遼河坳陷大洼地區玄武質火山角礫巖儲層成因分析

郭鵬超

（中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦 124010）

火山巖在遼河坳陷分布廣泛，西部凹陷和東部凹陷均有火山巖油藏分布[1]，東部凹陷火山巖油藏主要分布在沙三段，儲層巖性為粗面巖；西部凹陷火山巖油藏主要分布在中生界，儲層巖性為流紋巖和凝灰巖[2]。一般認為，遼河坳陷基性火山巖蝕變程度大，大部分蝕變泥化或被碳酸鹽交代，儲集性能差，含油性差，不具有工業產能。近年來，在遼河西部凹陷大洼油田洼2、洼604、洼606等井，原來認為的中生界Ⅰ段的基性火山巖中發現了一定規模的油氣儲量。火山巖油藏非均質強，勘探難度大，不同的火山巖類型，有不同的賦存條件[3]，因此，對基性火山巖儲層成因研究尤為重要。只有在精準的巖性鑒定基礎上總結儲層的形成環境、認識儲層特征，才能更有效地指導下一步勘探，實現基性火山巖勘探的突破。

1 巖性特征

大洼地區位于西部凹陷南段（圖1），地層自下而上依次為太古界，中生界，新生界古近系沙河街組沙三段、沙一段、東營組，新近系館陶組、明化鎮組和第四系[4-5]。太古界結晶基底為一套變質巖系，中生界出現了強烈的構造變形與火山活動，相伴生地形成了山間沉積，包括廣泛分布的紅色及雜色角礫巖和砂礫巖，以及多期次發育的火成巖。以前把中生界分為三段：下段為角礫巖、砂礫巖，物性差；中段以中性熔巖為主，夾酸性熔巖，主要巖性為安山巖、流紋質凝灰巖，氣孔、溶蝕孔發育，為優質儲層；上段以基性火山巖為主，包括玄武巖、玄武質火山角礫巖[6-9]。

圖1 大洼油田構造位置

通過巖石化學分析建立了火山巖TAS圖解（圖2），原認為的中生界上段基性火山巖段的樣品主要集中在玄武巖區，少量位于粗面玄武巖區和玄武安山巖區，部分樣品蝕變，改變了原巖的化學成分，投點在堿玄巖區。結合巖石薄片鑒定結果，認為該區火山巖主要為玄武質火山角礫巖、杏仁狀玄武巖、板狀玄武巖。

2 玄武質火山角礫巖儲層成因分析

2.1 儲層形成環境

圖2 研究區火山巖TAS圖解

依據巖性特征推斷大洼地區玄武質火山角礫巖的成因為玄武巖水下噴發，熔漿與水體接觸或侵入到含水的松散沉積物中，經淬火碎裂后快速堆積而成[10-13]，證據如下：①玄武質火山角礫巖的角礫與藻團塊、鮞粒、砂屑等內碎屑共生，內碎屑的存在說明存在湖盆的水體環境；角礫以玄武巖塊為主，部分被碳酸鹽交代；角礫間填隙物為熱液作用產物，成分為碳酸鹽、沸石、硅質等。②玄武質火山角礫巖邊緣存在玻璃質冷凝邊，表明角礫形成時經歷了快速冷卻，邊緣來不及結晶；此外還見到大量大塊的玻璃質碎屑，也說明了熔漿與水體發生了接觸，玻璃質淬火炸碎后與其他沉積物混雜原地堆積。③玄武質火山角礫巖上下泥巖隔層顏色多為灰色、深灰色、灰綠色等，也說明了玄武質火山角礫巖形成時期存在水體環境。

2.2 儲集空間成因及物性特征

大洼地區玄武質火山角礫巖主要發育殘余角礫間孔，局部見少量氣孔、溶蝕孔、裂縫。殘余角礫間孔屬于原生孔隙，是玄武巖水下噴發形成的角礫在埋藏成巖過程中，粒間孔隙被填隙物部分充填改造后保存下來的。氣孔多為碳酸鹽、沸石等充填后的殘余孔隙。裂縫多屬于構造成因，本區數量不多，但能連通氣孔，對于儲層物性有著很大的改善作用。

玄武質火山角礫巖儲層孔隙度以 20%～25%為主，15%～20%與25%～30%次之；滲透率以1.0×10-3～10.0×10-3μm2為主， 0.1×10-3～1.0×10-3μm2與 10.0×10-3～50.0×10-3μm2次之。由此表明，玄武質火山角礫巖孔隙以Ⅰ類為主、少量Ⅱ類，滲透率以Ⅱ、Ⅲ類為主。

3 玄武質火山角礫巖的地層歸屬

玄武質火山角礫的水下噴發成因說明其形成時期存在持續時間較長的大規模水體，而中生代大洼地區不具備如此環境條件[14-15]。另外中生代火山噴發一般從中性（局部基性）開始到酸性結束，而頂部的玄武巖是又一個噴發序列的基性開始。這兩方面都對目前中生界的地層分層提出了質疑，因此本文對該套地層的歸屬進行了分析。

通過對該套玄武質火山角礫巖頂部、底部及中間所夾泥巖進行古生物分析，在洼127、洼39、洼606、洼603、洼32井中發現了沙三段藻類、孢粉化石組合，孢粉組合以裸子植物和被子植物花粉為主，少量蕨類孢子；另見到光面渤海藻、粒面渤海藻、粗糙渤海藻等沙河街組三段中下部標志性化石，因此判斷該段層位為沙河街組三段中下部地層。沙三段是湖盆深陷期，存在玄武巖噴發的構造基礎，同時也有巨大的水體環境，可為玄武巖水下噴發形成玄武質火山角礫巖提供環境基礎。

4 結論

大洼地區玄武質火山角礫巖為玄武巖水下噴發，經淬火碎裂后快速堆積而成；儲集空間類型主要是殘余角礫間孔，次為氣孔、溶蝕孔、裂縫等；屬于中高孔、中低滲型儲層；該玄武質火山角礫巖地層應歸屬新生界沙河街組三段，形成于湖盆深陷期，存在巨大的水體環境，為玄武巖水下噴發形成玄武質火山角礫巖提供了環境基礎。