渤海灣盆地渤中凹陷中生界火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)律

摘要：渤海灣盆地渤中凹陷中生界火山巖具有巨大的勘探潛力，但目前對(duì)火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的發(fā)育規(guī)律還缺乏深入認(rèn)識(shí).綜合利用鑄體薄片、掃描電鏡、物性測(cè)試、高壓壓汞、核磁共振和氮?dú)馕降荣Y料，對(duì)渤中凹陷中生界火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間類型、物性、孔隙微觀結(jié)構(gòu)等特征進(jìn)行了分析，探討了優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成機(jī)制與分布.結(jié)果表明，渤中凹陷中生界火山巖可分為３類：高孔中低滲型（Ⅰ類儲(chǔ)層）、中孔低滲型（Ⅱ類儲(chǔ)層）和低孔低滲型（Ⅲ類非儲(chǔ)層）.Ⅰ類儲(chǔ)層由中酸性氣孔熔巖疊加隱爆角礫化作用和溶蝕作用形成，Ⅱ類儲(chǔ)層由中酸性塊狀熔巖疊加隱爆角礫化作用、溶蝕作用或基性氣孔熔巖疊加溶蝕作用形成.原生孔隙、裂縫與溶蝕協(xié)同作用及脫玻化作用是渤中凹陷中生界火山巖有利儲(chǔ)層的主要形成機(jī)制.在此基礎(chǔ)上，建立了風(fēng)化背景下火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層縱向多層、橫向多中心分布的儲(chǔ)層發(fā)育模式.多噴發(fā)單元、多丘疊置的酸性復(fù)合熔巖火山機(jī)構(gòu)和中酸性侵出熔巖穹丘兩種類型的火山機(jī)構(gòu)是渤中凹陷火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的重要勘探目標(biāo).

關(guān)鍵詞：渤海灣盆地;渤中凹陷;火山巖儲(chǔ)層;發(fā)育模式;勘探方向

doi：１０．１３２７８/j．cnki．jjuese．２０２２０００６ 中圖分類號(hào)：P６１８．１３ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

０ 引言

目前，世界上２０多個(gè)國(guó)家３００多個(gè)盆地或區(qū)塊中已發(fā)現(xiàn)火山巖油氣藏[１].我國(guó)在松遼盆地、準(zhǔn)噶爾盆地等不同時(shí)代含油氣盆地中，也相繼發(fā)現(xiàn)了以慶深氣田、松南氣田、克拉美麗氣田，以及歐利坨子油田為代表的多個(gè)大中型火山巖油氣田[２４]，這使得一度被視為勘探禁區(qū)的火山巖成為盆地深層油氣勘探的主要目標(biāo)之一[５].渤海灣盆地中生界火山巖十分發(fā)育，其分布范圍廣，火山巖類型多樣，包括基性到酸性熔巖和火山碎屑巖等多種類型[６].隨著渤海灣盆地海域基底潛山油氣藏勘探的深入，陸續(xù)在渤海灣盆地中生界火山巖潛山中發(fā)現(xiàn)了一批火山巖油氣藏，如興隆臺(tái)中生界義縣組火山巖油氣藏、洼６０９井區(qū)中生界火山巖油氣藏、秦皇島３６ １火山巖油氣藏、風(fēng)化店中生界流紋巖油氣藏、LD２５ １中生界火山巖油氣藏等，表明渤海灣盆地中生界火山巖具有廣闊的勘探前景[７１１].渤中凹陷面積約１．７ 萬km２，共有鉆遇中生界火山巖的鉆井２４口，其中產(chǎn)能井１０口，鉆井０．００１３口/km２.渤中凹陷是渤海灣盆地最大的富烴凹陷，生烴條件良好，中生界火山巖與烴源巖具有良好的配置關(guān)系，是渤海灣盆地中生界火山巖油氣藏最具勘探潛力的凹陷之一[１３１４].但目前該區(qū)中生界火山巖的勘探程度較低.不同鉆井火山巖物性和含油氣性差異較大.對(duì)渤中凹陷中生界火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布規(guī)律和成儲(chǔ)機(jī)制還缺乏深入認(rèn)識(shí)，制約了研究區(qū)中生界火山巖油氣藏勘探的深入開展.

