松辽盆地火山岩相:类型、特征和储层意义

松辽盆地火山岩相可分为5相、15亚相。5相为火山通道相、爆发相、喷溢相、侵出相和火山-沉积岩相。火山岩孔、缝及其组合关系受亚相控制。喷溢相上部亚相原生气孔和构造裂缝发育，储集物性优良；爆发相各个亚相之间常发育松散层构造，是有利的储集空间；侵出相内带亚相原生裂缝和粒问空隙发育，是优质的大型储集体。不同亚相的成岩方式不同，有熔浆冷凝胶结、压实成岩和二者复合3种方式。火山-沉积岩相、爆发相的空落亚相和热基浪亚相均以压实成岩为主，其物性随埋深增加变差；火山通道相、喷溢相和侵出相均以熔浆冷凝固结成岩为主，其孔、渗与埋深无关。爆发相的热碎屑流亚相是复合成岩，其储层物性与埋深的关系视两种成岩方式相对强弱而变化 。     

松辽盆地北部火山岩岩相与测井相关系研究

松辽盆地北部火山岩是最主要的天然气储集岩,可分5相15亚相,钻井均有揭示。主要储集岩岩相测井特征为：爆发相热碎屑流亚相高伽玛、低振幅齿形,中-高阻、低频低振幅齿形且下部振幅增大;喷溢相上部亚相高伽玛、高振幅齿形,中-中高阻值、指状或峰状;侵出相内带亚相高伽玛、中振幅齿形,中高-高阻,中振幅齿形。此外,隐爆角砾岩亚相和外带亚相是较好的储层。气层使电阻率明显增大,气水同层一般也使电阻率增大,水层使电阻率减小。不含流体的火山岩电阻率变化规律为：火山沉积相＜侵出相＜爆发相＜火山通道相＜喷溢相;凝灰岩＜熔岩。     

松辽盆地深层火山岩储层岩相特征和天然气的来源

松辽盆地发育上下两个盆地充填序列：下部充填序列指埋深〉3000m的上侏罗统-下白垩统断陷期火山成因地层，自下而上划分为火石岭组、沙河子组和营城组；上部充填序列由下白垩统上部-上白垩统坳陷期正常的沉积地层组成。下部充填序列的营城组火山岩是松辽盆地北部深层天然气的主要储集层（占储层的87％）。火山岩储层物性受控于火山岩岩相，喷溢相上部亚相（Ⅲ3）和侵出相。内带亚相（Ⅳ1）是最有利的火山岩储层，火山通道相火山颈亚相（Ⅰ1）、隐爆角砾岩亚相（Ⅰ3）和爆发相热碎屑流亚相（Ⅱ3））也是较好的储层。在松辽盆地北部徐家围子断陷火山岩储层中发现的工业气藏天然气有烃类、CO2、N2、H2S和少量稀有气体。通过天然气组成，烃类和CO2，碳同位素组成分析，认识到徐家围子断陷火山岩气藏天然气主要为煤型气、油型气和无机气构成的混合气，无机成因CO2气可能源于地幔或是岩浆成因。     

松辽盆地火山岩相:相序、相模式与储层物性的定量关系

松辽盆地火山岩相序主要受岩性控制。酸性岩喷发旋回多以爆发相开始、侵出相结束;中基性岩多以喷溢相开始、火山沉积相结束;酸性岩夹中基性岩的相序复杂,常见喷溢相±爆发相→火山沉积相。风化壳层之上和沉积夹层之上的火山岩是新的喷发旋回的开始,而火山沉积相和侵出相的出现往往标志着一个火山喷发旋回的结束。相模式能够直观反映火山岩相和亚相之间的叠置关系,是地震-岩相解释和储层预测的地质基础。火山岩15亚相中能够成为Ⅰ类储层的通常仅4种:火山颈,热碎屑流,喷溢相上部和侵出相内带亚相。岩相研究使得勘探的目标集中为:火山岩气藏勘探→找有效储层→识别可以作为Ⅰ类储层的4种火山岩亚相发育带。     

松辽盆地断陷层火山机构类型及其气藏特征

松辽盆地断陷层(火石岭组和营城组)火山机构类型见3类6型。营城组以酸性火山机构为主,其中:盆地北部酸性熔岩火山机构占33%,南部占38%,北部的中基性火山机构比例小于南部。火山岩气藏类型主要为构造-岩性气藏,气水界面是一个起伏变化的界面。气藏内部特征受火山机构类型控制：酸性碎屑岩火山机构的气层厚度变化较小,其形态为板状或席状;酸性复合和熔岩火山机构气藏的气层厚度变化小,其形态为丘状和席状;中基性熔岩火山机构的厚度变化较大,其形态为丘状或楔状。松辽盆地火山岩气藏成藏主控因素为有效烃源岩、通源断层和储层物性。从松辽盆地发现的火山岩工业气藏来看:火山岩气藏主要集中在酸性熔岩火山机构中,北部贡献率为50%,南部贡献率为38%;盆地北部中基性火山机构的成藏效率高于南部。火山岩勘探方向应该聚焦在具有烃源岩和通源断层的区带,首先针对酸性火山机构,其次是中基性火山机构。     

