火山熔巖儲層次生孔隙類型的巖相學研究
——以克拉美麗氣田石炭系滴西17井區為例

郗愛華，劉豇瑜，熊益學，周 慧，孫圓輝

(1.西南石油大學，四川 成都 610500;2.中油勘探開發研究院，北京 100083)

火山熔巖儲層次生孔隙類型的巖相學研究
——以克拉美麗氣田石炭系滴西17井區為例

郗愛華1，劉豇瑜1，熊益學1，周 慧1，孫圓輝2

(1.西南石油大學，四川 成都 610500;2.中油勘探開發研究院，北京 100083)

依據巖心資料，通過巖石薄片和鑄體薄片觀察發現，該區火山熔巖發育不同類型的次生孔隙，主要包括斑晶溶孔、基質溶孔、杏仁體溶孔、交代蝕變假杏仁體溶孔、構造縫和溶蝕縫等類型。研究發現，各種次生孔、縫在演化上存在內在的聯系，其形成機理是1個復雜多變的地質過程，主要受火山巖礦物成分、溶蝕作用類型和構造作用的制約。火山熔巖鐵鎂質礦物含量越高，溶蝕作用和構造作用越強烈，儲層儲集物性越好，產能越高。因此，對火山熔巖儲層進行詳細的巖相學研究，有助于進行火山巖儲層的評價和預測。

次生孔隙類型;火山熔巖;石炭系;滴西17井區;克拉美麗氣田

引言

隨著越來越多的非常規油氣田的發現和開發，火山巖已成為重要的油氣儲層［1－3］。火山巖儲集空間按成因可分為原生和次生2大類。盡管火山巖原生孔隙很發育，但原生孔隙一般不連通，或連通性較差，即使存在原生孔隙，若無后期的地質成巖作用改造，也難以形成良好儲層，尤其在深層油氣勘探中，次生孔隙扮演著更為重要的角色［4－5］。因此，正確認識火山熔巖儲層次生孔隙類型的巖相學特征、形成的制約條件及其分布空間，有助于進行有效的儲層評價和預測。

克拉美麗氣田位于準噶爾盆地東南部的滴南凸起之上，自東向西依次包括滴西10、滴西14、滴西18和滴西17井區，主要經歷了海西、印支、燕山及喜山4期構造運動［6］，受滴水泉西和滴水泉北2個基底逆沖斷裂控制［7－8］。

1 火山熔巖儲層次生孔隙類型及其特征

克拉美麗氣田石炭系滴西17井區火山巖儲層主要為中—基性火山熔巖和火山碎屑巖。根據巖心觀測結果表明，熔巖以玄武巖和安山巖為主，火山碎屑巖以火山角礫巖為主。通過對火山熔巖134個巖石薄片和37個鑄體薄片的鏡下統計觀察，發現溶蝕孔和次生縫是構成該區火山熔巖儲層中分布最廣、最重要的儲集空間類型。

1.1 溶蝕孔

研究區主要包括斑晶溶孔、基質溶孔、杏仁體溶孔、交代蝕變假杏仁體溶孔(圖1)。

1.1.1 斑晶溶孔

火山熔巖中常見的斑晶礦物通常為橄欖石、輝石、角閃石和基性斜長石。在后期成巖過程中，特別是在有效流體作用下，基性程度較高的斑晶礦物極易受到溶蝕改造，形成大小不一、形態多變的長柱狀、次圓狀或不規則狀的次生孔隙(圖1a)，多沿斑晶解理縫或斑晶邊緣發育。

1.1.2 基質溶孔

基質溶孔既可由基質微晶或火山玻璃發生溶解直接形成溶蝕孔，也可由基質礦物發生次生蝕變進一步溶解而產生。研究區火山熔巖儲層中基質溶孔普遍發育，孔隙通常為大小不一的星點狀、港灣狀或者不規則透鏡狀等(圖1b)，是該區火山熔巖儲層中最為重要的孔隙類型之一。

1.1.3 杏仁體溶孔

氣孔中充填的石英、方解石、綠泥石、沸石等杏仁體，發生交代溶蝕，形成部分含有殘留杏仁體的溶蝕孔隙。研究區杏體溶孔孔徑大小差異較大，交代溶蝕程度越高，杏仁體溶孔越發育(圖1c)。根據巖心觀察發現，杏仁體溶孔多存在于氣孔－杏仁狀玄武巖和安山巖中，在構造裂隙密集分布區較為發育。

1.1.4 交代蝕變假杏仁體溶孔

致密的火山熔巖受到強烈的熱液蝕變，無論是基質還是斑晶礦物均可在一定范圍內發生交代作用，形成形態上類似于“杏仁體”的次生溶孔(圖1d)。原生杏仁體與基質礦物之間有明顯的邊界，基質礦物一般圍繞杏仁體分布(圖1c);交代蝕變形成的假杏仁體溶孔在單偏光鏡下依稀可見基質礦物的殘留體，基質或斑晶礦物常被“杏仁體”邊界切割。統計發現，交代蝕變假杏仁體溶孔一般發育在致密熔巖構造裂隙密集分布區，與構造裂隙一起構成良好的儲集空間。

