湖相“白煙型”噴流巖
——新型的致密油儲層類型——以準噶爾盆地西緣烏爾禾地區風城組為例

傅　饒，鄭榮才，常海亮，祁利祺，文華國，李　云

（1.成都理工大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室，成都610059；2.中國石油新疆油田分公司實驗檢測研究院，新疆克拉瑪依834000）

湖相“白煙型”噴流巖
——新型的致密油儲層類型——以準噶爾盆地西緣烏爾禾地區風城組為例

傅饒1，鄭榮才1，常海亮1，祁利祺2，文華國1，李云1

（1.成都理工大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室，成都610059；2.中國石油新疆油田分公司實驗檢測研究院，新疆克拉瑪依834000）

下二疊統風城組為準噶爾盆地西緣烏爾禾地區重要的原油產層，儲層巖性為云質巖類，具有典型的致密儲層性質，為一類成因尚不為人們所熟悉的、但具備巨大油氣勘探開發潛力的新型湖相“白煙型”噴流巖。以巖心觀察描述、薄片鑒定、掃描電鏡觀察、X射線衍射和物性分析資料為基礎，以熱水沉積學理論為指導，探討了此類致密油儲層的成因特征，提出同期火山噴發-湖底熱液噴流-“內、外源”碎屑摻合的混合沉積模式，確定儲層發育和分布受4種因素控制：①半深湖—深湖環境為湖底噴流巖致密油儲層的發育奠定了物質基礎；②構造破裂和溶蝕是改善儲層物性和在致密油儲層中形成“甜點”的主要作用方式；③區域構造格局和斷裂構造的繼承性活動，控制了噴流巖致密油儲層的區域分布，提供了同期火山噴發、熱液噴流、成巖期流體溶蝕改造及油氣運移成藏的通道；④半深湖—深湖相“白煙型”噴流巖聚集區中具備多期次構造破裂和熱液溶蝕作用的疊合部位，是有利的致密油儲層“甜點”分布位置，也是致密油藏的預測目標。

云質巖類；“白煙型”噴流巖；新型致密油儲層；下二疊統風城組；烏爾禾地區；準噶爾盆地

0　引言

噴流巖，又稱熱水沉積巖（hydrothermal sedimentary rock），是指來自地層深部的熱水或熱液流體噴出地表發生沉積所形成的巖石［1］。自20世紀60年代以來，美、英、德等國的地質學家相繼發現紅海的深海海底熱水噴流活動及東太平洋海隆21°N海底的“黑煙囪（Black Smoker）”，由此揭開了熱水沉積巖，即噴流巖研究的序幕［2］。近半個世紀內相關的研究成果極其豐富，但大多數集中在海相，部分為湖相“黑煙囪”、“sedex”金屬硫化物礦床成因及熱液噴口熱水生物群等方面的研究［3-10］。自21世紀初于酒泉盆地下白堊統下溝組發現國內外第一例湖相鈉長石-鐵白云石質的“白煙型”噴流巖［11］以來，對半深湖—深湖相噴流巖的研究不斷取得重要進展，如酒泉盆地下白堊統下溝組、準噶爾盆地烏夏和吉木薩爾地區下二疊統風城組與中二疊統平地泉組、三塘湖盆地與吐哈盆地中二疊統蘆草溝組等硅質-鈉長石質-重晶石質-鐵白云石質等復雜組合的巖石類型，大多都被確定為湖相“白煙型”噴流巖［12-16］，并在此類噴流巖的致密油儲層中取得重要的油氣勘探成果［17-18］。類似的儲層在二連盆地、環渤海灣盆地等中新生代陸相含油氣盆地中都有發現［19-20］并取得了油氣勘探效益。由此顯示噴流巖為一類具備巨大勘探開發潛力的新型致密油儲層，但同時也面臨著對湖相“白煙型”噴流巖及其油氣地質意義了解甚少，勘探風險大等突出的難點?；谥旅苡蛢佑蜌饪碧介_發的意義越來越受到國內外石油工業界的重視，已成為非常規油氣勘探領域新熱點的現狀［21-23］，筆者以準噶爾盆地西緣烏爾禾地區下二疊統風城組湖相“白煙型”噴流巖為對象，以巖心描述、薄片鑒定、掃描電鏡觀察、粉晶X射線衍射及物性分析等數據為基礎，對此類型致密油儲層特征和控制因素進行分析，以期為同類型儲層的研究提供可資借鑒的實例。

1　區域地質概況

準噶爾盆地西緣烏爾禾地區在早、中二疊世處于前陸盆地構造演化階段［24-25］。該區早二疊世火山活動強烈，在主體以噴發中、酸性火山熔巖和火山碎屑巖的背景中，先后接受了下二疊統佳木河組和風城組以云質巖類為代表的“白煙型”噴流巖沉積，間夾正常的陸源泥巖、粉砂質泥巖和泥質粉砂巖沉積，至中二疊世晚期火山噴流活動漸漸停息，先后接受了中二疊世夏子街組沖積扇、扇三角洲和下烏爾禾期湖泊相沉積體系［16-17］。研究區位于準噶爾盆地西北緣烏夏斷裂帶西側烏爾禾構造帶（圖1），可劃分為斷裂帶和斜坡帶2個次級構造單元［25］，儲層為風城組云質巖類［15］。由于斷裂發育且深層構造活動較頻繁，沿烏夏斷裂帶兩側配生有較多與主干斷裂平行或斜交的次級斷層，構成一系列向盆地方向下傾的斷階，為油氣的運移以及成藏提供了有利條件［26-27］。同時，與斷裂伴生的構造裂縫也很發育，有效地改善了儲層物性，裂縫發育區往往是風城組致密油儲層“甜點”位置［15］。

圖1　準噶爾盆地構造及烏爾禾地區地理位置［28］Fig.1　The structure of Junggar Basin and location of Urho area

