安達凹陷深部火山巖氣藏儲層特征研究

謝　豪

（大慶油田勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

安達凹陷深部火山巖氣藏儲層特征研究

謝豪*

（大慶油田勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

松遼盆地北部徐家圍子斷陷安達凹陷營城組火山巖目前勘探已經(jīng)進入縱向上細分期次，精細勘探階段。營城組各期次巖芯孔隙度分析確定第三期火山巖發(fā)育好儲層。通過對比酸性火山巖與中基性火山巖的噴發(fā)類型，分析得出酸性火山巖物性總體優(yōu)于中基性火山巖。通過分析風(fēng)化作用對火山巖的改造作用，分析得出火山噴發(fā)期次的頂部尤具備形成好的火山巖儲層的有利條件。

安達凹陷；期次；儲層；孔隙度；巖性；風(fēng)化作用

松遼盆地北部徐家圍子斷陷安達凹陷營城組火山巖是松遼盆地內(nèi)晚侏羅—早白堊世規(guī)模較大、延續(xù)時間較長，分布面積較廣的一期火山噴發(fā)活動，已提交探明儲量500多億方，營城組主要發(fā)育營三段火山巖，具有多期噴發(fā)、火山巖機構(gòu)類型多樣、疊置分布、巖性復(fù)雜的特點，目前營三段火山巖研究已經(jīng)進入分期次精細研究階段。以安達凹陷營三段火山巖分期次研究為基礎(chǔ)，分析各期次火山巖儲層特征及其控制因素。

1　安達凹陷營城組火山巖劃分期次概況

安達凹陷營三段噴發(fā)期次Ⅰ以酸性碎屑巖為主，只在安達地區(qū)西部局部發(fā)育，其頂面構(gòu)造整體表現(xiàn)為西高東低，北高南低的特征。營三段噴發(fā)期次Ⅱ以中基性巖為主，主要發(fā)育在升平—安達地區(qū)，其頂面構(gòu)造整體表現(xiàn)為東高西低的特征；營三段噴發(fā)期次Ⅲ以酸性巖為主，夾雜少量中基性巖，在安達地區(qū)西部、升平地區(qū)和徐東地區(qū)大面積分布，其頂面構(gòu)造為營三段火山巖頂，整體表現(xiàn)為東高西低，南高北低的特征。

2　安達凹陷營城組火山巖各期次儲層特征

以往針對徐家圍子斷陷營城組火山巖的研究中，有些井只完鉆于上部期次，即使在鉆穿火山巖的井中，由于以往的認識目的層主要為頂部期次，因此取芯資料也大多集中于頂部期次，在下部期次取芯很少，種種原因?qū)е聦τ谙虏科诖蔚膬犹卣鞑皇呛芮宄诖耍敬窝芯恳詭r芯資料為標定，以測井資料為基礎(chǔ)，對安達凹陷3個期次的儲層測井孔隙度和儲地比進行了統(tǒng)計，搞清楚各期次的儲層特征。

從各期次測井孔隙度對比結(jié)果來看，營三段期次Ⅰ中—低孔頻率較高，占總數(shù)的67%，營三段期次Ⅱ中—低孔頻率較高，占總數(shù)的58%，比期次Ⅰ略低；期次Ⅲ中中—低孔頻率最低，僅占總數(shù)的21%，物性最好。單井孔隙度對比顯示，營三段中—上部期次的孔隙度優(yōu)于下部期次。

從各期次單井儲地比對比結(jié)果來看，營城組三段期次Ⅰ儲地比較低，其中達深3井儲地比最大61%，達深2井最小為3%，平均儲地比為34%；期次Ⅱ儲地比略高，其中升深203井儲地比最大95%，宋深1井最小為4%，平均儲地比為46%；期次Ⅲ儲地比最高，其中宋深3井儲地比達到99%，達深4井最小為4%，平均儲地比為53%。對比分析營三段火山巖3個期次的儲地比特征，期次Ⅲ單井火山巖儲地比和平均儲地比高于其它期次，期次Ⅱ平均儲地比次之，期次Ⅰ儲地比最低。