目前，對(duì)火山巖儲(chǔ)層相關(guān)研究已經(jīng)得到了廣泛的開展，主要涉及火山巖的儲(chǔ)集空間構(gòu)成，火山巖儲(chǔ)層物性，火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的控制因素和形成機(jī)制等[１５１９].其中以準(zhǔn)噶爾盆地為代表的西部盆地側(cè)重于風(fēng)化殼對(duì)儲(chǔ)層控制作用的研究[１６]，而松遼盆地由于風(fēng)化作用影響程度較弱，主要側(cè)重于巖性、巖相、火山機(jī)構(gòu)、裂縫等對(duì)火山巖儲(chǔ)層控制作用的研究[１７１９].渤海灣盆地渤中凹陷大量缺失上白堊統(tǒng)，中生界火山大規(guī)模噴發(fā)后，經(jīng)歷了３０～２０Ma的沉積間斷，風(fēng)化殼廣泛發(fā)育，對(duì)火山巖儲(chǔ)層的形成具有較強(qiáng)的控制作用[２０].但是，通過對(duì)比渤中凹陷不同鉆井中生界火山巖的物性和產(chǎn)能數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)，在同樣的風(fēng)化條件下，火山巖的產(chǎn)能在縱向和橫向上，均具有較大的差異性（圖１）.因此從風(fēng)化作用一種成儲(chǔ)機(jī)制上，并不能解釋渤海灣盆地中生界優(yōu)質(zhì)火山巖儲(chǔ)層的成因，需要對(duì)渤海灣盆地中生界風(fēng)化背景下的優(yōu)質(zhì)火山巖儲(chǔ)層的發(fā)育規(guī)律進(jìn)行深入研究.

本文綜合利用鑄體薄片、物性測(cè)試、掃描電鏡、高壓壓汞、氮?dú)馕降妊芯渴侄危M(jìn)行了火山巖儲(chǔ)層類型劃分，實(shí)現(xiàn)不同類型火山巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間從宏觀到納米全尺度量化表征;進(jìn)而探討了渤海灣盆地渤中凹陷中生界火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的發(fā)育規(guī)律，建立了成儲(chǔ)模式，以期為渤海灣盆地渤中凹陷中生界火山巖油氣勘探指明有利勘探方向.

１ 地質(zhì)背景

渤海灣盆地位于中國(guó)東部，是在華北克拉通之上發(fā)育起來的大型中—新生代疊合盆地[２１].渤中凹陷位于渤海灣盆地中東部，屬于渤海灣盆地二級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元.其東臨渤東低凸起，北依石臼坨凸起，西接沙壘田凸起和埕北低凸起，南至渤南低凸起（圖２），為渤海海域內(nèi)最大的富烴凹陷，面積約９０００km２[２２２４].地層由老到新依次為下古生界寒武系和奧陶系，上古生界石炭系和二疊系，中生界侏羅系和白堊系，新生界古近系、新近系和第四系，缺失下古生界志留系、泥盆系、下石炭統(tǒng)及中生界三疊系，經(jīng)歷了３０～２０ Ma的沉積間斷[２５].進(jìn)入中生代，在太平洋板塊俯沖和深部軟流圈大規(guī)模上涌的影響下，華北地臺(tái)巖石圈減薄渤海灣盆地發(fā)生大規(guī)模裂陷作用，形成了分布廣泛的火山噴發(fā)[２６２７].渤中凹陷中生界火山巖主要分布在白堊系義縣組中，在研究區(qū)西部侏羅系海房溝組和藍(lán)旗組中也有少量發(fā)育.巖性以中酸性火山巖為主，也發(fā)育少量的基性熔巖，構(gòu)成了從基性到中性再到酸性的火山噴發(fā)旋回[２８３１]（圖２）.

