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[摘 要]本文以红山嘴油田石炭系火山岩油藏为例，系统总结了火山岩岩性及电性特征、岩性识别及岩相展布特征、储层特征及成岩作用、油气藏特征及成藏机理等方面内容及研究方法。以期为推动我国火山岩油气藏的勘探进程，丰富石油地质理论。
[关键词]红山嘴油田 石炭系 火山岩油气藏 综合研究
中图分类号：P588.13 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0028-01
研究区地处红车和小拐凸起之间，受多方向应力场的影响，断裂极为发育，横向上，控制构造格局的断裂主要为北北东向和北西向，纵向上，从石炭系向上断层数量逐渐减少，断层的断距逐渐变小，多数断层具有继承性发育的特点，断层的主要活动在燕山期以前，受该区特殊应力场的影响，早期以逆断层为主，多数断层具有扭动的特征，这些断层控制了工区内二级构造带的展布方向。
1 火山岩岩性岩相特征
1.1 火山岩岩石学及电性特征
红山嘴油田石炭系火山岩主要有中酸性火山喷发岩、侵入岩和沉积岩。根据取心井的岩心描述和薄片鉴定，并参考岩石成分、结构、构造和缝洞发育情况等特征，本文详细研究了石炭系火山岩的岩石学特征，根据油藏评价需要制定了四种亚类九种岩性小类的火山岩岩石类型划分方案。四种亚类为火山熔岩、火山碎屑岩、火山沉积岩和沉积岩。火山熔岩亚类包括安山岩、玄武岩、辉绿岩；火山碎屑岩包括火山角砾岩、凝灰岩；火山沉积岩有沉凝灰岩； 沉积岩有凝灰质砂砾岩、凝灰质粉砂岩和凝灰质泥岩。
对四种亚类九种岩性小类的测井响应特征的综合分析结果表明，本区火山熔岩总体上呈现出伽马值较低，电阻值较高，声波值较低， 较高密度值和中子孔隙度偏低；火山碎屑岩为伽马、电阻值较高，声波、中子孔隙度略大于火山熔岩，低于火山沉积岩，密度值较高的特征；火山沉积岩主要表现为高伽马、较高声波值、中等中子孔隙度值和密度值、电阻值较低的特征； 沉积岩主要表现为高伽马、声波、中子孔隙度和低密度、电阻的特征。
1.2 火山岩岩性识别
由于红山嘴油田石炭系测井资料的时间跨度大、以老井居多、缺乏FMI等特殊测井资料， 火山岩岩性解释只能立足于对常规测井资料的充分应用。
在对测井资料进行深度校正，不同测井系列的归一化之后，利用各种岩性在电性曲线（ GR、RT、DT、CNL、DEN）上的差异，采用Fisher判别法，对经过岩心观察和薄片鉴定确认的262个样品点，分别进行四种亚类和九种岩性小类的岩性识别，取得较高的判别率。应用该成果对本区46口井的常规测井资料进行了岩性识别，岩性识别结果经证实准确率较高，应用于随后的岩相展布研究、储层特征研究和地质建模研究中取得良好的效果。
1.3 火山岩岩相特征及空间展布
（1）火山岩岩相模式
火山岩相的划分是基于对现代火山机构研究，依据火山作用方式或喷发、搬运方式进行分类的。是已知剖面、钻井的相序研究成果的概括总结，同时它对于新的剖面、钻井的岩相观察和预测又应当具有指导作用，能够直观反映火山岩相和亚相之间的叠置关系，也是地震-岩相解释和储层预测的地质基础，并将在火山岩型油气藏的勘探开发中约束和指导地震-岩相解释以及进行火山岩的储层预测中发挥重要的作用。
（2）火山岩岩相划分
归纳出工区火山岩具有以下特点：火山岩主要依靠钻井揭露，火山岩的识别和对比主要依靠测井资料；从地震和钻井资料上均未发现火山口位置；钻井揭露的火山岩主要有：安山岩、玄武岩、辉绿岩、火山角砾岩、沉凝灰岩、凝灰质砂砾岩等。
综合研究本区火山岩地质、区域构造背景、测井和岩心描述及分析化验资料，认为本区的石炭系发育有次火山口亚相、近火山口岩相、熔岩台地亚相、火山沉积亚相和冲积扇相，并根据成因机制和岩石类型组合划分出微相。为了研究及论述的方便，把上述亚相分别定义为侵入相、爆发相、溢流相、火山沉积相和冲积扇相。
2 成藏规律及控油因素
2.1 研究区火山岩油气藏类型
火山岩油气藏的分类应能综合反映构造成因、构造位置、圈闭特点、储集空间的性质和类型等特点，同时能为勘探提供指导意义。这里借鉴陈振岩等的典型火山岩油气藏分类方法， 主要分为：风化淋滤型；构造裂缝型；火山岩体侧向遮挡型。
