(qū)域，少量位于白家海凸起北部。區(qū)域內(nèi)已鉆遇火山巖厚度分布不均（圖1），在東部五彩灣凹陷較厚，彩參1井區(qū)厚度為1 151 m，其次為中部滴南1井區(qū)厚度超過600 m；西部、南部和北部厚度較薄，介于100～350 m?；鹕綆r厚度主要與當(dāng)時的古地貌相關(guān)，與構(gòu)造斷裂關(guān)系不大，凹陷中部厚度大，凸起之上厚度相對較薄。

2 火山巖測井響應(yīng)及巖性特征

2.1 火山巖測井識別

與砂巖和碳酸鹽巖不同，火山巖巖性劃分不僅反映了組成礦物成分，同時也反映了火山巖形成環(huán)境，包括各種結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征以及儲集性能。研究表明，巖性與各種測井參數(shù)關(guān)系密切（表1）。對比火山巖在測井曲線上的不同特征，識別各種類型的火山巖。按火山巖測井響應(yīng)值的相對大小，玄武巖表現(xiàn)為“低伽馬、中低聲波、中高中子、高密度、中高電阻”，安山巖表現(xiàn)為“低伽馬、中低聲波、中低中子、低密度、中低電阻”，蝕變安山巖表現(xiàn)為“中高伽馬、低聲波、低中子、高密度、高電阻”，英安巖表現(xiàn)為“高伽馬、低聲波、低中子、中低密度、中高電阻”，流紋巖表現(xiàn)為“高伽馬、低聲波、低中子、中低密度、高電阻”，安山質(zhì)火山角礫巖表現(xiàn)為“低伽馬、低聲波、中低中子、高密度、中高電阻”，安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r表現(xiàn)為“低伽馬、中低聲波、高中子、低密度、低電阻”，玻屑凝灰?guī)r表現(xiàn)為“中高伽馬、高聲波、高中子、低密度、低電阻”。

表1 陸東—五彩灣石炭系火山巖測井響應(yīng)特征表

圖2 陸東—五彩灣地區(qū)石炭系火山巖測井識別圖

具體采用多參數(shù)相關(guān)分析法，即將測井參數(shù)兩兩交互，可直觀地識別各種火山巖測井特征。其操作流程如下：首先依據(jù)G R，即反映火山巖中放射性元素含量，將各種火山巖分為酸性巖（G R≥9 6 A P I）、過渡類（9 6 A P I＞G R≥5 2 A P I）、中性巖（5 2 A P I＞G R≥1 6 API）和基性巖（16 API＞GR）等4類（圖2－a），其中酸性巖中流紋巖相對較高，通常GR≥104 API；英安巖相對較低（圖2－a虛線以下），通常104 API＞GR≥96 API；過渡類包括安山質(zhì)巖屑凝灰?guī)r和火山灰凝灰?guī)r，兩者可用DEN區(qū)分，即反映火山巖致密程度，DEN＜2.5 g／cm3為玻屑凝灰?guī)r，DEN≥2.5 g／cm3為安山質(zhì)巖屑凝灰?guī)r（圖2－b實線）；中性巖包括安山巖、蝕變安山巖、安山質(zhì)火山角礫巖和安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，其識別較為困難，需要通過多種交匯方法綜合識別。其中安山巖可通過CNL和DEN區(qū)分，主要位于2.38 g／cm3≤DEN＜2.58 g／cm3和12%≤CNL＜20%區(qū)域（圖2－b紅色方框）；蝕變安山巖可通過GR和CNL區(qū)分，比安山巖具有較強(qiáng)的放射性及較高的密度，主要位于40 API≤GR＜52 API和7%≤CNL＜11%區(qū)域（圖2－a）；安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r和安山質(zhì)火山角礫巖受取樣條件的限制，規(guī)律不明顯，可以用Rt大致區(qū)分，即孔隙流體電導(dǎo)率大小，Rt≥20Ω·m為安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，Rt＜20Ω·m為安山質(zhì)火山角礫巖（圖2－c）。

