川西坳陷峨眉山玄武巖儲(chǔ)層特征分析

原梅香+杜文全

摘 要：文章從四川盆地川西坳陷峨眉山玄武巖的巖性、巖相和儲(chǔ)層特征入手，分析峨眉山玄武巖孔隙、裂縫等儲(chǔ)集空間的形成分布規(guī)律。其巖性主要為玄武巖，火山角礫巖和凝灰?guī)r、輝綠巖；巖相分為溢流相、爆發(fā)相和侵入相；其儲(chǔ)集空間主要是原生氣孔、溶蝕孔洞和裂縫；凝灰?guī)r、角礫巖和裂縫、孔洞較發(fā)育的氣孔玄武巖是最好的儲(chǔ)集巖類(lèi)。

關(guān)鍵詞：峨眉山 玄武巖 巖相 儲(chǔ)層特征

Abstract： Based on the lithology， facies and characteristics of the Emeishan basalt in Sichuan basin， it mainly analyzes the law of pore and fracture distribution. Its lithology mainly contains basalt， volcanic breccias， tuff and dolerite. The Lithofacies is usually classified into overflow， explosive and intrusive facies. The reservoir space is mainly composed of primary or dissolved pores and fractures. The best reservoir rocks in the area are tuff， breccia， and fissure and vesicular basalt.

Key words： Emei Mountain， basalt， lithofacies， reservoir characteristic

0 形成與分布

晚古生代以來(lái)，特別在早晚二疊世之間，受東吳運(yùn)動(dòng)影響川西南部發(fā)生過(guò)一次強(qiáng)烈地裂運(yùn)動(dòng)，噴發(fā)了巨厚的基性巖流，即“峨嵋山玄武巖”[1]。其底部覆蓋于早二疊世茅口組灰?guī)r之上，頂部被下三疊統(tǒng)灰?guī)r覆蓋。隨著世界油氣需求的迅速增長(zhǎng)，以及對(duì)常規(guī)油氣勘探難度日益增大，非常規(guī)油氣藏領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。而玄武巖儲(chǔ)層是火山巖儲(chǔ)層中較典型的儲(chǔ)集體。四川峨嵋山玄武巖受地形及距火山口遠(yuǎn)近的影響，厚度40-500m，向北、向東尖滅于宜賓、邛崍、威西一帶，整體為西厚東薄趨勢(shì)[2]。

玄武巖內(nèi)氣孔，溶孔，裂縫普遍存在，為玄武巖油氣藏的形成提供了有利的儲(chǔ)集條件；并發(fā)育在成熟的生油層系（早二疊一下三疊統(tǒng)灰?guī)r）中或與之相鄰，具備充足的油氣源；川西地區(qū)二疊系火山巖在斜坡帶、龍泉山構(gòu)造帶發(fā)育5個(gè)火山群，面積1113km2，資源量豐富，本文以川西坳陷YS1井峨嵋山玄武巖為例進(jìn)行儲(chǔ)層特征分析。 （圖1、圖2）。

1 巖石類(lèi)型

川西坳陷峨眉山玄武巖的巖性主要包括3類(lèi)：熔巖類(lèi)、火山碎屑巖和火山沉積巖。YS1井峨眉山玄武巖在川西坳陷鉆井中首次鉆遇，埋深較深，從井深6355.50～6651.00m，鉆厚295.50m。巖石類(lèi)型如下：

1.1 熔巖類(lèi)

熔巖類(lèi)屬于火成巖溢流的產(chǎn)物。顏色以暗色為主，一般為灰綠、墨綠及褐色，包括致密玄武巖、斑狀玄武巖、氣孔狀玄武巖和杏仁狀玄武巖等基性巖類(lèi)。YS1井主要見(jiàn)致密玄武巖和氣孔玄武巖，主要由斜長(zhǎng)石和綠泥石化輝石構(gòu)成，基質(zhì)98% ，由微晶斜長(zhǎng)石、輝石、玻璃質(zhì)組成填間結(jié)構(gòu)；斑狀結(jié)構(gòu)，氣孔、杏仁狀構(gòu)造（圖3、圖4）[3]。

1.2 火山碎屑巖

火山碎屑巖屬于火山爆發(fā)形成的空落堆積，包括火山角礫巖、火山集塊巖和凝灰?guī)r。顏色主要為灰、灰黑色、灰綠色。YS1井主要見(jiàn)火山角礫巖、凝灰?guī)r。

