火山地层界面的储层意义——以松辽盆地南部火石岭组为例

基于岩心、薄片、物性及核磁测井T₂谱等资料,从盆地火山地层界面分类及测井识别入手,开展火山地层界面与储层分布关系的研究,探讨了火山地层界面的控储机理。松南王府断陷火石岭组火山地层界面可划分为2级3类:喷发间断不整合界面构成一级界面,喷发整合和喷发不整合界面构成二级界面。火山地层界面与储层关系密切,距喷发间断不整合界面越近,储层物性越好,反之则越差,优质储层往往发育在喷发间断不整合界面之下30 m之内。在喷发整合、喷发不整合界面附近或该类界面集中发育带往往出现物性高值层段,形成相对较好的储集层段。火山地层界面类型及其分布控制储集空间的类型和组合关系,进而影响到储层的分布。火山地层界面所控制的储集层段在垂向上可划分为次生孔隙带、原生孔隙带和相对致密带3种,其中喷发间断不整合界面主要通过控制次生储集空间的发育而形成优质储层,喷发整合和喷发不整合界面主要表现为原生储集空间的集中发育而形成相对优质的储层。结合王府断陷勘探实例,认为火山地层界面附近发育的火山岩类组合,特别是喷发间断不整合界面处是需要重点关注的火山岩油气有利勘探领域。     

火山地层界面的地质属性、地质内涵和储层意义——以中国东北地区中生代—新生代火山岩为例

火山地层界面指广泛发育在火山岩中的地层界面,是火山地层学研究的基础,目前从火山地层角度对火山地层界面的系统性研究较少。为了进一步厘定火山地层界面的类型,明确识别特征,探索地质内涵和储层意义,对野外剖面中的火山地层界面进行了详细的地质特征描述和分类。按接触关系将火山地层界面分为喷发整合、喷发不整合、喷发间断不整合和侵入不整合4类,为了便于识别,又按表观特征细分为熔岩表面结构构造面、火山碎屑岩表面结构构造面、熔岩结构构造突变面等10种。不同类型、特征的火山地层界面反映了火山喷发的间隔和火山作用变化,为建立火山地层等时格架提供了理论依据。以熔岩和火山碎屑熔岩为例探讨火山地层界面的储层意义,熔岩中原生孔隙主要沿喷发整合/喷发不整合界面分布,酸性和中基性熔岩中高孔隙度储层多发育在距离这两种界面30 m和15 m以内;次生溶蚀孔隙主要沿喷发间断不整合界面分布。火山碎屑熔岩中次生溶蚀孔是主要的储集空间,有利储层主要形成在喷发间断不整合界面附近。     

中国东、西部火山岩油气藏运聚成藏机理

目前对火山岩油气藏储层形成的控制因素、油气运聚机理认识不清,现有油气勘探理论不能有效指导火山岩油气藏勘探,导致其勘探潜力被严重低估。为此,通过剖析中国东、西部典型火山岩油气藏的成盆背景、储层形成与分布、油气运聚规律等,明确了中国东、西部火山岩油气藏不同的形成机制,首次提出了"相—面控储、断—壳控运、复式聚集"的火山岩油气藏运聚成藏机理,即岩性岩相界面、不整合面或火山旋回界面、期次界面控制了优质储层的发育;油源断层控制油气垂向运移,风化壳则控制油气侧向运移(火山岩油气运聚成藏过程的数值模拟实验结果表明,断裂与裂缝控制了天然气的输导通道,裂缝改善了低孔隙度、低渗透率火山岩的孔渗特征,提高了油气运移效率);火山多期次喷发,各期喷发界面(喷发间断界面、岩性岩相界面)顶部发育风化淋滤作用形成的有效孑L隙,纵向可形成多层有效储层,从而使得同一成藏背景下发育多层系、多类型火山岩油气藏。该创新性研究成果拓展了火山岩油气勘探层系和领域,丰富和完善了油气藏勘探理论。     