3　儲層控制因素分析

3.1巖性對火山巖儲層的控制作用

針對徐家圍子全區(qū)1018個酸性巖儲層物性數(shù)據(jù)，61個中基性巖儲層物性數(shù)據(jù)，建立酸性巖和中基性巖孔滲分布直方圖。火山巖整體屬于中孔、低滲型儲層，其中酸性巖孔隙度略高于中基性巖，滲透率均屬于低滲型，分析數(shù)據(jù)中存在個別高值，體現(xiàn)了裂縫對物性的貢獻（圖1）。

為了對酸性巖和中性巖的儲層差異進行研究，首先，在微觀上，采用鑄體薄片、掃描電鏡和圖像分析技術(shù)，對孔隙大小進行了微觀上的劃分，將小于15μm定義為微孔，大于15μm小于105μm定義為小孔隙，大于105μm定義為大孔隙，針對酸性巖5口井50塊樣品和中基性巖9口井81塊樣品進行了統(tǒng)計，結(jié)果表明中基性巖以發(fā)育小孔隙、微孔隙為主，酸性巖大孔隙、小孔隙、微孔隙都有發(fā)育（圖2），孔隙配位數(shù)統(tǒng)計表明，酸性巖配位數(shù)優(yōu)于中基性巖，說明微觀特征上來說，酸性巖的連通性要好于中基性巖。

圖1　酸性巖與中基性巖儲層物性分布直方圖

圖2　火山巖儲層孔隙定量分布圖

對于酸性巖與中基性巖的儲層發(fā)育的差異性，本文進行了分析。首先酸性巖SiO2含量高于中基性巖，富含揮發(fā)份，火山噴發(fā)比較猛烈，多屬于普林尼式和斯通博利式火山噴發(fā)類型，揮發(fā)份逸出之后，原生氣孔發(fā)育，而中基性巖火山噴發(fā)比較平靜，以安靜的溢流為主，屬于夏威夷式火山噴發(fā)類型，揮發(fā)份含量低，原生氣孔相對不發(fā)育。其次，酸性巖與中基性巖的后期蝕變程度不同，造成了儲層發(fā)育的差異性。從原理上分析，中基性火山巖富含角閃石和輝石，相對于酸性火山巖來說，更容易發(fā)生蝕變，一般情況下，中基性火山巖比酸性火山巖蝕變程度深。酸性火山巖蝕變后產(chǎn)生的礦物以絹云母和高嶺石為主；中基性火山巖蝕變后產(chǎn)生的礦物以伊利石、綠泥石為主。X-衍射粘土分析中粘土含量可以反映火山巖蝕變礦物綠泥石、伊利石和絹云母的變化。巖芯分析結(jié)果表明，中基性火山巖中粘土含量普遍高于酸性火山巖（圖3），說明中基性火山巖蝕變程度比酸性火山巖重。

關(guān)于火山巖蝕變對儲層的影響是有利的還是不利的這個問題，從原理上分析，取決于原始的物性條件，如果原始物性好，水動力條件強，蝕變后產(chǎn)生的礦物易于被沖刷掉，從這個角度來分析，對儲層的改善是有利的；而如果原始物性比較差，水動力條件弱，蝕變后產(chǎn)生的礦物易于堵塞孔隙，對儲層的改善是不利的。從巖芯分析粘土含量與巖芯分析滲透率關(guān)系圖來看，隨著粘土含量增加，儲層滲透率降低，說明隨著蝕變作用加重，儲層滲透性有變差的趨勢。

3.2巖性對火山巖儲層的控制作用

根據(jù)安達凹陷斷陷火山巖巖相分類模式，可分為火口區(qū)、近火口區(qū)和遠火口區(qū)3類巖相。從酸性巖和中基性巖2類巖性的儲層厚度、孔隙度和滲透率對比結(jié)果來看（圖4），酸性巖火口區(qū)近火口區(qū)儲層最優(yōu)，酸性巖火口區(qū)儲層厚度217m，孔隙度8.9%，滲透率1.2mD，近火口區(qū)儲層厚度153m，孔隙度6.5%，滲透率0.49mD，酸性巖遠火口區(qū)儲層致密，儲層厚度85m，孔隙度5.2%，滲透率0.05mD，與酸性巖相比，中基性巖火口區(qū)近火口區(qū)儲層致密，火口區(qū)儲層厚度117m，孔隙度5.9%，滲透率0.65mD，近火口區(qū)儲層厚度64.8m，孔隙度4.8%，滲透率0.49mD，中基性巖遠火口區(qū)基本不發(fā)育儲層。