２ 火山巖巖性特征

選擇渤中凹陷１３口鉆遇中生界火山巖鉆井（共６１２６m 進(jìn)尺）作為研究對(duì)象，根據(jù)巖心和井壁取心資料，詳細(xì)研究火山巖的巖性特征.研究表明，渤中凹陷共發(fā)育１０種不同類型的火山巖（圖３）.其中：隱爆角礫巖較為發(fā)育，體積分?jǐn)?shù)達(dá)２３％，其包含英安質(zhì)隱爆角礫巖（１０％）、安山質(zhì)隱爆角礫巖（１０％）和粗面質(zhì)隱爆角礫巖（３％）３類.該區(qū)隱爆角礫巖由巖漿在沿火山通道上升過程中原位炸碎先期火山巖形成，主要表現(xiàn)為巖石角礫化，其角礫成分基本相同，部分角礫可拼接，角礫間充填巖汁（圖４a）.英安巖、安山巖和凝灰?guī)r體積分?jǐn)?shù)分別為２０％，１８％和２３％，其也是研究區(qū)發(fā)育比例較大的火山巖巖石類型，其中：英安巖為斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶除了堿性長(zhǎng)石和石英外，還可見少量斜長(zhǎng)石（圖４b）;安山巖斑晶主要為中性斜長(zhǎng)石和角閃石，基質(zhì)交織結(jié)構(gòu)，多數(shù)具有綠泥石化現(xiàn)象（圖４c）;凝灰?guī)r為火山碎屑結(jié)構(gòu)，碎屑物成分包括晶屑、巖屑和玻屑，基質(zhì)為細(xì)粒火山塵，根據(jù)碎屑物類型和含量，凝灰?guī)r可分為玻屑凝灰?guī)r（圖４d）和晶屑凝灰?guī)r（圖４e）２種亞類.以上６種巖性占研究區(qū)鉆遇火山巖總體積分?jǐn)?shù)的８４％，另外１６％的火山巖由玄武巖（７％）、粗面巖（７％）﹑流紋巖（１％）和沉凝灰?guī)r（１％）等４ 種巖性構(gòu)成（圖３）.研究區(qū)玄武巖分布范圍較廣，但由于多位于火山下部旋回，鉆遇率不高.巖石多具有斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)間粒/間隱結(jié)構(gòu)，斑晶由斜長(zhǎng)石、輝石、橄欖石構(gòu)成，橄欖石伊丁石化、輝石暗化蝕變現(xiàn)象嚴(yán)重（圖４f）.粗面巖具斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶約占１０％，主要為堿性長(zhǎng)石斑晶，也含有少量斜長(zhǎng)石，基質(zhì)為粗面結(jié)構(gòu)（圖４g）. 流紋巖主要為霏細(xì)結(jié)構(gòu)， 斑晶體積分?jǐn)?shù)極少（圖４h），沉凝灰?guī)r層理十分發(fā)育，含有泥質(zhì)條帶，與粉砂質(zhì)泥巖的區(qū)別是含有一定數(shù)量的晶屑（圖４i）.

３ 火山巖儲(chǔ)層特征

３．１ 火山巖儲(chǔ)層物性特征對(duì)研究區(qū)１３口鉆井８１塊巖心和壁心樣品進(jìn)行氣測(cè)孔隙度和滲透率測(cè)試分析.結(jié)果表明，渤中凹陷中生界火山巖從高孔中滲到低孔低滲均較發(fā)育，孔隙度在２．６％～３０．８％之間，平均值為１３．７％;滲透率為（０．００２～９．０００）×１０－３ μm２，平均值為０．４２０×１０－３μm２.孔滲相關(guān)性圖解（圖５）顯示研究區(qū)火山巖孔隙度和滲透率有較好正相關(guān)性.研究區(qū)火山巖可分為３類：高孔中低滲型（Ⅰ類儲(chǔ)層）、中孔低滲型（Ⅱ類儲(chǔ)層）和低孔低滲型（Ⅲ類非儲(chǔ)層）（圖５）.其中Ⅰ 類儲(chǔ)層由粗面質(zhì)隱爆角礫巖和氣孔粗面巖兩種巖性構(gòu)成，Ⅱ類儲(chǔ)層主要由氣孔杏仁玄武巖、塊狀英安巖、塊狀流紋巖、塊狀粗面巖、塊狀安山巖、英安質(zhì)隱爆角礫巖構(gòu)成，非儲(chǔ)層主要由凝灰?guī)r和少量的塊狀英安巖構(gòu)成.

