XW斷陷YC組火山巖識別與儲層特征研究

陳立國

（吉林大學地球探測科學與技術學院，吉林 長春1300260）

中石油大慶油田有限責任公司第二采油廠，黑龍江 大慶163414）

XW斷陷是較有利的深層勘探區之一，已經在YC組火山巖勘探方面取得了較好的成果，勘探程度較高［1］。自20世紀60年代至今，先后做過重力、磁力、電法和地震勘探工作。雖然該區已有二維和三維地震資料，但受限于當時的設備以及技術條件，老三維采用較大面元、較大線束滾動距、較低覆蓋次數，導致地震資料品質較差，不利于成像，因此深層火山巖反射特征不清晰，不能滿足深層勘探需要［2］。為此，筆者基于該地區近年重新采集的三維地震勘探成果并綜合應用鉆井、露頭、以往地震資料等，應用全三維解釋技術，識別YC組火山巖儲層并對火山活動期次、火山機構的發育及分布規律展開研究。

1 火山巖識別

對于深層火山巖識別主要根據深層地震反射結構特征和地震屬性特征等，并應用井資料進行驗證。火山巖在地震剖面上的反射特征是由火山巖相決定的。所謂火山巖的相是指火山作用在一定自然地理條件和一定熱力條件 （反映在地質體構造特點上）下形成的一種巖石或一個地質體［3］。因此，火山巖相的劃分，決定因素是火山巖形成時所處的地質環境。火山巖的相劃分有多種方案，這些方案既有共同之處也存在一定差別，較有代表性的為王德滋等依據火山作用的方式［4］，將火山巖的相劃分為爆發相、噴溢相、侵出相、火山通道相、次火山巖相、自碎火成角礫相6種。此次研究根據地震反射結構、連續性、振幅強弱和地震相單元的外型幾何形態四類地震相要素，結合屬性分析，開展地震相分析工作。同時，在符合區域沉積背景和遵循相序遞變原則下，結合單井相分析 （見圖1），最終建立地震相與火山巖相帶的對應關系。

綜合分析認為該區YC組主要有以下地震相類型［5－9］：丘形，上部強振幅、較連續，內部弱振幅、斷續反射 （爆發相火山巖）；前積結構，強振幅、中高連續反射 （近火口酸性溢流相）；亞平行，中振幅、中連續反射 （遠火口酸性溢流相）；丘形或前積結構，中強振幅、中連續反射 （近火口中基性溢流相）；平行－亞平行，中強振幅、中高連續反射 （遠火口中基性溢流相）。

某盆地XW斷陷深層早白堊世發育2個大的火山噴發－沉積旋回，分別是YC組一段與YC組三段。每一噴發旋回都具有多期活動、間歇性噴發的特點，且各期次火山巖在空間上存在復雜的疊置關系。根據區內火山活動特點、火山巖相序及巖石韻律組合特征，結合噴發間歇期沉積地層與火山巖接觸關系，將YC組一段和YC組三段分別劃分為3個噴發期次 （見圖2），不同噴發期次的火山巖在很多方面都有所不同，表現在構造特征、巖相特征、巖性組成、儲層類型、油氣藏類型和富集程度的差異。該區主要發育YC組三段火山巖，分布于宋西斷裂以東，宋4井以西區域，呈南北向條帶分布。火山噴出物按塊徑大小出現重力分異現象，即由近到遠分布熔巖和火山集塊巖、火山角礫巖、凝灰巖、沉積凝灰巖。因此，火山的噴發模式和巖性分異現象，使火山巖相與距離火山口由近到遠成規律分布，火山巖相在空間具有一定分布規律。

圖1 宋深102井營三段火山巖期次劃分與優勢相圖

該區YC組三段只發育第2期次和第3期次：第2期次以中基性溢流相火山巖為主；第3期次以爆發相及酸性溢流相火山巖為主。

1.1 YC組三段第2期次火山巖地震相及優勢沉積相

在沙河子組上段以上地層的地震相及沉積優勢相研究中，除了各層序的內部反射結構、外部幾何形態、振幅、同相軸連續性等，參考較好反映沉積特征及符合地質規律的地震屬性進行巖性解釋。

工區西部靠近宋西斷裂一側區域，YC組三段第2期次火山巖在剖面上表現為丘形或前積結構，中強振幅，中連續反射，解釋為近火口中基性溢流相；在其東部和東北部剖面上表現為平行－亞平行、中振幅、中高連續反射，解釋為遠火口中基性溢流相。

