安达凹陷深部火山岩气藏储层特征研究

2016-09-18谢豪

西部探矿工程 2016年7期

关键词：松辽盆地基性岩安达

谢　豪

（大庆油田勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

安达凹陷深部火山岩气藏储层特征研究

谢豪*

（大庆油田勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

松辽盆地北部徐家围子断陷安达凹陷营城组火山岩目前勘探已经进入纵向上细分期次，精细勘探阶段。营城组各期次岩芯孔隙度分析确定第三期火山岩发育好储层。通过对比酸性火山岩与中基性火山岩的喷发类型，分析得出酸性火山岩物性总体优于中基性火山岩。通过分析风化作用对火山岩的改造作用，分析得出火山喷发期次的顶部尤具备形成好的火山岩储层的有利条件。

安达凹陷；期次；储层；孔隙度；岩性；风化作用

松辽盆地北部徐家围子断陷安达凹陷营城组火山岩是松辽盆地内晚侏罗—早白垩世规模较大、延续时间较长，分布面积较广的一期火山喷发活动，已提交探明储量500多亿方，营城组主要发育营三段火山岩，具有多期喷发、火山岩机构类型多样、叠置分布、岩性复杂的特点，目前营三段火山岩研究已经进入分期次精细研究阶段。以安达凹陷营三段火山岩分期次研究为基础，分析各期次火山岩储层特征及其控制因素。

1　安达凹陷营城组火山岩划分期次概况

安达凹陷营三段喷发期次Ⅰ以酸性碎屑岩为主，只在安达地区西部局部发育，其顶面构造整体表现为西高东低，北高南低的特征。营三段喷发期次Ⅱ以中基性岩为主，主要发育在升平—安达地区，其顶面构造整体表现为东高西低的特征；营三段喷发期次Ⅲ以酸性岩为主，夹杂少量中基性岩，在安达地区西部、升平地区和徐东地区大面积分布，其顶面构造为营三段火山岩顶，整体表现为东高西低，南高北低的特征。

2　安达凹陷营城组火山岩各期次储层特征

以往针对徐家围子断陷营城组火山岩的研究中，有些井只完钻于上部期次，即使在钻穿火山岩的井中，由于以往的认识目的层主要为顶部期次，因此取芯资料也大多集中于顶部期次，在下部期次取芯很少，种种原因导致对于下部期次的储层特征不是很清楚，基于此，本次研究以岩芯资料为标定，以测井资料为基础，对安达凹陷3个期次的储层测井孔隙度和储地比进行了统计，搞清楚各期次的储层特征。

从各期次测井孔隙度对比结果来看，营三段期次Ⅰ中—低孔频率较高，占总数的67%，营三段期次Ⅱ中—低孔频率较高，占总数的58%，比期次Ⅰ略低；期次Ⅲ中中—低孔频率最低，仅占总数的21%，物性最好。单井孔隙度对比显示，营三段中—上部期次的孔隙度优于下部期次。

从各期次单井储地比对比结果来看，营城组三段期次Ⅰ储地比较低，其中达深3井储地比最大61%，达深2井最小为3%，平均储地比为34%；期次Ⅱ储地比略高，其中升深203井储地比最大95%，宋深1井最小为4%，平均储地比为46%；期次Ⅲ储地比最高，其中宋深3井储地比达到99%，达深4井最小为4%，平均储地比为53%。对比分析营三段火山岩3个期次的储地比特征，期次Ⅲ单井火山岩储地比和平均储地比高于其它期次，期次Ⅱ平均储地比次之，期次Ⅰ储地比最低。

3　储层控制因素分析

3.1岩性对火山岩储层的控制作用

针对徐家围子全区1018个酸性岩储层物性数据，61个中基性岩储层物性数据，建立酸性岩和中基性岩孔渗分布直方图。火山岩整体属于中孔、低渗型储层，其中酸性岩孔隙度略高于中基性岩，渗透率均属于低渗型，分析数据中存在个别高值，体现了裂缝对物性的贡献（图1）。

为了对酸性岩和中性岩的储层差异进行研究，首先，在微观上，采用铸体薄片、扫描电镜和图像分析技术，对孔隙大小进行了微观上的划分，将小于15μm定义为微孔，大于15μm小于105μm定义为小孔隙，大于105μm定义为大孔隙，针对酸性岩5口井50块样品和中基性岩9口井81块样品进行了统计，结果表明中基性岩以发育小孔隙、微孔隙为主，酸性岩大孔隙、小孔隙、微孔隙都有发育（图2），孔隙配位数统计表明，酸性岩配位数优于中基性岩，说明微观特征上来说，酸性岩的连通性要好于中基性岩。

