準噶爾盆地西北緣五八區(qū)二疊系佳木河組火山巖儲層物性特征研究

劉明軍

（油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室（長江大學(xué)），湖北 武漢430100）

袁述武，解克萍，溫偉

（中石油新疆油田分公司第二采油廠，新疆 克拉瑪依834000）

陳開研，梅華平

（油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室（長江大學(xué)），湖北 武漢430100）

五八區(qū)位于準噶爾盆地西北緣西部隆起帶上，包括紅車斷階帶、克－百斷裂帶和中拐凸起。五八區(qū)二疊系佳木河組發(fā)育有火山巖，并伴有正常碎屑巖及過渡型的火山碎屑巖。研究區(qū)火山巖存在大量溶蝕和裂縫，儲層物性比較好，目前在火山巖中也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量的油藏［1］。前人對五八區(qū)火山巖的巖相、儲層類型等已有了一定的研究。但是研究區(qū)火山巖巖性復(fù)雜，孔縫類型多樣，儲層的控制因素多樣等因素使得該區(qū)火山巖儲層特征研究工作受到制約。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，使用詳實的資料，運用多種研究方法，對五八區(qū)佳木河組火山巖儲層特征進行探討，為尋找火山巖油氣藏及開發(fā)火山巖油氣藏提供借鑒。

1 火山巖相及巖石類型

研究區(qū)的火山巖多沿斷裂分布，火山以裂隙式火山為主，也零星分布有中心式火山。研究區(qū)以噴溢相、爆發(fā)相、再搬運火山碎屑巖相為研究重點［2－4］。

噴溢相指火山噴發(fā)過程中巖漿熔體從地下深處以火山通道上升至地表，自火山口向外溢流，最終冷凝沉積于火山斜坡處。噴溢相的巖石類型有安山巖、流紋巖、玄武巖等熔巖，研究區(qū)以安山巖為主。噴溢相分為上部亞相和下部亞相［3－4］。上部亞相多為氣孔型熔巖，孔隙類型以原生的氣孔為主，但氣孔的連通性較差，屬于中孔特低滲儲層。下部亞相的熔巖氣孔不發(fā)育，但裂縫較發(fā)育，多為中低孔高滲儲層。

爆發(fā)相是火山爆發(fā)的火山碎屑物、火山灰在地表堆積而成，巖性以凝灰?guī)r為主。爆發(fā)相分為熱碎屑流亞相和熱基浪亞相［4－6］。熱碎屑流亞相以巖屑、晶屑凝灰?guī)r為主，可見不明顯的正韻律，基質(zhì)支撐，溶蝕發(fā)育。熱碎屑流亞相發(fā)育粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔，可作為良好的儲集相帶?；藖喯嘁跃?、玻屑凝灰?guī)r為主，相對致密，儲集物性差。

再搬運火山碎屑巖相是火山巖與沉積巖的過渡相，為距離火山口較遠處的邊緣相帶沉積。以沉凝灰?guī)r和沉火山角礫巖為主，多呈現(xiàn)正韻律［3、5］。沉凝灰?guī)r致密，缺少次生溶孔，難以形成有效儲層。沉火山角礫巖以粒內(nèi)、粒間溶孔為主，也發(fā)育裂縫，作為良好的儲集空間。

2 火山巖儲層空間類型

2.1 孔隙類型

孔隙是該區(qū)火山巖儲層的重要儲集空間之一，按其成因可將火山巖的孔隙分為原生孔隙和次生孔隙2大類［7－10］（見表1）。

表1 五八區(qū)二疊系孔縫類型

熔漿在噴出地表冷凝過程中，易產(chǎn)生大量的氣孔、收縮孔和收縮縫［8－10］，但該類孔縫連通性差。在火山碎屑巖中，巖石顆粒在壓實作用下起支撐作用，使顆粒間殘留原生孔、縫，該類孔縫相對來說連通性好，儲集性能強［9］。

溶蝕作用使火山巖顆粒及顆粒間的填隙物或礦物晶體遭受溶蝕，改造巖石的原生孔隙結(jié)構(gòu)［9］，很大地提高儲層的儲集性能。

2.2 裂縫類型

在火山巖的熔巖儲層中，裂縫是最重要的儲集空間類型［10］。冷凝收縮縫和隱爆裂縫是在巖漿冷凝過程中形成，可以將原生的氣孔、收縮孔等連通起來，形成油氣儲集空間。構(gòu)造裂縫改變巖石中的孔隙結(jié)構(gòu)，大大地提高儲層的儲集性能，對儲層的貢獻最為明顯［9－12］。火山巖在成巖過程中經(jīng)受風(fēng)化剝蝕及流體淋濾等作用影響，會產(chǎn)生大量風(fēng)化裂縫、溶蝕裂縫，對火山巖儲層的物性也起到改善作用［13－14］。

