渤海萊州灣凹陷南斜坡中生界火山巖儲層特征和控制因素

摘要： 基于巖心和鑄體薄片，采用鏡下鑒定、掃描電鏡分析、孔滲測試、恒速壓汞測試、圖像分析、埋藏史分析等方法，開展渤海萊州灣凹陷南斜坡墾利16構(gòu)造中生界火山巖儲層特征、主控因素和儲層演化研究。結(jié)果表明：識別出7類16型儲集空間，儲層類型為裂縫-孔隙型，具有大孔徑、中—粗喉的特征，屬于優(yōu)質(zhì)火山巖儲層；儲層受巖性巖相、溶蝕作用和構(gòu)造作用控制，與埋深關(guān)系不明顯；儲層物性由好到差的順序為凝灰?guī)r、火山角礫巖、火山集塊巖、角礫熔巖、沉火山角礫巖、凝灰熔巖、安山巖和英安巖。流體對長石斑晶和基質(zhì)的溶蝕溶解作用形成的孔隙貢獻較大，表明埋藏前風化和埋藏流體溶蝕階段是儲層形成的重要時期；杏仁體內(nèi)孔、粒間孔、炸裂縫、宏觀和微觀龜裂縫、隱爆縫形成于噴發(fā)同期，對孔隙貢獻率有限?；鹕剿樾既蹘r和熔巖的構(gòu)造裂縫主要形成于埋藏前階段白堊紀郯廬斷裂帶左行走滑應(yīng)力場和沙河街期的拉張環(huán)境，火山碎屑巖的構(gòu)造裂縫主要形成于埋藏后階段的郯廬斷裂帶右行走滑應(yīng)力場和沙河街期的拉張環(huán)境。綜上可知，在埋藏淺的地區(qū)經(jīng)受強構(gòu)造改造和風化作用的火山碎屑巖是勘探的有利目標。

關(guān)鍵詞：火山巖儲層；主控因素；流體；孔隙演化；中生界；萊州灣凹陷；渤海灣盆地

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20230160 中圖分類號：P618.13；P588.14 文獻標志碼：A

收稿日期： 2023-11-28

作者簡介： 任夢怡（1991—），女，工程師，博士，主要從事油氣田地質(zhì)與開發(fā)方面的研究，E-mail：renmy4@coori.com.cn

通信作者： 唐華風（1979—），男，教授，博士生導師，主要從事火山巖儲層和火山地層方面的研究，E-mail：tanghfhc@jlu.edu.cn

基金項目： 國家自然科學基金項目（41790453）；國家科技重大專項（2016ZX05026-004-001）Supported by the National Natural Science Foundation of China （41790453） and the National Science and Technology Major Project of China （2016ZX05026-004-001）

Characteristics and Controlling Factors of Mesozoic Volcanic Rock Reservoir in Southern Slope of Laizhou Bay Depression， Bohai Bay Basin

Ren Mengyi1， Fan Hongjun1， Lu Guochao2， Bai Jiawei2， Tang Huafeng2

1. CNOOC Research Institute Co.， Ltd.， Beijing 100028， China

2. College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， China

Abstract： Based on core and cast thin section data， the reservoir characteristics， reservoir controlling factors，" and reservoir evolution of Mesozoic volcanic rocks in block Kenli-16 were studied by means of microscopic identification， scanning electron microscopy， porosity and permeability testing， constant velocity mercury injection， image analysis and burial history analysis. Seven" types of 16 reservoir spaces are identified in block Kenli-16. The reservoir type is pore-fracture type. It is characterized by large pore size and medium-big throat， and belongs to high-quality volcanic rock reservoir. The reservoir is controlled by lithology， dissolution diagenesis， and tectonism and has no obvious relationship with burial depth. The descending order of reservoir quality is tuff， lapilli， volcanic breccia， welded breccia， reworked volcaniclastics， ignimbrite， andesite， and dacite. The fluid contributes greatly to the porosity formed by the dissolution of feldspar porphyry and matrix， the results show that pre-burial weathering and burial fluid dissolution are important stages of reservoir formation. The amygdaloid， intergranular pores， explosive cracks， macroscopic and microscopic cooling fractures， and crypto-explosive fractures were generated during syn-eruption stage， and their contribution rate to pores was limited. The tectonic fractures of pyroclastic lava and lava are mainly formed in the pre-burial stage， the left-lateral strike-slip stress field of Tanlu fault zone in Cretaceous period and the extensional environment of Shahejie stage. The tectonic fractures of pyroclastic rocks are mainly formed in the post-burial stage， the right-lateral strike-slip stress field of Tanlu fault zone in Cretaceous period and the extensional environment of Shahejie stage. In conclusion， pyroclastic rocks that are subjected to strong structural transformation and weathering in shallow buried areas are favorable targets for exploration.

