枣园地区火成岩发育特征分析及期次划分

左 毅,王湘君,王延奇，潘文龙

(大港油田勘探开发研究院,天津 大港 300280)

枣园地区火成岩发育特征分析及期次划分

左 毅,王湘君,王延奇，潘文龙

(大港油田勘探开发研究院,天津 大港 300280)

枣园地区火成岩由中性熔岩和部分火山碎屑岩组成，为裂缝-孔隙型储层，测井响应特征呈现出高伽玛、低电位、高电阻的特点。多期的火山喷发活动形成南北两个火山喷发体，形成的岩体在空间上相互连接叠加构成火山喷溢复合体，根据测井响应特征可以发现存在四个喷发期次。对不同喷发期次射孔生产情况统计分析发现，各期次由于储层的差异具有不同的生产能力，这些结果对后期的生产射孔具有一定的指导意义。

火成岩; 岩石物性; 孔隙结构; 发育特征 ;期次划分

枣园地区火成岩经历了中生代火成岩建造期、孔三段沉积前的风化剥蚀期、始新世末期至馆陶组沉积前的强烈拱生期，以及晚第三纪时期的构造稳定期。在印支期本区构造带已初具雏形，进入燕山期后由于剪切运动，使得北西-南东方向的挤压增强，古隆起顶部拱张破裂，引起岩浆沿破裂通道上升，形成枣园地区大规模的火成岩建造。孔三段沉积前，岩体被风化淋滤剥蚀，由于大部分长期裸露于地表，形成火成岩的次生裂隙。始新世盆地快速下沉，充填沉积了厚度达500～700m的孔二段、孔三段碎屑岩，形成枣园地区火成岩油藏的盖层及油源层[1]。

1 火成岩微观特征分析

1.1 岩石物性特征

根据枣园中生界岩心、岩屑观察及岩心和岩屑薄片鉴定资料，该区域主要岩石类型为中性熔岩和部分火山碎屑岩。其中熔岩主要为次黑云母英安岩，火山碎屑岩主要包括火山角砾岩，少量凝灰熔岩和凝灰岩，火山碎屑沉积岩。

次黑云母英安岩[2]：其具有斑状结构，斑晶斜长石和黑云母。斜长石表现为较自形-它形的柱状，有的具有环带构造。黑云母呈褐色，并具有多色性，有不同程度的熔蚀和暗化，其表面有磁铁矿析出，有的已磁铁矿化。此外，可见到含量极少的正长石斑晶，偶见石英斑晶，常熔蚀成港湾状，斑晶含量较少，一般小于10%，常见聚斑结构。基质为交织结构，局部可见微晶结构，基质由针状-小柱状的隐晶、微晶斜长石组成，部分为少量它形石英充填。

火山角砾岩：火山角砾状结构，主要由次黑云母英安岩角砾组成，角砾大小相差悬殊，一般大于2mm，最大砾径可达3～4cm。镜下砾径为1～10mm，岩屑具熔蚀状、棱角状和断裂状边缘，可见塑性岩屑呈压扁拉长状，胶结物为更细的火山碎屑、熔岩及少量泥质，裂缝、溶蚀孔及角砾间孔发育，见图1。

图1 中生界火成岩岩石类型

凝灰岩和凝灰熔岩：主要由粒径<2mm的各种岩屑及少量晶屑组成。胶结物为铁泥质及更细的火山碎屑或熔岩物质。

1.2 火成岩孔隙结构特征

火成岩储集空间类型属于裂缝孔隙型双重介质储集空间。据岩芯、岩石薄片、铸体薄片研究，将火成岩双重介质储集空间分为孔隙和裂缝两大类。孔隙分为原生孔隙和次生孔隙，包括气孔、冷凝收缩孔、溶蚀孔及晶间晶内孔；裂缝包括构造裂隙与风化裂缝，见图2。

该区火成岩储层在钻井过程中出现泥浆漏失现象，取芯证实裂缝发育，同时具有类似砂岩的粒间、晶间孔隙系统。据压汞资料统计，喉道半径中值为0.07～1.07μm，喉道相对较粗，物性测定孔隙度较高，最高可达22.2%，平均13%。从薄片观察，其裂缝发育，是主要渗流通道，储集层具有裂缝孔隙和次生孔隙双重介质特征。因此，枣园地区火成岩油藏属裂缝-孔隙型储集类型，见图3。

该区裂缝以近南北和东西向分布发育的高角度正交缝为主，北西和北北西向裂缝次之。

图2 中生界火成岩储集空间类型

图3 风化店开发区中生界火成岩裂缝类型

1.3 火成岩测井响应特征

侏罗系顶部以灰黑色火成岩为界，在测井响应上表现为高伽马、低自然电位、高电阻率等特点[3]。火成岩连片发育，整体表现为北部厚，向南变薄，钻井揭示最厚可达216m。

经过统计，研究区火成岩相带可划分为爆发相、溢流相、火山沉积相和正常沉积相等几种类型，测井响应特征如下：

爆发相：高伽马值，曲线齿化-尖齿化，幅度较大；声波时差中等，呈高幅度锯齿状；高电阻率，锯齿化。

溢流相：中高伽马值，曲线微齿化；中低声波时差；自然伽玛曲线呈现箱状，中高电阻率，曲线平滑。

火山沉积相：中低伽马值，曲线平缓；中高声波时差，呈锯齿状；井径有一定的扩径现象。

正常沉积相：低伽马值，曲线呈箱型；高声波时差，曲线呈齿化，幅度高；井径扩径严重。

2 火成岩期次划分

2.1 火成岩发育特征

从区域上看，中生界火成岩在南北具有不同的火山口，经历了多个期次的喷发后，由于喷发强度的不同造成南北两个地区火成岩储层的厚度有较大差异，总体上来说北部地区火成岩厚度明显大于南部地区；越往南部远离火山口位置厚度变薄，见图4。