2.2 火山岩油藏的成藏规律
（1）火山岩油气藏的空间分布常与构造活动有关： 工区火山岩油气藏主要分布在具有火山活动的区域性断裂带、风化侵蚀带或构造破碎带。储集体形成时间大都与地质时代中的强烈构造活动期有关。
（2）充足的油源是火山岩油气藏的必要条件： 火山岩本身不能生油，工区内石炭系地层沉积的泥岩及沉凝灰岩地球化学分析表明基本不具备生烃能力，故火山岩附近近距离内存在优质的烃源岩是该类油气藏形成的必要条件，工区的油源主要为昌吉凹陷二叠系风城组和乌尔禾组及两组的混合油源。
（3）火山岩油气藏受岩性体分布控制：从现已发现的火山岩油气藏来看，火山岩油气藏主要受岩性体控制。火山岩储集体非均质性强，油气分布复杂，岩性对火山岩油气藏起重要控制作用。
（4）火山岩储集空间复杂多样：工区火山岩储集体孔隙结构复杂，储集空间多样，非均质性严重。其主要储集空间有中、小型孔、洞、缝， 成岩上既有原生孔、缝，又有大量次生孔、缝。火山岩一般以次生孔缝为主，由于岩性、节理裂隙及其他有关条件变化，次生孔隙呈不规则状。
2.3 火山岩油气藏控制因素
（1）断裂是控制本区油气藏形成的最主要因素：断裂在红山嘴地区主要起到遮挡和沟通油源的作用。红车断裂是控制红山嘴地区油气藏形成的关键性因素，不仅控制着整个工区内油气的运移格局， 而且随红车断裂派生出的一些局部的小断裂，同时也控制着油气藏的形成， 这些局部小断裂所起到的作用，其侧重点也各有所不同，有的主要起到沟通的作用，有的主要起到在上倾方向的遮挡作用。起着不同作用的局部小断裂相互组合、匹配，形成错综复杂的断块，形成复杂断块型油气藏。在红车断裂带中，石炭系、二叠系油气藏主要受控制于由断层作为遮挡条件的断块中，在其下盘所形成的规模性油气藏也离不开断层在上倾方向的遮挡。
（2）溶蚀作用改善火山岩储集性能： 研究区石炭系火山岩和上覆地层在不同区域存在多个不整合面，暴露地表时间长，经历较长时间的风化淋滤作用，孔隙发育程度与淋滤作用密切相关，不但使岩石破碎、蚀变等，还可以使岩石的化学成分发生显著变化，如发生矿物的溶解、氧化、水化和碳酸盐化等。溶解作用可使火山岩岩石中的大量易溶物质被带走，使岩石内孔隙增大，增强岩石的渗透性，风化带的溶蚀作用对火山岩储集体的最重要影响就是形成风化壳型储集体，本区的主要油气藏类型即为风化壳型断块油气藏，它们均位于距风化壳顶150米内。故淋滤作用所产生的溶蚀效果是影响本区火山岩储集性能的一个关键因素。
（3）流体活动加剧火山岩储集体非均质性： 火山活动和构造运动以及排烃作用等都会引起大规模的流体活动。流体对火山岩的直接影响会引起物质的交换， 使火山岩体处于开发体系。流体活动的直接后果是导致原有矿物发生蚀变、溶蚀， 并形成新矿物导致次生胶结和充填作用发生。蚀变和溶蚀使火山岩孔隙度增加， 胶结和充填使孔隙度、尤其是渗透率降低。故流体活动对于火山岩储集体的综合效应因时的而异， 更取决于局部因素。
3 结论
（1）红山嘴油田石炭系火山岩油藏的岩性复杂多样， 特征变化大， 储层的储集性能、含油性及岩相类型与岩性密切相关， 因此制定了四种亚类九种岩性小类的火山岩类型划分方案。应用Fisher判别法分别进行了岩性判别， 取得了较高的判别率。
（2）本区的石炭系发育有侵入相、爆发相、溢流相、火山沉积相和冲积扇相， 溢流相为油气聚集的有利相带可形成多种油气藏。爆发相带的火山岩是油气聚集的有利相带， 但由于爆发相带较窄， 岩体规模较小和岩相变化较快， 难以形成大规模的火山岩油气储集体，火山沉积相属于不利的油气储集相带， 冲积扇相局部储集体较发育， 可成为油气聚集的有利区。
（3）研究区油气藏分布受岩性岩相影响较大，构造位置上长期处于构造高部位是昌吉凹陷油源油气运移的长期指向， 有利于聚集成藏， 纵向上油气藏多为于风化壳以下150米内， 是受构造因素控制的孔隙裂缝型风化壳断块油气藏。
参考文献
[1] 罗静兰.火山岩油气藏研究方法与勘探技术综述[J].石油学报， 2013，12（01）：31-38.
