长白坳陷白垩系火山岩储层特征

吴佳忆，施尚明，杜先利

(东北石油大学，黑龙江 大庆 163318)



长白坳陷白垩系火山岩储层特征

吴佳忆，施尚明，杜先利

(东北石油大学，黑龙江 大庆 163318)

长白坳陷是一个典型多旋回叠合型盆地，蕴藏数量可观的油气资源。基于30余口探井资料、煤田钻井的地质及测井资料和145块岩石样品的测试结果，结合火山岩岩相图和产能资料分析，系统研究了长白坳陷白垩系火山岩储层特征及其影响因素。综合分析认为，长白坳陷的有利储层主要发育在断裂交汇部位、火山口—近火山口相带中爆发相的火山碎屑岩及凝灰质砂岩岩层中。研究为综合评价长白坳陷有利火山岩储层提供了一定的依据。

火山岩储层；白垩系；岩相；长白坳陷；鸭绿江盆地

0 引 言

长白坳陷位于鸭绿江盆地中部，整体呈东西向展布，受挤压构造运动控制形成大量侏罗山式褶皱、冲断背斜、披覆背斜等构造圈闭，形成凹凸相间的构造格局。受环太平洋火山活动带的影响，火山活动自侏罗纪开始活跃，至白垩纪晚期结束，发育有多期、累计厚度多达千米的火山岩。由于盆地处于勘探前期，勘探资料少，且火山岩、岩性类型多样，非均质性强，地震反射特征模糊，对区域内火山岩储层的研究甚少。通过对研究区内探井、煤田钻井的研究，对鸭绿江盆地长白坳陷白垩系火山岩储层的岩性、岩相、储集空间类型及物性特征进行分析，确定该区火山岩储集层特征及储层物性影响因素，为综合评价研究鸭绿江盆地有利火山岩储层提供一定的依据[1-5]。

1 火山岩岩性和岩相

1.1 火山岩岩性

根据研究区30余口探井、煤田钻井钻遇火山岩井段的统计，长白坳陷主要发育中、酸性火山岩及火山碎屑岩，主要有安山岩(23%)、流纹质角砾/凝灰岩(18%)、英安岩(12%)、安山质角砾/凝灰岩(12%)、英安质角砾/凝灰岩(10%)、流纹岩(7%)、流纹质凝灰熔岩(5%)、安山质凝灰熔岩(4%)、沉角砾/凝灰岩(4%)、英安质凝灰熔岩(2%)、凝灰质泥岩/砂岩(2%)和辉绿岩(小于1%)，常见7类火山岩镜下及电性特征见表1[6-8]。

1.2 火山岩岩相

研究区白垩系火山岩侧向上可分为3个相带：火山口—近火山口相带、过渡相带和边缘相带，不同岩相以特定的规律分布在各相带中(图1、表2)。

2 储层孔隙类型及储层物性特征

通过统计300余块岩心和岩石薄片鉴定结果，长白坳陷白垩系火山岩储层的孔隙空间可划分为原生孔缝和次生孔缝2类[9-10]。

2.1 原生孔缝

火山岩(火山碎屑岩除外)所发育的晶间孔、气孔等原生孔隙分散，互不连通，难以形成储渗空间。岩石内部形成的微裂缝(包括收缩缝、炸裂缝等)延伸有限，分布不规则，对储集空间的贡献很小。只有在风化、构造、冷凝收缩作用等外部因素的影响下，微裂缝才能与岩石内部气孔和各种溶孔连通，形成有效的油气储集空间。

表1 长白坳陷白垩系常见火山岩岩性特征

2.2 次生孔缝

次生孔隙包括溶蚀孔和各种裂缝，其中裂缝是最重要的储集空间类型。火山岩成岩过程中会产生大量风化缝、溶蚀缝，能够有效地改善火山岩储层的物性。而由于区域古构造应力的释放所形成的构造缝可以改变岩石中的孔隙结构，提高储层的储集能力，对储层的贡献最为明显。总的来说，鸭绿江盆地长白坳陷火山岩储层最重要的孔隙类型是溶蚀孔—裂缝型。