2.2 火山巖分布及巖性特征

根據(jù)研究區(qū)大量薄片、測井響應(yīng)特征及FMI成像資源分析，該區(qū)火山巖分為噴溢相熔巖和爆發(fā)相火山碎屑巖兩大類（圖3），其中熔巖包括玄武巖、安山巖、蝕變安山巖、英安巖和流紋巖；爆發(fā)相火山碎屑巖包括安山質(zhì)火山角礫巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r和玻屑凝灰?guī)r。在巖性識別的基礎(chǔ)上，根據(jù)取心井火山巖厚度統(tǒng)計、構(gòu)造地形特征和火山巖噴發(fā)特點，研究區(qū)東部熔巖偏基性，西部熔巖偏酸性，火山碎屑巖展布面積較大，廣泛分布于周圍區(qū)域，中心部位較少（圖4）。

1）基性玄武巖主要分布在五彩灣凹陷東北部滴南3井附近（圖4－d），含量達(dá)到75.81%，在白家海凸起北部和五彩灣凹陷東部地區(qū)有少許分布，含量低于35%。巖石多為灰黑色，粗玄結(jié)構(gòu)，氣孔—杏仁狀構(gòu)造（圖3－a）。斑晶主要為基性斜長石和輝石，平均含量分別為74%和7.08%，基質(zhì)為微晶斜長石。斑晶綠泥石化、碳酸鹽化現(xiàn)象普遍。

2）中性巖類包括安山巖和蝕變安山巖，主要分布在五彩灣凹陷東部彩25—彩29井區(qū)周緣、滴南凸起南部滴南1井以及東南部滴3井區(qū)（圖4－a），平均含量分別為70.25%、66.92%和46.13%，另外在滴南凸起中部、西北部和東北部有少許分布，含量低于35%。其中安山巖多為灰綠色（圖3－b），交織結(jié)構(gòu)，可見氣孔—杏仁狀構(gòu)造。斑晶主要為中性斜長石和角閃石，平均含量分別為64.43%和5.14%，角閃石可見由極細(xì)粒輝石和磁鐵礦形成的暗化邊，中性斜長石具有明顯的正環(huán)帶或韻律環(huán)帶，綠泥石化普遍，基質(zhì)由微晶斜長石和玻璃質(zhì)組成；蝕變安山巖多為綠灰色，?；豢椊Y(jié)構(gòu)，杏仁狀構(gòu)造（圖3－c）。斑晶主要為中性斜長石和角閃石，平均含量分別為71.50%和13.50%，斜長石環(huán)帶較弱，暗色礦物較多，基質(zhì)為鐵質(zhì)和磁鐵礦。

圖3 陸東—五彩灣地區(qū)石炭系典型火山巖類型圖

3）酸性巖類包括英安巖和流紋巖，主要分布在滴南凸起中部滴西10井區(qū)（圖4－c），含量達(dá)到62.94%，在滴南凸起南部和五彩灣凹陷東部發(fā)育較少，含量不足25%。其中英安巖多為淺紫紅色（圖3－d），霏細(xì)結(jié)構(gòu)，塊狀、流紋狀構(gòu)造。斑晶主要為酸性斜長石或鉀長石、石英和菱鐵礦，平均含量分別為28.00%、26.50%和17.75%，基質(zhì)由斜長石和玻璃質(zhì)組成。長石多發(fā)育鈉長石雙晶，無環(huán)帶，碳酸鹽化普遍，往往與石英組成長英質(zhì)；流紋巖多為灰色，霏細(xì)結(jié)構(gòu)，明顯的流紋狀構(gòu)造。斑晶主要為石英、鉀長石或斜長石、菱鐵礦，平均含量分別為21.43%、17.86%和33.71%，基質(zhì)由斜長石微晶和玻璃質(zhì)組成。