根據巖性組合和沉積環境的差異性，烏爾禾地區下二疊統風城組自下而上可劃分為3個巖性段：風一段（P1f1）為灰、深灰色薄—中層狀凝灰巖、白云質泥巖及泥質白云巖互層；風二段（P1f2）為深灰、灰黑色薄層狀泥質白云巖與白云質泥巖互層；風三段（P1f3）為深灰色薄—中層狀泥質白云巖與白云質泥巖互層，向上粉砂質增多，逐漸過渡為灰色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖和白云質粉砂巖互層組合，凝灰質和白云質組分逐漸減少而砂質含量增多且略趨變粗的變化趨勢明顯（圖2）。

圖2　烏爾禾地區風城組沉積相柱狀圖（風南4井）Fig.2　The columnar section of sedimentary facies of Fengcheng Formation in Urho area

2　噴流巖致密油儲層特征

2.1巖性特征

在以往的研究中，風城組致密油儲層的巖性被劃分為云質巖類、泥巖類、粉砂巖類、凝灰巖類和鹽巖類等巖石類型，各類型巖石的結構雖然都很細且非常致密，但都具有不同程度的含油氣性，其中以云質巖類的含油氣性最好。以下重點介紹非正常沉積的云質巖類、凝灰巖類和鹽巖類特征。

2.1.1云質巖類

此類型巖石在研究區最為豐富，包括泥—微晶白云巖（圖版Ⅰ-1）、泥質白云巖（圖版Ⅰ-2）、微—粉晶白云巖（圖版Ⅰ-3）、粉砂質泥—微晶白云巖（圖版Ⅰ-4）、（含鹽）凝灰質白云巖和含云晶屑凝灰巖（圖版Ⅰ-5）等。在以往的研究中，此類富云和含鹽的云質巖類被認為是干旱炎熱氣候條件下的鹽湖沉積產物［29］，但基于此巖類中普遍出現正常沉積巖難以解釋的礦物組合和結構構造，筆者認為其屬于湖底熱鹵水噴流沉積作用的產物，即“白煙型”噴流巖［12］，主要有以下幾方面的依據。

（1）異常的物質組分和礦物組合類型

研究區風城組廣泛發育的紋層狀和條帶狀云質巖類中的白云石體積分數為10%～80%，多具泥—微晶結構，經XRD分析，主要為鐵白云石和含鐵白云石，少量為正常白云石，因而用準同生或成巖期白云石化交代作用很難解釋此類泥—微晶鐵白云石和含鐵白云石的成因，但其與酒泉盆地下溝組已被證實為熱液沉積成因的鐵白云巖組分特征［11-13］基本一致，因此，推斷此類泥—微晶鐵白云石是湖底熱鹵水噴流沉積的產物。

（2）異常的結構構造

①由異常物質組成的水平紋層理（圖版Ⅰ-6～Ⅰ-7），主要由鐵白云石或含鐵白云石紋層、硅質紋層或凝灰質紋層與正常沉積的泥質紋層的任意二元和三元組成，局部含有碳酸鈉鈣石紋層和碳酸氫鈉石紋層，紋層厚度一般小于1.0 mm，紋層內的礦物多呈隱—微晶質。

②異常的條帶狀構造，主要由異常沉積的結晶度明顯粗于紋層的鐵白云石、硅質條帶、鹽類礦物和正常泥質沉積物的相對富集構成（圖版Ⅰ-6～Ⅰ-8），以具微—粉晶結構的鐵白云石條帶為主，局部重結晶為細—中晶結構，一般厚2～10 mm。紋層狀或條帶狀構造反映了湖底熱鹵水來源、組分、性質和物化條件與具有韻律性變化過程及其所控制的礦物結晶分異作用有關，同時還反映了有利于湖底熱液聚集和沉積的深水湖盆環境具有間歇性熱液噴流沉積的典型標志［11-13］。

③塑性變形構造（圖版Ⅰ-8），其基質巖組分為紋層狀云質巖類，垂向上往往在非變形層中呈夾層出現，橫向上與非變形層呈過渡關系，顯示為同沉積期變形作用的產物，其成因被認為與熱液快速沉積形成的坡狀地形有關，因此，可指示近熱液噴流口的位置。

④小型階梯狀同沉積正斷裂構造（圖版Ⅰ-9），主要發育于中—薄層狀云質巖類夾薄層狀云化泥巖中，表現為紋層和條帶被錯斷的階梯狀，往往與塑性變形構造共存，斷面平滑、陡立和規則有序，但未切斷層系且不具共軛性，也被認為是同沉積期產物（圖版Ⅰ-5），可指示近熱液噴流口的坡狀地形位置。

⑤熱液碎屑結構和角礫結構，在紋層狀的云質巖類中，偶爾可見到呈“飄浮”狀分布的棱角—次棱角狀砂屑和礫屑（圖版Ⅰ-10～Ⅰ-12），其組分主要為由鐵白云石組成的泥—微晶白云巖，較粗粒的碎屑間被碳酸鈉鈣石、硅硼鈉石及硅質團塊充填膠結。其成因與熱液噴流休眠期的持續增溫和增壓后，噴流口內由超溫、超壓引起的熱液沸騰爆炸，將噴流口內、外先期的沉積物震碎有關［11-12］，因此又可稱之為噴爆內碎屑，如同碳酸鹽內碎屑，以2 mm為界限，按粒度可劃分為碎屑和礫屑。較細的碎屑大多數被湍急的噴爆流攜帶到噴流口外側寧靜的熱水池，形成紋層狀噴流巖中呈“飄浮”狀分布的砂屑沉積物；較粗的礫屑主要滯留在噴流口，形成水爆角礫巖（圖版Ⅰ-10～Ⅰ-11），又被稱為震積角礫巖，因此，熱液內碎屑結構的出現也是研究區風城組沉積期發育有熱水噴流沉積作用的重要證據之一。

