南堡凹陷新生代火山巖的巖石學(xué)特征及其對(duì)儲(chǔ)層的控制作用

南堡凹陷新生代火山巖的巖石學(xué)特征及其對(duì)儲(chǔ)層的控制作用

0南堡凹陷火山巖形成環(huán)境南堡凹陷是典型的富油氣塌陷，油氣形成條件優(yōu)越。前人對(duì)南堡凹陷火山巖已開(kāi)展了大量的研究,重點(diǎn)是對(duì)火山巖的成因、巖石學(xué)特征及其與構(gòu)造關(guān)系進(jìn)行了大量工作1盆地?zé)N源巖的分布南堡凹陷位于渤海灣盆地北部(圖1),為華北地臺(tái)上經(jīng)歷中新生代拉張斷陷形成的北斷南超箕狀斷陷盆地盆地主要發(fā)育3套烴源巖,分別為沙三段、沙一段以及東三段,其中,沙三段為研究區(qū)主要烴源巖2火山巖的巖石特征2.1酸性巖類(lèi)特征研究區(qū)火山巖巖漿性質(zhì)以基性巖漿為主,同時(shí)發(fā)育有部分酸性巖漿。根據(jù)巖漿性質(zhì),研究區(qū)可劃分為基性巖與酸性巖兩大類(lèi)?；詭r類(lèi)主要為玄武巖、玄武質(zhì)凝灰?guī)r,見(jiàn)少量玄武質(zhì)火山角礫巖;酸性巖類(lèi)主要為流紋巖與流紋質(zhì)火山角礫巖,見(jiàn)少量流紋質(zhì)凝灰?guī)r。玄武巖以灰黑色、深灰色為主,主要由斜長(zhǎng)石與輝石組成,具有?；呔ЫY(jié)構(gòu),標(biāo)本上見(jiàn)斜長(zhǎng)石斑晶及氣孔構(gòu)造;部分玄武巖發(fā)生蝕變,綠泥石化嚴(yán)重。玄武質(zhì)凝灰?guī)r以灰黑色為主,晶屑以長(zhǎng)石為主,玻璃質(zhì)見(jiàn)綠泥石化,且部分玻璃質(zhì)脫?；饔妹黠@,同時(shí),脫玻化形成的孔隙中方解石充填嚴(yán)重。流紋巖以灰色、淺灰色為主,見(jiàn)斜長(zhǎng)石、石英斑晶,部分巖心見(jiàn)弱流紋構(gòu)造。流紋質(zhì)角礫巖顏色較淺,是由于其暗色礦物含量較低所致,角礫主要為同源性質(zhì)的流紋質(zhì)角礫,角礫間為基質(zhì)充填。2.2巖石結(jié)構(gòu)特征不同的火山巖由于巖石成分、結(jié)構(gòu)的差異,具有不同的測(cè)井響應(yīng)特征。以研究區(qū)重點(diǎn)井的取心資料及薄片資料為基礎(chǔ),總結(jié)了不同巖石類(lèi)型的測(cè)井響應(yīng)特征。流紋質(zhì)火山巖與玄武質(zhì)火山巖巖石成分具有較大的差異,流紋質(zhì)巖以石英、長(zhǎng)石等淺色礦物為主,二氧化硅含量高,同時(shí)具有較高的鉀長(zhǎng)石含量,因此,流紋質(zhì)巖與玄武質(zhì)巖相比具有較高的自然伽馬(鉀長(zhǎng)石自然伽馬高所致)、較低的密度(流紋質(zhì)巖暗色礦物含量低所致)等特征。同時(shí),巖石的結(jié)構(gòu)對(duì)測(cè)井響應(yīng)特征亦有一定貢獻(xiàn),隨著巖石蝕變,巖石變得疏松,密度具有降低的趨勢(shì)。因此,當(dāng)巖石由火山熔巖相變?yōu)榛鹕剿樾紟r時(shí),巖石的密度亦有降低的趨勢(shì)3火山巖噴發(fā)模式火山巖巖相是火山巖噴發(fā)環(huán)境及其巖石的綜合特征,不同學(xué)者在不同區(qū)域建立了不同的火山巖噴發(fā)模式?；诘卣饘W(xué)形態(tài)分析,同時(shí)結(jié)合巖漿性質(zhì),認(rèn)為研究區(qū)主要發(fā)育強(qiáng)、弱2種噴發(fā)模式。3.1酸性火山的機(jī)構(gòu)該類(lèi)火山巖在地震上具有錐狀特征,主要依附于大型斷層存在,為裂隙式噴發(fā),火山機(jī)構(gòu)內(nèi)部具有雜亂反射特征。地震刻畫(huà)外形顯示具有較低的長(zhǎng)寬比,表明此類(lèi)火山噴發(fā)后未發(fā)生長(zhǎng)距離的流動(dòng)(圖3)。鉆井揭示巖石類(lèi)型主要為流紋巖、流紋質(zhì)火山角礫巖以及流紋質(zhì)凝灰?guī)r,表明該類(lèi)火山機(jī)構(gòu)主要為酸性火山噴發(fā)的產(chǎn)物。酸性巖漿黏度較大,流動(dòng)性較差,往往難以溢流,因而此類(lèi)火山機(jī)構(gòu)爆發(fā)相比較發(fā)育,同時(shí)短距離的流動(dòng)使其橫向上延伸變短,主要表現(xiàn)為縱向的疊加。此類(lèi)火山機(jī)構(gòu)主要發(fā)育爆發(fā)相與溢流相,火山通道相往往為深大斷裂,地震剖面上火山口特征不明顯,爆發(fā)相往往位于噴發(fā)的初期,表明此類(lèi)火山巖體能量較強(qiáng),隨著噴發(fā)能量的減弱,晚期火山機(jī)構(gòu)頂部會(huì)出現(xiàn)溢流相流紋巖(圖4a)。