３．２ 儲(chǔ)集空間量化表征

綜合利用鑄體薄片、掃描電鏡和高壓壓汞等研究手段，對(duì)渤中凹陷中生界火山巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間進(jìn)行了從孔隙類型到孔隙結(jié)構(gòu)量化表征，分析了Ⅰ類和Ⅱ類儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間和儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)的差異性.３．２．１ Ⅰ類儲(chǔ)層Ⅰ類儲(chǔ)層主要發(fā)育在氣孔粗面巖和粗面質(zhì)隱爆角礫巖中（圖５）.儲(chǔ)集空間主要為脫玻化孔、基質(zhì)溶蝕孔、晶內(nèi)溶蝕孔、杏仁體內(nèi)孔和原生氣孔（圖６a），孔徑主要集中在宏孔（孔徑＞０．０５０μm）范圍內(nèi)（圖６b）.以QHD３０ １ １井３３６０～３４００m 儲(chǔ)集層段為例（圖７），該段巖性主要為氣孔粗面巖（圖７a，b）和粗面質(zhì)隱爆角礫巖（圖７a，c），平均孔隙度為２０．４％，平均滲透率為１．３００×１０－３μm２，儲(chǔ)層物性十分良好（圖７e）.通過鑄體薄片和掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，該段火山巖原生氣孔、溶蝕孔、脫玻化孔和溶蝕縫均較發(fā)育（圖７b，c，d）.面孔率分析表明，原生氣孔和杏仁體內(nèi)孔提供了１．２％左右的面孔率（圖７b，f），而溶蝕孔和脫玻化孔則提供了最為主要的儲(chǔ)集空間.溶蝕孔主要發(fā)育在靠近原生氣孔和裂縫的基質(zhì)中（圖７b）及隱爆縫充填的巖汁中（圖７c），兩者分別貢獻(xiàn)了２．５％和２．４％的面孔率（圖７f）;脫玻化孔由氣孔粗面巖巖中的玻璃質(zhì)脫玻化形成，主要為０．１００～１．０００μm 左右篩狀分布的晶間微孔（圖７d），貢獻(xiàn)了４．５％左右的面孔率（圖７f）.另外，裂縫對(duì)形成Ⅰ類儲(chǔ)層也具有重要的作用，貢獻(xiàn)了３％左右的面孔率（圖７f）.進(jìn)一步通過高壓壓汞方法分析了該段氣孔粗面巖小于１００．０００μm 的介孔徑分布情況（圖７g）.分析表明，該段氣孔粗面巖儲(chǔ)層孔隙段＜１００．０００μm 的共發(fā)育２個(gè)峰和１個(gè)平臺(tái)，結(jié)合鑄體薄片和掃描電鏡測(cè)量不同類型孔縫的尺度范圍，推斷最左側(cè)０．１００～１．０００μm 峰值為脫玻化孔形成，中間的１．０００～１０．０００μm平臺(tái)為溶蝕孔隙形成，大于１０．０００μm 的峰值為溶蝕孔疊加的裂縫形成（圖７g）.通過以上分析，我們認(rèn)為中酸性氣孔熔巖疊加隱爆角礫化作用并發(fā)生大面積溶蝕是渤海灣盆地渤中凹陷中生界火山巖Ⅰ類儲(chǔ)層形成的必要條件.