盆内火山岩反射地震响应及对油气藏分布的多尺度预测

以徐家围子断陷营城组火山岩为例,充分利用覆盖全断陷的高精度连片叠前时间偏移三维地震资料,以大量的勘探开发钻探成果为刻度,系统剖析了火山岩地层、火山岩储层、气藏发育特征及控制因素等。研究表明:营城组地层具有"水、火"共生的层序发育特征,在火山喷发区形成以火山岩为主的火山岩层序,火山喷出物波及范围外发育以沉积岩为主的沉积层序,沉积地层中记录了区域火山作用的旋回性;火山喷发受深大走滑断裂带控制,具有横向迁移振荡和纵向多旋回叠置的特征;火山喷发强度控制火山岩储层的发育,单期火山作用的局部性和后期火山对早期火山的改造加剧了火山岩储层的横向变化,导致了火山岩储集层的强非均质性;不同深度、不同岩性、岩相均可以形成有效储层,其中火山岩喷发间断界面和后期构造改造作用是形成有利储层的主要控制因素,与火山岩体复杂的空间组合关系及岩体内岩性、岩相的差异性配置,决定了火山岩具有形成局部"甜点"并大面积分布的致密气藏的特点,使得火山岩勘探理念形成了由"点"到"面"的突破。     

四川盆地简阳地区二叠系火山喷发旋回、环境与模式

四川盆地简阳地区二叠系峨眉山玄武岩发育火山碎屑岩优质储层，永探1井为该区二叠系火山碎屑岩气藏的首口工业气井，但目前对于该区火山喷发旋回、古地理环境及喷发模式的认识还不清楚，制约了对岩相、储层分布的认识和勘探区带评价。为此，从研究该区火山岩岩石组合特征入手，分析火山喷发旋回，结合区域地层、岩相古地理研究成果综合对比确定火山喷发环境，建立火山喷发模式，综合钻井、重磁力、地震等资料预测区域火山机构的分布特征。研究结果表明：①该区二叠系火山岩纵向发育5套岩性、4个喷发旋回（期次），早期两个旋回强烈爆发，以火山碎屑岩为主，晚期两个旋回能量减弱，发育浅成侵入岩；②该区火山岩为东吴运动抬升后陆相环境喷发，主喷发期与峨眉山玄武岩基本一致，为中—晚二叠世之交及其后的100万年（1 Myr）；③简阳—中江地区北东向主断裂和北西向次级断裂的交汇处为深层岩浆上涌通道，控制该区发育中心式多火山口喷发形成的复式火山机构，有利于爆发相火山碎屑岩叠置、连片规模分布。结论认为，简阳地区火山岩与峨眉山玄武岩喷发环境、喷发时代一致，但喷发模式及岩性、岩相却存在着较大的差异，为峨眉山大火成岩省的特殊组成部分。     

徐深气田营城组一段沉火山碎屑岩地层划分及其成因分析

通过对徐深气田E21区块火山岩储层开展的精细描述,进一步深化了对火山岩气藏的内在地质认识,发现在营城组一段火山岩顶部发育一套沉火山碎屑岩地层.这套地层是一套电性上具有中伽马、中低阻,地震上具有平行一亚平行反射特征的致密非储层.它的划分有两点意义:①进一步刻画了营城组一段火山岩储层顶面构造形态,提高了构造解释精度,减少了分层误差;②剥除了本层密度反演产生的储层预测误差,反映出真实的火山岩储层面貌.分析认为:沉火山碎屑岩地层的形成与火山喷发时古地貌密切相关.它的发现为开发方案井位部署,特别是水平井的部署实施提供了坚实的设计依据和成功保障.     

松辽盆地南部火山岩优质储层主控因素

火山岩作为储集体,已成为重要勘探领域之一。针对松辽盆地南部火山岩储集空间类型多样、结构复杂、物性变化大的特点,从岩性及岩性组合方式、火山机构-岩相分布、储集空间类型、大型走滑断裂带、成岩及表生作用等方面剖析火山岩优质储层形成的主控因素。研究结果表明,火山碎屑岩与沉积岩互层为最佳岩性组合方式;爆发相、溢流相上部和中部储层物性好,为有利相带;流纹岩、角砾熔岩、熔结凝灰岩中存在大量原生气孔,储层物性最好;大型走滑断裂带附近为最有利区带;溶蚀作用、挥发分逸出、风化淋滤作用使储层物性变好。火山岩优质储层发育主控因素的认识有益于今后储层预测及气田的有效开发。     

