XW断陷YC组火山岩识别与储层特征研究

陈立国

（吉林大学地球探测科学与技术学院，吉林 长春1300260）

中石油大庆油田有限责任公司第二采油厂，黑龙江 大庆163414）

XW断陷是较有利的深层勘探区之一，已经在YC组火山岩勘探方面取得了较好的成果，勘探程度较高［1］。自20世纪60年代至今，先后做过重力、磁力、电法和地震勘探工作。虽然该区已有二维和三维地震资料，但受限于当时的设备以及技术条件，老三维采用较大面元、较大线束滚动距、较低覆盖次数，导致地震资料品质较差，不利于成像，因此深层火山岩反射特征不清晰，不能满足深层勘探需要［2］。为此，笔者基于该地区近年重新采集的三维地震勘探成果并综合应用钻井、露头、以往地震资料等，应用全三维解释技术，识别YC组火山岩储层并对火山活动期次、火山机构的发育及分布规律展开研究。

1 火山岩识别

对于深层火山岩识别主要根据深层地震反射结构特征和地震属性特征等，并应用井资料进行验证。火山岩在地震剖面上的反射特征是由火山岩相决定的。所谓火山岩的相是指火山作用在一定自然地理条件和一定热力条件 （反映在地质体构造特点上）下形成的一种岩石或一个地质体［3］。因此，火山岩相的划分，决定因素是火山岩形成时所处的地质环境。火山岩的相划分有多种方案，这些方案既有共同之处也存在一定差别，较有代表性的为王德滋等依据火山作用的方式［4］，将火山岩的相划分为爆发相、喷溢相、侵出相、火山通道相、次火山岩相、自碎火成角砾相6种。此次研究根据地震反射结构、连续性、振幅强弱和地震相单元的外型几何形态四类地震相要素，结合属性分析，开展地震相分析工作。同时，在符合区域沉积背景和遵循相序递变原则下，结合单井相分析 （见图1），最终建立地震相与火山岩相带的对应关系。

综合分析认为该区YC组主要有以下地震相类型［5－9］：丘形，上部强振幅、较连续，内部弱振幅、断续反射 （爆发相火山岩）；前积结构，强振幅、中高连续反射 （近火口酸性溢流相）；亚平行，中振幅、中连续反射 （远火口酸性溢流相）；丘形或前积结构，中强振幅、中连续反射 （近火口中基性溢流相）；平行－亚平行，中强振幅、中高连续反射 （远火口中基性溢流相）。

某盆地XW断陷深层早白垩世发育2个大的火山喷发－沉积旋回，分别是YC组一段与YC组三段。每一喷发旋回都具有多期活动、间歇性喷发的特点，且各期次火山岩在空间上存在复杂的叠置关系。根据区内火山活动特点、火山岩相序及岩石韵律组合特征，结合喷发间歇期沉积地层与火山岩接触关系，将YC组一段和YC组三段分别划分为3个喷发期次 （见图2），不同喷发期次的火山岩在很多方面都有所不同，表现在构造特征、岩相特征、岩性组成、储层类型、油气藏类型和富集程度的差异。该区主要发育YC组三段火山岩，分布于宋西断裂以东，宋4井以西区域，呈南北向条带分布。火山喷出物按块径大小出现重力分异现象，即由近到远分布熔岩和火山集块岩、火山角砾岩、凝灰岩、沉积凝灰岩。因此，火山的喷发模式和岩性分异现象，使火山岩相与距离火山口由近到远成规律分布，火山岩相在空间具有一定分布规律。

图1 宋深102井营三段火山岩期次划分与优势相图

该区YC组三段只发育第2期次和第3期次：第2期次以中基性溢流相火山岩为主；第3期次以爆发相及酸性溢流相火山岩为主。

1.1 YC组三段第2期次火山岩地震相及优势沉积相

在沙河子组上段以上地层的地震相及沉积优势相研究中，除了各层序的内部反射结构、外部几何形态、振幅、同相轴连续性等，参考较好反映沉积特征及符合地质规律的地震属性进行岩性解释。

工区西部靠近宋西断裂一侧区域，YC组三段第2期次火山岩在剖面上表现为丘形或前积结构，中强振幅，中连续反射，解释为近火口中基性溢流相；在其东部和东北部剖面上表现为平行－亚平行、中振幅、中高连续反射，解释为远火口中基性溢流相。

1.2 YC组三段第3期次火山岩地震相及优势沉积相

YC组三段第3期次爆发相火山岩主要发育于工区最西部，靠近宋西断裂，主要有2个较大的爆发相火山岩区，在剖面上表现为丘形，上部强反射，较连续，内部弱振幅，断续反射；而工区中西部一带，剖面上表现为前积结构，强振幅，中高连续反射，解释为近火口酸性溢流相；在其东部和东北部剖面上表现为亚平行、中振幅、中连续反射，解释为远火口酸性溢流相。