圖4 陸東—五彩灣地區(qū)石炭系火山巖厚度百分含量平面分布圖

4）爆發(fā)相安山質(zhì)火山角礫巖分布較零散，主要集中在滴南凸起西部滴西3井、五彩灣凹陷東部彩30井和白家海凸起北部彩34—彩參2井區(qū)周緣（圖4－b），含量分別為100%、62.13%和38.38%，在滴南凸起西北部僅有零星分布，含量低于15%。安山質(zhì)火山角礫巖多為綠灰色，火山角礫結(jié)構(gòu)，無層理，主要為安山質(zhì)巖屑，含少量晶屑和玻屑（圖3－e）；各種凝灰?guī)r，主要為安山質(zhì)凝灰?guī)r和玻屑凝灰?guī)r，分布范圍廣闊，主要集中在滴南凸起西部滴西4—滴西8井周緣、東部滴12—滴4井周緣、東北部滴8井以及白家海凸起北部彩31—彩參2周緣地區(qū)（圖4－e），平均含量分別為82.22%、79.32%、98.08%和57.35%，在滴南凸起南部和五彩灣凹陷東部發(fā)育相對較少，含量低于31%，其中安山質(zhì)凝灰?guī)r多為淺紫紅灰色，凝灰結(jié)構(gòu)，假流紋狀構(gòu)造，主要為褐紅色雞骨狀、弓狀等玻屑及斜長石晶屑，含少量巖屑（圖3－f）。與巖屑凝灰?guī)r不同的是，斜長石含量較多，平均含量為45.50%；玻屑凝灰?guī)r多為紫紅灰色，凝灰結(jié)構(gòu)，假流紋狀構(gòu)造，主要為玻屑，含少量斜長石晶屑。

3 物性特征及其影響因素

3.1 火山巖儲集空間類型

根據(jù)大量鑄體薄片鏡下觀察和FMI成像觀察發(fā)現(xiàn)，陸東—五彩灣地區(qū)火山巖儲層孔隙類型可分為原生孔隙和次生孔隙2大類、包括氣孔、火山角礫間孔、斑晶溶孔、晶間溶孔、基質(zhì)溶孔、溶縫、風(fēng)化縫、節(jié)理縫和構(gòu)造縫9小類（表2、圖5），其中以次生溶孔和裂縫為主，原生孔隙不發(fā)育［21，23］。各類型孔隙特征如下（表2）：①英安巖和流紋巖主要由長英質(zhì)構(gòu)成，斑晶粒度較細(xì)，密度相對較?。ū?），發(fā)育基質(zhì)溶孔；②中—基性熔巖中斑晶礦物以中基性斜長石為主，斑晶粒度較大，密度相對較大（表1），易于被后期酸性溶液中發(fā)生溶蝕［19］，在斑晶內(nèi)部或者斑晶之間形成各種斑晶溶孔；③各種原生孔在各種熔巖中較為常見，據(jù)薄片觀察，玄武巖和安山巖形成的氣孔較少被充填且膠結(jié)物多為方沸石或硅質(zhì)（圖5－a、j），英安巖和流紋巖形成的氣孔多被方解石（圖5－k）或鐵白云石充填；④各類裂縫與火山巖形成環(huán)境有關(guān)，其發(fā)育受控于構(gòu)造地形和后生改造作用。

依據(jù)孔隙成因及其組合形式，孔隙組合類型可分為原生孔隙型、次生溶孔（洞）型、次生溶孔—裂縫復(fù)合型以及裂縫型等4類。

1）以殘余氣孔為主的原生孔隙主要可見于熔巖中，具備較好的儲集空間，孔隙度可達(dá)12%，但缺乏較好的連通性，滲透率極差，一般不到0.01 mD。

2）以各種次生溶孔，尤其是基質(zhì)溶孔為主，極少包含裂縫的溶孔（洞）型主要發(fā)育在凝灰?guī)r類中，與氣孔相比，具備更大的儲集空間，孔隙度一般在10%左右（表3），滲透率一般小于0.1 mD。

