火山岩储层地质研究回顾

火山岩油气藏广泛分布于全球13国家的40余个盆地中，是油气勘探的重要领域之一。经过近20年的积累，火山岩储层研究取得了丰富的成果，已成为研究的热点。研究结果表明，火山岩发育11类28型孔隙，其中原生气孔、炸裂缝和冷凝收缩缝等为特有的类型，原生孔缝与次生孔缝的组合形成优质储层；盆地内火山岩多属于中—低孔、中—低渗储层，局部可发育高孔、中—高渗储层；火山岩的孔隙度和渗透率随埋深的增大而减少，通常在3 km之上（沉）火山碎屑岩的孔隙度和渗透率高于熔岩类，在3 km之下则相反；总体来看各类岩性均可发育有利储层，但在具体的区块中只能有特定的岩性发育有利储层；岩相中有5相7亚相可成为有利相带；储层分布模式受火山地层单元约束，如熔岩流垛叶体和熔岩穹丘形成"上好下差"的模式，熔岩流储层物性高于熔岩穹丘；火山机构的中心相带储层物性好于近源相带、远源相带最差。多数有利储层分布在喷发间断不整合界面或构造不整合界面之下的200 m范围之内。盆地火山岩储层是多种成岩作用的综合叠加结果，具有复杂的形成过程，特别是火山地层经受了多次抬升和埋藏时其储层演化过程更加复杂。其中挥发分逸出、冷凝收缩、埋藏前风化、脱玻化作用等是火山岩储层特有的储层成因类型，高含量的酸性条件下易溶成分为溶蚀/溶解提供了物质基础。火山岩储层特征和分布规律研究基本达到定量阶段、而储层形成机理研究还处于定性阶段，基于火山地层单元的储层建模和孔隙成因量化研究应该是下一步研究的重点内容。     

川西南地区二叠系火山岩储层特征

利用野外观测、钻录井、薄片、常规测井等资料,综合分析川西南地区二叠系火山岩储层的特征及主控因素。结果表明:区内火山岩储层主要发育在火山熔岩和火山碎屑岩之中。火山熔岩的储集空间以气孔等原生孔和构造缝为主,孔隙度和渗透率较低,孔渗相关性差,为孔隙–裂缝型储层;火山碎屑岩的储集空间以气孔等原生孔和粒间扩大孔、微孔等次生孔隙为主,可见冷凝收缩缝,火山角砾岩和凝灰岩物性均优于火山熔岩,但孔渗相关性一般;熔结凝灰岩有较好的孔隙度和孔渗相关性,为孔隙型储层,储集性能优良。有利的岩性岩相是储层发育的基础,爆发相是储层发育最有利的相带;地表的风化(淋滤、溶蚀)作用对储层进行改造,次生溶蚀孔隙是最主要的储集空间;构造作用是储层形成的重要条件,构造作用形成的裂缝作为储集空间的同时也连通了火山岩中部分原生的孤立孔隙。     

侵出式火山机构储层的分布模式——以伊通火山群为例

松辽盆地的侵出式火山机构中可赋存气藏,其储层特征明显有别于爆发式或喷溢式火山机构。为了明确侵出式火山机构的储层分布特征,以伊通火山群为例,根据野外露头调查、岩石组构特征、压氦法孔隙度测量和图像法宏观面缝率测量,分别对代表侵出式火山机构下部、中部和上部的西尖山火山、大孤山火山和东小山火山开展了储层分布模式分析,并讨论了柱状节理几何形态与裂缝密度和地层渗透性的关系。侵出式火山机构的储层为裂缝-孔隙型,发育丰富的冷凝收缩缝（柱状节理缝）、少量的气孔和杏仁孔以及微量的构造裂缝,具有低-中孔隙度、高渗透率的特征。受火山岩冷凝收缩作用和挥发份逸出作用控制,整个侵出式火山机构的储层可以通过柱状节理沟通。有利储层多分布在火山机构的顶部,厚度为数十米,中心相带的储层物性相对较好,向边部变差。整体上储层与地层的厚度比较小。针对未遭受剥蚀的侵出式火山机构,可采用揭示其火山中心相带上层的方法,而对于遭受剥蚀严重的侵出式火山机构,可采用揭示其翼部上层的方法寻找有利储层位置。     

