三塘湖盆地马朗凹陷石炭系火山岩储层成岩作用研究:辽河盆地火山岩与油气电子版
时间：2019-05-21 03:20:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要： 通过岩心描述、岩石薄片鉴定、孔隙特征分析，认为本区石炭系火山岩以中基性岩浆岩为主。主要岩石类型为熔岩及火山碎屑岩；储集空间为原生孔隙、次生孔隙和复合孔隙，原生缝、次生缝和复合缝。储集空间在不同成岩阶段所受影响不同，其中溶解作用对储集空间的演化影响最为显著。
Abstract: Through the description of rock core, identification of rock chip, analysis of characteristics of the pore, the paper thinks that the mafic igneous rocks are the core of the carboniferous volcanic rocks, the lava and pyroclastic rocks are the main rock types, and the reservoir space belongs to primary pores, secondary porosity and composite porosity, primary seam, secondary seam and composite seam. In the different diagenetic stage, the reservoir space will be affected by different factors, and the influence of dissolution to the evolution of reservoir space is the most outstanding.
关键词： 马朗凹陷；火山岩；储集空间；成岩作用
Key words: Malang depression；volcanic rocks；reservoir space；diagenesis
中图分类号：P5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）03-0285-02
0 引言
近年来，新疆三塘湖盆地火山岩油气藏勘探取得了突破性进展，展示出其深层火山岩油藏广阔的勘探潜力。火山岩体分布复杂多变，其本身作为非常规储层，非均质性较强；在经历了复杂的构造运动和风化淋滤作用，使其岩性、岩相复杂多变；其储层成岩阶段划分、各成岩阶段的主要成岩作用类型对孔隙演化规律的影响是本文研究内容，目的在于更加深入了解火山岩有效储层发育规律提供有利依据。
1 储集层特征
1.1 岩石特征 在对岩心观察、薄片鉴定及化学分析知本区石炭系火山岩以中基性岩浆岩为主，岩石系列为碱性与钙碱性系列组合。依据我国盆地火山岩目前通行的分类命名原则，本区火山岩可分成两大类，即火山熔岩（约占43.43%）和火山碎屑岩（约占56.57%）。其中，石炭系火山岩油气储层中，熔岩类主要是玄武岩、安山岩；火山碎屑岩类主要为火山角砾岩，而火山凝灰岩类含油气性稍差。由于本区碱性-钙碱性火山岩中暗色矿物含量较高，所以稳定性差，极易蚀变。岩矿鉴定表明，橄榄石多蚀变为伊丁石、褐铁矿；辉石、角闪石多蚀变为绿泥石、磁铁矿；基性斜长石多钠长石化或蚀变为高岭石、绿泥石，个别蚀变为浊沸石和碳酸盐矿物。另外，储层岩石中，绿泥石、方解石、玉髓、蛋白石、沸石类矿物充填孔缝较为普遍，局部层段可见次生石英充填孔缝。
1.2 主要储集空间类型 对24口径岩心观察及28口径薄片鉴定将本区火山岩储集空间类型划分为孔隙和裂缝两大类型。孔隙划分为原生孔隙、次生孔隙和复合孔隙三种类型，按结构进一步划分为12种具体类型，最主要的孔隙为气孔、脱玻化微孔、杏仁体内残留孔、粒间孔和粒内溶孔；裂缝划分为原生缝、次生缝和复合缝三种类型，按结构进一步划分为10种具体类型，最主要的为溶蚀缝、构造裂缝。
2 成岩阶段及储集空间的演化阶段划分
2.1 成岩阶段及成岩环境 本次研究将火山岩成岩阶段划分为同生、早埋藏、晚埋藏和表生四个成岩阶段。每个成岩阶段内，成岩作用与成岩环境密切相关，对储集空间的影响程度不同。其中溶解作用和压溶、压实作用在本区石炭系火山岩的各个成岩阶段对储集空间均有有利的影响。在同生成岩阶段对储集空间有利影响的成岩作用有冷凝（却）收缩作用、挥发份的逸散作用、熔蚀作用。对岩心观察在挥发逸散作用下形成的气孔大小不一，小的可到微孔，大的孔径达到3cm。气孔呈近圆形或椭圆形，少量气孔被拉长，其方向与岩浆流动方向一致，孔壁一般较光滑，有时气孔壁被溶蚀而变得粗糙。这类气孔虽然很多，但都孤立分布，需要裂缝连通才可构成好的储层。构造作用、风化作用和脱玻化作用是在埋藏成岩阶段和表生成岩阶段对储集空间有利影响的成岩作用。在同生、埋藏成岩阶段熔结及熔浆胶结作用、胶结作用、压结作用、火山热液充填作用和烃碱流体充填作用对储集空间均存在一定的破坏作用。例如对牛东9-10井、牛东102井、马26井的大段玄武岩镜下观察发现，大多数样品中被矿物充填的孔隙要比剩余的孔隙多，充填作用使火山岩储集空间损失50%以上。在埋藏成岩阶段钠长石交代作用、钠铁闪石交代作用、菱铁矿交代作用和黄铁矿交代作用对储集空间有破坏作用。在表生成岩阶段表生矿物充填作用和碳酸盐矿物交代作用对储集空间有一定的破坏作用。