[关键词]红山嘴油田 石炭系 火山岩油气藏 综合研究
中图分类号：P588.13 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0028-01
研究区地处红车和小拐凸起之间，受多方向应力场的影响，断裂极为发育，横向上，控制构造格局的断裂主要为北北东向和北西向，纵向上，从石炭系向上断层数量逐渐减少，断层的断距逐渐变小，多数断层具有继承性发育的特点，断层的主要活动在燕山期以前，受该区特殊应力场的影响，早期以逆断层为主，多数断层具有扭动的特征，这些断层控制了工区内二级构造带的展布方向。
1 火山岩岩性岩相特征
1.1 火山岩岩石学及电性特征
红山嘴油田石炭系火山岩主要有中酸性火山喷发岩、侵入岩和沉积岩。根据取心井的岩心描述和薄片鉴定，并参考岩石成分、结构、构造和缝洞发育情况等特征，本文详细研究了石炭系火山岩的岩石学特征，根据油藏评价需要制定了四种亚类九种岩性小类的火山岩岩石类型划分方案。四种亚类为火山熔岩、火山碎屑岩、火山沉积岩和沉积岩。火山熔岩亚类包括安山岩、玄武岩、辉绿岩；火山碎屑岩包括火山角砾岩、凝灰岩；火山沉积岩有沉凝灰岩； 沉积岩有凝灰质砂砾岩、凝灰质粉砂岩和凝灰质泥岩。
对四种亚类九种岩性小类的测井响应特征的综合分析结果表明，本区火山熔岩总体上呈现出伽马值较低，电阻值较高，声波值较低， 较高密度值和中子孔隙度偏低；火山碎屑岩为伽马、电阻值较高，声波、中子孔隙度略大于火山熔岩，低于火山沉积岩，密度值较高的特征；火山沉积岩主要表现为高伽马、较高声波值、中等中子孔隙度值和密度值、电阻值较低的特征； 沉积岩主要表现为高伽马、声波、中子孔隙度和低密度、电阻的特征。
1.2 火山岩岩性识别
由于红山嘴油田石炭系测井资料的时间跨度大、以老井居多、缺乏FMI等特殊测井资料， 火山岩岩性解释只能立足于对常规测井资料的充分应用。
在对测井资料进行深度校正，不同测井系列的归一化之后，利用各种岩性在电性曲线（ GR、RT、DT、CNL、DEN）上的差异，采用Fisher判别法，对经过岩心观察和薄片鉴定确认的262个样品点，分别进行四种亚类和九种岩性小类的岩性识别，取得较高的判别率。应用该成果对本区46口井的常规测井资料进行了岩性识别，岩性识别结果经证实准确率较高，应用于随后的岩相展布研究、储层特征研究和地质建模研究中取得良好的效果。
1.3 火山岩岩相特征及空间展布
（1）火山岩岩相模式
火山岩相的划分是基于对现代火山机构研究，依据火山作用方式或喷发、搬运方式进行分类的。是已知剖面、钻井的相序研究成果的概括总结，同时它对于新的剖面、钻井的岩相观察和预测又应当具有指导作用，能够直观反映火山岩相和亚相之间的叠置关系，也是地震-岩相解释和储层预测的地质基础，并将在火山岩型油气藏的勘探开发中约束和指导地震-岩相解释以及进行火山岩的储层预测中发挥重要的作用。
（2）火山岩岩相划分
归纳出工区火山岩具有以下特点：火山岩主要依靠钻井揭露，火山岩的识别和对比主要依靠测井资料；从地震和钻井资料上均未发现火山口位置；钻井揭露的火山岩主要有：安山岩、玄武岩、辉绿岩、火山角砾岩、沉凝灰岩、凝灰质砂砾岩等。
综合研究本区火山岩地质、区域构造背景、测井和岩心描述及分析化验资料，认为本区的石炭系发育有次火山口亚相、近火山口岩相、熔岩台地亚相、火山沉积亚相和冲积扇相，并根据成因机制和岩石类型组合划分出微相。为了研究及论述的方便，把上述亚相分别定义为侵入相、爆发相、溢流相、火山沉积相和冲积扇相。
2 成藏规律及控油因素
2.1 研究区火山岩油气藏类型
火山岩油气藏的分类应能综合反映构造成因、构造位置、圈闭特点、储集空间的性质和类型等特点，同时能为勘探提供指导意义。这里借鉴陈振岩等的典型火山岩油气藏分类方法， 主要分为：风化淋滤型；构造裂缝型；火山岩体侧向遮挡型。
2.2 火山岩油藏的成藏规律