３．２．２ Ⅱ類儲(chǔ)層

研究區(qū)Ⅱ類火山巖儲(chǔ)層主要位于裂縫發(fā)育且經(jīng)歷了強(qiáng)烈溶蝕改造作用的塊狀流紋巖和氣孔玄武巖中（圖５）. 塊狀流紋巖儲(chǔ)層以LD２５ １ １Sa井３３９０～３４４０m為典型代表（圖８）.該井中塊狀流紋巖孔隙度在６．０％～８．０％之間，滲透率在０．０１０×１０－３～０．１３０×１０－３μm２之間（圖８e）.鑄體薄片觀察表明，火山巖缺少原生氣孔，儲(chǔ)集空間以基質(zhì)溶蝕孔（圖８c）、脫玻化孔（圖８d）和溶蝕縫（裂縫）（圖８b）為主，分別貢獻(xiàn)了２．４％、２．５％和２．４％的面孔率（圖８f）溶蝕縫在該類儲(chǔ)層的形成過程中起到了重要作用，鑄體薄片觀察表明LD２５ １ １Sa井塊狀流紋巖中溶蝕縫為網(wǎng)狀，主要由隱爆角礫化作用和構(gòu)造作用疊加形成（圖８b），風(fēng)化流體沿裂縫溶蝕不但擴(kuò)大了裂縫，還導(dǎo)致沿隱爆縫周圍的基質(zhì)溶蝕（圖８b，圖８c），有效改善了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能.但由于缺乏原生孔隙，滲濾流體與火山巖接觸面積較氣孔熔巖相對(duì)較小，導(dǎo)致其溶蝕孔隙不及中酸性氣孔粗面巖發(fā)育（圖７f，圖８f）.

氣孔玄武巖儲(chǔ)層以BZ５井２８０８～２８１５m 儲(chǔ)集層段為典型代表（圖９），該段氣孔玄武巖平均孔隙度７．３％，滲透率在０．１０×１０－３～１．００×１０－３μm２之間（圖９d）.分析表明，其儲(chǔ)集空間主要以原生氣孔（圖９a）、基質(zhì)溶蝕孔（圖９a）和溶蝕縫（圖９b）為主，而原生氣孔和溶蝕孔提供了主要的儲(chǔ)集空間（圖９e）.通過掃描電鏡等分析發(fā)現(xiàn)，由于玄武巖基質(zhì)結(jié)晶程度好，因此其脫玻化孔不發(fā)育，僅在局部發(fā)育少量蝕變形成的黏土礦物晶間微孔（如圖９c中的皂石晶間孔）.利用高壓壓汞、核磁共振和氮?dú)馕降确椒▽?duì)火山巖微孔進(jìn)行的綜合量化表征表明，英安巖和粗面巖等中酸性熔巖中的孔隙介于０．１００～１．０００μm之間，大于玄武巖中０．０１０～０．１００μm 的區(qū)間（圖９b），因此玄武巖較難形成高孔滲儲(chǔ)層（圖９f）.

通過以上分析我們認(rèn)為，中酸性塊狀熔巖疊加隱爆角礫和溶蝕作用，或基性氣孔熔巖疊加溶蝕作用是形成Ⅱ類儲(chǔ)層的必要條件.

４ 討論

４．１ 渤中凹陷火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成機(jī)制

通過對(duì)研究區(qū)火山巖Ⅰ類和Ⅱ類儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間量化表征和形成條件的分析，我們發(fā)現(xiàn)，原生孔隙、溶蝕孔隙和溶蝕縫的發(fā)育情況，共同決定了渤海灣盆地渤中凹陷優(yōu)質(zhì)火山巖儲(chǔ)層的形成.而原生孔隙裂縫與溶蝕的協(xié)同作用和脫玻化作用是研究區(qū)火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的重要機(jī)制.

４．１．１ 風(fēng)化溶蝕作用

渤海灣盆地渤中凹陷在晚燕山期，受太平洋板塊俯沖影響，發(fā)生了區(qū)域性擠壓隆升，導(dǎo)致中生界火山巖經(jīng)歷了３０～２０ Ma的風(fēng)化改造[３２].對(duì)比松遼盆地，火山巖受風(fēng)化改造控制作用明顯.從火山巖溶蝕孔隙面孔率和實(shí)測(cè)孔隙度相對(duì)中生界頂面的變化趨勢(shì)可以看出，距火山巖頂界面３００m 范圍內(nèi)，溶蝕孔面孔率和孔隙度相對(duì)較大;而距火山巖頂界面超過３００m 后，溶蝕孔面孔率和孔隙度則迅速降低，反映了該區(qū)風(fēng)化流體溶蝕程度在距頂界面達(dá)到３００m 后迅速下降（圖１０）.這與反映風(fēng)化強(qiáng)度的２個(gè)風(fēng)化指數(shù)CIA 和PIA 及黏土礦物體積分?jǐn)?shù)的垂向變化規(guī)律具有一致性，即在距頂界面３００m 處，CIA 和PIA 大幅度下降，風(fēng)化產(chǎn)生的黏土礦物體積分?jǐn)?shù)也大幅度下降（圖１０）.這些反映溶蝕作用和風(fēng)化強(qiáng)度的指標(biāo)提示，渤海灣盆地渤中凹陷中生界火山巖風(fēng)化殼厚度最厚為３００m.因此，風(fēng)化作用對(duì)該區(qū)火山巖儲(chǔ)層的形成具有重要作用.

