陳 亮

（中國(guó)石化股份有限公司勝利油田分公司西部新區(qū)研究中心，山東東營(yíng) 257000）

長(zhǎng)嶺斷陷營(yíng)城組火山巖發(fā)育?；鹕綆r作為儲(chǔ)層，從形成到最終定型，孔隙都處于相對(duì)動(dòng)態(tài)的演化之中。不同火山巖原生、次生孔隙及其形成機(jī)理均有所差異?；鹕綆r儲(chǔ)層孔隙演化主要是指后生成巖作用對(duì)原生孔隙及部分早先形成的次生孔隙進(jìn)行改造的結(jié)果，本文著重于長(zhǎng)嶺斷陷營(yíng)城組火山巖在成巖作用下的孔隙演化特征的分析。

1 不同類型火山巖孔隙演化特征

長(zhǎng)嶺斷陷營(yíng)城組主要發(fā)育流紋巖、凝灰?guī)r和玄武巖。以下根據(jù)具體實(shí)例說(shuō)明這幾類火山巖的孔隙特征。

1.1 流紋巖

圖1為腰深6井的流紋斑巖，后期孔隙演化特征為：成巖形成的原始“杏仁”狀氣孔被成巖期含有玻璃質(zhì)及基質(zhì)包體的圓粒狀及雙錐狀石英充填（左圖），現(xiàn)有孔隙主要是粒間、晶間微孔隙、顆粒及方解石膠結(jié)物的溶蝕孔隙和構(gòu)造裂縫（右圖）。

圖2為腰深102井含氣層段流紋巖，圖中最明顯的孔隙變化特征是原始冷凝縫已被膠（凝）結(jié)堵塞、后期裂隙已被石英膠結(jié)（左圖），現(xiàn)有孔隙主要為基質(zhì)溶蝕微孔隙，部分長(zhǎng)石斑晶被溶蝕（右圖）。

圖3為腰平4井扉細(xì)流紋巖，主要孔隙演化特征為原始裂縫被充填；后期成巖溶孔、溶縫發(fā)育；在溶孔中形成晚期晶形較好的石英及鈉長(zhǎng)石。

圖1 流紋斑巖，YS6井（4164m）

圖2 流紋巖，YS102井（3772.3m）

圖3 扉細(xì)流紋巖，腰平4井（3829m）

1.2 凝灰?guī)r

圖4為腰深3井流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，孔隙演化特征：原生斑晶裂隙被硅化、泥化充填、成巖后期產(chǎn)生裂縫（部分壓溶縫）、流體沿孔隙溶蝕，增加了空間，晚期硅化及碳酸鹽化又使部分孔隙充填?，F(xiàn)有孔隙主要為粒間微孔隙、晶屑及基質(zhì)溶蝕孔隙，溶孔溶縫中可見(jiàn)短柱狀、板狀鈉長(zhǎng)石、石英及假六方板狀礦物（綠泥石）充填。

圖5為腰深102井流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，原生裂縫及孔隙被成巖作用石英充填（左圖中孔壁為櫛殼狀晶體環(huán)繞的部位）而大大減少，晚期構(gòu)造裂縫發(fā)育使孔隙改善（中圖）。鉀長(zhǎng)石斑晶多發(fā)生溶蝕，溶孔中見(jiàn)片狀礦物伊利石充填?，F(xiàn)有孔隙主要為斑晶溶孔、基質(zhì)溶孔、交錯(cuò)的構(gòu)造縫（右圖）。

圖4 流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，YS3井（3530m）

圖5 流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，YS10井（3657m）

1.3 玄武巖

圖6為雙1井杏仁狀玄武巖，從圖6中可以看出，原始杏仁孔已被充填并蝕變成綠泥石，早期的裂縫也被碳酸鹽礦物膠結(jié)，僅見(jiàn)少量晶間和粒內(nèi)溶蝕孔隙。

圖6 杏仁狀玄武巖，雙1井（2407m）

2 不同成巖作用階段孔隙演化特征

2.1 表生作用階段

主要是指火山巖熔（凝）結(jié)成巖后暴露地表至淺埋階段前所發(fā)生的成巖作用。大氣淡水的淋濾、溶蝕，產(chǎn)生溶蝕孔、洞、縫；同時(shí)外來(lái)物質(zhì)也可能發(fā)生沉淀或膠結(jié)，使原始孔隙減少。