火山角礫巖：灰色，沉火山角礫結(jié)構(gòu)，巖石主要由粒徑≥2mm火山角礫、正常沉積物（燧石、碳酸鹽巖）組成，由方解石、少量火山塵膠結(jié)，具方解石化；凝灰角礫巖：灰黑色，沉凝灰角礫結(jié)構(gòu)，巖石主要由粒徑≥2mm火山角礫、凝灰質(zhì)及少量正常沉積物（碳酸鹽巖）組成，方解石、泥質(zhì)膠結(jié)，具方解石化（圖5、圖6）。

角礫凝灰?guī)r：灰色，角礫凝灰結(jié)構(gòu)。巖石由粒徑≥2mm火山角礫，晶屑（石英、長(zhǎng)石）、巖屑及少量玻屑組成，火山塵膠結(jié)，具方解石化。晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r：灰綠色，凝灰結(jié)構(gòu)。主要由玻屑、晶屑、巖屑組成，由火山塵膠結(jié)，具脫?；⒕G泥石化及方解石化；晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r：灰綠、灰白色，熔結(jié)凝灰結(jié)構(gòu)。火山碎屑以晶屑為主（長(zhǎng)石、石英），巖屑次之，少量玻屑組成，火山塵膠結(jié)，具脫?；?、綠泥石化及明顯方解石化（圖7、圖8）。

1.3 火山沉積巖

它是火山碎屑巖和正常沉積巖問(wèn)的過(guò)渡類(lèi)型，火山碎屑物質(zhì)一般>50% ，經(jīng)壓實(shí)和膠結(jié)作用成巖。包括沉凝灰?guī)r、沉火山角礫巖、凝灰質(zhì)石灰?guī)r （在川西對(duì)儲(chǔ)集空間貢獻(xiàn)意義不大此文略作述及）。

2 巖相特征

根據(jù)峨眉山玄武巖巖性、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造及電性特征將巖相主要分為3類(lèi)：爆發(fā)相、溢流相和火山沉積相 （圖9）。以YS1為例：井段6480m～6355.5m，厚124.5m，為一完整單旋回爆發(fā)相。由下至上，依次為致密玄武巖-氣孔玄武巖-凝灰質(zhì)巖-火山角礫巖。特點(diǎn)是即從下至上，巖性由致密到疏松；密度由大到小；電性上電阻頂部出現(xiàn)異常高值。井段6601-6480m， 巖性特征為灰?guī)r、凝灰?guī)r、玄武巖頻繁互層，表現(xiàn)為溢流相，底部6651-6601m巖性為底部39m的基性淺層侵入巖輝綠巖侵入相，上部11m角礫凝灰?guī)r為爆發(fā)相 （圖10）。

3 儲(chǔ)層特征

3.1儲(chǔ)滲空間類(lèi)型

峨眉山玄武巖儲(chǔ)滲空間類(lèi)型復(fù)雜，主要有三類(lèi)：原生孔隙、溶蝕孔洞、裂縫，但多屬孔隙-裂縫型雙重孔隙儲(chǔ)層，裂縫同時(shí)還起滲濾連通作用。玄武巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能受巖石類(lèi)型、成巖作用以及構(gòu)造等多種因素影響在縱橫向上差異大，非均質(zhì)性明顯。

3.1.1原生孔隙

原生孔隙主要有原生氣孔、殘余氣孔、晶間孔等；原生孔隙主要發(fā)育于杏仁狀和氣孔狀玄武巖中（圖 11）。據(jù)國(guó)外對(duì)玄武巖儲(chǔ)層研究表明，氣孔含量大，孔隙度大 ，可以反映出氣孔玄武巖孔隙度較致密玄武巖大。因?yàn)榭紫抖酁樗揽紫?，只有在有裂縫連通情況下，才能形成極好的儲(chǔ)集空間，致密玄武巖相對(duì)杏仁狀玄武巖來(lái)說(shuō)裂縫較發(fā)育。儲(chǔ)集性能總體來(lái)說(shuō)差-中。YS1井峨嵋山玄武巖中上部見(jiàn)48m厚層狀的灰綠色的致密玄武巖和氣孔玄武巖。測(cè)井孔隙度和滲透率都比較低，僅在6447-6467m油氣顯示段可能由于裂縫發(fā)育孔滲性有所改善，測(cè)井POR6.5%， PERM：0.01×10-3μm2。