松辽盆地白垩系营城组古火山机构特征

在系统总结Hawaiian等7种喷发方式、互层状火山等3种火山机构的岩性岩相和垂向序列特征与识别标志基础上,通过剖面火山机构剖析及其与盆内埋藏火山机构对比,总结出营城组2类古火山机构特征。营城组玄武岩火山机构自下而上为枕状、渣状集块熔岩（占总厚度30%）,气孔杏仁和致密块状熔岩（70%）,喷溢相为主,火山口附近隐爆角砾岩发育,为夏威夷式喷发。火山机构厚度以200~500 m居多,顶面盾状,相对高差100~250 m,以坡角小于10°为特征,属于盾状火山。营城组流纹岩火山机构的纵向序列300~700 m,内部结构呈现上中下三段式：下部火山碎屑（熔）岩为主（30%）,爆发相为主,以基浪（base surge）沉积为标志,喷发方式主要表现为高粘度岩浆强烈气射作用的培雷式喷发;中部主要为气孔、石泡和流纹构造流纹岩（60%）,构成火山机构的主体,喷溢相为主,火山口附近常见侵出相珍珠岩穹隆,喷发类型接近于斯通博利式;上部主要为细粒（层）凝灰岩（火山灰湖相沉积,10%）,爆发相为主,以普林尼式喷发为主。流纹岩火山机构顶面呈丘状,相对高差200~300 m,以坡角多大于15°为特征,属于互层状火山。     

深层火山碎屑熔岩形成机理及其指相意义研究:以松辽盆地庆深气田为例

基于不同岩性、岩相条件从根本上决定了储集空间的发育程度与规模,所以找火山岩的储层集中表现为火山岩相、亚相的识别。文中以松辽盆地庆深气田为例,重点研究了深层火山碎屑熔岩形成机理及其在火山岩地质相和测井相识别中的意义。研究表明,火山碎屑熔岩类火山岩常见火山碎屑流、泡沫熔岩流、岩流自碎作用、近地表隐爆作用、再熔结(胶结)型5种成因类型,且不同成因火山碎屑熔岩具有明显不同的矿物岩石学特征和测井响应特征。根据其形成机理、矿物岩石学特征和FMI成像特征,认为上述5种成因类型的火山碎屑熔岩分别发育于爆发相热碎屑流亚相、介于爆发相和喷溢相之间的爆溢相、喷溢相、火山通道相隐爆角砾岩亚相、火山通道相火山颈亚相或近火山口相。该研究成果对于促进火山岩相、亚相的准确识别和优质储层的有效预测具有重要的指导意义。     

松辽盆地东南隆起区营城组火山岩相和储层的空间展布特征

松辽盆地东南隆起区营城组火山岩岩相类型涵盖5种岩相中的12种亚相。物性统计分析结果表明,喷溢相上部亚相、侵出相内带亚相、火山通道相隐爆角砾岩亚相的储层物性较好。将物性结果结合平面岩性岩相图,确定出裂缝面孔率高的区域主要集中在火山机构中心附近的火山通道相火山颈亚相和隐爆角砾岩亚相、侵出相内带亚相、爆发相热碎屑流和热基浪亚相、喷溢相下部亚相;气孔面孔率高的区域集中在距离火山口较近的斜坡处,亚相主要为喷溢相上部、中部亚相。最后根据有利储层的定义和种类,得出有利储层主要位于古火山口及其附近的山脊处,面孔率值向外呈环带状减少或单向减少。     

松辽盆地营城组火山岩成岩作用类型、特征及其对储层物性的影响

通过野外剖面观察、钻井岩心描述、薄片鉴定和扫描电镜分析,松辽盆地营城组火山岩的成岩作用阶段分为早期和晚期。早期成岩作用类型有挥发分逸出、熔蚀作用、等容冷凝结晶、准同生期热液沉淀结晶、熔结作用、冷凝收缩、分熔冷凝结晶和早期压实胶结作用;晚期成岩作用类型为充填作用、脱玻化作用、交代作用、机械压实压溶作用、胶结作用和溶解作用。早期成岩作用主要影响原生孔隙的发育,晚期成岩作用影响次生孔隙的发育。准同生期热液沉淀结晶、早期压实胶结作用、充填作用、机械压实压溶作用和胶结作用是使松辽盆地营城组火山岩储层物性降低的主要成岩作用;挥发分逸出、等容冷凝结晶、冷凝收缩和溶解作用是产生孔隙空间使储层物性变好的主要成岩作用。     

