川西坳陷峨眉山玄武岩储层特征分析

原梅香+杜文全

摘 要：文章从四川盆地川西坳陷峨眉山玄武岩的岩性、岩相和储层特征入手，分析峨眉山玄武岩孔隙、裂缝等储集空间的形成分布规律。其岩性主要为玄武岩，火山角砾岩和凝灰岩、辉绿岩；岩相分为溢流相、爆发相和侵入相；其储集空间主要是原生气孔、溶蚀孔洞和裂缝；凝灰岩、角砾岩和裂缝、孔洞较发育的气孔玄武岩是最好的储集岩类。

关键词：峨眉山 玄武岩 岩相 储层特征

Abstract： Based on the lithology， facies and characteristics of the Emeishan basalt in Sichuan basin， it mainly analyzes the law of pore and fracture distribution. Its lithology mainly contains basalt， volcanic breccias， tuff and dolerite. The Lithofacies is usually classified into overflow， explosive and intrusive facies. The reservoir space is mainly composed of primary or dissolved pores and fractures. The best reservoir rocks in the area are tuff， breccia， and fissure and vesicular basalt.

Key words： Emei Mountain， basalt， lithofacies， reservoir characteristic

0 形成与分布

晚古生代以来，特别在早晚二叠世之间，受东吴运动影响川西南部发生过一次强烈地裂运动，喷发了巨厚的基性岩流，即“峨嵋山玄武岩”[1]。其底部覆盖于早二叠世茅口组灰岩之上，顶部被下三叠统灰岩覆盖。随着世界油气需求的迅速增长，以及对常规油气勘探难度日益增大，非常规油气藏领域受到了广泛关注。而玄武岩储层是火山岩储层中较典型的储集体。四川峨嵋山玄武岩受地形及距火山口远近的影响，厚度40-500m，向北、向東尖灭于宜宾、邛崃、威西一带，整体为西厚东薄趋势[2]。

玄武岩内气孔，溶孔，裂缝普遍存在，为玄武岩油气藏的形成提供了有利的储集条件；并发育在成熟的生油层系（早二叠一下三叠统灰岩）中或与之相邻，具备充足的油气源；川西地区二叠系火山岩在斜坡带、龙泉山构造带发育5个火山群，面积1113km2，资源量丰富，本文以川西坳陷YS1井峨嵋山玄武岩为例进行储层特征分析。 （图1、图2）。

1 岩石类型

川西坳陷峨眉山玄武岩的岩性主要包括3类：熔岩类、火山碎屑岩和火山沉积岩。YS1井峨眉山玄武岩在川西坳陷钻井中首次钻遇，埋深较深，从井深6355.50～6651.00m，钻厚295.50m。岩石类型如下：

1.1 熔岩类

熔岩类属于火成岩溢流的产物。颜色以暗色为主，一般为灰绿、墨绿及褐色，包括致密玄武岩、斑状玄武岩、气孔状玄武岩和杏仁状玄武岩等基性岩类。YS1井主要见致密玄武岩和气孔玄武岩，主要由斜长石和绿泥石化辉石构成，基质98% ，由微晶斜长石、辉石、玻璃质组成填间结构；斑状结构，气孔、杏仁状构造（图3、图4）[3]。

1.2 火山碎屑岩

火山碎屑岩属于火山爆发形成的空落堆积，包括火山角砾岩、火山集块岩和凝灰岩。颜色主要为灰、灰黑色、灰绿色。YS1井主要见火山角砾岩、凝灰岩。

火山角砾岩：灰色，沉火山角砾结构，岩石主要由粒径≥2mm火山角砾、正常沉积物（燧石、碳酸盐岩）组成，由方解石、少量火山尘胶结，具方解石化；凝灰角砾岩：灰黑色，沉凝灰角砾结构，岩石主要由粒径≥2mm火山角砾、凝灰质及少量正常沉积物（碳酸盐岩）组成，方解石、泥质胶结，具方解石化（图5、图6）。

角砾凝灰岩：灰色，角砾凝灰结构。岩石由粒径≥2mm火山角砾，晶屑（石英、长石）、岩屑及少量玻屑组成，火山尘胶结，具方解石化。晶屑玻屑熔结凝灰岩：灰绿色，凝灰结构。主要由玻屑、晶屑、岩屑组成，由火山尘胶结，具脱玻化、绿泥石化及方解石化；晶屑熔结凝灰岩：灰绿、灰白色，熔结凝灰结构。火山碎屑以晶屑为主（长石、石英），岩屑次之，少量玻屑组成，火山尘胶结，具脱玻化、绿泥石化及明显方解石化（图7、图8）。