（1）火山岩油气藏的空间分布常与构造活动有关： 工区火山岩油气藏主要分布在具有火山活动的区域性断裂带、风化侵蚀带或构造破碎带。储集体形成时间大都与地质时代中的强烈构造活动期有关。
（2）充足的油源是火山岩油气藏的必要条件： 火山岩本身不能生油，工区内石炭系地层沉积的泥岩及沉凝灰岩地球化学分析表明基本不具备生烃能力，故火山岩附近近距离内存在优质的烃源岩是该类油气藏形成的必要条件，工区的油源主要为昌吉凹陷二叠系风城组和乌尔禾组及两组的混合油源。
（3）火山岩油气藏受岩性体分布控制：从现已发现的火山岩油气藏来看，火山岩油气藏主要受岩性体控制。火山岩储集体非均质性强，油气分布复杂，岩性对火山岩油气藏起重要控制作用。
（4）火山岩储集空间复杂多样：工区火山岩储集体孔隙结构复杂，储集空间多样，非均质性严重。其主要储集空间有中、小型孔、洞、缝， 成岩上既有原生孔、缝，又有大量次生孔、缝。火山岩一般以次生孔缝为主，由于岩性、节理裂隙及其他有关条件变化，次生孔隙呈不规则状。
2.3 火山岩油气藏控制因素
（1）断裂是控制本区油气藏形成的最主要因素：断裂在红山嘴地区主要起到遮挡和沟通油源的作用。红车断裂是控制红山嘴地区油气藏形成的关键性因素，不仅控制着整个工区内油气的运移格局， 而且随红车断裂派生出的一些局部的小断裂，同时也控制着油气藏的形成， 这些局部小断裂所起到的作用，其侧重点也各有所不同，有的主要起到沟通的作用，有的主要起到在上倾方向的遮挡作用。起着不同作用的局部小断裂相互组合、匹配，形成错综复杂的断块，形成复杂断块型油气藏。在红车断裂带中，石炭系、二叠系油气藏主要受控制于由断层作为遮挡条件的断块中，在其下盘所形成的规模性油气藏也离不开断层在上倾方向的遮挡。
（2）溶蚀作用改善火山岩储集性能： 研究区石炭系火山岩和上覆地层在不同区域存在多个不整合面，暴露地表时间长，经历较长时间的风化淋滤作用，孔隙发育程度与淋滤作用密切相关，不但使岩石破碎、蚀变等，还可以使岩石的化学成分发生显著变化，如发生矿物的溶解、氧化、水化和碳酸盐化等。溶解作用可使火山岩岩石中的大量易溶物质被带走，使岩石内孔隙增大，增强岩石的渗透性，风化带的溶蚀作用对火山岩储集体的最重要影响就是形成风化壳型储集体，本区的主要油气藏类型即为风化壳型断块油气藏，它们均位于距风化壳顶150米内。故淋滤作用所产生的溶蚀效果是影响本区火山岩储集性能的一个关键因素。
（3）流体活动加剧火山岩储集体非均质性： 火山活动和构造运动以及排烃作用等都会引起大规模的流体活动。流体对火山岩的直接影响会引起物质的交换， 使火山岩体处于开发体系。流体活动的直接后果是导致原有矿物发生蚀变、溶蚀， 并形成新矿物导致次生胶结和充填作用发生。蚀变和溶蚀使火山岩孔隙度增加， 胶结和充填使孔隙度、尤其是渗透率降低。故流体活动对于火山岩储集体的综合效应因时的而异， 更取决于局部因素。
3 结论
（1）红山嘴油田石炭系火山岩油藏的岩性复杂多样， 特征变化大， 储层的储集性能、含油性及岩相类型与岩性密切相关， 因此制定了四种亚类九种岩性小类的火山岩类型划分方案。应用Fisher判别法分别进行了岩性判别， 取得了较高的判别率。
（2）本区的石炭系发育有侵入相、爆发相、溢流相、火山沉积相和冲积扇相， 溢流相为油气聚集的有利相带可形成多种油气藏。爆发相带的火山岩是油气聚集的有利相带， 但由于爆发相带较窄， 岩体规模较小和岩相变化较快， 难以形成大规模的火山岩油气储集体，火山沉积相属于不利的油气储集相带， 冲积扇相局部储集体较发育， 可成为油气聚集的有利区。
（3）研究区油气藏分布受岩性岩相影响较大，构造位置上长期处于构造高部位是昌吉凹陷油源油气运移的长期指向， 有利于聚集成藏， 纵向上油气藏多为于风化壳以下150米内， 是受构造因素控制的孔隙裂缝型风化壳断块油气藏。
参考文献
[1] 罗静兰.火山岩油气藏研究方法与勘探技术综述[J].石油学报， 2013，12（01）：31-38.