⑥網脈狀構造，其典型特征表現為硅硼鈉石、碳酸鈉鈣石和碳酸氫鈉石等鹽類礦物及次生石英和方解石充填基巖裂縫，脈體呈樹枝狀和網脈狀分布（圖版Ⅰ-10），被視為識別熱流體運移通道和噴流口所在位置的最直接標志［12］。

2.1.2凝灰巖類

研究區常見的、以往被稱為“泥云巖”或“云泥巖”的云質巖類，經薄片鑒定大多數為凝灰巖類，其類型較多，包括白云質凝灰巖（圖版Ⅰ-13）、含云晶屑凝灰巖（圖版Ⅰ-5）、粉砂質凝灰巖和云化凝灰巖等，通常呈灰色，巖性較為致密，常含有硅質紋層或夾有具微細水平層理和沙紋層理的粉砂質、泥質條帶，裂縫很發育，但大部分被白云石、方解石和硅質等次生礦物充填。凝灰質組分的大量出現，證明研究區風城組沉積期受火山噴發活動的影響強烈。

2.1.3鹽巖類

研究區風城組鹽類礦物豐富且類型獨特［29-30］，除石鹽（NaCl）外，在其他鹽湖沉積區很少見的硅硼鈉石［Na（BSi3O8）］、碳酸鈉鎂石（Na2CO3·2MgCO3）、碳酸鈉鈣石（Na2CO3·2CaCO3）、碳酸氫鈉石（Na·HCO3）及氯化鎂鈉石（Na2CO3·2MgCl2）等鹽類礦物，但卻在風城組中較為常見，尤其是以硅硼鈉石和碳酸鈉鈣石最為豐富。在產狀上，較純的硅硼鈉石巖多以具堆晶結構的薄夾層，或以板條狀、楔狀斑晶的形式賦存在云化凝灰巖中（圖版Ⅰ-14～Ⅰ-15），而碳酸鈉鈣石在云化凝灰巖中主要呈粒狀晶體的結核體產出（圖版Ⅰ-16），再或者這2類鹽類礦物均以紋層狀、條帶狀和透鏡狀的形式（圖版Ⅰ-17）產出在白云質凝灰巖和凝灰質白云巖中。在以往的研究中，含有上述復雜鹽類礦物的云質巖類都被認為是蒸發巖沉積組合［31］。依據鹽類礦物主要賦存于凝灰巖中，或在鹽類礦物紋層或條帶中富含凝灰物質，抑或二者呈毫米至厘米級的互層夾持于大套深湖相暗色泥頁巖中，而在濱、淺湖相的沉積中尚未見到上述復雜鹽類礦物的蹤跡，認為研究區風城組中的鹽類礦物與同期火山活動關系密切，為與同期火山活動有關的半深湖—深湖的湖底熱水沉積產物［12-13］。類似的情況在東非裂谷帶上坦噶尼喀湖深湖底和正在發生鹽類礦物沉積的現代熱液噴口附近出現過，而噶尼喀湖濱、淺湖仍為淡水環境［32］。有意義的是，古鹽度研究表明，研究區風城組沉積期具有水體鹽度波動范圍很大和局部鹽度很高的特點，高鹽度沉積區主要分布在半深湖—深湖沉積區內相對低洼的部位（圖3），并與基底斷裂活動帶的位置相疊合。

圖3　云化巖類厚度與古鹽度等值線疊合圖Fig.3　The congruent map of isoline about thickness of dolomized rocks and paleosalinity

2.2沉積相特征

在已有的眾多研究成果中，將烏爾禾地區風城組確定為陸緣近海湖沉積體系并無爭議［30］，并從中細分出濱湖、淺湖、半深—深湖和扇三角洲亞相及眾多微相類型。已揭露的致密油儲層幾乎無一例外地屬于半深—深湖亞相，其原生沉積構造主要為反映深水環境的水平紋層理、包卷層理及條帶狀構造、揉皺變形構造和小型階梯狀同沉積斷裂構造（圖版Ⅰ）。研究區風城組下部常產有孔蟲和海百合等海相化石，雖然數量很少，但也反映了風城組早期有海水存在［30］，而干酪根顯微組分的主體為無定型無結構鏡質體，少量為具孢粉體結構的鏡質體，與風城組沉積時屬于陸緣近海湖環境相適應。以半深湖—深湖環境為背景，按照物質組分和成因特征，可將半深—深湖亞相劃分為成因上有聯系的火山灰流沉積和熱液噴流沉積2個微相。

2.2.1火山灰流沉積微相

巖性主要為深灰色云質凝灰巖，夾灰白色碳酸鈉鈣石紋層、條帶和薄層狀硅硼鈉石巖和紋層狀云質巖類，水平層理很發育，孔隙不發育。凝灰巖的廣泛發育顯示烏爾禾地區早二疊世具有劇烈的基底斷裂構造活動，不僅為火山噴發活動提供了通道，同時也為熱鹵水脈動性噴流沉積活動創造了有利條件。

2.2.2熱液噴流沉積微相

巖性主要為被統稱為“云質巖類”的白云質泥巖、泥質白云巖、粉砂質白云巖、凝灰質白云巖和泥—微晶白云巖等，富含呈灰白色紋層狀、條帶狀和不規則團塊狀分布的硅硼鈉石、碳酸鈉鈣石、碳酸氫鈉石及石鹽等鹽類礦物和凝灰質組分，發育水平層理和包卷層理，局部見階梯狀同生小斷層和順層面密集分布的噴爆內碎屑，發育溶孔和低角度裂縫，部分裂縫被原油和炭化瀝青充填。特別是云質巖類的區域分布明顯受烏夏地區基底斷裂控制，與區域上半深湖—深湖相區和高鹽度分布區的位置相一致（參見圖3）。這一特殊的地質產狀，證明云質巖類的成因與沿基底斷裂發育的火山噴發作用和以基底斷裂為噴溢口的高鹽度熱鹵水脈動性噴流活動及間歇性熱水沉積作用有關，在巖性組合上表現為火山灰流沉積、熱水沉積、正常泥及粉砂沉積構成的二元、三元或更多元紋層組成的巖石結構。因此，可將火山灰流沉積微相與熱液脈動性噴流沉積微相視為同期的、成因上有聯系的地球內動力作用形成的孿生物。