表2 陸東—五彩灣石炭系火山巖孔隙類型及特征表

3）以各種次生溶孔—裂縫為主的復(fù)合型是該區(qū)主要孔隙類型，可分為3種：①斑晶溶孔、晶間溶孔—構(gòu)造縫組合，主要發(fā)育于五彩灣凹陷東部中—基性熔巖及滴南凸起西部火山角礫巖中，此種類型孔物性好，一般孔隙度介于6%～12%，滲透率介于為0.5～5 mD，為較為有利的儲集空間組合；②基質(zhì)溶孔—溶縫、風(fēng)化縫組合，主要發(fā)育于滴南凸起西部酸性熔巖及東部爆發(fā)相火山碎屑巖中，此種類型物性極好，孔隙度可達(dá)20%，滲透率可達(dá)100 mD，為最為有利的儲集空間組合；③以節(jié)理縫為主的蝕變安山巖幾乎不發(fā)育任何原生孔或次生溶孔，僅可見橫向和縱向裂縫交織（圖5－ h），孔隙度較低，平均為4.2%，滲透率較高，一般超過3 mD（表3）。

圖5 陸東—五彩灣地區(qū)石炭系火山巖孔隙類型及成巖后生作用鏡下井下照片

3.2 火山巖儲集性能

據(jù)實驗物性分析及測井物性統(tǒng)計結(jié)果（表3），英安巖和流紋巖因其基質(zhì)溶孔發(fā)育，孔隙之間連通性較好（圖5－e），具備較好的滲流通道，物性最好；安山巖和安山質(zhì)火山角礫巖因其由基性礦物組成，易受后期溶蝕形成各種次生孔縫，物性較好，兩者均屬于“高孔高滲”型；凝灰?guī)r，包括安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r和玻屑凝灰?guī)r，粒度細(xì)，缺乏較好的滲流通道（圖5－l），屬于“高孔低滲”型；蝕變安山巖因其密度大，發(fā)育節(jié)理縫（圖5－h(huán)），屬于“低孔高滲”型；玄武巖因其致密，缺乏足夠的滲流通道，次生溶蝕作用有限，屬于“低孔低滲”型。

表3 陸東—五彩灣地區(qū)石炭系火山巖物性特征表

3.3 儲層物性影響因素

3.3.1 火山巖巖性

對于火山巖來說，其巖性不僅反映了其組成成分，而且還反映了火山巖形成的環(huán)境，包括結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和物性等因素，是影響火山巖儲層物性的直接因素［16］，各種火山巖巖性成分決定了火山巖儲集空間類型和次生溶蝕難易程度，中基性斜長石較酸性斜長石易溶蝕，其成分的含量決定了火山巖次生溶孔類型和物性好壞；結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征也對火山巖后期改造有一定的影響，如安山質(zhì)火山角礫巖其特有的火山角礫結(jié)構(gòu)使得其孔隙度最大達(dá)23.7%，滲透率最大達(dá)145.7 m D（表3），而凝灰結(jié)構(gòu)使得凝灰?guī)r物性較差。研究區(qū)8口井試氣結(jié)果表明，天然氣日產(chǎn)量以英安巖和流紋巖為最高，其次為安山巖和安山質(zhì)火山角礫巖，再次為蝕變安山巖和凝灰?guī)r，而玄武巖則最低（圖6－a）。