一般而言，巖相不同（如爆發(fā)相與溢流相）所產(chǎn)生的結(jié)果是不同的。對(duì)熔結(jié)形成的火山巖，風(fēng)化、淋濾特別是滲流作用只發(fā)生在上部表層（如長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化淋濾、外來(lái)物質(zhì)對(duì)表層裂隙的充填）及原生孔隙發(fā)育的部位（如溢流相的上亞層可能發(fā)生橫向順層滲流，對(duì)巖石產(chǎn)生溶解或沉淀）。爆發(fā)相如凝灰?guī)r，雖基質(zhì)顆粒細(xì)小、致密，但在滲流階段，地表水可能會(huì)對(duì)整個(gè)巖層有影響，但總體不會(huì)發(fā)生大的溶蝕作用。圖7為腰深101井熔結(jié)凝灰?guī)r，原始孔縫中充填了巖屑和晶屑，可能是風(fēng)化淋濾階段產(chǎn)物或成巖作用的產(chǎn)物。由于表生作用所發(fā)生的風(fēng)化淋濾現(xiàn)象在后期成巖階段常被改造（溶解、膠結(jié)或重結(jié)晶等），一般情況難以識(shí)別，鏡下特征也不明顯。

圖7 熔結(jié)凝灰?guī)r，YS101井（3707m）原生孔縫中填巖屑、晶屑

2.2 淺埋成巖作用階段

火山巖體淺埋于地下，受到埋藏作用和成巖作用的改造，產(chǎn)生方解石、白云石等礦物充填破壞孔隙。淺埋階段爆發(fā)相首先要凝結(jié)成巖。對(duì)熔結(jié)類火山巖而言，淺埋的壓實(shí)作用并不明顯。但流體的活動(dòng)對(duì)孔隙空間有較大的影響，主要表現(xiàn)在孔隙的溶解和膠結(jié)。

圖8為腰深102井流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，原始?xì)饪妆谏系蔫F質(zhì)物可能為早期流體溶解、富集并凝結(jié)的產(chǎn)物；孔隙壁櫛殼狀石英膠結(jié)物應(yīng)為早中期成巖作用產(chǎn)物。原始孔隙在早期成巖階段受到了溶解和部分充填，相當(dāng)部分的晶屑、巖屑冷凝收縮縫已被膠結(jié)而不具孔滲性。

圖8 流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，YS102井

2.3 構(gòu)造作用階段

構(gòu)造應(yīng)力的作用使火山巖體發(fā)生斷裂、破碎，使部分原生孔隙形態(tài)大小發(fā)生改變，同時(shí)產(chǎn)生大量構(gòu)造裂縫，提高了巖體的滲透性，可使不同部位的孔隙連通；同時(shí)為流體運(yùn)移產(chǎn)生了更為有利的通道?？傮w而言，構(gòu)造作用對(duì)儲(chǔ)層的孔滲性更為有利。如圖9所示，構(gòu)造裂隙使原生孔隙擴(kuò)大并相互連通（左上）。

圖9 流紋質(zhì)火山角礫巖，YS101井

2.4 深埋成巖作用階段

隨著上覆巖層的加載，溫度增高，壓力加大，部分構(gòu)造薄弱帶的巖石將被壓實(shí)、壓溶，使孔隙減少；而深部熱液及酸性流體作用，又會(huì)使火山巖中部分物質(zhì)發(fā)生溶解，形成一些深部溶蝕孔、洞、縫；同時(shí)，另一些物質(zhì)也可能發(fā)生沉淀充填作用。

如圖5左圖中的壓溶現(xiàn)象、圖2左圖中裂隙被石英充填等現(xiàn)象，使原生及次生孔隙減少；圖3中的溶蝕現(xiàn)象，形成溶孔、溶縫，從而增加了儲(chǔ)層空間。

3 成巖后生作用對(duì)孔隙演化的影響

雖然火山巖儲(chǔ)集空間形成、演化非常復(fù)雜，但成巖作用造成的孔隙演化結(jié)果只有2個(gè)：充填和溶解?？紫侗怀涮睿档土藘?chǔ)滲性能；溶蝕孔、縫的形成，改善了儲(chǔ)集性能。

長(zhǎng)嶺斷陷火山巖儲(chǔ)層孔隙演化所受到的成巖作用主要有：充填作用、脫?；饔?、交代作用、機(jī)械壓實(shí)壓溶作用、膠結(jié)作用和溶解作用。其中充填作用、機(jī)械壓實(shí)、壓溶作用、交代作用和膠結(jié)作用一般會(huì)使火山巖儲(chǔ)層的孔隙減少，降低儲(chǔ)層的孔滲性；而脫玻化作用、特別是溶解作用會(huì)產(chǎn)生新的次生孔隙，增加儲(chǔ)層的孔滲性。