兴城气田火山岩储层特征研究

松辽盆地北部兴城-丰乐地区营城组一段发育了3个大的火山喷发旋回，火山岩储层储量占89．8％，成为大庆天然气开发的主要领域。储层综合评价一直是深层天然气勘探开发中最重要的研究课题，火山岩储层孔隙、裂缝双重介质的特殊性更增加了研究难度。文章通过岩芯观察、普通薄片、高压压汞等多种技术手段，对该区火山岩喷发时代、岩石类型、储层物性、微观孔隙结构进行了深入的分析和研究。认为：该套火山岩以火山碎屑岩为主，熔岩只发育在局部地区。基质物性较差，后期受构造裂缝的改造，成为有利储层。其中喷溢相上部亚相的气孔流纹岩、火山通道相中隐爆角砾岩亚相的火山角砾岩、火山通道相中火山颈亚相的熔结角砾熔岩、侵出相内带亚相的球粒流纹岩储层物性较好。储层以Ⅱ、Ⅲ类孔喉为主，大部分气井需大型压裂改造，才能达到工业气流。     

渤海海域渤中凹陷中生界火山机构地质模式及建造过程

精细刻画火山机构对火山岩储层预测十分重要。渤海海域中生界发育多类火山机构，且受后期改造强烈，目前缺乏对该区火山机构类型、结构及建造过程的系统研究。利用岩心、测井及地震资料，将渤海海域中渤中凹陷生界火山机构分为熔岩穹丘、复合层火山、火山碎屑岩席及盾状火山4种类型。分别刻画了这4种火山机构内部喷发单元及岩性、岩相构成，建立了地质模型，并概括形态特征及内部结构建立了4种火山机构对应的建造过程示意图。其中，熔岩穹丘具有高纵/横比，由厚层酸性熔岩构成，内部一般为块状构造；复合层火山在该盆地内分布范围广、规模大，外部形态为丘状，但纵/横比小于熔岩穹丘，内部岩性复杂，多为熔岩和火山碎屑岩互层构成的层状结构；盾状火山为平缓的低丘状外形，主要由基性岩组成，其岩浆黏度低、流动范围较大，所以形成的机构规模大，内部多为席状构造；火山碎屑岩席为席状及充填状，纵/横比极小，内部为多期喷发叠加形成的层状结构。此外，通过对比不同火山机构的物性，发现研究区熔岩穹丘及复合层火山的储层物性最好，火山碎屑岩席次之，盾状火山最差；熔岩穹丘及复合层火山机构可作为后续有利油气勘探目标。     

松辽盆地深层火山岩储集性能

松辽盆地深层发育多种类型的火山岩,勘探实践表明,在不同类型的火山岩中均有油气显示。为了进一步明确研究区有利火山岩储集层的特征,利用岩心、薄片和分析化验资料对火山岩的储集空间、孔隙结构和物性特征开展了对比性研究。分析结果表明,原生气孔在不同类型火山岩中的分布极不均匀,次生孔缝次之,原生微孔和原生裂缝分布较均匀;火山岩孔隙结构可分粗孔喉、中-粗孔喉、偏粗孔喉、细孔喉和极细孔喉5种类型;火山岩储层孔隙度分布特征分单峰高孔、双峰高孔、中孔、中-低孔、偏低孔和低孔6种类型;火山岩储层渗透率分布特征可以概括为高渗、中-高渗、中渗、中-低渗和低渗5种。综合以上4种参数,认为气孔流纹岩、流纹构造流纹岩、球粒流纹岩、熔结凝灰岩、角砾熔岩和火山角砾岩是有利储层发育带,凝灰岩、块状玄武岩、沉凝灰火山角砾岩和沉凝灰岩相对而言储集性能较差。     

三塘湖盆地石炭系火山岩储层特征及其影响因素分析

对三塘湖盆地石炭系火山岩岩石学、储集空间类型及其成岩演化等研究结果表明,火山岩岩石类型主要为火山熔岩,以玄武岩为主.火山岩油藏储集空间以杏仁孔和基质溶孔为主.储层研究表明,岩石组构影响了储层孔隙度发育的潜力,少斑、多玻璃质以及多气孔的火山岩,在后期的改造溶蚀过程中火山岩储集性能的改善较为明显;溢流相顶部的渣状熔岩层在后期的成岩过程中形成的储集空间是主要的油气层;火山岩储层中沸石受风化淋滤以及有机酸溶蚀作用形成的沸石溶蚀孔区带是有利的储层发育区,纵向上沸石和绿泥石呈规律分布.     