Key words： volcanic reservoirs； main controlling factors； fluid； pore evolution； Mesozoic； Laizhou Bay depression； Bohai Bay basin

0 引言

火山巖油氣藏廣泛分布于全球各油氣盆地中[1-2]，在我國探明儲量約6億t油和5 800億m3天然氣[3]，展示出了我國火山巖油氣藏良好的勘探潛力。近年來渤海灣盆地海域發(fā)現(xiàn)了大量中生界火山巖油氣藏[4]，成為火山巖勘探的熱點區(qū)域，火山巖儲層研究也受到廣泛的關(guān)注。渤海灣盆地中生界火山巖儲層有風化淋濾型、埋藏溶蝕型和原生氣孔型3種[5]。儲層分布受巖相、火山機構(gòu)和斷裂等因素控制。研究表明：中酸性溢流相儲層較基性溢流相好[6]，原因為基性溢流相原生孔隙后期多被充填，使得儲集能力變差[7]；如果爆發(fā)相原生孔隙保存較好，疊加溶蝕孔隙發(fā)育，可以形成好儲層[7-8]；近火山口區(qū)域儲層物性好于遠火山口地區(qū)[9]。儲層的成因主要是揮發(fā)分逸出、脫?；饔?、斷裂活動和風化作用等[4-5，9]，部分區(qū)域的隱爆作用也較為明顯[10]。噴發(fā)期的火山作用是原生孔隙的控制因素，構(gòu)造運動和風化淋濾是次生孔隙的控制因素，可以顯著改善儲集性和滲透性[11]。斷裂帶和火山通道區(qū)域的裂縫發(fā)育，同時存在熱液充填的情況，使得局部區(qū)域的儲層變差[12]。上述研究成果為渤海灣盆地中生界火山巖潛山勘探靶區(qū)優(yōu)選指出方向，重點考慮巖性巖相、火山機構(gòu)相帶、成巖作用和區(qū)域構(gòu)造運動強度等因素[4，6]。

火山儲層主控因素的確定對于勘探方向具有重要指示作用[13]?；鹕綆r油氣藏的巖性組成復(fù)雜、成巖作用多樣和孔隙演化過程復(fù)雜，對主控因素的確定增加了困難，常常缺少定量分析。針對儲層主控因素量化分析的難題，本文以渤海萊州灣的墾利16構(gòu)造中生界火山巖為例，開展了儲集空間構(gòu)成的量化刻畫，分析了區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力與構(gòu)造裂縫對應(yīng)關(guān)系，量化分析了巖相、溶蝕作用、構(gòu)造作用對儲層發(fā)育的影響程度，討論了火山巖各演化階段對儲層的影響，以期明確優(yōu)質(zhì)火山儲層的控制因素和分布規(guī)律，為該區(qū)火山巖勘探開發(fā)提供技術(shù)支撐。

1 地質(zhì)概況

萊州灣凹陷位于渤海海域東南部，其東鄰魯東隆起區(qū)，西接青東凹陷，南依濰北凸起，北靠萊北低凸起，東西兩側(cè)分別以郯廬走滑斷裂帶東支和西支為界、北部以萊北一號斷層為界（圖1a）。其整體上表現(xiàn)為東斷西超和北斷南超的構(gòu)造樣式[14]。凹陷基底為中生界義縣組，蓋層為斷陷期沙河街組和東營組，坳陷期為館陶組、明化鎮(zhèn)和平原組等[15]?？碧綄嵺`證實該凹陷為富烴凹陷[16]，還處于低勘探程度階段。2016年渤海油田鉆探了萊州灣凹陷南斜坡墾利16構(gòu)造，在中生界火山巖地層取得了較好的油氣發(fā)現(xiàn)，受到了廣泛關(guān)注。

按結(jié)構(gòu)和成分特征劃分方案，墾利16構(gòu)造鉆井揭示的火山巖有火山碎屑巖、火山碎屑熔巖、熔巖和沉火山碎屑巖。火山碎屑巖占比最高，其可分為安山質(zhì)、流紋質(zhì)凝灰?guī)r/角礫巖/集塊巖，火山碎屑熔巖見流紋質(zhì)、英安質(zhì)（熔結(jié)）凝灰/角礫/集塊熔巖，熔巖見流紋巖、粗安巖、安山巖和英安巖等，沉火山碎屑巖見沉凝灰?guī)r和沉角礫巖。各井巖性特征存在差別。1井和7井以火山碎屑巖為主，6井和8井以熔巖為主，9井和10井以火山碎屑熔巖為主，4井以火山碎屑熔巖和火山碎屑巖為主（圖 1b）。從鉆井揭示段來看，火山巖形成的順序是1井、7井、4井、6井和8井（圖 1c），各井表現(xiàn)出了復(fù)雜的疊置關(guān)系。利用相干屬性和波形分類進行了巖性平面識別，研究區(qū)西部主要為火山碎屑巖，中部以熔巖和火山碎屑巖為主，東部巖性分布復(fù)雜，幾種巖性均有發(fā)育。