松辽盆地长岭断陷火山岩储层特征及有效储层分布规律

火山岩油气藏是松辽盆地重要的勘探对象,为定量分析火山喷发旋回、岩性、岩相与有效储层分布的关系,基于该盆地长岭断陷66口钻井地质与测井资料、1 495 km²三维地震资料、546套实测物性及试气产能等资料,并在19 384 m火山岩井段岩性校正的基础上,划分出火山喷发旋回和火山岩相及亚相,建立起岩性、岩相、旋回与储层物性、含油气情况之间的关系,分析了火山岩储层特征及有效储层的分布规律。结果表明：①该区共发育3段10个火山喷发旋回,有效储层集中发育在火山喷发序列的顶部旋回,其中营城组一段、三段的顶部旋回（旋回三）储集性能最好;②该区主要发育11种火山岩石类型,其中流纹岩、流纹质凝灰岩、流纹质凝灰熔岩和流纹质火山角砾岩为有效储层的优势岩性;③研究区主要发育4种火山岩相11种亚相,其中喷溢相上部亚相和爆发相热碎屑流亚相为有效储层的优势岩相;④火山岩储层物性条件与其有效储层发育程度有着显著的对应关系,储层物性控制了有效储层的分布,并且在物性特征中孔隙度较之于渗透率而言,对有效储层的形成具有更明显的影响。结论认为,该区深层火山岩勘探具有良好的前景。     

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。     

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。     

松辽盆地营城组火山地层单元和地震地层特征

本文依据对松辽盆地营城组火山岩地层界面特征、构成单元和地震相单元的分析,探讨了火山岩地震、地质特征,得到以下认识:①松辽盆地营城组火山岩地层常见角度不整合和火山不整合界面(由喷发物的堆积方式的差异形成的"角度不整合"),少见平行不整合和整合界面;②根据火山岩的形成过程和岩石界面特征,可将火山岩地层单元由小到大依次分为冷却单元、冷却单元组合、火山机构、火山机构群4级,在现今地震资料分辨率情况下可达到对火山机构群、火山机构的有效刻画;③在营城组一段、三段火山岩地层中可识别出席状、席状披盖、盾状、丘状、透镜状、楔状、扇状、碟状/盘状和筒状等9种基本地震相单元,每种地震相单元可与某种火山机构对应,在同一地震相单元内岩层或岩层组产状从喷发中心向远端倾向相同、倾角变小,根据其叠置关系可建立火山地层(冷却单元组合)的相对地质年代格架。上述成果为火山岩地层的地震刻画提供了理论依据。     

火山喷发机构、期次及其控藏作用——以松辽盆地北部莺山凹陷营一段为例

火山机构控制着优质储层的分布，是火山岩天然气成藏必不可少的研究内容。针对松辽盆地北部莺山凹陷营城组一段火山岩以酸性岩为主，孔隙度普遍小于5%，后期蚀变作用强烈且探井少的特点，从地震反射同向轴的连续性、振幅强度、成层性以及岩性、测井曲线特征入手，分别建立火山岩喷发旋回和期次的界面标志。采用相干体分析技术、趋势面分析技术和手动识别方法，识别不同喷发期次的火山机构，并通过其与天然气气藏分布之间关系，对其控藏作用进行了研究。结果表明：莺山凹陷营一段火山岩可细分为六个期次，由下至上，火山岩沿断裂由东向西迁移喷发，形成了东、中、西三大火山机构带，火山机构的保存程度和内部火山岩相的分布决定了储层的物性和有效性，其中，中、西部火山机构带的中部保存较为完整、裂缝及溶蚀孔发育，孔渗条件好，是有利的天然气成藏区域；而东部东火山机构带由于后期抬升剥蚀，遭受风化淋滤作用，保存不完整，溶蚀孔隙与裂缝被上覆沉凝灰岩及次生矿物充填，储集性能较差。     