1.2 次生縫隙

1.2.1 構造縫

根據巖心觀察、鑄體和巖石薄片鑒定統計發現，研究區火山熔巖中構造縫形態較規則，具有方向性、不同方向裂縫可以相互穿切等特征，部分充填有方解石和有機質(圖1e)。

1.2.2 溶蝕縫

在原生縫隙的基礎上，經過熱液或地下水的溶蝕作用使原生縫受到改造、擴大，構成次生溶蝕縫。研究區溶蝕縫形態不規則，空間分布不具有方向性等特點(圖1f)。

2 火山熔巖儲層次生孔隙的制約條件

2.1 火山巖礦物成分的制約

滴西17井區火山熔巖儲層以玄武巖和安山巖為主，礦物成分主要為輝石、橄欖石和斜長石。在熱液流體或表生風化、淋濾作用下，鐵鎂質礦物和基性斜長石極易發生蝕變，如橄欖石伊丁石化及蛇紋石化、輝石綠泥石化及次閃石化等均可加速次生溶蝕孔的形成。

2.2 溶解作用的制約

火山巖的溶解作用主要表現為溶蝕作用和淋濾作用2種類型。鏡下觀察結果表明，滴西17井區火山熔巖的溶蝕作用主要發生在原生裂隙和構造裂隙密集區，直接影響次生交代蝕變假杏仁體溶孔、基質溶孔和溶蝕縫的形成與發育;風化淋濾作用多發生在火山熔巖上部的風化殼附近，形成火山熔巖頂部各種風化縫、溶蝕縫及溶蝕孔等儲集空間。

圖2 玄武巖構造裂隙與次生溶孔組合鏡下照片

2.3 構造破碎作用的制約

構造作用產生的構造裂隙既可有效地溝通孤立孔隙，為流體運移提供通道，也可自身溶蝕形成更大規模的次生溶蝕孔、縫，在原生孔隙不發育的致密巖相帶，構成有利的儲集空間(圖2)。因此，構造破碎作用對研究區火山巖儲層具有建設性意義。

2.4 火山熔巖次生孔隙分布空間物性評價

滴西17井區無論是玄武質還是安山質熔巖均較致密，構造破碎較強烈，所產生的構造裂隙通常作為油氣和流體運移通道，微細的構造裂隙作為儲集油氣的有利空間，沿構造裂隙次生孔、縫發育(圖3)，構造破碎作用是產生次生孔隙的主要原因［5，9－10］。同時，研究區風化淋濾、溶蝕作用強烈，次生孔隙發育，儲集物性好，次生孔隙的發育程度還與風化淋濾、溶蝕作用密切相關［11－12］。

圖3 克拉美麗氣田滴西17井區次生儲集空間平面分布

通過巖相學觀察，發現滴西17井區火山熔巖中存在大量交代蝕變假杏仁體溶孔，普遍分布于構造裂隙密集區，其存在對火山巖儲層具有積極意義(表1)。由于普遍發育交代蝕變假杏仁體溶孔，使該段儲層的有效孔隙度高達17.6%，水平滲透率高達1.26×10－3μm2，為中孔、低滲、連通性好的中等儲層，其試油結果為油氣同層。因此，熔巖中發育的交代蝕變假杏仁體溶孔可作為有利的油氣儲集空間。

3 結論

(1)滴西17井區火山熔巖發育多種類型的次生孔隙，主要包括斑晶溶孔、基質溶孔、杏仁體溶孔、交代蝕變假杏仁體溶孔、構造縫和溶蝕縫等類型。

表1 滴西17井區火山熔巖主要儲集空間物性參數

(2)火山熔巖次生孔隙的形成機理是1個復雜的過程，受礦物成分、溶解作用和構造破碎作用的制約。其中，礦物成分是形成次生孔隙的物質基礎和前提，溶解作用和構造破碎是形成次生孔隙的主要作用方式。

(3)火山熔巖次生孔隙的發育具有多變性特征，根據已有勘探資料表明，火山熔巖鐵鎂質礦物含量越高，溶解作用和構造作用越強烈，火山熔巖次生孔隙越發育，儲層物性越好，產能越高。因此，對火山熔巖次生孔隙的巖相學及其制約條件的研究，有助于進行有效的儲層評價和預測。

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編輯 黃華彪

TE122.3

A

1006－6535(2012)05－0026－04

10.3969/j.issn.1006－6535.2012.05.006

20120223;改回日期:20120425

國家重點基礎研究發展計劃“973”項目“火山巖氣藏有效儲層內部結構特征及滲流規律”(2007CB209507)

郗愛華(1963－)，女，教授，1987年畢業于長春地質學院礦產普查與勘探專業，2003年畢業于吉林大學礦物巖石礦床學專業，獲理學博士學位，現主要從事礦物巖石礦床學和資源勘查專業教學和研究工作。