1.3 火山沉积岩

它是火山碎屑岩和正常沉积岩问的过渡类型，火山碎屑物质一般>50% ，经压实和胶结作用成岩。包括沉凝灰岩、沉火山角砾岩、凝灰质石灰岩 （在川西对储集空间贡献意义不大此文略作述及）。

2 岩相特征

根据峨眉山玄武岩岩性、结构和构造及电性特征将岩相主要分为3类：爆发相、溢流相和火山沉积相 （图9）。以YS1为例：井段6480m～6355.5m，厚124.5m，为一完整单旋回爆发相。由下至上，依次为致密玄武岩-气孔玄武岩-凝灰质岩-火山角砾岩。特点是即从下至上，岩性由致密到疏松；密度由大到小；电性上电阻顶部出现异常高值。井段6601-6480m， 岩性特征为灰岩、凝灰岩、玄武岩频繁互层，表现为溢流相，底部6651-6601m岩性为底部39m的基性浅层侵入岩辉绿岩侵入相，上部11m角砾凝灰岩为爆发相 （图10）。

3 储层特征

3.1储渗空间类型

峨眉山玄武岩储渗空间类型复杂，主要有三类：原生孔隙、溶蚀孔洞、裂缝，但多属孔隙-裂缝型双重孔隙储层，裂缝同时还起渗滤连通作用。玄武岩储层的储集性能受岩石类型、成岩作用以及构造等多种因素影响在纵横向上差异大，非均质性明显。

3.1.1原生孔隙

原生孔隙主要有原生气孔、残余气孔、晶间孔等；原生孔隙主要发育于杏仁状和气孔状玄武岩中（图 11）。据国外对玄武岩储层研究表明，气孔含量大，孔隙度大 ，可以反映出气孔玄武岩孔隙度较致密玄武岩大。因为孔隙多为死孔隙，只有在有裂缝连通情况下，才能形成极好的储集空间，致密玄武岩相对杏仁状玄武岩来说裂缝较发育。储集性能总体来说差-中。YS1井峨嵋山玄武岩中上部见48m厚层状的灰绿色的致密玄武岩和气孔玄武岩。测井孔隙度和渗透率都比较低，仅在6447-6467m油气显示段可能由于裂缝发育孔渗性有所改善，测井POR6.5%， PERM：0.01×10-3μm2。

3.1.2溶蚀孔洞

溶蚀孔洞属于次生孔隙，主要有斑晶溶蚀孔、基质溶蚀孔、杏仁体溶蚀孔、交代物再溶蚀孔、冷凝收缩缝溶蚀孔等（图12），在凝灰岩和火山角砾岩中溶蚀现象十分常见。峨眉山玄武岩岩浆的多期次溢流，使之纵向上发育10余个旋回层，而每一期溢流的停歇期间，会多次受到风化作用改造，所以每一个旋回层顶部的溶蚀孔洞都十分发育。凝灰岩由于其结晶细、气孔少、不易形成有效储集空间，只有当含角砾较多或裂缝较发育并起连通作用时，方可形成有效储层；角砾岩孔洞较发育，其中一部分来源于岩体内气孔，另一部分来源于溶蚀形成的孔洞，其次角砾与胶结物之间存在缝隙，具较好的储集空间，是峨眉山玄武岩中主要的油气储集层，储集性能中-较好。

据YS1井6380.5～6432m顯示层段测井孔隙度、渗透率都较高，取心段平均孔隙度18.03%，渗透率1.92×10-3μm2。岩芯观察整体孔洞较发育，方解石未充填～全充填，局部发育少量微裂缝（图13）；井段6477.00～6523.00m，灰色凝灰岩夹深灰色微-粉晶灰岩，储层溶蚀孔洞较发育，岩心面孔率5-12%，孔洞跟溶蚀缝结合成网状或串珠状分布，岩心物性分析揭示为中高孔低渗透性储层，第3次取心（6482.19～6489.09）放空进尺累计5.20m，岩心破碎，更说明储层疏松，孔洞及裂缝极发育。可见溶孔和裂缝较发育的凝灰岩、火山角砾岩对于有效储集空间贡献比较大。

3.1.3 裂缝

玄武岩裂缝主要是构造裂缝、成岩裂缝。构造缝是在构造应力的作用下产生的，按倾角可分为斜交缝、水平缝、垂直缝，其中斜交缝和垂直缝较宽（最宽达2cm），水平缝较窄多数被全充填。成岩缝包括了因为内外散热不均衡，在冷缩条件下所产生的柱状节理、收缩缝和晶间微裂缝。裂缝本身不具备太大油气储集意义，但是裂缝的发育能大大改善了玄武岩的渗透性能。