充填作用主要與后生成巖作用階段發(fā)生的熱液活動(dòng)和地下水活動(dòng)有關(guān)，在營(yíng)城組火山巖中較為常見(jiàn)，主要表現(xiàn)為氣孔充填、裂縫充填、粒間孔充填和溶蝕孔的再充填。如圖7所示，圖7中原杏仁狀孔隙被石英晶屑充填，孔隙減少。

脫?；饔檬腔鹕讲ＡщS時(shí)間和溫度、壓力的變化，逐漸轉(zhuǎn)化為雛晶或微晶的作用?；鹕讲Ａг诔蓭r作用過(guò)程中可以轉(zhuǎn)化為蒙脫石、蛋白石和沸石類礦物。如圖10所示，為腰深3井凝灰?guī)r鑄體薄片，巖片由晶屑、火山塵等組成，火山塵均已脫?；?，呈扉細(xì)結(jié)構(gòu)。脫?；饔每梢援a(chǎn)生少量晶間和粒間孔。

圖10 凝灰?guī)r，腰深3井（3532m）

交代作用主要是由后生成巖作用階段地層水或地下熱液對(duì)火山巖作用產(chǎn)生的，其作用類型有方解石交代原生顆粒及基質(zhì)、綠泥石交代長(zhǎng)石、濁沸石交代基質(zhì)等現(xiàn)象。圖11為腰深3井晶屑凝灰?guī)r，其中部分長(zhǎng)石斑晶被碳酸鹽礦物所交代；圖12可見(jiàn)孔隙中的長(zhǎng)石被綠泥石交代（熱液蝕變）。

圖11 流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，腰深3井（3530m）

圖12 巖屑、晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，雙1井

機(jī)械壓實(shí)壓溶作用在后生成巖作用階段普遍存在，常使原先孔隙減少，巖石致密。但一般而言，壓實(shí)作用對(duì)火山熔巖的影響并不明顯，而在火山碎屑巖中表現(xiàn)強(qiáng)烈。圖4（左圖）中為壓溶產(chǎn)生的壓溶縫。

膠結(jié)作用發(fā)生在晚期成巖作用階段埋藏作用期，膠結(jié)作用可以使孔隙減少，儲(chǔ)層物性變差。起膠結(jié)作用的物質(zhì)主要為伊利石、綠泥石、方解石和石英。一般而言，孔隙中碳酸鹽礦物的膠結(jié)意味著流體酸度降低，溶解于流體中的碳酸鹽析出結(jié)晶；而孔隙中自生石英的形成，往往是酸性流體作用的結(jié)果。圖2（左圖）、圖8中可見(jiàn)溶孔、裂縫中成巖作用期石英的膠結(jié)、充填；圖13則為成巖晚期，孔隙中碳酸鹽膠結(jié)、充填現(xiàn)象。

圖13 成巖晚期孔隙中碳酸鹽膠結(jié)、充填現(xiàn)象雙1井，2407.19m），玄武巖，上：薄片，下：陰極發(fā)光

溶解作用可以產(chǎn)生大量的次生孔隙，在營(yíng)城組火山熔巖和火山碎屑巖中均見(jiàn)有溶解作用形成的次生孔隙（圖3及圖14）。由于巖石中大量溶蝕孔隙的存在，大大改善了儲(chǔ)層的孔滲性，為長(zhǎng)嶺斷陷營(yíng)城組氣藏的形成提供了有利的儲(chǔ)集條件。腰深101井在3765～3793m流紋巖段發(fā)現(xiàn)的高產(chǎn)氣藏，主要可能與相應(yīng)儲(chǔ)層中好的溶蝕孔隙發(fā)育有關(guān)（圖4）。

圖14 凝灰?guī)r中溶蝕孔隙，YS101井（3760m）

4 結(jié)論

長(zhǎng)嶺斷陷營(yíng)城組主要發(fā)育流紋巖、凝灰?guī)r和玄武巖，其儲(chǔ)集空間形成、演化非常復(fù)雜，通過(guò)對(duì)成巖作用及成巖后生作用分析，長(zhǎng)嶺斷陷營(yíng)城組火山巖儲(chǔ)層孔隙類型主要為：殘留的原生孔隙、成巖后期溶蝕孔隙及部分晶間、粒間孔，其中以溶蝕孔隙為主。

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