三塘湖盆地马朗凹陷牛圈湖—牛东构造带上石炭统火山岩黏土矿物特征及其对储层物性的影响

三塘湖盆地马朗凹陷牛圈湖—牛东构造带上石炭统哈尔加乌组和卡拉岗组发育低孔、特低渗强非均质性火山岩储层。基于黏土矿物类型、含量、赋存状态、分布特征及其成因与转化的系统分析,讨论了黏土矿物对火山岩储层储集物性的影响。上石炭统火山岩储层为低孔、特低渗储层,主要发育气孔、半充填杏仁孔、晶间孔、粒间孔等原生孔隙和微晶溶孔、基质溶蚀孔、沸石溶孔等次生孔隙,原生裂缝以冷凝收缩缝和收缩节理缝为主,次生裂缝以构造缝、层间缝为主。孔喉结构以微细孔喉—小孔喉为主。上石炭统火山岩储层为中—高黏土矿物含量储层,随黏土矿物含量增加,储层孔隙度、渗透率均降低。黏土矿物主要为长石类矿物、晶屑和岩屑溶蚀成因或黏土矿物成岩转化产物。高岭石普遍遭受溶蚀,发育粒间溶孔等次生微孔,绿泥石晶间孔发育,可有效改善玄武岩和凝灰岩储层的储集物性;伊利石多充填粒间孔隙,降低玄武岩和凝灰岩储层的储集物性;绿/蒙混层和伊/蒙混层对玄武岩和凝灰岩储层储集物性具有改善意义,对火山角砾岩储层储集物性具有破坏性。高岭石、绿泥石和绿/蒙混层相对含量较高的玄武岩与凝灰岩沉积区是优质储层发育有利区。     

徐家围子断陷火山岩储层特征及演化规律

储层物性是影响徐家围子断陷火山岩气田天然气聚集的重要因素,理清火山岩储层物性特征及影响因素将有利于指导该区深层火山岩的勘探部署工作。通过岩心、岩屑以及显微结构观测,深入分析了火山岩储层的岩石学特征和储集空间特征,初步探讨了徐家围子断陷营城组火山岩储层的储集空间类型及其演化规律。研究结果表明,徐家围子断陷营城组火山岩储层的储集空间主要有原生孔隙、次生孔隙及裂隙3类,不同的储集空间类型发育部位不同;储集空间的发育受到岩性与岩相的联合控制,喷溢相上部亚相的气孔流纹岩、爆发相热碎屑流亚相的熔结凝灰岩、火山通道相火山颈亚相的角砾熔岩储层物性最好; 原生孔隙一般连通性较差,而成岩过程中的微裂隙以及后期的构造缝改善了原生孔隙的连通性; 火山岩经历了岩浆冷凝收缩、风化淋滤、有机酸溶蚀以及碳酸溶蚀等作用,形成了原生气孔、冷凝收缩缝、脱玻化孔、长石溶孔、火山灰溶孔等大量的储集空间;构造裂隙与地下流体充注的耦合关系影响着储层的溶蚀作用。     

珠江口盆地惠西南地区古新世火山机构对有利储层的控制作用

珠江口盆地惠西南地区发育古新世厚层火山岩,与上覆始新统文昌组湖相沉积岩连续充填于惠州凹陷内,构成裂陷盆地早、中期主体岩层,没有明显沉积间断导致火山岩表生暴露、风化淋滤作用不强,因此,火山岩有利储层分布主要受火山机构的影响。基于岩矿、测井、三维地震等资料,通过岩心及薄片观察,开展惠西南地区火山机构及岩相特征研究,分析火山机构对有利储层的控制作用。研究表明,研究区存在“喷发方式控制火山机构类型、火山机构控制优相展布、优相控制有利储层分布”的递进特征:(1)受火山喷发时期与方式控制,研究区发育层状火山机构与穹隆状火山机构,火山口外形表现为内凹与穹隆两种类型;(2)火山岩优势岩相展布于火山机构内幕中心部位,火山口、近火山口的火山通道相、爆发相、喷溢相是有利岩相组合;(3)有利储层分布受岩相组合及裂陷期断层活动影响,储集空间分为原生孔缝、次生孔缝两类,岩相控制原生孔缝富集程度,后期断裂活动起到激活、改造、连通作用,形成规模孔—缝型火山岩油气储集层;(4)穹隆状火山机构最顶部侵出相由于岩浆挥发分含量低,导致原生孔缝不发育,岩石致密且难以改造,含油气性较差。      