根据火成岩体的分布，古地貌特征，岩性、厚度的变化及火山形成的构造环境及喷发类型的综合分析认为：本区火山喷发活动是多期的，喷发时间和空间不断变化，并由此形成南北两个火山喷发体，形成的岩体在空间上相互连接叠加构成火山喷溢复合体。

图4 中生界火成岩剖面图

从区域上看，中生界火成岩平面上北厚南薄，共有三个火山口喷发区，其中北部为第一个喷发区，整体火成岩储层厚度最大，钻井揭示火成岩厚度最大216m，多数井未钻穿火成岩储层；南部为第二个喷发区，火成岩储层厚度集中在50～90m之间；东部为第三个火成岩喷发区，该区火成岩厚度最薄，往往小于45m，见图5。

图5 中生界火成岩厚度图

2.2 火成岩期次划分

由于枣园地区火成岩形成持续的时间较长，存在四个喷发期次，而每一期火山喷发可能在较短的时间内完成，多期火山喷发之间可能间隔很长时间，前期形成火成岩可能遭受改造风化剥蚀，或者接受沉积形成沉积夹层等间断面，或者接受来自远缘细粒火山灰的沉积，这些标志层都可以作为期次划分的地质界面(图6)。风化壳与下覆的火成岩往往在颜色上有明显的差异，在物理状态上表现为较松散、破碎(如原地火山角砾岩，它是熔岩风化剥蚀的产物)，在测井上表现为低伽玛、高声波时差、低密度、低电阻等特征。正常的碎屑沉积岩，也包括火山沉积岩(如沉凝灰岩、凝灰质砂/泥岩)，通常为几米到几十米厚，这些沉积夹层往往作为喷发期次的结束标志。

A..岩心分析(期次顶面)； B. 粗砂岩中夹杂红色泥砾; C.测井响应(期次界面)

火山活动的不同阶段，火成岩在物质成分和喷发方式上都会产生规律性的变化。在同一喷发期次里岩性组合特征通常有一定的规律：若以熔岩为主，可以根据熔岩成分变化来划分，若熔岩成分相同或相近，可以根据熔岩层的厚薄以及结构构造的变化来划分；若以火山碎屑岩为主，则碎屑一般呈现出向上过度变细的韵律；若熔岩、火山碎屑岩和沉积岩交替出现，那么期次内部岩性组合通常为火山碎屑岩、熔岩、沉积岩，这也是个火山爆发-溢流-间歇的过程，反应火山能量由强到弱的变化趋势。

岩相的相序变化在火山期次内部也有反映，通常在一个期次内包含一个或者多个岩相组合序列。一个理想的、完整的岩相序列在纵向上表现为火山通道相-爆发相-喷溢相-侵出相-火山沉积相。实际情况下，同一个期次内部往往可能只出现2～3种岩相类型，也有可能只出现单一的岩相类型，还有可能某种岩相重复出现。相序的变化与火山活动的能量和岩性有关，酸性熔岩一般以爆发相开始，而中基性熔岩以溢流相开始。侵出相、火山通道相和火山沉积相往往标志着一个期次的结束，归入到前一个期次里面去。

通过分析区块及邻区取芯资料、岩性数据和曲线特征，结合前人研究成果，认为研究区火成岩连片发育，共分四个期次：其中第二期次和第三期次是研究区火山爆发的高峰期，火成岩沉积厚度相对较大，见图7。

图7 风化区中生界火成岩喷发期次划分

3 火成岩期次划分应用

火山活动时期同一喷发期次里岩性组合特征通常各不相同，具有不同的岩石物性、孔隙结构特征、含油性，因此后期开发生产中需要针对不同的期次采取不同的开发方式。下面这口井共划分了4个期次，符合火山通道相-爆发相-溢流相、侵出相-火山沉积相的规律，初期射开二期顶部的侵出相部分，日产油11吨，经过分析后射开三、四期，日产油达到了69吨。由此可见不同期次的火成岩其物性、含油性及生产能力均具有较大的区别[3]，见图8。

图8 枣园地区单井期次划分结果

4 结论

以火成岩沉积特征、微观特征为基础，通过测井响应特征的高伽马、低电位、高电阻特点，细化期次划分，针对每一期进行详尽的沉积微相分析，将火山喷溢复合体的四个喷发期次及其生产特点分析清楚，对后期的生产射孔具有一定的指导意义。

[1] 冉启全 ， 胡永乐 ， 任宝生. 火成岩岩性识别方法及其应用研究--以大港枣园油田枣35块火成岩油藏为例[J].中国海上油气:工程 , 2005 , 17 (1) :25-30.

[2] 诸 奇.矿物岩石学[M].北京：石油工业出版社，1980：135-136.

[3] 大港油田科技丛书编委会.枣园高凝高粘中低渗断块油田开发[M].北京：石油工业出版社，1999：39.

2017-07-03

左 毅(1974—)，高级工程师，1997年毕业于中国地质大学(北京)地球物理复合专业，现从事油田地震解释、地质建模工作。

P588.1;P618.130.2

A

1008-021X(2017)18-0142-145

(本文文献格式左毅,王湘君,王延奇，等.枣园地区火成岩发育特征分析及期次划分[J].山东化工，2017，46(18)：142-145.)