YS1井薄片资料可见峨眉山玄武岩储层裂缝局部较发育，镜下微缝、收缩缝发育（图14） [4]，微裂缝宽0.005-0.015mm，多数缝内较洁净，未充填；收缩缝一般延伸较短，通常小于2mm，多见于该套火山碎屑岩底部，缝内较洁净，未育填。在26块铸体薄片中总共发现33条微裂缝，且大多数裂缝较洁净，只有极少数被次生矿物充填，这样有利于油气的运移和储集。

YS1井峨眉山玄武岩储层岩芯裂缝局部较发育，（见图15）裂缝长6-9cm，宽0.1mm，未充填；见502个孔洞，孔径1-8mm，未充填-全充填，充填物以方解石为主，绿泥石次之，孔洞密度175个/m；缝洞连通性差。在辉绿岩钻进出现井漏，可见裂缝较发育。该套储层为裂缝-孔洞型储层，储层物性较好。

3.2峨嵋山玄武岩储层形成机制

玄武岩因原生孔隙较少或连通性差，孔隙先天不足，因此裂缝的研究十分重要。玄武岩的裂缝既是储集空间，又是连通孔隙的通道，对提高玄武岩的储渗条件起了关键。评价峨眉山玄武岩能否成为储层的必要条件，一靠构造应力产生的裂缝，二靠风化（淋漓、溶蚀等）作用产生的洞缝。

峨眉山玄武岩的风化蚀变作用十分显著，主要造岩矿物斜长石的绿泥石化和溶蚀作用现象非常普遍；辉石的绿泥石化、碳酸盐化、绿帘石化及溶蚀的作用同样十分发育。由于蚀变使得原来的低孔渗岩成为拥有较好孔渗能力的储集岩。通常旋回顶部的风化作用更强，溶蚀现象更为显著。当有断裂带发育时，由于断裂带的溶蚀作用和风化作用普遍发育，所以，断裂发育区和旋回顶部都属于风化作用的发育区带[1]。

据YS1井取心段的样品孔渗数据结果，该套火山碎屑岩孔隙度和渗透率较高，但面孔率较低，扫描电镜下见大量微孔，脱玻化和交代蚀变作用较强，重结晶产生的次生孔隙较发育，产生大量的晶间微孔，这是该高孔隙度带储层形成的其中一个主要因素。此外，原生微气孔较发育，通过一定程度的溶蚀作用，增大了微孔隙的空间。斜长石晶屑、火山岩岩屑和基质的溶蚀-溶解作用只在局部发育，产生的基质及晶内溶蚀孔，对这套火山碎屑岩的次生孔隙度贡献不大，这是这套火山碎屑岩低面孔率的成因[4]。此外，该岩体破裂作用较强，产生的微裂缝对孔渗也有一定的贡献。从图10可以看出除致密玄武岩段和辉绿岩段处，本套峨嵋山玄武岩整体测井孔隙度都较高，测井渗透率在上部和中部也比较高，分析认为高孔、高渗带储层形成的主要因素是原生微气孔和交代蚀变作用所产生的晶间微孔发育以及局部裂缝发育导致渗滤连通作用增强。

4 结束语

川西南地区玄武岩分布面积广，平均厚度大，但目前发现的玄武岩气藏仅川西南周公山一个。川西坳陷洛带构造YS1井首次钻遇峨嵋山玄武岩并见较好油气显示。本文论述了川西坳陷峨眉山玄武岩储层的岩性、岩相和储集性能等特征，YS1井峨眉山玄武岩岩性主要有熔岩类玄武岩、火山碎屑岩凝灰岩、角砾岩和辉绿岩；岩相主要有爆发相、溢流相和浅成侵入相；储集空间主要有孔隙、溶蚀孔洞及裂缝，能否形成有利的油气储集岩类主要取决于原生孔隙发育程度及后期溶蚀作用及裂缝改造。研究认为川西玄武岩具有较为广阔的勘探前景，若能找准含气区块，还是能够形成一定的生产规模。

参考文献：

[1]张若祥 王兴志等 川西南地区峨眉山玄武岩储层评价. 天然气勘探和开发，2006 29（1）：17

[2]何松林 玄武岩储层特征及气源分析-以川西南上二叠统峨眉山玄武岩为例. 有色金属文摘，2016 31（1）

[3]李平等 YS1井录井地质总结报告

[4]杜欣岚 川西YS1井上二叠统火山碎屑岩储层微观特征

作者简介：

原梅香（1974-），女，河南焦作， 高级工程师，1998年毕业于成都理工学院，中石化西南石油工程有限公司地质录井分公司工作.