3 火山巖儲層控制因素

3.1 巖相和巖性

火山巖相決定了火山巖的巖石類型，巖性是影響火山巖儲層好壞的直接因素，無論是原生孔隙還是次生孔隙，在一定程度下均受巖性的影響［15－17］。通過對工區(qū)內(nèi)473個巖心樣品的孔隙度和滲透率資料進行分析，繪制了不同巖性的物性圖（見圖1～圖2）。

該區(qū)佳木河組玄武巖、安山巖以及流紋巖中主要發(fā)育的原生孔隙類型為大小不等的氣孔、杏仁殘余孔、晶間晶內(nèi)溶孔等，孔隙度相對較高。流紋巖和安山巖發(fā)育有構(gòu)造縫、溶蝕縫、風(fēng)化縫等裂縫，使其滲透性能好；凝灰?guī)r和沉火山角礫巖的粒內(nèi)溶蝕孔隙、晶間溶蝕孔、晶間溶蝕孔等比較發(fā)育，孔隙度值相對高；沉凝灰?guī)r與玄武巖溶蝕和裂縫都不發(fā)育，導(dǎo)致孔滲性能比較差，含油性相對較差。

圖1 各巖性孔隙度均值直方圖

圖2 各巖性滲透率均值直方圖

3.2 成巖作用

研究區(qū)的火山巖的成巖作用主要有溶蝕作用、冷凝收縮作用、揮發(fā)分逸散作用等（見表2）。對火山巖儲層貢獻最大的成巖作用是溶蝕作用。溶蝕作用使巖石形成次生孔隙，從而能增加有效的儲集空間，提高巖石的孔滲性，對火山巖儲層起著積極的改造作用［19－20］。膠結(jié)作用、充填作用和壓實作用將火山巖儲層中的孔縫膠結(jié)和充填，使得火山巖儲層的孔隙度和滲透率降低。

表2 火山巖成巖作用類型及特征

3.3 構(gòu)造作用

后期的構(gòu)造作用使得該區(qū)出現(xiàn)多期構(gòu)造裂縫出現(xiàn)，構(gòu)造裂縫是改善該區(qū)火山巖油氣儲滲性能的重要作用之一［21］，對油氣的運移與聚集發(fā)揮著重要的控制作用。克007井3069.00～3079.00m的安山巖裂縫發(fā)育，巖心破碎。該段安山巖儲層平均孔隙度為5.96%，而裂縫張開未準確測得滲透率，日產(chǎn)油量27.18t，日產(chǎn)氣量0.225×104m3。由此可見，裂縫對于改善火山巖儲層質(zhì)量起著重要的作用。

4 結(jié)論

1）研究區(qū)佳木河組噴溢相的上部亞相為氣孔型熔巖，但氣孔連通性差；下部亞相為裂縫性熔巖，滲透率很高，物性較好；熱基浪亞相以晶屑玻屑凝灰?guī)r為主，相對致密，物性差；熱碎屑流亞相主要為巖屑、晶屑凝灰?guī)r，溶蝕較發(fā)育，物性較好；再搬運火山碎屑巖亞相的沉火山角礫巖可形成溶孔及裂縫，物性相對較好?；鹕綆r的有利相帶有下部亞相、熱碎屑流亞相和再搬運火山碎屑巖亞相。

2）佳木河組安山巖和流紋巖的物性比較好，因為這2類火山巖的裂縫比較發(fā)育、滲透性比較好；凝灰?guī)r和火山角礫巖的粒內(nèi)溶蝕孔隙、晶間溶蝕孔、晶間溶蝕孔等比較發(fā)育，孔隙度相對高，但由于缺少裂縫，使其滲透率相對較低。因此，準確地對火山巖裂縫預(yù)測，尋找裂縫發(fā)育帶可作為火山熔巖勘探的一個重點。

3）火山巖儲層的主控因素包括巖性、火山巖相、成巖作用及構(gòu)造作用。火山巖相控制火山巖巖性，巖石類型決定了孔隙和裂縫的類型，進而決定火山巖儲層物性的好壞。安山巖、凝灰?guī)r、沉火山角礫巖的儲層物性較好，且溶蝕作用和構(gòu)造裂縫在其中起著重要作用。

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