准噶尔盆地金龙油田佳木河组火山岩储层孔隙类型及特征

准噶尔盆地金龙油田佳木河组发育良好的火山岩储层,明确火山岩储层特征及有利储集相带分布是进行火山岩储层勘探和开发的关键。本文通过岩心、薄片观察和高压压汞分析,结合物性资料,分析火山岩储层岩石学及物性特征,并预测了有利储层的分布。结果表明,佳木河组火山岩类储层包括火山熔岩类、火山碎屑熔岩类、火山碎屑岩类和沉火山碎屑岩类4种。火山岩储层物性总体上具有中-低孔和低-特低渗的特征。储集空间类型根据形态分为孔隙和裂缝两大类,根据成因都包括原生和次生两类,其中收缩孔、缝为主要的储集空间类型。不同的火山岩性和岩相表现出不同的压汞曲线类型,包括双峰正偏态细孔喉型、单峰正偏态细-微孔喉型和单峰负偏态微孔-极细微孔喉型3类,总体以微细-细孔喉为主,分选差-中等。岩性上火山角砾岩、玄武岩和安山岩是工区内最好的储层,岩相上火山爆发相和喷溢相上部储层物性最好,平面上最好储集相带位于研究区中部呈北西-南东的条带状分布。     

准噶尔盆地西北缘中段石炭系火山岩油藏储层特征及其控制因素

准噶尔盆地西北缘中段石炭系火山岩油藏的储层岩性为火山熔岩、火山碎屑岩及火山沉积岩。根据孔隙与裂缝系统的配置关系,可分为孔隙型、孔隙-裂缝型、裂缝-孔隙型及裂缝型4种储层类型。油藏控制因素研究表明,区域构造作用及火山活动奠定了储层形成与分布的基础,岩性、岩相决定了储集空间的发育程度与规模,成岩作用对储层改造作用明显。在爆发相火山角砾岩、凝灰岩及喷溢相块状安山岩、玄武岩和玄武质角砾熔岩中,气孔等原生孔隙发育;火山沉积相沉凝灰岩及砂砾岩以细小原生粒间孔隙为主。区域构造作用使石炭系内部发育4种裂缝类型,其中垂直-高角度裂缝在喷溢相熔岩储层中发育,网状裂缝和层面裂缝系统则多发育于火山角砾岩、凝灰岩及沉凝灰岩互层中,砂砾岩中以发育程度低、有效性差的不规则裂缝为主。熔结、溶蚀等成岩作用对储层改造作用明显,火山碎屑沸石化和沸石溶蚀作用是油藏次生孔隙发育的主要途径,而碳酸盐、二氧化硅胶结作用及粘土矿物水化作用则降低了储层孔隙度和渗透性能。     

松辽盆地断陷期火山岩典型地震相的地质解译

以松辽盆地营城组和火石岭组火山岩为例,对火山岩地震相类型及其可能地质解释进行分析。依据外形和内部结构可将地震相划分为4类：丘状/透镜状—亚平行反射（Ⅰ类）、板状/席状/盾状—平行/亚平行反射（Ⅱ类）、穹窿状/丘状—空白/杂乱反射（Ⅲ类）和蘑菇状—杂乱反射（Ⅳ类）。Ⅰ类对应流纹质或玄武质岩石,对应岩相多是喷溢相和爆发相互层,富含气孔、粒间孔和裂缝,多为中孔隙度,发育多层有利储层,火山口—近火山口相带的储层厚度大、远源相带厚度小。Ⅱ类对应基性熔岩或酸性碎屑岩,对应的岩相多是喷溢相夹爆发相,富含气孔、粒间孔和裂缝,多为高孔隙度,发育多层有利储层,从火山口—近火山口相带到远源相带的储层厚度变化小。Ⅲ类对应英安岩或粗安岩,对应的岩相多是侵出相或喷溢相,富含裂缝,多为中低孔隙度,仅在顶部发育一层有利储层,火山口—近火山口相带的储层厚度大、远源相带厚度小。Ⅳ类对应流纹质凝灰岩、流纹岩或粗面岩,对应的岩相多是爆发相和喷溢相互层,富含气孔、溶蚀孔和裂缝,可能为中高孔隙度,发育多层有利储层,火山口—近火山口相带的储层厚度大、远源相带厚度小。     