1.2 YC組三段第3期次火山巖地震相及優勢沉積相

YC組三段第3期次爆發相火山巖主要發育于工區最西部，靠近宋西斷裂，主要有2個較大的爆發相火山巖區，在剖面上表現為丘形，上部強反射，較連續，內部弱振幅，斷續反射；而工區中西部一帶，剖面上表現為前積結構，強振幅，中高連續反射，解釋為近火口酸性溢流相；在其東部和東北部剖面上表現為亞平行、中振幅、中連續反射，解釋為遠火口酸性溢流相。

圖2 營三段火山巖各期次劃分標準

2 火山通道的解釋

巖漿房中的巖漿沿大斷裂及火山通道上升至沙河子組地層附近，又沿地層薄弱處上升至地表，形成大量的火山噴發，在工區西部形成許多中心式噴發的火山，本區次生斷裂較少，裂隙式噴發并不多見。而火山通道在穿過沙河子組及火石嶺地層處往往形成圓柱狀雜亂反射，這樣，可以根據YC組、沙河子組及火石嶺地層中圓柱狀雜亂反射尋找火山通道 （見圖3）。火山通道在地震水平切片上外形一般呈圓環狀，內部呈雜亂狀，與圍巖往往有比較明顯的邊界 （見圖4（a））。火山通道在相干切片上外形多為圓形結構，內部多為蜘蛛網狀或亂絮狀 （見圖4（b））。

圖3 火山通道剖面特征

圖4 火山通道切片識別

3 火山巖儲層特征

不同的火山巖巖相帶，由于巖石類型及礦物組合的差異，其儲集物性也有很大的差別，與碎屑巖儲層不同。火山巖主要由不穩定的礦物組成，它們在埋藏成巖作用過程中的變化更大［10］。火山巖這種復雜的巖石學特征及成巖作用過程對其儲集物性演化的影響也就更復雜，因此，巖性和巖相是判斷火山巖儲層的直接要素。

火山錐體以爆發相和噴溢相為主，爆發相帶的火山巖 （火山角礫巖、角礫熔巖、凝灰熔巖）一方面由于粒 （礫）間孔、氣孔等原生孔隙較發育，另一方面爆發相帶往往位于古構造高部位，是油氣運移的指向部位，加之爆發相往往也是風化淋濾及次生溶蝕孔、縫發育的部位，可形成良好的油氣儲集體［11］。火山巖油氣藏巖相與油氣關系的研究表明，工業氣流井多位于爆發相帶。近火山口的溢流相熔巖流亞相，原生氣孔等儲集空間較發育，特別是溢流相中的熔巖流亞相位于火山斜坡過渡相帶位置，恰好位于油氣運移的有利位置，因此該相帶可形成多種油氣藏。

根據目前該區及鄰區所取到的巖心分析資料，具有儲集能力的主要巖石類型為熔巖和火山碎屑巖等。火山巖儲層的孔隙類型主要為原生氣孔、杏仁體內孔、斑晶溶蝕孔、基質內溶孔。構造裂縫與各類孔隙空間連通構成了連通喉道。網狀裂縫是提高和改善有效孔隙度的重要因素。

綜上所述，對于火山巖儲層，相帶的控制作用就顯得非常突出。有利區位于工區西部爆發相火山巖和近火山口溢流相火山巖區域，相對不利區基本是遠火山口的區域，儲層薄，物性差。

4 結 論

（1）XW斷陷YC組火山巖發育，中酸性、基性火山巖均有分布，多期噴發，厚度大，相變快，儲層分布變化快，且頂部埋藏較淺，最深處約為海拔－3200m左右。斷陷主體火山巖連續分布，總體表現為西部受宋西斷裂控制，火山巖發育相對較厚，以爆發相為主；東部受徐東斷裂帶控制，火山機構小，火山巖發育相對較薄，以溢流相為主；南部為中酸性火山巖，以層狀火山、熔巖穹隆火山機構為主；北部以中基性火山巖為主，發育盾形火山機構，大面積溢流相分布，變化小。

（2）火山巖儲層巖性主要為玄武巖，中性角礫巖，孔隙類型主要為原生氣孔、溶蝕孔和微裂縫。儲層非均質性強，橫向變化快，錯疊連片但連通性較差，火山巖具有明顯的上氣、下水的特點，受構造控制，但沒有統一的氣水界面，氣藏類型主要為構造－巖性氣藏。XW斷陷YC組火山巖按成藏條件可分為3類，西部為一類區，以爆發相為主；東部為二類區，以溢流相帶為主；環二類區以東，以遠火口相和火山沉積相為主，為三類區。對于有利部位爆發相火山巖的鉆探將成為該區下一步勘探工作的重中之重。

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