４．１．２ 原生孔隙裂縫與溶蝕協(xié)同作用

在相同的風(fēng)化條件下，火山巖溶蝕作用的強(qiáng)度、風(fēng)化殼中有利儲(chǔ)層發(fā)育部位，在縱向上和橫向上均具有明顯的差異性（圖１，圖１０）.通過大量的鑄體薄片觀察和面孔率分析，我們發(fā)現(xiàn)，溶蝕孔隙較發(fā)育的火山巖，通常具備２個(gè)明顯的特征：一是原生氣孔發(fā)育，如氣孔粗面巖（圖７b）和氣孔玄武巖（圖９a）;二是裂縫較為發(fā)育，如隱爆作用發(fā)育的粗面質(zhì)、英安質(zhì)和流紋質(zhì)隱爆角礫巖（圖７c，圖８b），即原生孔隙和裂縫越是發(fā)育，溶蝕孔隙也相應(yīng)越發(fā)育.如圖６a中氣孔粗面巖原生孔隙面孔率較高（圖６a），粗面質(zhì)隱爆角礫巖、英安質(zhì)隱爆角礫巖和流紋質(zhì)隱爆角礫巖則是裂縫發(fā)育率較高，相應(yīng)地，這４種巖性的溶蝕孔面孔率也相較其他巖性高（圖６a），這提示了原生孔隙、裂縫與溶蝕孔隙具有協(xié)同演化作用.鑄體薄片觀察表明，溶蝕孔在原生氣孔周邊（圖７b，圖９a）、裂縫周邊（圖８b，c）發(fā)育的密度更大，這表明原生孔隙和裂縫的存在，不但本身提供了一定的儲(chǔ)集空間，還增加了流體與火山巖接觸面積，并提供了較多的滲流通道，因而促進(jìn)了溶蝕作用，導(dǎo)致大面積溶蝕孔隙的產(chǎn)生.另外，隱爆作用不但提供了裂縫，隱爆縫內(nèi)充填的玻璃質(zhì)巖汁由于結(jié)晶程度差，成分不穩(wěn)定，也較易于溶蝕，促進(jìn)了溶蝕作用的發(fā)生（圖７c，d）.面孔率統(tǒng)計(jì)表明，在相同的風(fēng)化條件下，相較致密的塊狀熔巖和凝灰?guī)r，原生孔隙發(fā)育的氣孔熔巖或裂縫發(fā)育的隱爆角礫巖均可以增加２％～３％的溶蝕孔面孔率（圖６a），火山巖如果僅發(fā)育氣孔或僅發(fā)育隱爆角礫巖，往往形成Ⅱ類儲(chǔ)層，如LD２５ １ １Sa井３３９０～３４４０m塊狀流紋巖（圖８）和BZ５ 井２８０８～２８１５m 氣孔玄武巖（圖９）;而如果火山巖原生氣孔和隱爆角礫同時(shí)發(fā)育，則增加的溶蝕孔面孔率疊加可達(dá)５．０％～６．０％（圖６a），形成以QHD３０１ １井３３６０～３４４０m 氣孔粗面巖段為例的Ⅰ類儲(chǔ)層（圖７）.