2.2.3沉積模式

綜上所述，烏爾禾地區風城組半深湖—深湖相沉積并非單一湖底熱液噴流沉積成因，而是伴隨有火山噴發和陸源碎屑進入盆內，與同期沉積的云質巖類形成“間斷-交叉”或摻合形式的二元或多元“內、外源”物質的混合沉積成因。其中，內源物質是指熱液噴流沉積形成的含鐵白云石、各種鹽類礦物、有機質和火山噴發帶入的凝灰物質；外源物質是指來源于扇三角洲前緣亞相帶的受洪水、地震及火山活動等地質事件影響而被帶入半深湖—深湖區的陸源碎屑和泥質物。在此基礎上，提出研究區風城組火山噴發-湖底熱液噴流-“內、外源”碎屑摻合的混合沉積模式［16］（圖4）。

圖4　烏爾禾地區風城組陸緣近海湖熱液噴流-內外源混積模式Fig.4　The sedimentary model of lake hydrothermal jets-internal and external sources of Fengcheng Formation in Urho area

2.3儲層特征

2.3.1儲集空間類型

（1）孔隙類型

烏爾禾地區風城組以云質巖類為主的噴流巖致密油儲層的孔隙較簡單，主要為晶間孔（圖版Ⅰ-14）和各類次生溶孔與溶洞（圖版Ⅰ-14、圖版Ⅰ-18～Ⅰ-19），其中晶間孔的孔徑一般為10至數十微米，常見于自生礦物的集合體中，對儲層的孔滲性有一定的貢獻，但數量很有限。最有利儲層發育的孔隙類型為次生溶孔，常由鐵白云石、白云石、方解石、硅硼鈉石和碳酸鈉鈣石等易溶礦物被溶蝕而成，孔徑大小不一，為數十微米至數百微米。

（2）裂縫

研究區風城組噴流巖致密油儲層的裂縫較為發育，其成因類型有2種：其一是成巖過程中由壓裂作用形成的成巖壓裂縫，此類裂縫多呈雜亂的網狀分布，幾乎全被充填，對儲層的孔滲性基本無貢獻；其二是構造運動中形成的構造破裂縫，產狀多變，既有中—低角度的斜交縫，也有高角度縫或直立縫，密度一般為3～10條/m，縫長5～120 cm，縫寬0.2～10.0 mm，其斷面較平直，縫內充填物很少，因而此類裂縫的開啟程度較高，可非常有效地提高儲層的孔滲性，對儲層發育非常有利（圖版Ⅰ-20）。據已有資料分析，構造破裂縫受構造活動影響強烈，往往被進一步溶蝕改造。構造破裂縫在主斷裂兩側的位置發育程度很高，已鉆獲商業油流的鉆井近90%都處在主斷裂帶兩側裂縫發育的部位，而在遠離主斷裂的位置，裂縫發育數量和規模均減小，油井鉆獲成功率低。

研究區風城組云質巖類非定向樣品聲發射實驗結果表明，對應Kaiser效應點的構造裂縫有3個主要發育期，分別為印支期、燕山期和喜山期（圖5），其中印支期和燕山期裂縫起決定性作用。

圖5　烏爾禾地區風城組云化巖類聲發射實驗AE曲線（風南4井，4 577.3 m）①喜山期；②燕山期；③印支期Fig.5　The AE curve of acoustic emission experiment of dolomitized rocks of Fengcheng Formation in Urho area

2.3.2物性和孔隙結構特征

（1）物性特征

298件樣品的物性數據統計結果（表1）表明：研究區風城組正常沉積的粉砂巖類平均孔隙度為4.6%，平均滲透率為2.81 mD；云質巖類平均孔隙度為2.54%，平均滲透率為2.54 mD；凝灰巖類平均孔隙度為1.55%，平均滲透率為2.21 mD；鹽巖類平均孔隙度為5.18%，平均滲透率為7.59 mD?？傮w上看，4種不同巖類的儲層物性均較差，結合儲層孔-滲相關性分析（圖6），反映出裂縫，特別是構造裂縫，對改善儲層物性，尤其是滲透性具有重要貢獻，研究區儲層為典型的孔隙-裂縫型低孔、低滲致密油儲層［21］。

表1　烏爾禾地區風城組各巖類的孔滲分析數據平均值統計Table1　The statistics of properties of different reservoir rocks of Fengcheng Formation in Urho area

（2）孔隙結構特征

11件樣品的壓汞數據（表2）表明，研究區風城組各類云化巖、凝灰巖和鹽巖的基質孔隙結構都很差，毛管喉道半徑細小，普遍小于1 μm，壓力曲線呈細歪度，孔喉分布均勻度中等—差，分選系數小于3，對應的儲層孔隙度僅為0.90%～3.83%，滲透率很低，大部分小于0.1 mD，為典型的低孔、低滲儲層結構特征。

圖6　烏爾禾地區風城組儲層孔滲關系Fig.6　Relationship between porosity and permeability of Fengcheng Formation in Urho area

表2　烏爾禾地區風城組儲集巖孔隙結構參數Table2　Pore texture parameters of reservoir of Fengcheng Formation in Urho area