2 儲集空間類型

依照儲集空間的成因和分布特征的11類28型分類方案[2]。利用研究區(qū)5口井10 m巖心、110個壁心和160片鑄體薄片，識別出7類16型儲集空[CM（22]間，分別是原生孔隙類的杏仁體內(nèi)孔、粒間孔，冷凝收縮縫類的宏觀和微觀龜裂縫，炸裂縫類的爆發(fā)炸裂縫和隱爆縫，溶蝕孔類的鑄?？?、篩狀孔、洞穴狀孔、晶內(nèi)微孔、基質(zhì)海綿狀溶蝕孔和脫?；⒖?，風化縫類的應(yīng)力釋放縫，構(gòu)造縫類的剪切和張性構(gòu)造縫以及溶蝕縫類。

2.1 原生孔隙類

2.1.1 杏仁體內(nèi)孔

本區(qū)識別出的杏仁體內(nèi)孔是巖漿中的揮發(fā)分逸出形成的氣孔，被礦物質(zhì)（如綠泥石、方解石、石英、玉髓等）所充填形成的一種形似杏仁狀的構(gòu)造。杏仁體中部未被充填部分殘余的孔隙和充填物之間的晶間微孔，形態(tài)多樣呈“棗核狀”，內(nèi)壁光滑，孔間連通性較好，氣孔大小不等，大多為0.5～1.0 mm（圖2a），主要分布在安山質(zhì)簡單熔巖流頂部。

2.1.2 粒間孔

由于火山碎屑顆粒（常為巖屑和晶屑）支撐搭成格架且未被雜基和膠結(jié)物完全充填而保存的孔隙。通常沿碎屑邊緣分布，形態(tài)不規(guī)則，大小不等（圖2b），連通性較好，在本區(qū)也可見強的鈣質(zhì)充填的情況，充填程度可達90%（圖2c）。粒間孔在熱基浪、熱碎屑流和再搬運火山碎屑堆積中常見。

2.2 冷凝收縮縫類

2.2.1 宏觀龜裂縫

宏觀龜裂縫是熔漿在流動的后期階段，熔漿供應(yīng)量減少，以等容冷卻作用為主，受疊加重力的牽引而形成與流動方向垂直的宏觀裂縫。宏觀龜裂縫截面為不規(guī)則多邊形，具有規(guī)則—不規(guī)則縫面，垂直方向連通性好。在簡單熔巖流中可貫穿整個熔巖流。

2.2.2 微觀龜裂縫

微觀龜裂縫是巖漿噴發(fā)流動時，其表層存在近似等體積熔巖流且中等冷卻速度時形成的縫面不規(guī)則狀微裂縫，裂縫延伸可達幾十厘米，縫寬約0.05 mm。裂縫發(fā)育在熔巖邊部，成像測井上產(chǎn)狀特征不明顯（圖2d），可見裂縫在遇到礦物顆粒時終止發(fā)育現(xiàn)象（圖2e）。連通性中等，但分布局限，見于各種熔巖流頂、底部的幾厘米至幾十厘米的范圍內(nèi)。

2.3 炸裂縫類

2.3.1 爆發(fā)炸裂縫

爆發(fā)炸裂縫是由于熔漿中的揮發(fā)分逸出速度大于散逸速度，導致熔漿炸裂并在巖屑或礦物中保存下來的裂縫（圖2e）?；鹕剿樾純?nèi)的炸裂縫連通性好、裂縫延伸距離短，縫寬約0.02 mm。在火山碎屑巖中常見。

2.3.2 隱爆縫

隱爆縫是在淺成或超淺成環(huán)境中，由于巖漿頂部巖層經(jīng)受壓力大于巖漿爆破應(yīng)力條件下所發(fā)生炸裂作用而形成的裂縫。該裂縫呈樹杈狀、網(wǎng)狀，常由英安質(zhì)巖漿充填裂縫冷凝固結(jié)形成的巖枝，充填程度約95%（圖2f）。當充填程度低時具有較高的孔隙度和滲透率。在本區(qū)分布局限，在火山碎屑巖中有少量發(fā)現(xiàn)。[HJ2mm]