2.2 储集空间的演化 在前面研究的基础上，提出了储集空间的演化顺序。第一阶段为原生储集空间形成阶段，与火山喷发和固结有关。第二阶段为风化淋滤阶段，大气降水、潜流水作用形成了大量的溶蚀孔、溶蚀洞及溶蚀缝，同时沉淀物充填部分的孔隙。第三阶段为盆地进入热沉降阶段和构造断裂阶段，火山岩体被埋藏及产生构造裂缝，岩浆期后热液开始进入裂缝并充填裂缝。构造裂缝是酸性或热液流体在火山岩体中主要渗流通道。第四阶段为火山岩遭受溶蚀和充填阶段，烃碱流体及后续热液对储层中矿物进行溶蚀、交代和充填。第五阶段为储层中的大部分孔隙产生的阶段，主要由于大量有机质成熟后，释放有机酸对火山岩及碱性沉淀矿物发生溶蚀，形成了大量的次生溶蚀孔隙。第六阶段为油气运移阶段，断层和断裂起着烃类迁移管道的作用。 3 成岩阶段与储集空间演化
火山岩不同岩石类型的次生孔隙形成与溶解作用强度密不可分，溶解作用发生于任何成岩作用阶段，对储集空间起着有利的作用，但由于不同成岩阶段中溶解介质、物理化学条件、埋藏时间等不同，从而不同成岩阶段溶解强度也不同。经分析认为晚埋藏成岩阶段溶解作用最强烈，其原因有以下三方面：
3.1 不同成岩期溶解介质不同 同生成岩阶段和表生成岩阶段溶解介质为风化淋滤水和潜水；早埋藏成岩阶段溶解介质为沿裂缝渗透的大气淡水和流动的地下水；晚埋藏成岩阶段溶解介质主要为烃碱流体和有机酸性水。从这些水的性质来看，晚埋藏成岩阶段烃碱流体和有机酸性水的溶解能力最强，其它成岩阶段的溶解介质溶解能力相对较弱。
3.2 不同成岩阶段作用的时间不同 火山物质喷发到地表后至埋藏到潜水面之前，这一段时期称为同生成岩阶段。埋藏深度大于潜水面至有机酸性水进入岩层之前，这一时期称为早埋藏成岩阶段。当碳质泥岩中的有机质达到生烃门限后会伴生有机酸性水的排出，进入晚埋藏成岩阶段。在强烈构造抬升作用下，火山岩重新抬升至地表遭受风化淋滤，直到再被埋藏之前，这一时期称为表生成岩阶段。从上述可以看出，同生成岩阶段作用时间最短；其次是表生期；早埋藏成岩阶段作用时间相对较长；晚埋藏成岩阶段作用时间最长。
3.3 不同成岩阶段次生孔隙的形成与保存条件不同 同生成岩阶段和表生成岩阶段溶蚀作用较弱，形成的次生孔隙较少。另外，这两个时期的岩石都暴露于地表，岩石较疏松，在埋藏过程中经过较强烈的压实作用，会使已经存在的孔隙大量损失；再者，已存在的孔隙还可受充填作用，从而也使孔隙减小。早埋藏成岩阶段和晚埋藏成岩阶段溶解作用相对较强，其中晚埋藏成岩阶段溶解作用最强，会使岩石形成大量的次生孔隙；另外这两个时期埋藏较深，岩石坚硬，抗压能力强，形成的次生孔隙易保存，不易被破坏。综上述分析，晚埋藏成岩阶段溶解强度最大，而且形成的次生孔隙容易得到保存。
4 单井分析储集空间演化
马19井卡拉岗组火山岩岩心存在大量的气孔杏仁构造，还存在一定的风化作用。该井属陆上喷发火山岩，不仅原生孔缝较为发育，在经历长期的风化淋滤作用，次生储集空间较为发育，孔缝连通性好。杏仁多被为沸石充填，且遭受一定的溶蚀，但存在一定的杏仁体内残余孔。表现了陆上喷发火山岩的建设性成岩作用以挥发逸散作用、冷凝收缩作用、风化作用、交代作用和溶解作用为主；破坏性成岩作用以充填作用为主。其储层的形成演化过程先后经历了同生期的气孔、收缩缝的形成；浅埋藏期的矿物蚀变，形成部分溶蚀孔隙，同时充填大量孔隙；深埋藏期的次生孔缝的大量生成和热液充填作用；表生期风化淋滤形成了大量次生孔隙；最后是埋藏期的改造。其储层形成的因素与构造作用、风化淋滤作用和交代作用密切相关。
马40井哈尔加乌组火山岩岩心存在大量的气孔杏仁构造.该井属水下保存火山岩，破坏性作用中交代作用、充填作用、胶结作用最为明显。建设性作用以挥发逸散作用、溶解作用为主。其储层的形成演化过程先后经历了同生期的气孔的形成；浅埋藏期的矿物蚀变，形成部分溶蚀孔隙，同时充填大量孔隙；深埋藏期的热液充填作用的改造。其储层形成的因素与充填作用、交代作用密切相关。
5 结论
5.1 石炭系火山岩储层以溢流相为主，爆发相之碎屑流亚相及爆发相内部的“岩体内松散层”次之；岩性以玄武岩、安山岩及其过渡岩性为主；物性以安山岩类最好，玄武岩类次之。
5.2 在火山岩储层的形成及演化过程中，建设性成岩作用主要是挥发逸散作用、冷凝收缩作用、风化作用、构造作用、交代作用、脱玻化作用和溶解作用；破坏性作用主要是压结作用、压实及压溶作用、胶结作用、充填作用和交代作用。
5.3 溶解作用对马朗凹陷石炭系火山岩储集空间的影响最为主要，其中有机酸的熔结作用是次生孔隙形成的主要因素，它强大的溶解力是火山岩次生孔隙形成的主要时期。
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