3　儲層控制因素分析

綜上所述，烏爾禾地區風城組湖相“白煙型”噴流巖致密油儲層的發育，無疑受到多種因素的控制與影響。

3.1沉積相和巖性與儲層發育的關系

烏爾禾地區二疊系風城組主體屬于陸緣近海湖相沉積體系，發育有濱湖、淺湖、半深湖—深湖和扇三角洲等亞相及眾多微相類型，不同微相類型的基質巖物性差異不大（參見表2），都屬于低孔、低滲的致密油儲層。然而已有的勘探成果表明，在半深湖—深湖亞相中廣泛分布且連續沉積厚度較大的熱液噴流沉積微相的各類云化巖為最有利儲層發育的巖性，其中凝灰巖類和鹽巖類雖然具有較好的物性，但因這2類巖性往往呈厚度很薄的夾層或紋層產出，很難構成單獨的商業性儲層。有意義的是，在半深湖—深湖相區，云質巖類儲層在垂向上的分布與巨厚的且富含有機質的深湖相泥巖呈連續相間的、厚度呈正相關的沉積關系，共同構成大套源、儲共生的致密油儲集體［22-23］。

3.2成巖作用與云質巖類儲層發育的關系

研究區風城組云質巖類不穩定的火山物質和鹽類礦物含量高，因此成巖作用類型較多也較復雜，包括火山物質的脫玻化作用，沉積物的壓實-壓溶和膠結作用，白云巖化、交代和重結晶作用，破裂和溶蝕作用，以及黃鐵礦化、硬石膏化和硅化作用。其中與研究區儲層發育密切相關的成巖作用方式可劃分為3類。

3.2.1壓實和壓溶作用

在已知的成巖作用類型中，以壓實和壓溶作用對云質巖類儲層的破壞性最強大。壓實作用從熱水沉積物一堆積下來即開始，可持續到晚成巖階段，貫穿云質巖類的整個成巖過程，但以早—中成巖階段的影響最大。隨著埋藏深度加大，壓實程度逐漸增高，原本就很細粒的沉積物接觸關系由以細顆粒之間的點接觸為主，逐漸壓實為以線接觸和凹凸接觸為主，直至局部出現顆粒間的壓溶現象，導致云質巖類原生孔隙急劇減少而致密化，但同時也增強了巖石的脆度。在壓實作用進一步加強的成巖中晚期，往往造成碎屑顆粒、巖石組構，甚至整個巖層發生破裂，形成不規則網狀分布的、大小不等的成巖壓裂縫，但這類裂縫往往被壓溶殘渣、方解石或硅硼鈉石等次生礦物充填，對改善儲層物性的貢獻很有限。

3.2.2破裂作用

烏爾禾地區跨越準噶爾盆地西北緣的斷裂帶，區域構造變形幅度大，斷裂作用強烈，因而沿斷裂帶發育的破裂作用是風城組中分布最普遍的成巖現象，也是對儲層發育貢獻較大的成巖方式之一。破裂作用從早成巖階段B期開始，到晚成巖階段結束，其中在早期形成的成巖壓裂縫易被方解石及硅硼鈉石等鹽類礦物充填而閉合，對儲層貢獻不大，而跨越印支和燕山期構造運動的中偏晚期成巖階段的構造破裂作用較為強烈，大量構造裂縫在這一時期形成，所發育的構造裂縫不僅多具開放性（圖Ⅰ-20），對改善儲層物性和形成溝通流體的疏導體系具有重要貢獻，而且該時間段也是風城組烴源巖生排烴高峰期和成藏期，斷裂和構造裂縫為油氣運移、聚集及成藏提供了重要的疏導條件。

3.2.3溶蝕作用

無論是何種類型的巖石，溶蝕作用是對改善儲層物性貢獻最大和最為普遍的建設性成巖作用。溶蝕作用在烏爾禾地區風城組的云質巖類中非常普遍，在早—晚成巖階段均有不同程度的發生，主要表現為易溶的硅硼鈉石、碳酸鈉鈣石等鹽類礦物和碳酸鹽礦物被溶蝕而形成豐富的晶間溶孔和鑄模孔（圖版Ⅰ-14、圖版Ⅰ-18～Ⅰ-19），部分巖石沿構造裂縫被強烈溶蝕后（圖版Ⅰ-20），形成連通性更好的溶縫，對改善儲層的孔滲性和溝通源、儲間的流體運移通道具有更大的貢獻。

3.3構造格局對儲層分布的控制

烏爾禾地區風城組云質巖類儲層受構造格局的控制表現在2個方面：①區域構造運動提供了儲層發育的基本條件。位于準噶爾盆地西北緣烏夏斷裂帶上的烏爾禾構造帶，中—晚海西運動期斷裂和褶皺活動強烈，盆地周緣強烈推覆褶皺成山，而盆內擠壓坳陷形成深盆地，并伴隨有短周期的構造伸展、火山噴發和湖底熱液噴流活動，從而奠定了烏爾禾地區前陸盆地階段火山-構造-沉積格局和半深湖—深湖背景下的湖底熱液聚集-沉積區，為湖相“白煙型”噴流巖的沉積提供了空間條件；②構造活動期沿主斷裂衍生出很多次級斷裂，不僅可作為同期火山噴發、熱液噴流活動的良好疏導體，同時也為成巖期的酸性介質進入儲層進行溶蝕改造和后期油氣運移成藏提供了通道條件。此外，巖心裂縫密度和孔滲數據統計結果（參見圖6）也表明，越靠近主斷裂，儲層中的有效裂縫密度越高，孔隙度和滲透率也明顯較高，反之亦然。顯然，在構造應力作用下，脆性的、以云質巖類為代表的噴流巖儲層易發生碎裂而產生裂縫，對改善儲層物性和形成相對優質的云質巖類儲層的意義更為重大。