2.4 溶蝕孔類

2.4.1 鑄?？?/p>

鑄?？资菐r石中的礦物（輝石、角閃石和長石等）被完全溶解產(chǎn)生的孔隙，孔隙形態(tài)規(guī)則，保留原晶體假象（圖2g）。其連通性較好，溶蝕/溶解作用強，孔徑可達5 mm。在原生孔縫發(fā)育的巖石中常見。

2.4.2 篩狀孔

篩狀孔是巖石中的礦物（輝石、角閃石和長石等）部分區(qū)域被溶解產(chǎn)生的細小篩孔狀（圖2h）。其具有一定的連通性，溶蝕/溶解作用中等，孔徑大小不一，通常小于1 mm。在原生孔縫發(fā)育的巖石中常見。

2.4.3 洞穴狀孔

洞穴狀孔是巖石中的基質(zhì)被溶解產(chǎn)生的較大的孔徑孔隙（圖2i）。其氣孔形態(tài)較為規(guī)則，近圓狀，大小約0.5 mm，有較好的連通性，溶蝕/溶解作用強。在原生孔隙發(fā)育的火山碎屑巖中常見。

2.4.4 晶內(nèi)溶蝕微孔

晶內(nèi)溶蝕微孔是巖石中的礦物（輝石、角閃石和長石等）被部分溶蝕產(chǎn)生的細小的海綿狀孔（圖2j）。其具有一定的連通性，溶蝕或溶解作用弱。在原生裂縫發(fā)育的熔巖和原生孔隙發(fā)育的火山碎屑巖中常見。

2.4.5 基質(zhì)海綿狀孔

基質(zhì)海綿狀溶蝕孔是巖石中的基質(zhì)被部分溶蝕產(chǎn)生的細小的海綿狀孔（圖2i）。其具有一定的連通性，溶蝕/溶解作用弱。在原生孔隙發(fā)育的火山碎屑巖中常見。

2.4.6 重結(jié)晶微孔

本區(qū)的重結(jié)晶微孔有脫?；⒖?，它是巖石中的玻璃質(zhì)成分脫玻化形成細小的海綿狀孔（圖2k），其具有一定的連通性，代表溫度和壓力升高。在球粒流紋巖中常見。

2.5 風化縫類

本區(qū)的風化縫主要有應(yīng)力釋放縫。它是指埋藏膠結(jié)程度差的火山碎屑巖在抬升出露地表時，由于載荷力的卸載在顆粒內(nèi)和顆粒邊緣產(chǎn)生的微裂縫。其方向不定、形狀多樣，常發(fā)育在地表和不整合面附近，裂縫延伸距離最大可達米級，縫寬0.1～0.5 mm（圖2l）。

2.6 構(gòu)造縫類

2.6.1 張性構(gòu)造縫

張性構(gòu)造縫是火山巖成巖后在張性構(gòu)造應(yīng)力下巖石發(fā)生破碎而形成的網(wǎng)狀、不規(guī)則狀裂縫（圖2m）。其連通性好，在致密的熔巖、火山碎屑熔巖和火山碎屑巖中均可以發(fā)育。

2.6.2 剪切構(gòu)造縫

剪切構(gòu)造縫是火山巖成巖后遭受剪切應(yīng)力作用產(chǎn)生的裂縫（圖2n）。其特點為縫面平直光滑（圖2o），裂縫角度高，延伸可達數(shù)米至數(shù)十米，縫寬不等。成像測井上裂縫產(chǎn)狀特征明顯。在致密的熔巖、火山碎屑熔巖和火山碎屑巖中均可以發(fā)育。

2.7 溶蝕縫類

上述各類裂縫在大氣水、地層流體等的作用下發(fā)生溶蝕/溶解作用，使原來的裂縫擴大形成溶蝕縫。其在已有的形態(tài)基礎(chǔ)上可改造為多樣的形態(tài)。原生縫和構(gòu)造縫發(fā)育，在與流體通道溝通的區(qū)域常見。

3 儲層物性

3.1 孔隙度、滲透率特征

研究區(qū)共有130個火山巖孔隙度和滲透率樣品，孔隙度范圍為2.0%～35.9%，幾何均值為13.9%；滲透率范圍為0.003～5 771 mD，幾何均值為0.351 mD（圖3a）。根據(jù)火山巖和火山碎屑巖儲層分類評價標準可知，該區(qū)火山巖儲層物性較好，整體上屬于優(yōu)質(zhì)的火山巖儲層。從孔隙度、滲透率與埋深的關(guān)系來看，孔隙度和滲透率最大值與埋深關(guān)系不明顯（圖3b、c）。

3.2 孔喉半徑分布特征

選取研究區(qū)內(nèi)7井中1 711.97、1 712.53、1 712.57和1 713.75 m等4個中生界火山碎屑巖樣品進行恒速壓汞測試。本次實驗使用 Coretest Systems公司生產(chǎn)的 ASPE-730型恒速壓汞儀進行實驗。實驗溫度為 25 ℃，實驗過程假定巖石顆粒與汞的潤濕角和表面張力為恒定值，潤濕角為140°，汞表面張力為 480 mN/m，最終進汞壓力為 6.16 MPa。