圖3　酸性巖與中基性巖巖芯分析粘土含量分布圖

圖4　酸性巖和中基性巖不同巖相儲層發(fā)育對比圖

3.3風(fēng)化作用對火山巖儲層的控制作用

火山噴發(fā)間歇期，在暴露面頂部發(fā)生的風(fēng)化淋濾作用形成的裂縫，常與溶蝕縫和構(gòu)造裂縫交錯相連，將巖石切割成大小不同的碎塊；同時，風(fēng)化裂縫為后期構(gòu)造裂縫復(fù)雜化或進入深埋藏階段后再次受到熱液溶蝕作用創(chuàng)造了有利條件；另外，在旋回的頂部常發(fā)育拱張裂縫。所以在火山噴發(fā)期次的頂部尤其在旋回頂部或底部（有松散層存在），具備形成好的火山巖儲層的有利條件。

火山巖在噴出地表后，冷凝速度較快，能夠保留大量的原生氣孔和長石等斑晶的晶間結(jié)構(gòu)。徐家圍子斷陷營城組火山巖具有多期次噴發(fā)的特點每一期次噴發(fā)熔巖頂部儲層相對較為發(fā)育，這是因為當(dāng)每一期次噴發(fā)時，含有大量氣液包裹體的火山物質(zhì)噴出地表后，氣液包裹體受到浮力的作用向上浮動，從巖漿中溢出。由于溫度降低，巖漿冷凝固結(jié)，部分未來得及溢出的氣液包裹體被封閉在熔漿內(nèi)部，這些被封閉的氣液包裹體所占據(jù)的空間如果沒有被后期外來的物質(zhì)所充填，就形成了氣孔，主要分布在火山巖體每一期次噴發(fā)的頂部，從而也決定了氣藏在垂向上分布于每一期次火山巖的上部。

從安達凹陷3期火山巖儲層營三段期次Ⅲ儲層最優(yōu)，這是因為各期次之間的火山噴發(fā)時間間隔相對于段的時間間隔來說要短，即期次之間接收風(fēng)化淋濾的時間要短，因此儲層具有從下往上，逐漸變好的趨勢。

4　結(jié)論

（1）安達凹陷營城組營三段火山巖分3期，其中第三期酸性火山巖孔隙度最高，第二期中基性火山巖居中，第一期酸性火山碎屑巖孔隙度最低。營三段各期次火山巖儲地比排位與各期次火山巖孔隙度排位一致。

（2）營三段火山巖從微觀特征上，酸性巖的連通性要好于中基性巖；主要原因為：從噴發(fā)模式上，酸性巖主要屬于普林尼式和斯通博利式火山噴發(fā)類型，猛烈噴發(fā)，原生氣孔發(fā)育，基性巖屬于夏威夷式火山噴發(fā)類型，以安靜溢流為主，原生氣孔相對。

（3）火山噴發(fā)間歇期，在暴露面頂部發(fā)生的風(fēng)化淋濾作用形成的裂縫，常與溶蝕縫和構(gòu)造裂縫交錯相連，在火山噴發(fā)期次的頂部尤其在旋回頂部或底部（有松散層存在），具備形成好的火山巖儲層的有利條件。

（4）安達凹陷3期火山巖儲層特征對比結(jié)果表明，營三段期次三儲層最優(yōu)。

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TE34

A

1004-5716（2016）07-0077-04

2016-03-14

2016-03-16

謝豪（1981-），男（漢族），四川眉山人，工程師，現(xiàn)從事松遼盆地北部徐家圍子火山巖、砂礫巖成藏規(guī)律研究、天然氣勘探部署和儲量提交工作。