3.4“甜點”預測依據

對烏爾禾地區風城組各取心井段巖性資料的統計結果表明，無論是斷裂帶還是構造斜坡帶，以云質巖類為代表的噴流巖主要發育在風二段和風三段，不僅厚度較大，都在70 m以上，而且脆性也較大，在后期構造活動中易發生破裂和溶蝕作用，非常有利于孔隙-裂縫型儲層的發育。因此，各巖性段中云質巖類致密油儲層中的相對高孔滲段“甜點”位置的平面分布，也具有在半深湖—深湖相帶中沿斷裂帶呈規則寬條帶狀和長垣狀展布的基本特點。雖然研究區已有鉆井較少，對各巖性段儲層的平面分布形態還不甚了解，但相對高孔滲段沿斷裂帶分布的規律可作為“甜點”位置預測的依據之一。

4　結論

（1）異常的物質組分、礦物組合和結構構造特征表明烏爾禾地區風城組半深湖—深湖相的、以含復雜鹽類礦物的云質巖類為代表的致密油儲層，是一類成因上非常特殊的“白煙型”噴流巖。

（2）烏爾禾地區風城組半深湖—深湖相“白煙型”噴流巖可細分為成因上有聯系的火山灰流沉積和熱液噴流沉積2個微相，具備同期火山噴發-湖底熱液噴流-“內、外源”碎屑摻合的混合沉積模式。

（3）烏爾禾地區風城組噴流巖致密油儲層的發育和分布規律受多種因素的控制，可以歸結為4點：①半深湖—深湖環境為湖底熱液聚集、沉積和形成噴流巖致密油儲層奠定了背景條件和物質基礎；②成巖期的構造破裂和溶蝕作用是改善噴流巖致密油儲層物性和形成相對高孔滲段“甜點”的主要方式；③區域構造格局控制了半深湖—深湖相噴流巖致密油儲層的區域分布，斷裂構造的繼承性活動為同期火山噴發和熱液噴流活動、成巖期流體對儲層的溶蝕改造以及后期油氣運移成藏提供了通道；④半深湖—深湖相“白煙型”噴流巖聚集區中，具備多期次構造破裂和熱液溶蝕作用的疊合部位，往往是致密油儲層中的“甜點”分布位置，可考慮為致密油藏的預測目標。

（References）：

［1］肖榮閣，楊忠芳，楊衛東，等.熱水成礦作用［J］.地學前緣，1994，1（3/4）：140-147. Xiao Rongge，Yang Zhongfang，Yang Weidong，et al.Hydrothermal mineralization［J］.Earth Science Frontiers，1994，1（3/4）：140-147.

［2］Brown A C.Sediment-host stratiform copper deposits［J］.Geoscience Canada，1993，19（3）：125-145.

［3］Reyes A G，Massoth G，Ronde C D，et al.Hydrothermal mineralization in arc-type submarine volcanoes［J］.Geochimica et Cosmochimica Acta，2006，70（18）：A528.

［4］Koschinsky A，Seifert R，Knappe A，et al.Hydrothermal fluid emanations from the submarine Kick'em Jenny volcano，Lesser Antilles island arc［J］.Marine Geology，2007，244（1/2/3/4）：129-141.

［5］李江海，牛向龍，馮軍.海底黑煙囪的識別研究及其科學意義［J］.地球科學進展，2004，19（1）：17-24.

Li Jianghai，Niu Xianglong，Feng Jun.The identification of the fossil black smoker Chimney and its implication for scientific research［J］.Advance In Earth Sciences，2004，19（1）：17-24.

［6］劉建明，葉杰，張安立，等.一種新類型熱水沉積巖——產在湖相斷陷盆地中的菱鐵絹云硅質巖［J］.中國科學（D輯），2001，31（7）：570-577.

Liu Jianming，Ye Jie，Zhang Anli，et al.A new type of hot-water sedimentary rocks—In lacustrine fault basin of siderite sericite siliceous rock［J］.Science in China（Series D），2001，31（7）：570-577.

［7］祝新友，鄧吉牛，王京彬，等.錫鐵山噴流沉積礦床鹵水與海水的相互作用［J］.地質論評，2007，53（1）：52-64.

Zhu Xinyou，Deng Jiniu，Wang Jingbing，et al.Study on marble of the Xitieshan lead-zinc SEDEX deposit，Qinghai province：Interaction between exhaled brine and seawater［J］.Geological Review，2007，53（1）：52-64.

［8］馮軍，李江海，程素華.河北興隆中元古代古海底黑煙囪中微生物化石的發現及其意義［J］.微體古生物學報，2007，24（2）：205-209.

Feng Jun，Li Jianghai，Cheng Suhua.The discovery of microbial fossils in the mesoproterozoic Submarine black smoker chimneys and its implications［J］.Acta Micropalaeontologica Sinica，2007，24（2）：205-209.

［9］李日輝，侯貴卿.深海熱液噴口生物群落的研究進展［J］.海洋地質與第四紀地質，1999，19（4）：103-108.

Li Rihui，Hou Guiqing.Research advances in deep-sea hydrothermal ventcommunities［J］.MarineGeology&QuaternaryGeology，1999，19（4）：103-108.

［10］龐艷春，林麗，朱利東，等.熱液噴口生物群的研究現狀［J］.成都理工學院學報，2002，29（4）：448-452.

Pang Yanchun，Lin Li，Zhu Lidong，et al.Research advances in hydrothermal vent communities［J］.Journal of Chengdu University of Technology，2002，29（4）：448-452.

［11］鄭榮才，王成善，朱利東，等．酒西盆地首例湖相“白煙型”噴流巖－熱水沉積白云巖的發現及其意義［J］.成都理工大學學報：自然科學版，2003，30（1）：1-8.

Zheng Rongcai，Wang Chengshan，Zhu Lidong，et al.Discovery of the first example of“white smoke type”of exhalative rock（hydrothermal sedimentary dolostone）in Jiuxi Basin and its significance［J］.Journal of Chengdu University of Technology：Science&Technology Edition，2003，30（1）：1-8.