從進汞飽和度來看，樣品間差異較大，從35%～63%（圖4a）?？紫栋霃綔y試結(jié)果（圖4b）顯示：1 711.97 m樣品的孔隙半徑主要為135～165 μm，平均孔隙半徑為154 μm；1 712.53 m樣品的孔隙半徑主要為135～165 μm，平均孔隙半徑為164 μm；1 712.57 m樣品的孔隙半徑主要為135～165 μm，平均孔隙半徑為163 μm；1 713.75 m樣品的孔隙半徑主要為135～165 μm，平均孔隙半徑為160 μm。喉道半徑測試結(jié)果（圖4c）顯示：1 711.97 m樣品的喉道半徑主要為0.8～1.4 μm，平均喉道半徑為1.3 μm；1 712.53 m樣品的喉道半徑主要為0.6～1.2 μm，平均喉道半徑為1.0 μm；1 712.57 m樣品的喉道半徑主要為0.6～1.0 μm，平均喉道半徑為1.0 μm；1 713.75 m樣品的喉道半徑主要為0.4～1.0 μm，平均喉道半徑為0.8 μm。樣品整體表現(xiàn)出大孔、中—粗喉的特征。

4 儲層控制因素

本文依據(jù)儲集空間對面孔率的貢獻以及巖性巖相、溶蝕作用和構(gòu)造作用對儲層的敏感性分析結(jié)果判斷儲層發(fā)育的主控因素，方法是針對面孔率貢獻大的儲集空間類型，追蹤分析其成因，相應(yīng)的成因以及對儲層敏感性強的因素即為儲層發(fā)育控制因素。

4.1 巖性

對研究區(qū)不同巖性儲層物性進行統(tǒng)計，分析巖性對儲層的影響作用。從孔隙度和滲透率幾何均值來看，儲層物性由好到差的順序為凝灰?guī)r（17.4%/0.440 mD）、火山角礫巖（13.3%/1.164 mD）、火山集塊巖（12.9%/40.025 mD）、角礫熔巖（13.4%/0.254 mD）、沉火山角礫巖（12.7%/0.090 mD）、凝灰熔巖（11.1%/0.118 mD）、安山巖（10.5%/0.357 mD）和英安巖（9.9%/0.031 mD）。結(jié)果表明，研究區(qū)火山巖儲層物性從好到差為：凝灰?guī)r、火山角礫巖、火山集塊巖、角礫熔巖、沉火山角礫巖、凝灰熔巖、安山巖、英安巖（表1）。在巖性中，火山碎屑巖儲層物性最好，火山碎屑熔巖、沉火山碎屑巖次之，熔巖最差。

4.2 溶蝕溶解作用

采用面孔率分析技術(shù)，使用JMicroVision軟件對研究區(qū)128個薄片160張照片進行孔縫識別，對面孔率進行分析。在統(tǒng)計面孔率時受孔隙類型分辨的限制，區(qū)內(nèi)共區(qū)分了7類12型孔隙，具體為原生孔隙類的杏仁體內(nèi)孔和粒間孔，冷凝收縮縫類，炸裂縫類；次生孔隙類溶蝕孔類的鑄?？?、篩狀孔、洞穴狀孔、晶內(nèi)微孔和基質(zhì)海綿狀溶蝕孔，風化縫類，構(gòu)造縫類和溶蝕縫類。

按巖性類型利用面孔率分析結(jié)果統(tǒng)計研究區(qū)火山巖孔隙構(gòu)成可知：儲集空間類型為裂縫-孔隙型，以次生孔隙為主，發(fā)育少量的裂縫；總體上大孔徑儲集空間（包括杏仁體內(nèi)孔、粒間孔、各類裂縫、鑄?？?、篩狀孔和洞穴狀孔）占比為50%～80%。各類巖性的儲集空間類型構(gòu)成還存在一定的差別：火山碎屑巖儲層主要是篩狀孔和基質(zhì)溶蝕微孔等次生孔隙，裂縫（冷凝收縮縫、炸裂縫、風化縫、構(gòu)造縫、溶蝕縫）對孔隙的貢獻約占8.00%，以溶蝕縫（2.56%）為主（圖5a）；熔巖儲層主要為篩狀孔、洞穴狀孔、基質(zhì)溶蝕微孔等次生孔隙，裂縫的占比可達16.42%，以冷凝收縮縫及溶蝕縫為主（圖5b）；火山碎屑熔巖儲層主要為洞穴狀孔、鑄?？椎却紊紫?，裂縫占比約9.00%，以冷凝收縮縫（7.48%）為主（圖5c）；沉火山碎屑巖儲層主要為篩狀孔、鑄?？椎却紊紫?，裂縫發(fā)育較少，只占約1.00%，主要為炸裂縫（圖5d）。