2.3 储层物性特征

研究区145块岩心和井壁取心的样品物性统计结果显示(图2)，区内储层平均孔隙度为8.6%，平均渗透率为0.94×10-3μm2，多为低孔、低渗储层，二者的相关系数R2为0.284 9，相关性差。研究区火山岩孔隙度与渗透率关系表现为：①渗透率随孔隙度的增加而快速增加，表现为正相关，主要见于火山中心相带及靠近断裂带，储层裂缝发育，储集空间连通性较好(R2=0.219 2)；②渗透率不随孔隙度变化而变化，无明显相关性，多见于远离断裂带或火山边缘相带，其储集空间连通性差(R2=0.304 4)。虽储层孔渗不好，但通过岩心薄片鉴定和测井曲线分析，发现这些储层多发育大量裂缝，能够形成良好储集空间，其类型为裂缝型和孔隙—裂缝型，储层的储集能力受控于裂缝发育情况。

图1 长白坳陷白垩系火山岩旋回综合柱状图

表2 长白坳陷白垩系火山岩岩相分类及发育比例

3 储层物性影响因素

由于火山岩体自身结构的原因，火山岩储层孔隙几乎不随埋深变化，火山岩储集能力首先受控于火山岩岩性和岩相，其次受控于成岩作用和构造作用。火山岩岩性和岩相决定火山岩的孔喉特征，成岩和构造运动形成的裂缝可提高火山岩的储集能力[11-14]。

图2 长白坳陷白垩系火山岩孔隙度与渗透率关系(样品数145个)

3.1 岩性和岩相

3.1.1 岩性与物性关系

从实测和测井两方面入手，对8种不同岩性对应的物性进行统计(表3)。结果显示，研究区的岩性具体可以分为3类：火山角砾岩、熔结凝灰岩及凝灰质砂砾岩为形成有效储层优势岩性；角砾凝灰岩、晶屑凝灰岩、流纹岩次之；沉凝灰岩、英安岩较难形成有效储层。

表3 长白坳陷火山岩孔隙度、渗透率与岩性对应关系

3.1.2 岩相与物性关系

统计研究区火山岩不同岩相的物性发现，孔隙度、渗透率与岩相也有明显的相关性。按岩相序列，物性从火山沉积相、喷溢相到爆发相显示出一定的变好趋势，但各个岩相的不同亚相之间往往差别较大。储层物性按照亚相大体可以分为3类(表4)：爆发相空落亚相、热碎屑流亚相物性最好；火山沉积相的含外碎屑火山沉积亚相、爆发相的热基浪亚相、喷溢相的上部亚相次之；火山沉积相的再搬运火山碎屑沉积亚相和喷溢相中部亚相的物性较差。

表4 长白坳陷火山岩孔隙度、渗透率与岩相对应关系

3.2 成岩作用

通过对该区145块岩心和井壁取心的样品薄片镜下鉴定结果显示，不同岩石类型由于属性不同，受到的成岩作用方式也有所区别。研究区火山岩的主要成岩作用按照其对火山岩储层的贡献，可以分为建设性成岩作用和破坏性成岩作用。

3.3 构造作用

构造运动对火山岩储层物性影响主要表现为：①断裂活动使岩体内形成大量裂缝，其不仅是新的储集空间，还可连通岩石的原生孔缝，提高岩石孔隙的连通性，同时，地下流体在形成的裂缝中运移，岩体受溶解、溶蚀等作用形成大量溶蚀孔缝，进一步改善了火山岩储层的物性，其中，以位于构造裂缝集中区的火山岩储层物性改善最明显；②构造抬升使岩体处于地表或近地表环境，在风化淋滤作用下原生孔缝溶蚀扩大，孔缝连通性变好，形成优质储层。因此，发育在断裂交汇部位的火山岩岩层往往具有良好的储集能力。

4 结 论

(1) 长白坳陷白垩系火山岩储层岩性多为火山角砾岩和凝灰岩，岩相主要为爆发相，孔隙度平均为8.6%，渗透率平均为0.94×10-3μm2，多为低孔、低渗储层。研究区火山岩的有利储集空间主要为大量发育的次生溶蚀孔缝，储层的储集能力受控于裂缝的发育情况。

(2) 长白坳陷白垩系火山岩有利储层主要发育在断裂交汇部位、火山口—近火山口相带中爆发相的火山碎屑岩及凝灰质砂岩岩层中。

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编辑 林树龙

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.01.007

20150617；改回日期：20151129

东北石油大学研究生创新科研项目“鸭绿江盆地长白坳陷油气资源评价”(YJSCX2014-001NEPU)

吴佳忆(1988-)，女，2010年毕业于东北石油大学地球物理学专业，现为该校地质资源与地质工程专业在读博士研究生，主要研究方向为储层地质学与油藏描述。

TE121

A

1006-6535(2016)01-0028-05