［12］鄭榮才，文華國，范銘濤，等.酒西盆地下溝組湖相白煙型噴流巖巖石學特征［J］.巖石學報，2006，22（12）：3027-3038.

ZhengRongcai，WenHuaguo，FanMingtao，etal.Lithologicalcharacteristics of sublacustrine white smoke type exhalative rock of the Xiagou Formation in Jiuxi Basin［J］.Acta Petrologica Sinica，2006，22（12）：3027-3038.

［13］文華國，鄭榮才，Qing Hairuo，等.青藏高原北緣酒泉盆地青西凹陷白堊系湖相熱水沉積原生白云巖［J］.中國科學：地球科學，2014，44（4）：591-604.

Wen Huaguo，Zheng Rongcai，Qing Hairuo，et al.Primary dolostone related to the Cretaceous lacustrine hydrothermal sedimentation in Qingxi sag，Jiuquan Basin on the northern Tibetan Plateau［J］.Scientia Sinica Terrae，2014，44（4）：591-604.

［14］柳益群，焦鑫，李紅，等.新疆三塘湖躍進溝二疊系地幔熱液噴流型原生白云巖［J］.中國科學：地球科學2011，41（12）：1862-1871.

Liu Yiqun，Jiao Xin，Li Hong，et al.Primary dolostone formation related to mantle-originated exhalative hydrothermal activities，Permian Yuejingou section，Santanghu area，Xinjiang，NW China［J］.Scientia Sinica Terrae，2011，41（12）：1862-1871.

［15］潘曉添，鄭榮才，文華國，等.準噶爾盆地烏爾禾地區風城組云質致密油儲層特征［J］.成都理工大學學報：自然科學版，2013，40（3）：315-325.

Pan Xiaotian，Zheng Rongcai，Wen Huaguo，et al.Tight oil reservoir of Permian Fengcheng Formation in Urho area，Junggar Basin，China［J］.Journal of Chengdu University of Technology：Science &Technology Edition，2013，40（3）：315-325.

［16］宮博識，文華國，祁利祺，等.準噶爾盆地烏爾禾地區風城組沉積環境分析［J］.巖性油氣藏，2014，26（2）：59-66.

Gong Boshi，Wen Huaguo，Qi Liqi，et al.Sedimentary environment of Fengcheng Formation in Urho area，Junggar Basin［J］.Lithologic Reservoirs，2014，26（2）：59-66.

［17］祝彥賀，王英民，袁書坤，等.準噶爾盆地西北緣沉積特征及油氣成藏規律：以五、八區佳木河組為例［J］.石油勘探與開發，2008，35（5）：576-580.

Zhu Yanhe，Wang Yingmin，Yuan Shukun，et al.Sedimentary characteristics and hydrocarbon accumulation rules in northwestern Junggar Basin：a casr from Jiamube Formation of No.5 and 8 area［J］.Petroleum Exploration and Development，2008，35（5）：576-580.

［18］陳建平，陳建軍，張立平，等.酒西盆地油氣形成與勘探方向新認識（三）［J］.石油勘探與開發，2001，28（3）：12-16.

Chen Jianping，Chen Jianjun，Zhang Liping，et al.The new understanding of the formation and exploration direction of Jiuxi Basin［J］.Petroleum Exploration and Development，2001，28（3）：12-16.

［19］戴朝成，鄭榮才，文華國，等.遼東灣盆地沙河街組湖相白云巖成因研究［J］.成都理工大學學報：自然科學版，2008，35（2）：187－193.

Dai Chaocheng，Zheng Rongcai，Wen Huaguo，et al.Origin of lacustrine dolomite in the Paleogene Shahejie Formation of Liaodongwan Basin，China［J］.Journal of Chengdu University of Technology：Science&Technology Edition，2008，35（2）：187－193.

［20］郭強，李子穎，秦明寬，等.內蒙古二連盆地白音查干凹陷熱水沉積序列探討［J］.沉積學報，2014，32（5）：809-815.

Guo qiang，Li Ziying，Qin Mingkuan，et al.Discussion of hydrothermal sedimentary sequence in Baiyinchagan Sag of Erlian Basin，Inner Mongolia［J］.Acta Sedimentologica Sinica，2014，32（5）：809-815.

［21］賈承造，鄒才能，李建忠，等.中國致密油評價標準、主要類型、基本特征及資源前景［J］.石油學報，2012，33（3）：343-350.

Jia Chengzao，Zou Caineng，Li Jianzhong，et al.Assessment criteria，main types，basic features and resource prospects of the tight oil in China［J］.Acta Petrolei Sinica，2012，33（3）：343-350.

［22］賈承造，鄭民，張永峰，等.中國非常規油氣資源與勘探開發前景［J］.石油勘探與開發，2012，39（2）：129-136.

Jia Chengzao，Zheng Min，Zhang Yongfeng，et al.Unconventional hydrocarbon resources in China and the prospect of exploration and development［J］.Petroleum Exploration and Development，2012，39（2）：129-136.

［23］林森虎，鄒才能，袁選俊，等.美國致密油開發現狀及啟示［J］．巖性油氣藏，2011，23（4）：25－30.

Lin Senhu，Zou Caineng，Yuan Xuanjun，et al.Status quo of tight oil exploitation in the United States and its implication［J］.Lithologic Reservoirs，2011，23（4）：25-30

［24］陳書平，張一偉，湯良杰，等.準噶爾晚石炭世—二疊紀前陸盆地的演化［J］.石油大學學報：自然科學版，2001，25（5）：11-15.

Chen Shuping，Zhang Yiwei，Tang Liangjie，el al.Evolution of Junggar Late Carboniferous-Permain foreland basin［J］.Journal of The University of Petroleum，China：Edition of Natural Science，2001，25（5）：11-15.