基于体控建模的内幕型火山岩气藏有效储层预测——以准噶尔盆地五彩湾凹陷火山岩气藏为例

准噶尔盆地五彩湾凹陷彩25井区石炭系火山岩气藏受火山喷发方式及后期构造抬升反转作用的共同影响,表现出多期间歇性喷发、各期次岩体相互叠置、充填类型多样、岩性岩相复杂的特点,加之气藏井控程度低,无法用常规的层状格架构建地层模型。为此,通过对录井、岩心、测井、地震资料的综合分析,充分考虑火山喷发的旋回性和多期性差异,划分出3期火山旋回期次,并以各旋回的地层格架作为约束条件,划分火山岩体顶、底界,搞清楚各岩体在空间上的相互叠置关系,针对不同的期次特征选用内插或外推算法,构建了体控约束下的地质模型;结合3期次不同火山岩性的测井敏感参数分析结果,利用地质统计学方法分析不同火山岩性储层的特征参数;在体控反演过程中,对各期次不同岩性建立了不同的变差函数模型,得到高分辨率的火山岩性预测数据体及有效储层分布数据体。结论认为,所得到的预测结果与多期火山喷发的地质模式相符,和实际钻遇的火山岩岩性吻合度超过92%,表明利用体控反演方法来识别多旋回复杂火山岩气藏的有效储层是可行的。     

准西北缘哈山地区复杂构造带火山岩储层发育特征及成因模式

准噶尔盆地西北缘哈山地区属于山前复杂构造带,形成于陆缘岛弧环境的石炭系火山岩推覆体是该区重要的油气储集体。为分析复杂构造带火山岩储层发育特征及控制因素,利用大量露头、岩心、薄片、扫描电镜及成像测井等资料,对火山岩储集特征、影响因素及成储模式进行研究。结果表明:哈山地区石炭系火山岩主要由火山熔岩类的玄武岩、安山岩、玄武安山岩和火山碎屑岩类的火山角砾岩、凝灰岩2大类5种岩性组成;岩性和岩相是影响火山岩储层发育的内在因素,风化淋滤和构造作用是外在因素;储层成因包括岩相-断裂型和岩相-褶皱型2种类型;在推覆体的前翼和核部、断裂交汇处的风化壳、喷发旋回与期次界面处的火山角砾岩、凝灰岩、安山岩发育区是火山岩有利储层分布区。     

松辽盆地庆深气田营城组火山地层格架特征及储层地质意义

以庆深气田密井网区营城组火山岩为例,开展火山地层精细地层格架地质-地球物理综合研究,分析火山地层界面和充填单元的特征.XS1-XS6井区火山地层界面系统由3个喷发间断不整合界面、数十个喷发不整合和少量喷发整合界面构成.在XS1-XS6井区识别出5个火山机构和13个冷却单元.总体上该区火山地层具有由南向北、由东向西再向东迁移的特征.早期形成了厚度大、范围小的锥状火山机构1和2,以熔岩型冷却单元充填为主;中后期形成厚度中等、分布面积大的席状-盾状火山、喷发中心不明显的火山机构3、4和5,以碎屑岩型冷却单元为主.界面、流动单元或堆积单元共同控制高孔隙带分布位置,流动单元和堆积单元还控制储层的类型和规模;总体上火山地层界面可为油气勘探提供重要线索.     

ANALYSIS OF THE VOLCANIC GAS RESERVOIR FORMING CONDITIONS AND THE PREDICTION OF FAVORABLE BELTS IN XUDONG AREA

松辽盆地北部徐家围子断陷徐东斜坡带地层具有较好的烃源条件,火山岩储层较发育.研究发现,受不同火山机构控制,平而上营城组火山岩储层连通性差,单井气藏流体分布多表现为上气下水的特点,总体上没有统一的气水界面;岩性圈闭是火山岩气藏成藏的主控因素,气藏类型多为构造—岩性气藏.通过对徐东地区营城组火山岩储层综合地质研究,在精细构造解释、火山口识别、火山岩相预测、储层反演预测的基础上,划分出4个近南北向展布的环带状火山岩圈闭发育带:东部斜坡带、徐东断裂带、中部深凹带和西部断阶带.     