3.3.2 構(gòu)造地形

圖6 陸東—五彩灣地區(qū)石炭系火山巖巖性、古地貌與試氣結(jié)果對比圖

上石炭統(tǒng)巴塔瑪依內(nèi)山組火山巖以陸上中心式和裂隙式噴發(fā)為主［23］。綜合研究區(qū)火山巖平面展布特征后認(rèn)為（圖3），火山口主要分布在五彩灣凹陷東部（中—基性熔巖）和滴南凸起西部（酸性熔巖）。該區(qū)火山巖657個物性數(shù)據(jù)表明（表4）：①滴南凸起西部地區(qū)酸性熔巖和各種凝灰?guī)r發(fā)育且風(fēng)化作用較強(qiáng)（圖5－f），形成獨特的風(fēng)化殼儲層，孔隙類型較為豐富，包括各種原生孔、次生溶孔（圖5－e）和裂縫（圖5－f、k），物性相對較好，平均孔隙度為10%，平均滲透率為1.68 mD；②滴南凸起東部地區(qū)主要發(fā)育各種凝灰?guī)r（圖4－e），孔隙類型主要表現(xiàn)為較為孤立分布的基質(zhì)溶孔，物性表現(xiàn)“高孔低滲”特征，孔隙度平均為7.66%，滲透率較差，僅為0.11 mD；③五彩灣凹陷東部主要發(fā)育安山巖及安山質(zhì)火山角礫巖，各種次生溶孔（圖5－c、d）較發(fā)育，孔隙之間連通性較好，孔隙度一般為7.73%，滲透率一般為1.59 mD；④白家海凸起北部主要發(fā)育各種凝灰?guī)r（圖4－e），物性相對較差?？傮w上，位于火山口附近的火山巖物性較好，離火山口較遠(yuǎn)的凝灰?guī)r相物性較差，如白家海凸起北部日產(chǎn)油平均僅0.25 t，日產(chǎn)氣量不到1×104m3。

表4 陸東—五彩灣地區(qū)石炭系火山巖不同構(gòu)造地形物性特征表

另外，在靠近火山口的構(gòu)造高地易形成各種裂縫，如位于滴南凸起西部的中酸性熔巖因風(fēng)化淋濾作用和構(gòu)造應(yīng)力強(qiáng)，溶縫、風(fēng)化縫和構(gòu)造縫等較發(fā)育（圖5－f）。裂縫可適當(dāng)改善火山巖的物性：一方面使得次生孔隙之間相互聯(lián)通，裂縫既可以作為儲集空間，又可以作為滲流通道，大大提高了儲層滲透性；另一方面據(jù)薄片觀察結(jié)果，由成巖作用形成的大量方解石、方沸石和硅質(zhì)等膠結(jié)物堵塞次生孔隙和喉道，又會降低儲層物性，如流紋巖中的方解石充填（圖5－k）。對比不同構(gòu)造地形含油氣性，滴南凸起和五彩灣凹陷均為有利區(qū)塊。相比之下，滴南凸起西部各種裂縫較為發(fā)育，日產(chǎn)氣量近20×104m3，五彩灣凹陷以各種溶孔為主，含油性較好，日產(chǎn)油量超過6 t（圖6－b）。

3.3.3 后生改造作用

通過巖心觀察和薄片分析，可將研究區(qū)火山巖儲層成巖階段可分為巖漿作用、巖漿期后熱液作用、次生溶蝕交代作用、風(fēng)化淋濾作用和深埋改造作用等5個階段。

1）巖漿作用階段形成各種原生孔隙和裂縫，包括玄武巖、安山巖和部分流紋巖中的氣孔和火山角礫間孔（圖5－j），后期被方解石、硅質(zhì)或方沸石充填。

2）巖漿期后熱液階段以硅質(zhì)對原生氣孔充填為特征（圖5－j）。

3）次生溶蝕交代階段是火山巖孔隙形成的主要時期之一，以大量次生溶孔、溶縫形成和礦物蝕變交代為特征，如斑晶溶孔、晶間溶孔的形成（圖5－c、d）以及綠泥石、方沸石、方解石和硅質(zhì)交代充填（圖5－d、k、j）等。五彩灣凹陷溶孔相對發(fā)育，尤其是中基性巖溶蝕現(xiàn)象常見，滴南凸起之上各種裂縫相對發(fā)育（圖5－a、k）。

