Question

火山岩储层特征差异

Answer 1

中国大部分含油气盆地中广泛发育火山岩, 且分布范围较大, 地质时代延续时间长,岩层较厚。 不论是基性岩、 中性岩、 酸性岩, 还是火山岩、侵入岩, 抑或是熔岩、 火山碎屑岩, 自新生界到太古宇都有好的储集层。 如松辽盆地营城组、 银根盆地苏红图组、 二连盆地阿北油田兴安岭群、 渤海湾盆地中新生界、 江汉盆地中新生界、 苏北盆地中新生界、北疆石炭系、 四川盆地二叠系等火山岩储集层 (表5-1)。

表5-1 中国含油气盆地火山岩储集层特征

(据邹才能等, 2011)

1. 储集空间差异

火山岩储层的形成有火山、成岩和构造等3种作用, 依据其成因特征, 可将火山岩储集层划分为熔岩型、 火山碎屑岩型、 溶蚀型、 裂缝型4类, 各种类型在产出部位、 展布形态、孔隙类型、 物性及渗流特征等方面存在明显差异。 如新疆北部石炭系火山岩, 不同岩性经后期风化淋滤, 发育孔隙和裂缝, 形成溶蚀性好的储集层。 根据我国含油气盆地火山岩储层的大量资料及岩心、 薄片及铸体薄片的观察和研究, 考虑到火山岩储层的形成和演化机制, 表5-2将火山岩储层的储集空间分为原生孔隙、 次生孔隙和裂缝三大类 (邹才能等, 2011)。

表5-2 火山岩储层储集空间类型与特征

(据邹才能等, 2011)

东部松辽盆地深层火山岩储集空间包括原生气孔、 次生溶孔、 晶间微孔、 冷凝收缩缝以及构造裂缝等, 主要为原生气孔和裂缝, 其储集空间类型受岩相控制。 喷溢相主要发育气孔、 流纹理层间缝隙和节理缝; 爆发相的主要空隙类型为粒间孔隙; 侵出相以角砾间孔和原生裂缝为主; 火山通道相主要发育节理缝和各种原生裂隙。 松辽盆地火山岩普遍含有气孔构造, 具有一定的原生气孔, 尽管原生气孔的连通性较差, 但裂缝特别发育, 裂缝连通性也好, 其储集空间是由单一裂缝、 交错裂缝等构成的网状结构孔隙, 属纯裂缝型。西部准噶尔盆地火山岩储层储集空间类型复杂 (表5-3), 按孔隙特征分为孔隙型和裂缝型, 按成因分为原生和次生两大类, 多为原生孔隙、 次生溶孔和裂缝。 其中, 石炭系火山岩储集空间主要为原生孔隙 (包括残余气孔和晶间孔)、 次生溶孔和裂缝, 上石炭统储集空间主要为原生孔隙型、次生溶蚀孔隙(洞) 型和孔隙-裂缝复合型; 西北缘佳木河组孔隙类型主要为裂缝型和孔隙-裂缝型, 储集空间多为晶间孔、 溶蚀孔和裂缝。

表5-3 准噶尔盆地火山岩储集空间表

就储集空间而言, 中国西部地区火山岩除原生气孔外, 由于经历多期构造变位, 遭受长期风化淋滤剥蚀, 发育大量次生溶蚀孔、洞及构造裂缝, 次生洞、缝的作用较东部地区更为重要 (图5-8)。

图5-8 东、 西部地区火山岩储集层岩石薄片 (岩心) 照片

2.储集物性对比

我国东、 西部地区火山岩储集层抗压性强, 储集物性基本不受埋深控制。 火山岩形成温度高、 固结早、抗压性强; 火山岩内部保存有大量原生气孔; 后期风化淋滤与构造作用形成了各种溶孔、溶洞和裂缝, 有效改善了物性条件。 而储集层非均质性普遍很强, 储集性能近距离内可发生较大变化。

根据铸体薄片、 孔渗、 压汞资料的分析、 归纳总结, 西部准噶尔盆地火山岩储层孔隙度为4.15%～16.8%, 在纵向上, 孔隙度、 渗透率的大小与深度无明显的关系, 主要与岩石类型及岩石后期的次生变化密切相关; 从横向上看, 腹部孔隙度好于东部, 而西北缘孔隙度较低; 火山岩储层渗透率为0.03×10^-3～153×10^-3μm², 变化范围大, 级差也大。准噶尔盆地火山岩储层物性一般特点是: 酸性熔岩、 火山角砾岩最好, 特别是经后期构造运动和溶蚀作用改造后的火山角砾岩; 安山岩的物性总体优于玄武岩。

与准噶尔盆地相似, 松辽盆地火山岩储层孔隙度随深度变化不大 (图5-9)。 松辽盆地火山岩主要发育于火石岭组和营城组, 孔隙度为1.9%～10.8%, 渗透率为0.01×10^-3～0.87×10^-3μm², 溢流相和爆发相的火山岩储集物性最好。 相对于准噶尔盆地的火山岩,松辽盆地内的火山岩孔隙度相差不大, 但渗透率较差。

图5-9 两盆地火山岩储层孔隙度随深度变化对比图