渤海海域基底“改造型火山机构”特征及油气成藏意义

定义渤海海域中生代义县组沉积期侵位定型的完整火山机构遭受改造后的残留体为基底"改造型火山机构"。以研究区大量的钻井、地震、测井以及薄片资料为基础,探讨了基底"改造型火山机构"特征及其控油气作用。结果表明,基底"改造型火山机构"主要受岩浆性质、古地貌以及后期改造共同控制,后期断裂切割与差异剥蚀是火山机构改造的主要形式;研究区火山岩发育强与弱两种喷发模式,均属于"反序式"喷发,其中爆发相与中、酸性溢流相为优质储集相带;风化、旋回、期次界面控制优质岩相的垂向展布,各级次界面与残存优质岩相耦合是油气富集的关键。在风化壳或喷发界面150 m以内,同时优质岩相残存的火山机构中寻找期次界面是此类火山岩勘探的重点。     

中-基性火山岩孔缝储集体形成控制因素——以准噶尔盆地金龙区块石炭系为例

以金龙区块石炭系中基性火山岩为例,综合岩心、薄片、测井、地震及分析化验资料,分析火山岩储集空间特征及形成过程：①火山喷发间隙期,火山旋回上部斜长石等矿物向方沸石、绿泥石蚀变,形成不稳定层;②石炭纪晚期构造运动造成断裂-裂缝发育及不整合面的形成,大气水沿着断裂-裂缝及旋回顶部不稳定层发生纵向及横向溶蚀,形成孔缝储集体雏形;③侏罗纪末期构造挤压再次形成断裂-裂缝,孔缝储集体被分割,储集空间基本定型。在断裂裂缝、古地貌及火山旋回界面控制下,孔缝储集体纵向上表现出分带性,横向上表现为古地貌高地储层厚、古斜坡储层薄的透镜状特征,整体表现出由裂缝、溶蚀孔及溶蚀缝构成的"多层楼式"复杂储集体。形成的孔缝型火山岩储层地质模型对火山岩储层预测及油气勘探提供有价值的参考。     

松辽盆地营城组火山机构地层结构定量模型

松辽盆地营城组火山岩地层主要由火山机构侧向迁移和垂向叠置而形成。目前对火山机构的内部结构认识还不清晰,制约了火山岩勘探开发进程。通过对典型酸性熔岩、酸性复合、酸性碎屑岩和中基性熔岩火山机构的综合解剖,建立其地层结构模型。酸性火山机构中多数为似层状结构,中基性火山机构中除发育似层状结构外,还常见层状结构。具有似层状结构的酸性火山机构的岩层倾角要大于具有层状结构的中基性熔岩火山机构;现今岩层倾角可为正态分布,也可呈现出偏正态或双峰态。火山岩地层结构与火山机构类型、喷发古环境（同生断层和古斜坡）密切相关;后期的挤压和掀斜作用对岩层产状变化起到显著的改造作用;后期单期次、断距小的正断层或逆断层的改造,对岩层产状的变化影响较小。此研究为火山岩地层结构内部精细解剖提供了理论依据。     

准噶尔盆地滴南凸起石炭系古火山机构地震特征及有利区预测

准噶尔盆地滴南凸起石炭系古火山机构复杂,对气藏形成分布和勘探开发有重要影响。基于最新钻井、测井及三维地震数据解释成果,开展滴南凸起石炭系古火山机构特征研究,分析古火山机构对气藏的控制作用。研究认为:①根据火山机构形态和火山岩成分,滴南凸起石炭系古火山机构可划分为裂隙式熔岩火山机构、中心式单火山口碎屑岩火山机构、中心式多火山口复合火山机构、裂隙式侵入火山机构4种类型,受火山喷发—沉积旋回控制,早石炭世以中心式单火山碎屑岩火山机构及裂隙式侵入火山机构为主,晚石炭世以裂隙式熔岩火山机构为主。②古火山机构控制优质储层类型及分布,裂隙式熔岩火山机构发育玄武岩储层,中心式单火山口碎屑岩火山机构发育火山角砾岩和英安岩储层,中心式多火山口复合火山机构发育火山角砾岩和玄武岩储层,裂隙式侵入火山机构发育花岗斑岩储层。③受古火山机构控制发育火山内幕气藏、风化壳气藏、构造—岩性气藏3种类型,有深大断裂沟通的古火山机构为油气运移的有利指向。