松辽盆地徐家围子断陷深层火山岩储层特征及有利区预测

松辽盆地徐家围子断陷火山岩可划分为火山熔岩和火山碎屑岩两类,火山岩储层的有效储集空间包括孔隙和裂缝两种类型。裂缝不仅为储集空间,还可连通各种孔隙并促进后期溶解作用。在识别裂缝类型的基础上,建立了裂缝孔隙度计算模型,根据12口井的测井解释结果,按裂缝孔隙度将火山岩储集层分为3级:Ⅰ级,孔隙度大于0.5%;Ⅱ级,孔隙度为0.2%～0.5%,Ⅲ级,孔隙度小于0.2%。火山岩相可划分为边缘亚相、过渡亚相和中心亚相,其中,中心亚相位于火山通道附近,发育构造裂缝和收缩缝,储集物性较好,是最有利的储集相带;过渡亚相的裂缝比较发育,储集物性中等,为有利储集相带;而边缘亚相储集物性差,为不利储集相带。     

四川盆地二叠系火山岩岩相与储层特征

为了给四川盆地火山岩气藏下一步的勘探部署提供依据,综合利用钻井录井、分析化验、测井及地震等资料,在对该盆地二叠系火山岩分类的基础上,研究了不同类型火山岩的岩性特征、岩相特征与岩相分布、储层特征,并确定了控制火山岩储层发育的主要因素。研究结果表明:①该盆地火山岩可综合划分为火山熔岩、火山碎屑熔岩、火山碎屑岩及沉火山碎屑岩4大类,主要发育玄武岩、角砾熔岩、含凝灰角砾熔岩、凝灰岩和沉凝灰岩等岩石类型;②该盆地内大面积分布溢流相、喷溢相和火山沉积相等3种火山岩相类型,其中溢流相主要发育玄武岩,喷溢相主要发育火山碎屑熔岩,火山沉积相主要发育凝灰岩及沉凝灰岩等;③火山岩储层岩性主要为火山碎屑熔岩和玄武岩,其中火山碎屑熔岩主要发育脱玻化微孔、溶蚀孔,为中孔、低渗的孔隙型储层,玄武岩主要发育裂缝及溶孔,为基质孔隙度较低的孔隙—裂缝型储层;④火山岩储层控制因素主要为岩性、岩相、后期流体改造作用和构造作用,其中火山碎屑熔岩在快速冷凝的过程中脱玻化形成大量弥散状微孔,为后期进一步溶蚀增孔提供了有利条件,溶蚀等成岩作用及裂缝发育使储层物性变好。结论认为,四川盆地二叠系火山岩储层的平面展布主要受岩相控制,川西南部雅安—乐山—屏山地区主要发育孔隙—裂缝型玄武岩储层,成都—简阳—三台地区主要发育孔隙型火山碎屑熔岩储层。     

马朗凹陷哈尔加乌组火山岩储集层特征

利用岩心、薄片、扫描电镜及物性资料,通过对三塘湖盆地马朗凹陷石炭系哈尔加乌组火山岩储集层特征的研究,得到以下认识：以玄武岩、安山岩及其过渡岩性为主;以溢流相为主,爆发相和火山沉积相次之;为中低孔、低渗透-特低渗透火山岩储集层;主要为水下喷发,原生孔隙不发育,通过岩浆期后成岩作用的改造,形成叠加在原生储集空间之上的交织在一起的孔、洞、缝构成本区的有效储集空间;由钠长石化、钠铁闪石化和菱铁矿化等现象证明了火山岩中碱性流体的存在以及碱交代作用的广泛发育;脱玻化作用、风化作用、构造作用、交代作用和溶解作用等对火山岩储集层的改造产生了至关重要的影响,是形成次生孔隙带的主要成岩作用,更是哈尔加乌组形成有效储集层的关键因素。     

辽河盆地东部凹陷火山岩储层特征与主控因素

基于21口钻井的地质与测井资料和193块岩石样品的物性测试结果,结合火山岩构造-岩相图和产能资料分析,研究了辽河盆地东部凹陷沙河街组三段火山岩储层特征及其主控因素。结果显示,本区发育11种火山岩,其中粗面岩为主要储集岩类;岩相分为5大类14亚类,有利储层多见于侵出相;发育5个火山岩旋回,成藏主要集中在中部的粗面岩旋回;储集空间分为2大类9种类型,其中裂缝是渗透率的主控因素。有效储层主要受断裂、喷发旋回、岩相、岩性4方面控制。沿大型走滑断裂,尤其主断裂与派生断裂交汇部位,火山岩储层集中发育,断裂控制火山岩体的空间展布和次生裂缝发育程度;喷发旋回控制储层的纵向分布;岩相控制储层的规模和原生孔缝发育带;岩性决定储集空间类型及后期蚀变改造程度。