４．１．３ 脫玻化作用

火山巖中存在一定量的玻璃質(zhì)成分，在后期脫玻化作用下易于形成脫玻化孔[３３３４]（圖７d，圖８d）.面孔率分析表明，脫玻化孔為火山巖提供了最大達(dá)４．０％的面孔率（圖６a）.通過掃描電鏡、核磁共振和氮?dú)馕降葘?shí)驗(yàn)分析，火山巖的巖性決定了火山巖脫玻化孔的發(fā)育程度，中酸性火山巖由于基質(zhì)結(jié)晶程度差，玻璃質(zhì)體積分?jǐn)?shù)高，脫玻化孔相對(duì)較為發(fā)育，０．０５０～１．０００μm 之間的宏孔相對(duì)較多[３１]（圖６b）;而基性火山巖由于基質(zhì)結(jié)晶程度相對(duì)較好，脫玻化孔相對(duì)不發(fā)育，基質(zhì)孔徑在介孔在０．００２～０．０５０μm范圍內(nèi)[３１]（圖６b）.

４．２ 渤中凹陷中生界火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育模式

根據(jù)上文所總結(jié)的渤中凹陷火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育條件和成儲(chǔ)機(jī)制，建立了渤中凹陷及其周緣中生界火山巖儲(chǔ)層發(fā)育模式（圖１１）.上文分析表明，渤中凹陷中生界火山巖風(fēng)化殼厚度普遍較大，最厚達(dá)３００m.在這個(gè)厚層風(fēng)化殼中，雖然火山巖的儲(chǔ)層物性得到了普遍的改善[１４]，但是在縱向和橫向上，風(fēng)化殼儲(chǔ)層物性仍然具有較為強(qiáng)烈的非均質(zhì)性（圖１），形成風(fēng)化殼中不均勻分布的高孔滲帶（圖１０）.在縱向上，因經(jīng)過長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕作用致使火山巖次生孔隙大量發(fā)育，優(yōu)質(zhì)火山巖儲(chǔ)層更易于發(fā)育在中生界頂部不整合面附近（圖１１）.并且，由于火山巖具有多期噴發(fā)的特點(diǎn)，不同期次火山巖之間，往往存在幾百萬年的噴發(fā)間斷，雖然遠(yuǎn)不及火山巖頂面的風(fēng)化間斷時(shí)間長(zhǎng)，但仍會(huì)形成風(fēng)化殼內(nèi)部數(shù)個(gè)垂向分布的高孔滲儲(chǔ)層發(fā)育帶[３５]（圖１０，１１）.另外，本次研究表明，火山巖的原生氣孔和裂縫對(duì)風(fēng)化溶蝕具有強(qiáng)烈的促進(jìn)作用.原生氣孔主要發(fā)育在噴溢相上部亞相中，在火山機(jī)構(gòu)近源相帶較為發(fā)育，并具有多層發(fā)育的特點(diǎn)（圖１１）;而火山噴發(fā)中心附近也是隱爆角礫巖亞相的有利發(fā)育區(qū)，裂縫較為集中[５]（圖１１）.因此，受噴溢相上部亞相和隱爆角礫巖亞相控制，風(fēng)化殼中優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層在橫向上多即集中在噴發(fā)中心附近.上文分析表明，中酸性火山熔巖脫玻化孔發(fā)育，相對(duì)于基性火山熔巖、凝灰?guī)r更易于形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，但由于中酸性熔巖黏度較大，橫向流動(dòng)距離近，這也進(jìn)一步導(dǎo)致風(fēng)化殼中高孔滲儲(chǔ)層橫向上更易于集中在火山噴發(fā)中心附近（圖１１）.以上分析表明，渤中凹陷中生界火山巖風(fēng)化殼厚度最厚為３００m，風(fēng)化殼中分布有多個(gè)高孔滲帶，并具有縱向多層疊置、橫向多中心發(fā)育的特點(diǎn)（圖１１）.

４．３ 渤中凹陷中生界火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層勘探方向

本次研究在渤海灣盆地渤中凹陷中生界火山巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層成儲(chǔ)條件和儲(chǔ)層發(fā)育機(jī)制分析的基礎(chǔ)上，綜合利用鉆井和地震資料，指出了渤中凹陷有利火山巖儲(chǔ)層的勘探方向.