［25］馮建偉，戴俊生，葛盛勸，等.準噶爾盆地烏夏斷裂帶構造演化及油氣聚集［J］.中國石油大學學報：自然科學版，2008，32（3）：23-29.

Feng Jianwei，Dai Junsheng，Ge Shengquan，et al.Structural evolution and pool-forming in Wuxia fault belt of Junggar Basin［J］.Journal of China University of Petroleum：Edition of Natural Science，2008，32（3）：23-29.

［26］惠榮耀.準噶爾盆地西北緣的油氣運移［J］.石油實驗地質，1987，9（1）：65-73.

Hui Rongyao.Oil/gas migration in the northwestern margin of JunggarBasin［J］.PetroleumGeology&Experiment，1987，9（1）：65-73.

［27］耿春燕，陳布科.準噶爾盆地西北緣二疊系烏爾禾組隱蔽圈閉［J］.成都理工學院學報，2002，29（2）：168-172.

Geng Chunyan，Chen Buke.Subtle traps in the northwest margin of Junggar Basin［J］.Journal of chengdu university of technology，2002，29（2）：168-172.

［28］孫玉善.中國西部地區首次發現硅硼鈉石［J］.石油與天然氣地質，1994，15（3）：264-265.

Sun Yushan.The first discovery of Na［Bsi3O8］at west area of China［J］.Oil&Gas Geology，1994，15（3）：264-265.

［29］郭建鋼，趙小莉，劉巍，等.烏爾禾地區風城組白云巖儲集層成因及分布［J］.新疆石油地質，2009，30（6）：699-701.

Guo Jiangang，Zhao Xiaoli，Liu Wei，et al.Origin and distribution of dolomite reservoir of Permian Fengcheng Formation in Wuerhe area，Junggar Basin［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2009，30（6）：699-701.

［30］蔣宜勤，文華國，祁利琪，等.準噶爾盆地烏爾禾地區二疊系風城組鹽類礦物和成因分析［J］.礦物巖石，2012，32（2）：105-114.

Jiang Yiqin，Wen Huaguo，Qi Liqi，et al.Salt minerals and their genesis of the Permian Fengcheng Formation in Urho area，Junggar Basin［J］.Journal of Mineralogy and Petrology，2012，32（2）：105-114.

［31］尤興弟.準噶爾盆地西北緣風城組沉積相探討［J］.新疆石油地質，1986，7（1）：47-52.

You Xingdi.The investigation of the deposition in the northwestern margin of Junggar Basin［J］.Xinjiang Petroleum Geology，1986，7（1）：47-52.

［32］Jean-Jacque，Tiercelin.東非裂谷坦噶尼喀湖的熱液噴口［J］.王登紅，張權范譯.世界地質，1994，13（4）：12-14.

Jean-Jacque，Tiercelin.Hydrothermal vents in the East African rift lake Tanganyika［J］.Translated by Wang Denghong，Zhang Quanfan.World Geology，1994，13（4）：12-14.

圖版Ⅰ

（本文編輯：王會玲）

Lacustrine“white smoke type”exhalative rock—A new type of tight oil reservoir：A case study from Lower Permian Fengcheng Formation in Urho area，western margin of Junggar Basin

FU Rao1，ZHENG Rongcai1，CHANG Hailiang1，QI Liqi2，WEN Huaguo1，LI Yun1
（1.State Key Laboratory of Oil&Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China；2.Research Institute of Experiment and Detection，PetroChina Xinjiang Oilfield Company，Karamay 834000，Xinjiang，China）

As the representative of tight oil reservoir of Lower Permian Fengcheng Formation in Urho area，western margin of Junggar Basin，dolomitized rocks has great potential for oil and gas exploration and development of the“whitesmoke type”exhalative rock tight oil reservoir.Based on core observation and description，thin section analysis，scanning electron microscope，X ray diffraction and property analysis data，under the guidance of hot water sedimentary theory，this paper discussed the causes of these characteristics of tight oil reservoir，proposed mixed sedimentary model of volcanic eruption-sublacustrine hydrothermal jet flow—“internal and external sources”.The development and distribution of reservoir are controlled by four factors：（1）the semi deep lake-deep lake environment laid materialfoundation for the development of sublacustrine exhalative rock tight oil reservoir；（2）tectonic disruption and dissolution improved reservoir and the formation of“sweets”in tight oil reservoir；（3）the regional distribution of exhalative rock tight oil reservoir is controlled by regional tectonic framework and tectonic inheritance activities，provides the volcano hydrothermal fluid，diagenetic dissolution and alteration and migration of oil and gas accumulation in channel；（4）the semi-deep to deep lacustrine facies“white smoke type”exhalative rock areas with multi-phase tectonic fracture and thermaldissolutionisfavorabletightoilreservoir“sweets”location，butalsoforthepredictionoftargetofdensereservoir.

dolomitized rocks；“white smoke type”exhalative rock；newtype oftight oil reservoir；Lower Permian FengchengFormation；Urhoarea；Junggar Basin

TE122.2+2

A

1673-8926（2015）03-0032-11

2015-01-25；

2015-03-10

高等學校博士學科點專項科研基金“準噶爾盆地西北緣二疊系湖相白云質噴流巖成因與物質組分特征研究”（編號：20135122110004）和國家自然科學基金面上項目“湖相白云質噴流巖物質組分對比與成因機理研究”（編號：41472088）聯合資助

傅饒（1988-），女，成都理工大學在讀碩士研究生，研究方向為沉積學。地址：（610059）四川省成都市成華區二仙橋東三路1號成都理工大學。E-mail：707788153@qq.com

鄭榮才（1950-），男，教授，博士生導師，主要從事沉積學與石油地質方面的科研與教學工作。E-mail：zhengrc@cdut.edu.cn。