3.1.2溶蝕孔洞

溶蝕孔洞屬于次生孔隙，主要有斑晶溶蝕孔、基質(zhì)溶蝕孔、杏仁體溶蝕孔、交代物再溶蝕孔、冷凝收縮縫溶蝕孔等（圖12），在凝灰?guī)r和火山角礫巖中溶蝕現(xiàn)象十分常見(jiàn)。峨眉山玄武巖巖漿的多期次溢流，使之縱向上發(fā)育10余個(gè)旋回層，而每一期溢流的停歇期間，會(huì)多次受到風(fēng)化作用改造，所以每一個(gè)旋回層頂部的溶蝕孔洞都十分發(fā)育。凝灰?guī)r由于其結(jié)晶細(xì)、氣孔少、不易形成有效儲(chǔ)集空間，只有當(dāng)含角礫較多或裂縫較發(fā)育并起連通作用時(shí)，方可形成有效儲(chǔ)層；角礫巖孔洞較發(fā)育，其中一部分來(lái)源于巖體內(nèi)氣孔，另一部分來(lái)源于溶蝕形成的孔洞，其次角礫與膠結(jié)物之間存在縫隙，具較好的儲(chǔ)集空間，是峨眉山玄武巖中主要的油氣儲(chǔ)集層，儲(chǔ)集性能中-較好。

據(jù)YS1井6380.5～6432m顯示層段測(cè)井孔隙度、滲透率都較高，取心段平均孔隙度18.03%，滲透率1.92×10-3μm2。巖芯觀察整體孔洞較發(fā)育，方解石未充填～全充填，局部發(fā)育少量微裂縫（圖13）；井段6477.00～6523.00m，灰色凝灰?guī)r夾深灰色微-粉晶灰?guī)r，儲(chǔ)層溶蝕孔洞較發(fā)育，巖心面孔率5-12%，孔洞跟溶蝕縫結(jié)合成網(wǎng)狀或串珠狀分布，巖心物性分析揭示為中高孔低滲透性?xún)?chǔ)層，第3次取心（6482.19～6489.09）放空進(jìn)尺累計(jì)5.20m，巖心破碎，更說(shuō)明儲(chǔ)層疏松，孔洞及裂縫極發(fā)育。可見(jiàn)溶孔和裂縫較發(fā)育的凝灰?guī)r、火山角礫巖對(duì)于有效儲(chǔ)集空間貢獻(xiàn)比較大。

3.1.3 裂縫

玄武巖裂縫主要是構(gòu)造裂縫、成巖裂縫。構(gòu)造縫是在構(gòu)造應(yīng)力的作用下產(chǎn)生的，按傾角可分為斜交縫、水平縫、垂直縫，其中斜交縫和垂直縫較寬（最寬達(dá)2cm），水平縫較窄多數(shù)被全充填。成巖縫包括了因?yàn)閮?nèi)外散熱不均衡，在冷縮條件下所產(chǎn)生的柱狀節(jié)理、收縮縫和晶間微裂縫。裂縫本身不具備太大油氣儲(chǔ)集意義，但是裂縫的發(fā)育能大大改善了玄武巖的滲透性能。

YS1井薄片資料可見(jiàn)峨眉山玄武巖儲(chǔ)層裂縫局部較發(fā)育，鏡下微縫、收縮縫發(fā)育（圖14） [4]，微裂縫寬0.005-0.015mm，多數(shù)縫內(nèi)較潔凈，未充填；收縮縫一般延伸較短，通常小于2mm，多見(jiàn)于該套火山碎屑巖底部，縫內(nèi)較潔凈，未育填。在26塊鑄體薄片中總共發(fā)現(xiàn)33條微裂縫，且大多數(shù)裂縫較潔凈，只有極少數(shù)被次生礦物充填，這樣有利于油氣的運(yùn)移和儲(chǔ)集。

YS1井峨眉山玄武巖儲(chǔ)層巖芯裂縫局部較發(fā)育，（見(jiàn)圖15）裂縫長(zhǎng)6-9cm，寬0.1mm，未充填；見(jiàn)502個(gè)孔洞，孔徑1-8mm，未充填-全充填，充填物以方解石為主，綠泥石次之，孔洞密度175個(gè)/m；縫洞連通性差。在輝綠巖鉆進(jìn)出現(xiàn)井漏，可見(jiàn)裂縫較發(fā)育。該套儲(chǔ)層為裂縫-孔洞型儲(chǔ)層，儲(chǔ)層物性較好。

3.2峨嵋山玄武巖儲(chǔ)層形成機(jī)制

玄武巖因原生孔隙較少或連通性差，孔隙先天不足，因此裂縫的研究十分重要。玄武巖的裂縫既是儲(chǔ)集空間，又是連通孔隙的通道，對(duì)提高玄武巖的儲(chǔ)滲條件起了關(guān)鍵。評(píng)價(jià)峨眉山玄武巖能否成為儲(chǔ)層的必要條件，一靠構(gòu)造應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫，二靠風(fēng)化（淋漓、溶蝕等）作用產(chǎn)生的洞縫。