4.3 構(gòu)造作用

后期的構(gòu)造運動對于火山巖儲集層和火山巖油氣藏的形成是必不可少的，構(gòu)造運動形成的裂縫、裂隙使火山巖中原本彼此獨立的原生孔隙彼此連通成為儲集層。受郯廬分支斷裂影響，研究區(qū)火山巖裂縫的形成與構(gòu)造破碎帶的發(fā)育具有成因聯(lián)系，在斷層、斷裂帶發(fā)育的區(qū)域，火山巖中的裂縫發(fā)育頻率明顯提高，有的更是成倍增加。研究區(qū)位于郯廬斷裂帶內(nèi)，在早白堊世主要表現(xiàn)為左行走滑[17-18]，新生代以來主要為右行走滑[19-21]，根據(jù)里德爾剪切模型[21]可知，產(chǎn)生北西—南東方向的剪切縫、北北東—南南西和南東東—北西西的共軛裂縫（圖6）。由于左行和右行走滑時產(chǎn)生的共軛裂縫走向一致，難以將二者區(qū)分開；同時在漸新世發(fā)生了擠壓反轉(zhuǎn)，地層略有抬升，也是形成構(gòu)造縫的有利條件。本階段形成的裂縫充填程度低于噴發(fā)同期和埋藏前風化形成裂縫的充填程度，常?？梢娫蜌埓妫▓D2n）。

巖心上可見漸新世走滑形成的斷陷期形成的高角度構(gòu)造縫（圖7a、b）和擦痕（圖7c、d），在成像測井上具有良好的對應(yīng)關(guān)系。4井火山巖裂縫走向主要為NW—SE向裂縫，發(fā)育程度較差；7井裂縫走向主要以NWW—SEE向和NEE—SWW向為主。通過成像測井，對4井和7井裂縫面密度及產(chǎn)狀進行統(tǒng)計。4井構(gòu)造縫占45%，平均裂縫面密度為19.5 m/m2，平均裂縫開度為32.6 μm，構(gòu)造縫長度主要集中在0.5～1.0 m之間，裂縫傾角大多為30°～60°；7井構(gòu)造縫占43%，平均裂縫密度為18.9 m/m2，平均裂縫開度為41.2 μm，構(gòu)造縫長度在0.0～5.0 m之間，裂縫傾角大多為30°～60°。

4.4 儲層主控因素確定

以研究區(qū)測井解釋孔隙度為統(tǒng)一衡量標準，比較儲層各影響因素的孔隙度變化，即變化越快，對儲層的影響越大。以此來分析各因素對儲層的控制作用。引入敏感性分析公式：

式中：f為敏感因子；φ′為孔隙度；n為累積百分比；φn′為各因素數(shù)量累積n時的孔隙度；φ′min為各因素數(shù)量累積孔隙度中的最小值；k為各因素孔隙度樣本數(shù)目。

為消除異?？紫抖鹊挠绊?，通過累積曲線選[CM（22]擇各因素孔隙度從小到大數(shù)量累積分別為50%和90%時的孔隙度，結(jié)果見表2。計算各因素數(shù)量累積為n時孔隙度與累積n時孔隙中最小值的差值，得出孔隙度變化速率，分析各因素孔隙度的敏感性。

按敏感性分析方法，將研究區(qū)測井解釋孔隙度按巖相、溶蝕作用和構(gòu)造作用進行分類。對儲層巖相敏感性進行分析，將巖相分為熱基浪亞相、熱碎屑流亞相、簡單熔巖流亞相和崩塌再搬運亞相；對溶蝕作用形成的孔縫按面密度進行劃分，每5%為一個測試區(qū)間；對構(gòu)造作用產(chǎn)生的構(gòu)造縫按成像測井面密度進行劃分，每10 m/m2為一個測試區(qū)間。在所有因素中：巖相對儲層的影響最大，其中熱基浪亞相敏感程度最高，敏感性均值可達73%；構(gòu)造作用次之，構(gòu)造縫面密度在0～10 m/m2時對儲層影響較大；溶蝕作用對儲層整體的影響較低，敏感性不強（表2）。