4）風(fēng)化淋濾階段，地質(zhì)體上升裸露地表，物理風(fēng)化產(chǎn)生大量風(fēng)化縫、構(gòu)造縫，化學(xué)風(fēng)化淋濾作用有利于溶縫的形成和次生孔隙的改善，是火山巖裂縫發(fā)育的主要時期。裂縫在滴南凸起西部高部位較為發(fā)育，常見于安山巖儲層中（圖5－f、k）。

5）深埋改造階段，地殼下降，接受沉積，火山巖受地下水以及有機(jī)酸的改造，形成次生溶孔、溶縫，甚至溶洞。據(jù)薄片觀察，在溶蝕形成的孔隙中，膠結(jié)物及泥質(zhì)充填較少（圖5－g），甚至碳酸鹽膠結(jié)物也可見溶蝕現(xiàn)象（圖5－k），此階段是火山巖次生溶孔形成的又一個有利時期。

據(jù)薄片觀察，研究區(qū)火山巖儲層次生溶蝕和交代充填作用表現(xiàn)較為明顯，對儲層物性影響較大。由溶蝕作用形成各種溶孔和溶縫，如安山巖中性斜長石溶蝕形成的斑晶溶孔和晶間溶孔（圖5－c、d），可大大提高火山巖儲層的孔隙性和滲透性，在深埋改造階段又得到了加強(qiáng)。而充填作用在早期表現(xiàn)為堵塞孔隙，降低了儲層的物性，但在晚期深埋改造階段，充填的膠結(jié)物發(fā)生溶蝕，尤其是碳酸鹽巖將原來占據(jù)的孔隙空間釋放出來，在一定程度上改善了儲層的物性。

4 結(jié)論

1）依據(jù)火山巖測井響應(yīng)特征可以進(jìn)行火山巖巖性識別，研究區(qū)火山巖包括玄武巖、安山巖、蝕變安山巖、英安巖、流紋巖、安山質(zhì)火山角礫巖、安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r和玻屑凝灰?guī)r8種類型，中基性熔巖分布在五彩灣凹陷東部，酸性熔巖和火山碎屑巖主要分布在滴南凸起西部和東部。

2）火山巖孔隙類型可分為氣孔、火山角礫間孔、斑晶溶孔、晶間溶孔、基質(zhì)溶孔、溶縫、風(fēng)化縫、節(jié)理縫和構(gòu)造縫9種，孔縫組合類型可分為原生孔隙型、次生溶孔（洞）型、次生溶孔－裂縫復(fù)合型以及裂縫型等4類，次生溶孔—裂縫為主的復(fù)合型是該區(qū)主要孔縫組合，中—基性熔巖以斑晶溶孔和晶間溶孔為主，酸性熔巖和各種凝灰?guī)r以基質(zhì)溶孔為主；裂縫以溶縫和風(fēng)化縫為主；酸性熔巖中的基質(zhì)溶孔與溶縫、風(fēng)化縫組合物性最好，其次為安山巖和安山質(zhì)火山角礫巖中的斑晶溶孔、晶間溶孔和構(gòu)造縫組合。

3）儲層物性影響因素包括巖性、構(gòu)造地形和后生改造作用，依據(jù)物性的相對高低，研究區(qū)火山巖可分為：“高孔高滲”型——安山巖、安山質(zhì)火山角礫巖、英安巖和流紋巖；“高孔低滲”型——凝灰?guī)r；“低孔高滲”型——蝕變安山巖；“低孔低滲”型——玄武巖；火山口附近火山巖儲層物性較好，以滴南凸起西部物性最好，其次為五彩灣凹陷東部；構(gòu)造高地易形成各種裂縫，油氣產(chǎn)量大，如滴南凸起西部，盆地中心以各種溶孔為主，以產(chǎn)油為主，如五彩灣凹陷；次生溶蝕和交代充填對該區(qū)火山巖儲層影響較大，前者對火山巖儲層物性起到了主要的貢獻(xiàn)作用。