图1　酸性岩与中基性岩储层物性分布直方图

图2　火山岩储层孔隙定量分布图

对于酸性岩与中基性岩的储层发育的差异性，本文进行了分析。首先酸性岩SiO2含量高于中基性岩，富含挥发份，火山喷发比较猛烈，多属于普林尼式和斯通博利式火山喷发类型，挥发份逸出之后，原生气孔发育，而中基性岩火山喷发比较平静，以安静的溢流为主，属于夏威夷式火山喷发类型，挥发份含量低，原生气孔相对不发育。其次，酸性岩与中基性岩的后期蚀变程度不同，造成了储层发育的差异性。从原理上分析，中基性火山岩富含角闪石和辉石，相对于酸性火山岩来说，更容易发生蚀变，一般情况下，中基性火山岩比酸性火山岩蚀变程度深。酸性火山岩蚀变后产生的矿物以绢云母和高岭石为主；中基性火山岩蚀变后产生的矿物以伊利石、绿泥石为主。X-衍射粘土分析中粘土含量可以反映火山岩蚀变矿物绿泥石、伊利石和绢云母的变化。岩芯分析结果表明，中基性火山岩中粘土含量普遍高于酸性火山岩（图3），说明中基性火山岩蚀变程度比酸性火山岩重。

关于火山岩蚀变对储层的影响是有利的还是不利的这个问题，从原理上分析，取决于原始的物性条件，如果原始物性好，水动力条件强，蚀变后产生的矿物易于被冲刷掉，从这个角度来分析，对储层的改善是有利的；而如果原始物性比较差，水动力条件弱，蚀变后产生的矿物易于堵塞孔隙，对储层的改善是不利的。从岩芯分析粘土含量与岩芯分析渗透率关系图来看，随着粘土含量增加，储层渗透率降低，说明随着蚀变作用加重，储层渗透性有变差的趋势。

3.2岩性对火山岩储层的控制作用

根据安达凹陷断陷火山岩岩相分类模式，可分为火口区、近火口区和远火口区3类岩相。从酸性岩和中基性岩2类岩性的储层厚度、孔隙度和渗透率对比结果来看（图4），酸性岩火口区近火口区储层最优，酸性岩火口区储层厚度217m，孔隙度8.9%，渗透率1.2mD，近火口区储层厚度153m，孔隙度6.5%，渗透率0.49mD，酸性岩远火口区储层致密，储层厚度85m，孔隙度5.2%，渗透率0.05mD，与酸性岩相比，中基性岩火口区近火口区储层致密，火口区储层厚度117m，孔隙度5.9%，渗透率0.65mD，近火口区储层厚度64.8m，孔隙度4.8%，渗透率0.49mD，中基性岩远火口区基本不发育储层。

图3　酸性岩与中基性岩岩芯分析粘土含量分布图

图4　酸性岩和中基性岩不同岩相储层发育对比图

3.3风化作用对火山岩储层的控制作用

火山喷发间歇期，在暴露面顶部发生的风化淋滤作用形成的裂缝，常与溶蚀缝和构造裂缝交错相连，将岩石切割成大小不同的碎块；同时，风化裂缝为后期构造裂缝复杂化或进入深埋藏阶段后再次受到热液溶蚀作用创造了有利条件；另外，在旋回的顶部常发育拱张裂缝。所以在火山喷发期次的顶部尤其在旋回顶部或底部（有松散层存在），具备形成好的火山岩储层的有利条件。

火山岩在喷出地表后，冷凝速度较快，能够保留大量的原生气孔和长石等斑晶的晶间结构。徐家围子断陷营城组火山岩具有多期次喷发的特点每一期次喷发熔岩顶部储层相对较为发育，这是因为当每一期次喷发时，含有大量气液包裹体的火山物质喷出地表后，气液包裹体受到浮力的作用向上浮动，从岩浆中溢出。由于温度降低，岩浆冷凝固结，部分未来得及溢出的气液包裹体被封闭在熔浆内部，这些被封闭的气液包裹体所占据的空间如果没有被后期外来的物质所充填，就形成了气孔，主要分布在火山岩体每一期次喷发的顶部，从而也决定了气藏在垂向上分布于每一期次火山岩的上部。

从安达凹陷3期火山岩储层营三段期次Ⅲ储层最优，这是因为各期次之间的火山喷发时间间隔相对于段的时间间隔来说要短，即期次之间接收风化淋滤的时间要短，因此储层具有从下往上，逐渐变好的趋势。