5 儲層演化

5.1 地層埋藏史

該火山巖形成于早白堊世，火山地層的形成具有快速建造的特征，推測其為快速埋藏。但由于區(qū)域上晚白堊世呈現(xiàn)出了隆升剝蝕的特點，直至沙河街期才接受再次埋藏，之后該區(qū)發(fā)生了再次抬升；再次抬升時間從1井區(qū)的沙三期晚期—東營末期，到6井區(qū)漸變?yōu)樯扯凇獤|營末期，再到4井的東二期，在7井處未發(fā)現(xiàn)再次抬升；然后經(jīng)歷了館陶期緩慢埋藏，到明化鎮(zhèn)期以來為快速埋藏過程。

如4井經(jīng)歷了噴發(fā)時快速堆積，噴發(fā)后到42.0 Ma之前接受長期的埋藏前風化，剝蝕至200 m，此后進入快速埋藏和緩慢埋藏階段，在28.7～24.6 Ma經(jīng)歷快速隆升，24.6 Ma至今經(jīng)歷了緩慢埋藏和快速埋藏階段（圖8）。

5.2 噴發(fā)同期的孔縫演化

該區(qū)火山巖在早白堊世火山噴發(fā)期形成了原生孔隙和裂縫，如熔巖中的杏仁體內(nèi)孔和火山碎屑巖中的粒間孔，熔巖和火山碎屑巖的炸裂縫、熔巖中的宏觀和微觀龜裂縫。噴發(fā)同期或后期還形成了隱爆縫（圖9）。

杏仁體內(nèi)孔僅發(fā)育在8井熔巖段，占總儲集空間的3.1%。熔漿在流動的后期階段供應(yīng)量減少，熔漿以等容冷卻作用為主，疊加重力的牽引而形成與流動方向垂直的宏觀龜裂縫。巖漿噴發(fā)流動時，其表層存在近似等體積、中等冷卻速度時形成微觀龜裂縫。冷凝收縮縫是研究區(qū)內(nèi)最常見裂縫，在各井均有發(fā)育，占總儲集空間的8.64%。

粒間孔在各井中均存在，占總儲集空間的5.22%。由于熔漿中的揮發(fā)分逸出速度大于散逸速度，而導致熔漿炸裂，在巖屑或礦物中保存下來的炸裂縫僅在1井和4井的火山碎屑巖和沉火山碎屑巖段有發(fā)現(xiàn)，占總儲集空間的1.31%。在淺成或超淺成環(huán)境中，在巖漿頂部巖層經(jīng)受壓力大于巖漿爆破應(yīng)力條件下所發(fā)生炸裂作用而形成隱爆縫。

5.3 埋藏前風化階段的孔縫演化

至火山巖就位之后就接受了埋藏前風化作用，時間可持續(xù)超過數(shù)十Ma，如4井的埋藏前風化可持續(xù)到約42.0 Ma（圖8）。在地表條件下火山灰等易風化蝕變?yōu)榕驖櫷?，熔巖中的長石、角閃石發(fā)生溶蝕溶解作用，多產(chǎn)生蒙脫石、伊利石、高嶺石等。常見的孔隙主要有如下4類：一是堿性長石溶解成鑄?？缀秃Y狀孔，二是堿性長石溶蝕成晶內(nèi)微孔，三是火山灰溶解為洞穴狀孔，四是火山灰溶蝕為基質(zhì)海綿狀微孔。在現(xiàn)代火山中所采的近地表次火山巖樣品中可見豐富的鑄?？缀秃Y狀孔[27-28]，也可以說明在風化階段就產(chǎn)生了豐富的溶蝕孔類的鑄?？住⒑Y狀孔、洞穴狀孔、晶內(nèi)微孔、基質(zhì)海綿狀溶蝕孔。

在該階段固結(jié)的熔巖和碎屑熔巖與未固結(jié)的火山碎屑在風化作用下產(chǎn)生的孔隙效應(yīng)可能存在差別。未固結(jié)的火山碎屑，風化時的溶蝕溶解作用產(chǎn)生的次生粒間溶孔未能在后期埋藏壓實時得以保存；對于固結(jié)的熔巖和碎屑熔巖來講，風化時的溶蝕溶解作用產(chǎn)生的次生孔隙可以得到較好的保存。

風化階段構(gòu)造應(yīng)力作用于松散的火山碎屑堆積物產(chǎn)生構(gòu)造縫的效應(yīng)不明顯，在熔巖中可產(chǎn)生較好的效果。

結(jié)合野外山東濰坊地區(qū)的中生代火山巖可知，在火山碎屑巖區(qū)往往風化形成了平原，而熔巖區(qū)則形成了丘陵。前者可見土壤層，其具有吸水膨脹性特征，導致垂向上的滲水效果差，不利于大氣水對下伏火山碎屑的風化。后者因土壤層不發(fā)育導致大氣水可沿宏觀冷凝收縮縫和構(gòu)造縫向下滲流，可能更有利于風化作用向下拓展。