４．３．１ 多丘疊置火山機(jī)構(gòu)

由于渤中凹陷火山巖普遍經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化作用，因此，風(fēng)化殼厚度和風(fēng)化程度不是影響儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素，在火山巖油氣勘探中無需做重點(diǎn)考慮.通過對(duì)有利儲(chǔ)層發(fā)育條件和發(fā)育機(jī)制的分析，我們認(rèn)為渤中凹陷火山巖有利儲(chǔ)層勘探中需要以尋找中酸性氣孔熔巖為主要目標(biāo);另外，火山機(jī)構(gòu)近源相帶隱爆作用和裂縫均較為發(fā)育，對(duì)有利儲(chǔ)層發(fā)育也起重要的控制作用.因此，尋找原生氣孔發(fā)育、中心相帶較多的大型中酸性火山巖體，成為有利儲(chǔ)層勘探的首選方向.這種火山機(jī)構(gòu)的典型代表是松遼盆地松南氣田多丘疊置酸性熔巖火山機(jī)構(gòu)[３５３７].該火山機(jī)構(gòu)噴發(fā)中心多，裂縫和隱爆角礫巖發(fā)育，同時(shí)單個(gè)酸性熔巖流厚度薄，熔巖流頂部氣孔帶比例大，層數(shù)多，形成了松遼盆地最大的火山巖氣田.渤海灣盆地渤中凹陷也具有這樣的多丘疊合火山機(jī)構(gòu)，如BZ６井鉆遇的多噴發(fā)單元、多丘疊置酸性熔巖火山機(jī)構(gòu)，原生孔隙發(fā)育，層數(shù)多、溶蝕作用強(qiáng)（圖１２），類似的火山機(jī)構(gòu)可作為未來火山巖勘探的主要目標(biāo).

４．３．２ 中酸性侵出熔巖穹丘

渤中凹陷LD２５ １地區(qū)普遍發(fā)育高縱橫比的空白反射地震相（圖１３），鉆井揭示為中酸性侵出相熔巖穹丘，雖然原生孔隙不發(fā)育，但是由于其位于火山噴發(fā)中心，裂縫、隱爆作用和脫玻化孔均發(fā)育，裂縫和隱爆作用促進(jìn)了溶蝕作用的發(fā)生（圖８），類似的火山巖體也是尋找火山巖有利儲(chǔ)層的重要目標(biāo).

５ 結(jié)論

１）渤海灣盆地渤中凹陷主要發(fā)育英安質(zhì)隱爆角礫巖、安山質(zhì)隱爆角礫巖、粗面質(zhì)隱爆角礫巖、英安巖、安山巖、凝灰?guī)r、玄武巖、粗面巖、流紋巖和沉凝灰?guī)r等１０種類型火山巖.根據(jù)孔滲等物性參數(shù)，可將火山巖分為３類：高孔中低滲型（Ⅰ類儲(chǔ)層）、中孔低滲型（Ⅱ類儲(chǔ)層）和低孔低滲型（Ⅲ類非儲(chǔ)層）.

２）中酸性氣孔熔巖疊加隱爆角礫化作用并發(fā)生大面積溶蝕是渤中凹陷中生界火山巖Ⅰ類儲(chǔ)層形成的必要條件.中酸性塊狀熔巖疊加隱爆角礫和溶蝕作用，或基性氣孔熔巖疊加溶蝕作用是形成Ⅱ類儲(chǔ)層的必要條件.原生孔隙裂縫與溶蝕協(xié)同作用，脫玻化作用是渤中凹陷火山巖有利儲(chǔ)層的重要形成機(jī)制.渤中凹陷中生界火山巖風(fēng)化殼厚度最厚為３００m，風(fēng)化殼中分布有多個(gè)高孔滲帶，并具有縱向多層疊置、橫向多中心發(fā)育的特點(diǎn).

３）多噴發(fā)單元、多丘疊置的酸性熔巖火山機(jī)構(gòu)，原生孔隙發(fā)育，層數(shù)多、溶蝕作用強(qiáng)，可作為未來渤海灣盆地火山巖油氣勘探的首要目標(biāo);中酸性侵出相熔巖穹丘由于位于火山噴發(fā)中心，裂縫、隱爆作用和脫玻化孔均發(fā)育，裂縫和隱爆作用促進(jìn)了溶蝕作用的發(fā)生，也可作為尋找火山巖有利儲(chǔ)層的重要目標(biāo).

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