川西坳陷峨眉山玄武巖儲層特征分析

原梅香+杜文全

摘 要：文章從四川盆地川西坳陷峨眉山玄武巖的巖性、巖相和儲層特征入手，分析峨眉山玄武巖孔隙、裂縫等儲集空間的形成分布規律。其巖性主要為玄武巖，火山角礫巖和凝灰巖、輝綠巖；巖相分為溢流相、爆發相和侵入相；其儲集空間主要是原生氣孔、溶蝕孔洞和裂縫；凝灰巖、角礫巖和裂縫、孔洞較發育的氣孔玄武巖是最好的儲集巖類。

關鍵詞：峨眉山 玄武巖 巖相 儲層特征

Abstract： Based on the lithology， facies and characteristics of the Emeishan basalt in Sichuan basin， it mainly analyzes the law of pore and fracture distribution. Its lithology mainly contains basalt， volcanic breccias， tuff and dolerite. The Lithofacies is usually classified into overflow， explosive and intrusive facies. The reservoir space is mainly composed of primary or dissolved pores and fractures. The best reservoir rocks in the area are tuff， breccia， and fissure and vesicular basalt.

Key words： Emei Mountain， basalt， lithofacies， reservoir characteristic

0 形成與分布

晚古生代以來，特別在早晚二疊世之間，受東吳運動影響川西南部發生過一次強烈地裂運動，噴發了巨厚的基性巖流，即“峨嵋山玄武巖”[1]。其底部覆蓋于早二疊世茅口組灰巖之上，頂部被下三疊統灰巖覆蓋。隨著世界油氣需求的迅速增長，以及對常規油氣勘探難度日益增大，非常規油氣藏領域受到了廣泛關注。而玄武巖儲層是火山巖儲層中較典型的儲集體。四川峨嵋山玄武巖受地形及距火山口遠近的影響，厚度40-500m，向北、向東尖滅于宜賓、邛崍、威西一帶，整體為西厚東薄趨勢[2]。

玄武巖內氣孔，溶孔，裂縫普遍存在，為玄武巖油氣藏的形成提供了有利的儲集條件；并發育在成熟的生油層系（早二疊一下三疊統灰巖）中或與之相鄰，具備充足的油氣源；川西地區二疊系火山巖在斜坡帶、龍泉山構造帶發育5個火山群，面積1113km2，資源量豐富，本文以川西坳陷YS1井峨嵋山玄武巖為例進行儲層特征分析。 （圖1、圖2）。

1 巖石類型

川西坳陷峨眉山玄武巖的巖性主要包括3類：熔巖類、火山碎屑巖和火山沉積巖。YS1井峨眉山玄武巖在川西坳陷鉆井中首次鉆遇，埋深較深，從井深6355.50～6651.00m，鉆厚295.50m。巖石類型如下：

1.1 熔巖類

熔巖類屬于火成巖溢流的產物。顏色以暗色為主，一般為灰綠、墨綠及褐色，包括致密玄武巖、斑狀玄武巖、氣孔狀玄武巖和杏仁狀玄武巖等基性巖類。YS1井主要見致密玄武巖和氣孔玄武巖，主要由斜長石和綠泥石化輝石構成，基質98% ，由微晶斜長石、輝石、玻璃質組成填間結構；斑狀結構，氣孔、杏仁狀構造（圖3、圖4）[3]。

1.2 火山碎屑巖

火山碎屑巖屬于火山爆發形成的空落堆積，包括火山角礫巖、火山集塊巖和凝灰巖。顏色主要為灰、灰黑色、灰綠色。YS1井主要見火山角礫巖、凝灰巖。

火山角礫巖：灰色，沉火山角礫結構，巖石主要由粒徑≥2mm火山角礫、正常沉積物（燧石、碳酸鹽巖）組成，由方解石、少量火山塵膠結，具方解石化；凝灰角礫巖：灰黑色，沉凝灰角礫結構，巖石主要由粒徑≥2mm火山角礫、凝灰質及少量正常沉積物（碳酸鹽巖）組成，方解石、泥質膠結，具方解石化（圖5、圖6）。

角礫凝灰巖：灰色，角礫凝灰結構。巖石由粒徑≥2mm火山角礫，晶屑（石英、長石）、巖屑及少量玻屑組成，火山塵膠結，具方解石化。晶屑玻屑熔結凝灰巖：灰綠色，凝灰結構。主要由玻屑、晶屑、巖屑組成，由火山塵膠結，具脫玻化、綠泥石化及方解石化；晶屑熔結凝灰巖：灰綠、灰白色，熔結凝灰結構。火山碎屑以晶屑為主（長石、石英），巖屑次之，少量玻屑組成，火山塵膠結，具脫玻化、綠泥石化及明顯方解石化（圖7、圖8）。