火山碎屑巖粒間孔中見鈣質(zhì)和硅質(zhì)充填，從顆粒間為點接觸關(guān)系來看，充填作用發(fā)生在較淺埋藏階段，所以推測為埋藏前階段或者是火山期后。鈣質(zhì)和硅質(zhì)充填早期形成的炸裂縫和風化縫。同時也可見自形黃鐵礦充填、鉀長石蝕變成鈉長石和綠泥石等（圖10a、b、c），這都代表了溫度高于地溫狀態(tài)的產(chǎn)物，推測該類蝕變也是發(fā)生在火山期后至埋藏前的熱流活動，也會產(chǎn)生晶間微孔和篩狀孔。

5.4 埋藏階段的孔隙演化

研究區(qū)火山巖上覆地層沙河街組發(fā)育煤和暗色泥巖，二者在熱演化過程中均會排出酸性物質(zhì)。其中有兩個階段會產(chǎn)生大量的酸：一是在埋深200～400 m范圍內(nèi)的植物遺體轉(zhuǎn)化為泥炭、再到褐煤的過程，二是在當?shù)販剡_到80～120 ℃時煤和泥巖會[CM（22]大量排出有機酸。這些酸性物質(zhì)對于長石巖屑、角閃石巖屑和火山灰等物質(zhì)的溶蝕溶解作用明顯。地層流體可以沿著埋藏前風化階段的孔縫體系對巖石進行改造，擴大之前的孔縫，篩狀孔可演化成鑄?？?、晶內(nèi)微孔可演化成篩狀孔和鑄?？?，基質(zhì)海綿狀微孔可演化成洞穴狀孔，各類裂縫可演化成溶蝕縫。同時，片狀黑云母向伊利石轉(zhuǎn)換（圖10d）、由于溫度和壓力的升高使蒙脫石向伊利石轉(zhuǎn)化以及伊/蒙混層的形成也可以進一步產(chǎn)生晶間微孔（圖10e、f）。巖石中的玻璃質(zhì)成分在脫?；饔孟庐a(chǎn)生晶間微孔，如圖2k的球粒流紋巖可發(fā)育豐富的脫玻化孔。

在埋藏階段孔隙演化時存在被壓實的過程，這是孔隙減少的主要動力因素。熔巖和火山碎屑巖孔隙演化過程存在一定的差別，其中熔巖受壓實變形較小、火山碎屑巖的變形大。所以熔巖中的孔隙在埋藏成巖階段隨埋深增大時直徑可能有少量的減少，溶蝕產(chǎn)生的鑄模孔、篩狀孔等也容易得以保存。而火山碎屑巖隨埋深加大，顆粒支撐型巖石的顆粒接觸方式為點—線—凹凸接觸，部分顆?？赡軙扑?，顆粒之間由于應(yīng)力的變化可能還會產(chǎn)生位移來達到新的支撐平衡，所以火山碎屑巖的孔隙會顯著變小[2]。從孔隙度演化來看，火山碎屑巖受壓實作用減孔現(xiàn)象顯著，作為孔隙小于20%的熔巖和碎屑熔巖隨著壓實增大而孔隙度減少的絕對值是相對有限的（圖9）。所以6井、8井、9井、10井和4井（下部）的壓實減孔效益較弱，有利于孔隙的保存。而1井、4井（上部）和7井的壓實減孔效益較強，不利于孔隙的保存。就目前的孔隙度來看，1井、4井（上部）和7井較高，所以可以反推這3口井的初始孔隙度具有更高的值。

6 結(jié)論

1）識別出7類16型儲集空間。儲層類型為裂縫-孔隙型。整體上屬于優(yōu)質(zhì)的火山巖儲層，表現(xiàn)為大孔徑、中—粗喉的特征，儲層物性由好到差的順序為凝灰?guī)r、火山角礫巖、火山集塊巖、角礫熔巖、沉火山角礫巖、凝灰熔巖、安山巖和英安巖。

2）儲層的主控因素是巖性巖相，孔隙度和滲透率最大值與埋深關(guān)系不明顯，可能與早期的鈣質(zhì)硅質(zhì)膠結(jié)使得巖石的強度增加、更抗壓實。

3）杏仁體內(nèi)孔、粒間孔、炸裂縫、宏觀和微觀龜裂縫、隱爆縫形成于噴發(fā)同期，對孔隙貢獻率有限。構(gòu)造裂縫主要形成于埋藏前風化階段，受控于郯廬斷裂帶白堊紀左行和新生代右行的應(yīng)力場以及斷陷早期的拉張環(huán)境應(yīng)力場。溶蝕孔隙形成分為埋藏前風化和埋藏流體溶蝕兩個階段，這兩個階段是儲層形成的主要時期。

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