3.2基性火山溢流該類(lèi)火山機(jī)構(gòu)在地震上主要具有層狀、席狀等特征,主要為中心式噴發(fā),火山機(jī)構(gòu)內(nèi)部具有強(qiáng)振幅、強(qiáng)連續(xù)的反射特征。地震刻畫(huà)外形顯示具有較高的長(zhǎng)寬比,表明此類(lèi)火山噴發(fā)后發(fā)生了長(zhǎng)距離的溢流(圖3)。鉆井揭示,巖石類(lèi)型主要為玄武巖,其次鉆遇少量玄武質(zhì)凝灰?guī)r,玄武質(zhì)角礫巖少見(jiàn),表明該類(lèi)火山機(jī)構(gòu)主要為基性火山溢流的產(chǎn)物?；詭r漿黏度較小,流動(dòng)性強(qiáng),能量難以集聚,不易爆發(fā),因而此類(lèi)火山機(jī)構(gòu)爆發(fā)相不發(fā)育,同時(shí)長(zhǎng)距離的流動(dòng)控制了其橫向上延伸較長(zhǎng)。該類(lèi)火山噴發(fā)模式中主要發(fā)育火山通道相、溢流相以及爆發(fā)相,巖相的主體為溢流相,僅僅局部可能發(fā)育凝灰?guī)r的弱爆發(fā),與強(qiáng)噴發(fā)模式相比較,此類(lèi)火山巖機(jī)構(gòu)中心式噴發(fā)較為常見(jiàn),火山通道相在地震剖面上較常見(jiàn),以周?chē)貙由瞎盀榈湫吞卣?巖相控制和儲(chǔ)存不同的火山噴發(fā)模式下具有不同的巖性、巖相組合,其成儲(chǔ)特征也具有較大的差異4.1含礦巖石及充填巖石種類(lèi)實(shí)際鉆井油氣測(cè)試及物性分析均表明,強(qiáng)噴發(fā)模式下火山巖的儲(chǔ)集能力明顯優(yōu)于弱噴發(fā)模式下的火山巖,即流紋質(zhì)火山巖儲(chǔ)集能力優(yōu)于玄武質(zhì)巖石。玄武質(zhì)巖石與流紋質(zhì)巖石相比具有較多的暗色礦物,同時(shí)含水礦物亦較多,玄武巖以及玄武質(zhì)凝灰?guī)r極易發(fā)生蝕變,形成綠泥石化玄武巖,或綠泥石化凝灰?guī)r,綠泥石等黏土礦物對(duì)早期的孔隙進(jìn)行堵塞,降低孔滲能力;玄武質(zhì)巖石中長(zhǎng)石以基性長(zhǎng)石為主,具有較高的鈣質(zhì)含量,巖石在蝕變過(guò)程中,鈣質(zhì)容易析出,對(duì)原生的氣孔或次生的溶蝕孔隙進(jìn)行充填,對(duì)有效孔隙進(jìn)行進(jìn)一步的破壞;同時(shí)暗色礦物含量較高的玄武質(zhì)巖石其脆性明顯要弱于流紋質(zhì)巖石,這一現(xiàn)象在成像測(cè)井資料的裂縫發(fā)育密度上得到了較好的印證。物性統(tǒng)計(jì)資料表明,酸性巖類(lèi)平均孔隙度為7.92%,而基性巖類(lèi)僅為4.39%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于酸性巖。4.2溢流相儲(chǔ)集空間的改造與原采過(guò)程相結(jié)合相同噴發(fā)模式下,不同巖相的成儲(chǔ)能力有一定差異,爆發(fā)相儲(chǔ)集能力優(yōu)于溢流相。爆發(fā)相角礫巖中礫間孔發(fā)育,同時(shí)礫內(nèi)溶孔亦發(fā)育,孔隙類(lèi)型多樣,凝灰?guī)r在脫?；^(guò)程中形成大量的脫?；卓捎行Ц纳苾?chǔ)集性能;溢流相儲(chǔ)集空間主要以原生的氣孔為主,一方面原生氣孔在溢流相中并非普遍發(fā)育,而只是發(fā)育在溢流相的頂部亞相以及底部亞相,同時(shí)研究區(qū)薄片中觀察發(fā)現(xiàn),原生氣孔大量遭受充填形成杏仁構(gòu)造可能是其儲(chǔ)集能力不如爆發(fā)相的重要原因。物性統(tǒng)計(jì)結(jié)果中也表明,爆發(fā)相的平均孔隙度可達(dá)7.78%,最大可達(dá)17.18%,而溢流相平均孔隙度為5.41%,最大孔隙度僅為12.50%,也進(jìn)一步證明了爆發(fā)相較溢流相具有更好的儲(chǔ)集性能。5基性巖類(lèi)的特征(1)研究區(qū)火山巖為典型的酸性巖類(lèi)與基性巖類(lèi)雙峰式特征,酸性巖類(lèi)主要以流紋巖和流紋質(zhì)角礫巖為主,基性巖類(lèi)主要為玄武巖以及玄武質(zhì)凝灰?guī)r;基性巖類(lèi)與酸性巖類(lèi)相比具有低伽馬、高密度的特征,不同結(jié)構(gòu)的巖石在成像測(cè)井上具有較好的響應(yīng)。(2)酸性火山巖為斷裂控制下的強(qiáng)噴發(fā)模式,縱向上具有火