遼河坳陷大洼地區(qū)玄武質(zhì)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(fā)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?guī)r[2]。一般認(rèn)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(yè)產(chǎn)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(rèn)為的中生界Ⅰ段的基性火山巖中發(fā)現(xiàn)了一定規(guī)模的油氣儲量。火山巖油藏非均質(zhì)強(qiáng)，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(zhǔn)的巖性鑒定基礎(chǔ)上總結(jié)儲層的形成環(huán)境、認(rèn)識儲層特征，才能更有效地指導(dǎo)下一步勘探，實現(xiàn)基性火山巖勘探的突破。

1 巖性特征

大洼地區(qū)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(zhèn)組和第四系[4-5]。太古界結(jié)晶基底為一套變質(zhì)巖系，中生界出現(xiàn)了強(qiáng)烈的構(gòu)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(fā)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(zhì)凝灰?guī)r，氣孔、溶蝕孔發(fā)育，為優(yōu)質(zhì)儲層；上段以基性火山巖為主，包括玄武巖、玄武質(zhì)火山角礫巖[6-9]。

圖1 大洼油田構(gòu)造位置

通過巖石化學(xué)分析建立了火山巖TAS圖解（圖2），原認(rèn)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(qū)，少量位于粗面玄武巖區(qū)和玄武安山巖區(qū)，部分樣品蝕變，改變了原巖的化學(xué)成分，投點在堿玄巖區(qū)。結(jié)合巖石薄片鑒定結(jié)果，認(rèn)為該區(qū)火山巖主要為玄武質(zhì)火山角礫巖、杏仁狀玄武巖、板狀玄武巖。

2 玄武質(zhì)火山角礫巖儲層成因分析

2.1 儲層形成環(huán)境

圖2 研究區(qū)火山巖TAS圖解

依據(jù)巖性特征推斷大洼地區(qū)玄武質(zhì)火山角礫巖的成因為玄武巖水下噴發(fā)，熔漿與水體接觸或侵入到含水的松散沉積物中，經(jīng)淬火碎裂后快速堆積而成[10-13]，證據(jù)如下：①玄武質(zhì)火山角礫巖的角礫與藻團(tuán)塊、鮞粒、砂屑等內(nèi)碎屑共生，內(nèi)碎屑的存在說明存在湖盆的水體環(huán)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(chǎn)物，成分為碳酸鹽、沸石、硅質(zhì)等。②玄武質(zhì)火山角礫巖邊緣存在玻璃質(zhì)冷凝邊，表明角礫形成時經(jīng)歷了快速冷卻，邊緣來不及結(jié)晶；此外還見到大量大塊的玻璃質(zhì)碎屑，也說明了熔漿與水體發(fā)生了接觸，玻璃質(zhì)淬火炸碎后與其他沉積物混雜原地堆積。③玄武質(zhì)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(zhì)火山角礫巖形成時期存在水體環(huán)境。

2.2 儲集空間成因及物性特征

大洼地區(qū)玄武質(zhì)火山角礫巖主要發(fā)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(fā)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(gòu)造成因，本區(qū)數(shù)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(zhì)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(zhì)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(zhì)火山角礫巖的地層歸屬

玄武質(zhì)火山角礫的水下噴發(fā)成因說明其形成時期存在持續(xù)時間較長的大規(guī)模水體，而中生代大洼地區(qū)不具備如此環(huán)境條件[14-15]。另外中生代火山噴發(fā)一般從中性（局部基性）開始到酸性結(jié)束，而頂部的玄武巖是又一個噴發(fā)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(zhì)疑，因此本文對該套地層的歸屬進(jìn)行了分析。

通過對該套玄武質(zhì)火山角礫巖頂部、底部及中間所夾泥巖進(jìn)行古生物分析，在洼127、洼39、洼606、洼603、洼32井中發(fā)現(xiàn)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(biāo)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(fā)的構(gòu)造基礎(chǔ)，同時也有巨大的水體環(huán)境，可為玄武巖水下噴發(fā)形成玄武質(zhì)火山角礫巖提供環(huán)境基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

大洼地區(qū)玄武質(zhì)火山角礫巖為玄武巖水下噴發(fā)，經(jīng)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(zhì)火山角礫巖地層應(yīng)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(huán)境，為玄武巖水下噴發(fā)形成玄武質(zhì)火山角礫巖提供了環(huán)境基礎(chǔ)。