中拐凸起石炭系火山岩储层蚀变测井表征方法研究

李静

摘 要：以本区蚀变火山熔岩为研究对象，利用已有的薄片数据直观判断同口井同种岩性中蚀变储层特征，并对本区主要蚀变的类型、影响蚀变作用的因素及测井曲线进行分析，得到黏土蚀变火山熔岩电阻率、声波、补偿中子、密度曲线及钠长石化作用下伽马曲线的特点，并针对以上敏感性参数首次构建钠长石化指数弥补了现有认识的不足、构建适合本区的黏土蚀变指数表征蚀变程度并定量计算黏土含量，对发生黏土蚀变的储层进行孔隙度校正，提升储层有效性认识，也为储量计算提供合理的孔隙度参数。同时该套蚀变表征方法对于其他地区也具有较好的适应性，推广应用效果显著。

关键词：中拐凸起石炭系;黏土蚀变;钠长石化;储层有效性

1 概况

1.1 研究目的及意义

自2012年，金龙10井在石炭系火山岩获得突破，火山岩储层已成为准噶尔盆地西北缘中拐地区油气勘探的重要目标，在经历了大规模勘探开发后发现两个问题：

一是经过压裂措施后单井产量差异大;

二是本区火山岩都呈现低放射性的特征。

通过钻井取心及岩石薄片等资料发现本区酸性火山岩普遍发生了钠长石化蚀变并伴有黏土蚀变，而基性火山岩主要发生黏土蚀变，整体改变了原有火山熔岩的孔隙结构，并间接影响到油气的储集量和产能。

1.2 研究区勘探现状

与常规储层相比较，准噶尔盆地西北缘石炭系火山岩油藏存在明显特殊性，突出表现在：

①储层岩石类型多，具有良好储渗性能的各种火山岩均可作为储层，但与物性、含油性的内在关系复杂;

②储层分布受构造、岩性控制作用明显。继承性构造、风化、淋滤、剥蚀和断裂等地质作用是控制油气富集的主要因素;

③不同火山岩蚀变对储层孔隙度及渗透率的影响不清，进一步影响火山岩储层评价效果。因此，以金龙10井区为依托，对石炭系火山岩储层特征深入研究，分析不同类型火山岩储层蚀变特征，不同相带火山岩蚀变特征以及蚀变对物性的影响因素分析，对于加快该类油气藏的勘探和评价具有理论和现实意义。

1.3 研究思路及内容

针对火山熔岩储层蚀变的测井表征方法，首先对研究区蚀变储集层孔隙度、渗透率的特征进行统计分析。研究结果显示基性岩随着黏土含量增加孔隙和渗透率降低，中性岩的黏土含量对孔隙度影响较大，但对渗透率影响较小，而酸性岩中蚀变作用对储层物性的影响较复杂，在本区基本发生钠长石化的现象，同时伴生有部分黏土蚀变，使得储层改造有双重影响。具体以研究区测井数据为基础结合薄片分析情况，对火山熔岩储层不同蚀变类型的孔隙度渗透率关系以及在伽马、电阻率、声波、补偿中子、密度等测井曲线上的响应特征进行分析，优选敏感参数; 根据优选的敏感参数，构建表征本研究区的各类蚀变程度的指数（钠长石化、黏土化蚀变）;研究蚀变火山熔岩的真实储层物性，定量计算蚀变产物-黏土含量，从而对孔隙度进行校正。

2 火山熔岩蚀变机理及地层特征

2.1 研究区火山熔岩蚀变特征

研究区火山岩孔隙结构见有溶蚀孔，因此大致判断研究区火山岩具有溶蚀现象。基于研究区薄片分析数据，火山碎屑巖蚀变不明显，熔岩具有明显且较高的蚀变程度，火山岩蚀变类型包括基质绿泥石化，角闪石斑晶绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐岩化、长石、角闪石、黑云母斑晶见绿泥石化、伊利石化等。其中安山岩段的蚀变类型以基质绿泥石化，角闪石斑晶绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化为主，同时蚀变类型不单一，一种蚀变类型常与其他一种或几种蚀变类型并存;火山角砾岩蚀变不明显;凝灰岩蚀变类型以伊利石化为主，局部见碳酸盐化。此外薄片分析还见有蚀变充填孔隙、充填裂缝等现象。

2.2 火山熔岩蚀变机理

原岩蚀变，又称原岩交代蚀变或主岩交代蚀变，是指容矿原岩在内部流体（气相、液相）的作用下所发生的化学和物理变化，从而引起原岩化学成分和结构构造的变化。由于热液交代蚀变作用是流体或热液在开放或半开放体系内运动过程中发生和进行的，因此成岩系统往往是在动态或者非平衡状态下进行矿物和物质置换作用，具有很大随机性;同时交代蚀变过程的时间要比区域变质作用过程要短。由于热液蚀变在空间规模上常相对较小，因此在交代蚀变岩中会残留或保存原岩或早期岩石的矿物、结构、构造和矿物的假象和残留体等。早期阶段矿物常被晚期阶段矿物所交代，常使岩石的内部结构、构造和矿物共生关系变得更加复杂，这也为研究交代蚀变或成矿的过程创造了有利价值。

3 认识与结论

以岩心实验、测录井为基础，针对储层蚀变的表征方法所面临的问题，通过研究得出以下认识与结论：

①由于本研究区基性火山岩主要发生黏土蚀变，根据黏土蚀变作用在常规测井曲线电阻率，补偿中子、密度的响应特征，构建蚀变指数主要表征黏土含量，再建立孔隙度校正模型，消除黏土对储层物性的影响，计算出真实孔隙度。从而有效提高了测井解释精度;

②酸性火山岩主要发生钠长石化作用并伴生有部分黏土蚀变。其中GR曲线作为钠长石化的敏感参数，构建了表征钠长石化蚀变程度的指数，同时ECS元素俘获测井中K+含量的变化与钠长石化的机理相印证，首次明确了本区低放射性火山岩的成因，弥补了现有认知的不足;

③同时该套蚀变表征方法对于其他地区也具有较好的适应性，推广应用效果显著。