1.3 火山沉積巖

它是火山碎屑巖和正常沉積巖問的過渡類型，火山碎屑物質一般>50% ，經壓實和膠結作用成巖。包括沉凝灰巖、沉火山角礫巖、凝灰質石灰巖 （在川西對儲集空間貢獻意義不大此文略作述及）。

2 巖相特征

根據峨眉山玄武巖巖性、結構和構造及電性特征將巖相主要分為3類：爆發相、溢流相和火山沉積相 （圖9）。以YS1為例：井段6480m～6355.5m，厚124.5m，為一完整單旋回爆發相。由下至上，依次為致密玄武巖-氣孔玄武巖-凝灰質巖-火山角礫巖。特點是即從下至上，巖性由致密到疏松；密度由大到小；電性上電阻頂部出現異常高值。井段6601-6480m， 巖性特征為灰巖、凝灰巖、玄武巖頻繁互層，表現為溢流相，底部6651-6601m巖性為底部39m的基性淺層侵入巖輝綠巖侵入相，上部11m角礫凝灰巖為爆發相 （圖10）。

3 儲層特征

3.1儲滲空間類型

峨眉山玄武巖儲滲空間類型復雜，主要有三類：原生孔隙、溶蝕孔洞、裂縫，但多屬孔隙-裂縫型雙重孔隙儲層，裂縫同時還起滲濾連通作用。玄武巖儲層的儲集性能受巖石類型、成巖作用以及構造等多種因素影響在縱橫向上差異大，非均質性明顯。

3.1.1原生孔隙

原生孔隙主要有原生氣孔、殘余氣孔、晶間孔等；原生孔隙主要發育于杏仁狀和氣孔狀玄武巖中（圖 11）。據國外對玄武巖儲層研究表明，氣孔含量大，孔隙度大 ，可以反映出氣孔玄武巖孔隙度較致密玄武巖大。因為孔隙多為死孔隙，只有在有裂縫連通情況下，才能形成極好的儲集空間，致密玄武巖相對杏仁狀玄武巖來說裂縫較發育。儲集性能總體來說差-中。YS1井峨嵋山玄武巖中上部見48m厚層狀的灰綠色的致密玄武巖和氣孔玄武巖。測井孔隙度和滲透率都比較低，僅在6447-6467m油氣顯示段可能由于裂縫發育孔滲性有所改善，測井POR6.5%， PERM：0.01×10-3μm2。

3.1.2溶蝕孔洞

溶蝕孔洞屬于次生孔隙，主要有斑晶溶蝕孔、基質溶蝕孔、杏仁體溶蝕孔、交代物再溶蝕孔、冷凝收縮縫溶蝕孔等（圖12），在凝灰巖和火山角礫巖中溶蝕現象十分常見。峨眉山玄武巖巖漿的多期次溢流，使之縱向上發育10余個旋回層，而每一期溢流的停歇期間，會多次受到風化作用改造，所以每一個旋回層頂部的溶蝕孔洞都十分發育。凝灰巖由于其結晶細、氣孔少、不易形成有效儲集空間，只有當含角礫較多或裂縫較發育并起連通作用時，方可形成有效儲層；角礫巖孔洞較發育，其中一部分來源于巖體內氣孔，另一部分來源于溶蝕形成的孔洞，其次角礫與膠結物之間存在縫隙，具較好的儲集空間，是峨眉山玄武巖中主要的油氣儲集層，儲集性能中-較好。

據YS1井6380.5～6432m顯示層段測井孔隙度、滲透率都較高，取心段平均孔隙度18.03%，滲透率1.92×10-3μm2。巖芯觀察整體孔洞較發育，方解石未充填～全充填，局部發育少量微裂縫（圖13）；井段6477.00～6523.00m，灰色凝灰巖夾深灰色微-粉晶灰巖，儲層溶蝕孔洞較發育，巖心面孔率5-12%，孔洞跟溶蝕縫結合成網狀或串珠狀分布，巖心物性分析揭示為中高孔低滲透性儲層，第3次取心（6482.19～6489.09）放空進尺累計5.20m，巖心破碎，更說明儲層疏松，孔洞及裂縫極發育。可見溶孔和裂縫較發育的凝灰巖、火山角礫巖對于有效儲集空間貢獻比較大。

3.1.3 裂縫

玄武巖裂縫主要是構造裂縫、成巖裂縫。構造縫是在構造應力的作用下產生的，按傾角可分為斜交縫、水平縫、垂直縫，其中斜交縫和垂直縫較寬（最寬達2cm），水平縫較窄多數被全充填。成巖縫包括了因為內外散熱不均衡，在冷縮條件下所產生的柱狀節理、收縮縫和晶間微裂縫。裂縫本身不具備太大油氣儲集意義，但是裂縫的發育能大大改善了玄武巖的滲透性能。