图2 营三段火山岩各期次划分标准

2 火山通道的解释

岩浆房中的岩浆沿大断裂及火山通道上升至沙河子组地层附近，又沿地层薄弱处上升至地表，形成大量的火山喷发，在工区西部形成许多中心式喷发的火山，本区次生断裂较少，裂隙式喷发并不多见。而火山通道在穿过沙河子组及火石岭地层处往往形成圆柱状杂乱反射，这样，可以根据YC组、沙河子组及火石岭地层中圆柱状杂乱反射寻找火山通道 （见图3）。火山通道在地震水平切片上外形一般呈圆环状，内部呈杂乱状，与围岩往往有比较明显的边界 （见图4（a））。火山通道在相干切片上外形多为圆形结构，内部多为蜘蛛网状或乱絮状 （见图4（b））。

图3 火山通道剖面特征

图4 火山通道切片识别

3 火山岩储层特征

不同的火山岩岩相带，由于岩石类型及矿物组合的差异，其储集物性也有很大的差别，与碎屑岩储层不同。火山岩主要由不稳定的矿物组成，它们在埋藏成岩作用过程中的变化更大［10］。火山岩这种复杂的岩石学特征及成岩作用过程对其储集物性演化的影响也就更复杂，因此，岩性和岩相是判断火山岩储层的直接要素。

火山锥体以爆发相和喷溢相为主，爆发相带的火山岩 （火山角砾岩、角砾熔岩、凝灰熔岩）一方面由于粒 （砾）间孔、气孔等原生孔隙较发育，另一方面爆发相带往往位于古构造高部位，是油气运移的指向部位，加之爆发相往往也是风化淋滤及次生溶蚀孔、缝发育的部位，可形成良好的油气储集体［11］。火山岩油气藏岩相与油气关系的研究表明，工业气流井多位于爆发相带。近火山口的溢流相熔岩流亚相，原生气孔等储集空间较发育，特别是溢流相中的熔岩流亚相位于火山斜坡过渡相带位置，恰好位于油气运移的有利位置，因此该相带可形成多种油气藏。

根据目前该区及邻区所取到的岩心分析资料，具有储集能力的主要岩石类型为熔岩和火山碎屑岩等。火山岩储层的孔隙类型主要为原生气孔、杏仁体内孔、斑晶溶蚀孔、基质内溶孔。构造裂缝与各类孔隙空间连通构成了连通喉道。网状裂缝是提高和改善有效孔隙度的重要因素。

综上所述，对于火山岩储层，相带的控制作用就显得非常突出。有利区位于工区西部爆发相火山岩和近火山口溢流相火山岩区域，相对不利区基本是远火山口的区域，储层薄，物性差。

4 结 论

（1）XW断陷YC组火山岩发育，中酸性、基性火山岩均有分布，多期喷发，厚度大，相变快，储层分布变化快，且顶部埋藏较浅，最深处约为海拔－3200m左右。断陷主体火山岩连续分布，总体表现为西部受宋西断裂控制，火山岩发育相对较厚，以爆发相为主；东部受徐东断裂带控制，火山机构小，火山岩发育相对较薄，以溢流相为主；南部为中酸性火山岩，以层状火山、熔岩穹隆火山机构为主；北部以中基性火山岩为主，发育盾形火山机构，大面积溢流相分布，变化小。

（2）火山岩储层岩性主要为玄武岩，中性角砾岩，孔隙类型主要为原生气孔、溶蚀孔和微裂缝。储层非均质性强，横向变化快，错叠连片但连通性较差，火山岩具有明显的上气、下水的特点，受构造控制，但没有统一的气水界面，气藏类型主要为构造－岩性气藏。XW断陷YC组火山岩按成藏条件可分为3类，西部为一类区，以爆发相为主；东部为二类区，以溢流相带为主；环二类区以东，以远火口相和火山沉积相为主，为三类区。对于有利部位爆发相火山岩的钻探将成为该区下一步勘探工作的重中之重。

［1］唐建仁，刘金平，谢来春，等 .松辽盆地北部徐家围子断陷的火山岩分布及成藏规律 ［J］.石油地球物理勘探，2001，36（3）：345－351.

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［3］王璞君，陈树民，刘万洙，等 .松辽盆地火山岩岩相与火山岩储层的关系 ［J］.石油与天然气地质，2003，24（1）：18－27.

［4］王德滋，周新民，火山岩岩石学 ［M］.北京：科学出版社，1982：3－200.

［5］刘学锋，钟广法，王正允，等 .松辽盆地北部徐家围子断陷构造格局及其成因 ［J］.西安石油大学学报 （自然科学版），2006，21 （6）：6－10.

［6］金晓辉，林壬子，邹华耀，等 .松辽盆地徐家围子断陷火山活动期次与烃源岩演化 ［J］.石油与天然气地质，2005，26（3）：349－355.

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