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Characteristics of fractured and porous volcanic reservoirs and the major controlling factors of their physical properties：A case study from the Carboniferous volcanic rocks in Ludong－Wucaiwan area，Junggar Basin

Zhao Ning1，Shi Qiang2
（1.Petroleum Explorati on and Deve l opmen t Resea rch Ins ti tute，Pe t r oCh i na，Bei jing 100083，China；2.Lang fang Branch of Petrol eum Explora ti on and Deve l opment Resea rch Inti tute，Petro China，Lang f ang，Hebe i 065007，Ch i na）

NATUR.GAS IND.VOLUME 32，ISSUE 10，pp.14－23，10／25／2012.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

Volcanic reservoirs have characteristics of fracture－pore dual－porosity，so the relevant studies will focus on the identification of their lithology and the major controlling factors of their physical properties.Taking the Carboniferous volcanic rocks in the Ludong－Wucaiwan area of the Junggar Basin as an example，we analyze the lithology，poroperm characteristics and diagenesis of the volcanic reservoirs through observation of cores，thin sections，regular logging and FMI imaging.The following conclusions are obtained：（1）The neutral－basic lavas are mainly distributed in the eastern Wucaiwan sag，while the acidic lavas and volcaniclastic rocks mainly occur in the western and eastern parts of Dinan salient，and volcanic rocks with different lithologies have different logging responses.（2）The pores of the volcanic reservoirs can be grouped into 3 categories and 9 types，and there are 4 types of pore combinations，including primary pore type，secondary dissolution pore（cavity）type，secondary dissolution pore－fracture hybrid type，and fracture type.（3）The intermediate－basic lavas are dominated by dissolved fractures and weathered fractures，and the physical properties are the best in acid lavas with the combinations of matrix dissolution pores－dissolved fractures and／or weather fractures.（4）Factors controlling volcanic reservoir quality mainly include lithology，tectonic landform and epigenesis.According to relative values of porosity and permeability，volcanic reservoirs can be divided into 4 types.Volcanic reservoirs close to volcanic vents have relatively good quality and fractures may be highly developed on structural highs，thus，oil and gas production are high，and the volcanic reservoirs in this central basin are dominated by dissolution pores and contain mainly oil and less gas.Secondary dissolution and metasomatism－filling are the major factors influencing volcanic reservoir quality in the area，and the former contributes a lot to the reservoir quality.

Junggar Basin，Ludong－Wucaiwan，Carboniferous，volcanic reservoirs，fractured and porous reservoir，reservoir characteristics，physical property，major controlling factors

趙寧等.裂縫孔隙型火山巖儲層特征及物性主控因素——以準(zhǔn)噶爾盆地陸東—五彩灣地區(qū)石炭系火山巖為例.天然氣工業(yè)，2012，32（10）：14－23.

10.3787／j.issn.1000－0976.2012.10.004

國家自然科學(xué)基金項目（項目批準(zhǔn)號：40672021）、中國石油天然氣股份有限公司勘探與生產(chǎn)分公司科技項目。

趙寧，1980年生，工程師；2010年獲中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源地質(zhì)工程博士學(xué)位；現(xiàn)在中國石油勘探開發(fā)研究院非洲研究所從事沉積儲層、高分辨率層序地層學(xué)和儲量評估研究工作。地址：（100083）北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號中國石油勘探開發(fā)研究院南教樓。電話：13521127729。E－mail：williams8021＠petrochina.com.cn

（修改回稿日期 2012－08－06 編輯 居維清）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2012.10.004

Zhao Ning，engineer，born in 1980，is engaged in research of sedimentary reservoir，high－resolution sequence stratigraphy and reserves appraisal.

Add：No.20，Xueyuan Rd.，Haidian District，Beijing 100083，P.R.China

E－mail：williams8021＠petrochina.com.cn