YS1井薄片資料可見峨眉山玄武巖儲層裂縫局部較發育，鏡下微縫、收縮縫發育（圖14） [4]，微裂縫寬0.005-0.015mm，多數縫內較潔凈，未充填；收縮縫一般延伸較短，通常小于2mm，多見于該套火山碎屑巖底部，縫內較潔凈，未育填。在26塊鑄體薄片中總共發現33條微裂縫，且大多數裂縫較潔凈，只有極少數被次生礦物充填，這樣有利于油氣的運移和儲集。

YS1井峨眉山玄武巖儲層巖芯裂縫局部較發育，（見圖15）裂縫長6-9cm，寬0.1mm，未充填；見502個孔洞，孔徑1-8mm，未充填-全充填，充填物以方解石為主，綠泥石次之，孔洞密度175個/m；縫洞連通性差。在輝綠巖鉆進出現井漏，可見裂縫較發育。該套儲層為裂縫-孔洞型儲層，儲層物性較好。

3.2峨嵋山玄武巖儲層形成機制

玄武巖因原生孔隙較少或連通性差，孔隙先天不足，因此裂縫的研究十分重要。玄武巖的裂縫既是儲集空間，又是連通孔隙的通道，對提高玄武巖的儲滲條件起了關鍵。評價峨眉山玄武巖能否成為儲層的必要條件，一靠構造應力產生的裂縫，二靠風化（淋漓、溶蝕等）作用產生的洞縫。

峨眉山玄武巖的風化蝕變作用十分顯著，主要造巖礦物斜長石的綠泥石化和溶蝕作用現象非常普遍；輝石的綠泥石化、碳酸鹽化、綠簾石化及溶蝕的作用同樣十分發育。由于蝕變使得原來的低孔滲巖成為擁有較好孔滲能力的儲集巖。通常旋回頂部的風化作用更強，溶蝕現象更為顯著。當有斷裂帶發育時，由于斷裂帶的溶蝕作用和風化作用普遍發育，所以，斷裂發育區和旋回頂部都屬于風化作用的發育區帶[1]。

據YS1井取心段的樣品孔滲數據結果，該套火山碎屑巖孔隙度和滲透率較高，但面孔率較低，掃描電鏡下見大量微孔，脫玻化和交代蝕變作用較強，重結晶產生的次生孔隙較發育，產生大量的晶間微孔，這是該高孔隙度帶儲層形成的其中一個主要因素。此外，原生微氣孔較發育，通過一定程度的溶蝕作用，增大了微孔隙的空間。斜長石晶屑、火山巖巖屑和基質的溶蝕-溶解作用只在局部發育，產生的基質及晶內溶蝕孔，對這套火山碎屑巖的次生孔隙度貢獻不大，這是這套火山碎屑巖低面孔率的成因[4]。此外，該巖體破裂作用較強，產生的微裂縫對孔滲也有一定的貢獻。從圖10可以看出除致密玄武巖段和輝綠巖段處，本套峨嵋山玄武巖整體測井孔隙度都較高，測井滲透率在上部和中部也比較高，分析認為高孔、高滲帶儲層形成的主要因素是原生微氣孔和交代蝕變作用所產生的晶間微孔發育以及局部裂縫發育導致滲濾連通作用增強。

4 結束語

川西南地區玄武巖分布面積廣，平均厚度大，但目前發現的玄武巖氣藏僅川西南周公山一個。川西坳陷洛帶構造YS1井首次鉆遇峨嵋山玄武巖并見較好油氣顯示。本文論述了川西坳陷峨眉山玄武巖儲層的巖性、巖相和儲集性能等特征，YS1井峨眉山玄武巖巖性主要有熔巖類玄武巖、火山碎屑巖凝灰巖、角礫巖和輝綠巖；巖相主要有爆發相、溢流相和淺成侵入相；儲集空間主要有孔隙、溶蝕孔洞及裂縫，能否形成有利的油氣儲集巖類主要取決于原生孔隙發育程度及后期溶蝕作用及裂縫改造。研究認為川西玄武巖具有較為廣闊的勘探前景，若能找準含氣區塊，還是能夠形成一定的生產規模。

參考文獻：

[1]張若祥 王興志等 川西南地區峨眉山玄武巖儲層評價. 天然氣勘探和開發，2006 29（1）：17

[2]何松林 玄武巖儲層特征及氣源分析-以川西南上二疊統峨眉山玄武巖為例. 有色金屬文摘，2016 31（1）

[3]李平等 YS1井錄井地質總結報告

[4]杜欣嵐 川西YS1井上二疊統火山碎屑巖儲層微觀特征

作者簡介：

原梅香（1974-），女，河南焦作， 高級工程師，1998年畢業于成都理工學院，中石化西南石油工程有限公司地質錄井分公司工作.