峨眉山玄武巖的風(fēng)化蝕變作用十分顯著，主要造巖礦物斜長(zhǎng)石的綠泥石化和溶蝕作用現(xiàn)象非常普遍；輝石的綠泥石化、碳酸鹽化、綠簾石化及溶蝕的作用同樣十分發(fā)育。由于蝕變使得原來(lái)的低孔滲巖成為擁有較好孔滲能力的儲(chǔ)集巖。通常旋回頂部的風(fēng)化作用更強(qiáng)，溶蝕現(xiàn)象更為顯著。當(dāng)有斷裂帶發(fā)育時(shí)，由于斷裂帶的溶蝕作用和風(fēng)化作用普遍發(fā)育，所以，斷裂發(fā)育區(qū)和旋回頂部都屬于風(fēng)化作用的發(fā)育區(qū)帶[1]。

據(jù)YS1井取心段的樣品孔滲數(shù)據(jù)結(jié)果，該套火山碎屑巖孔隙度和滲透率較高，但面孔率較低，掃描電鏡下見(jiàn)大量微孔，脫?；徒淮g變作用較強(qiáng)，重結(jié)晶產(chǎn)生的次生孔隙較發(fā)育，產(chǎn)生大量的晶間微孔，這是該高孔隙度帶儲(chǔ)層形成的其中一個(gè)主要因素。此外，原生微氣孔較發(fā)育，通過(guò)一定程度的溶蝕作用，增大了微孔隙的空間。斜長(zhǎng)石晶屑、火山巖巖屑和基質(zhì)的溶蝕-溶解作用只在局部發(fā)育，產(chǎn)生的基質(zhì)及晶內(nèi)溶蝕孔，對(duì)這套火山碎屑巖的次生孔隙度貢獻(xiàn)不大，這是這套火山碎屑巖低面孔率的成因[4]。此外，該巖體破裂作用較強(qiáng)，產(chǎn)生的微裂縫對(duì)孔滲也有一定的貢獻(xiàn)。從圖10可以看出除致密玄武巖段和輝綠巖段處，本套峨嵋山玄武巖整體測(cè)井孔隙度都較高，測(cè)井滲透率在上部和中部也比較高，分析認(rèn)為高孔、高滲帶儲(chǔ)層形成的主要因素是原生微氣孔和交代蝕變作用所產(chǎn)生的晶間微孔發(fā)育以及局部裂縫發(fā)育導(dǎo)致滲濾連通作用增強(qiáng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

川西南地區(qū)玄武巖分布面積廣，平均厚度大，但目前發(fā)現(xiàn)的玄武巖氣藏僅川西南周公山一個(gè)。川西坳陷洛帶構(gòu)造YS1井首次鉆遇峨嵋山玄武巖并見(jiàn)較好油氣顯示。本文論述了川西坳陷峨眉山玄武巖儲(chǔ)層的巖性、巖相和儲(chǔ)集性能等特征，YS1井峨眉山玄武巖巖性主要有熔巖類(lèi)玄武巖、火山碎屑巖凝灰?guī)r、角礫巖和輝綠巖；巖相主要有爆發(fā)相、溢流相和淺成侵入相；儲(chǔ)集空間主要有孔隙、溶蝕孔洞及裂縫，能否形成有利的油氣儲(chǔ)集巖類(lèi)主要取決于原生孔隙發(fā)育程度及后期溶蝕作用及裂縫改造。研究認(rèn)為川西玄武巖具有較為廣闊的勘探前景，若能找準(zhǔn)含氣區(qū)塊，還是能夠形成一定的生產(chǎn)規(guī)模。

參考文獻(xiàn)：

[1]張若祥 王興志等 川西南地區(qū)峨眉山玄武巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià). 天然氣勘探和開(kāi)發(fā)，2006 29（1）：17

[2]何松林 玄武巖儲(chǔ)層特征及氣源分析-以川西南上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖為例. 有色金屬文摘，2016 31（1）

[3]李平等 YS1井錄井地質(zhì)總結(jié)報(bào)告

[4]杜欣嵐 川西YS1井上二疊統(tǒng)火山碎屑巖儲(chǔ)層微觀特征

作者簡(jiǎn)介：

原梅香（1974-），女，河南焦作， 高級(jí)工程師，1998年畢業(yè)于成都理工學(xué)院，中石化西南石油工程有限公司地質(zhì)錄井分公司工作.