松辽盆地营城组火山岩储层裂缝特征

松辽盆地营城组火山岩储层裂缝普遍发育, 但不同相带内裂缝的发育规模存在较大差异。通过对外围露头火山岩储层裂缝的实测数据及微观特征观察并结合钻井岩芯研究, 认为松辽盆地营城组火山岩储层裂缝可分为原生裂缝、次生裂缝和人为诱导裂缝3种成因类型。其中次生裂缝中的构造裂缝对油气运移及聚集起决定性作用; 喷溢相、侵出相和火山通道相是构造裂缝最发育的相带, 线密度分别为22条/m、18条/m和14条/m; 爆发相不发育, 线密度为4条/m。构造裂缝的形成期分为早白垩世营城组早期、营城组末期和晚白垩世嫩江组早期等3期, 裂缝主要形成于前两个时期; 裂缝走向以北东向最为发育, 占总量的50%以上, 其次为北西向、南北向和近东西向; 裂缝的整体充填程度低, 开启情况及有效性较好。研究成果与徐家围子断陷内裂缝的发育规律具有一定的可对比性。     

松辽盆地庆深气田深层火山岩储层储集性控制因素研究

松辽盆地庆深气田深层火山岩主要岩石类型为流纹岩、熔结凝灰岩、凝灰岩、火山集块岩、安山岩、英安岩和粗面岩,以中酸性火山岩为主,其主要储气岩为流纹岩和凝灰岩,与国内其他含油气盆地的火山岩储层明显不同。其原生孔隙受岩性、岩相控制,后期的成岩改造作用,包括构造活动、风化淋滤、溶蚀作用、脱玻化作用决定了火山岩次生孔隙发育程度,尤其是溶蚀作用,它是决定原生孔隙不发育火山岩能否成为有效储层的关键因素。不同地区火山岩储层的发育状况与火山岩所处的位置有关。火山机构多沿断裂带分布,火山口附近多种岩相叠合区和近火山口爆发相和喷溢相叠合区的储层物性较好,是天然气勘探的有利目标。     

松辽盆地火山岩储层储集空间特征及其成因

松辽盆地储层火山岩主要为流纹岩,亚碱性、钙碱性系列,钾质中高。储集空间可划分为原生孔隙、次生孔隙和裂缝3类和13种基本成因类型。火山岩储层平均孔隙度3%~15%,渗透率(0.1~5)×10^-3μm²,孔隙半径0.05~1 μm;孔隙结构可分为粗态型、偏粗态型、偏细态型、细态型和极细态型5种。构造运动、风化淋滤作用及流体活动是影响和控制储层空间发育程度的主要地质因素。     

松辽盆地庆深气田火山岩储层的微观结构研究

松辽盆地营城组火山岩是庆深气田主要的储层。火山岩储集空间主要有4种组合类型,其中溶蚀孔+微孔隙型最为常见。孔隙是主要的储集空间,裂缝平均孔隙度为0.101%,主要起连通作用。通过火山岩样品的压汞分析,将毛细管压力曲线分为Ⅰ～Ⅴ类。最大孔喉半径为4.9 μm,分选系数为0.3～2.6,孔喉歪度为粗歪度。综合储层微观结构研究成果和试气结果分析认为：(1)火山通道相的火山角砾岩和角砾熔岩、喷溢相上部亚相的气孔流纹岩和侵出相内带亚相的球粒流纹岩和珍珠岩为好储层;(2)研究区储层孔隙结构以微孔喉为主、孔喉比大、孔喉的连通性及渗流能力较弱等特点,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。     

松辽盆地营城组古火山机构的剖析——以东南隆起区三台珍珠岩山为例

三台地区下白垩统营城组一段岩石类型有隐爆角砾岩、角砾熔岩、熔结角砾岩、珍珠岩、流纹岩和凝灰岩,所属岩相为火山通道相、侵出相、喷溢相、爆发相。厘定古火山口位置的依据主要是通过分析隐爆角砾岩和珍珠岩的岩性岩相及其分布。整个火山机构划分为中心相组、近源相组和远源相组。中心相组即火山口相,主要包括火山通道相和侵出相,近源相组主要包括喷溢相,远源相组主要包括爆发相。相序（以火山口为基点）为火山通道相隐爆角砾岩亚相-侵出相中带亚相-侵出相内带亚相-喷溢相下部亚相-喷溢相中部亚相-爆发相热碎屑流亚相。近源相组较中心相组储层物性优越。其中喷溢相上部亚相是储层物性最好的岩相带。