火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)研究進(jìn)展

陳歡慶，胡永樂，趙應(yīng)成，謝雯

（中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)研究進(jìn)展

陳歡慶，胡永樂，趙應(yīng)成，謝雯

（中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

詳細(xì)介紹了火山巖油氣藏在勘探和開發(fā)2方面研究的現(xiàn)狀，指出了目前火山巖儲(chǔ)層研究中的問題。目前火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)研究中的關(guān)鍵問題：火山巖儲(chǔ)層地層劃分；建立在火山巖體追蹤識(shí)別基礎(chǔ)上的巖性巖相研究；火山巖儲(chǔ)層裂縫表征；火山巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)和綜合評(píng)價(jià)方法研究等。文中結(jié)合研究實(shí)例，對(duì)上述關(guān)鍵問題進(jìn)行了詳細(xì)分析，預(yù)測(cè)了未來火山巖儲(chǔ)層研究的發(fā)展方向。

火山巖；儲(chǔ)層地質(zhì)；火山巖體；巖性巖相；地層劃分；裂縫表征

世界范圍內(nèi)碎屑巖、碳酸鹽巖油氣勘探開發(fā)形勢(shì)日益嚴(yán)峻，火山巖油氣藏的勘探開發(fā)逐漸興起。目前火山巖油氣藏在世界范圍內(nèi)已成為油氣勘探開發(fā)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)［1-6］。文中結(jié)合研究實(shí)例，通過對(duì)目前國(guó)內(nèi)外火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)研究現(xiàn)狀和存在問題概括總結(jié)，分析了火山巖儲(chǔ)層研究中的關(guān)鍵問題，指出了發(fā)展趨勢(shì)。

1 研究現(xiàn)狀

目前火山巖儲(chǔ)層油氣地質(zhì)研究主要包括勘探和開發(fā)2大方面。勘探方面主要包括：火山巖儲(chǔ)層巖性巖相研究［1-4，6-14］；針對(duì)儲(chǔ)層微觀性質(zhì)的研究［5，15-18］；借助各種地球物理方法，研究火山巖儲(chǔ)層性質(zhì)，預(yù)測(cè)有利儲(chǔ)層發(fā)育部位［19-21］；火山巖儲(chǔ)層形成機(jī)理研究等［22］。開發(fā)方面主要包括：針對(duì)已開發(fā)火山巖儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)研究［23-26］；火山巖儲(chǔ)層表征［27-30］；與火山巖儲(chǔ)層開發(fā)相關(guān)的試驗(yàn)研究，為火山巖氣藏有效開發(fā)提供依據(jù)［31］；針對(duì)火山巖儲(chǔ)層與開發(fā)相關(guān)研究［32-34］。目前許多研究者對(duì)火山巖儲(chǔ)層開展了大量卓有成效的研究工作，但由于火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)條件本身的復(fù)雜性及目前研究技術(shù)和方法的制約，火山巖儲(chǔ)層研究還存在諸多問題。

2 關(guān)鍵問題

火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)條件復(fù)雜，研究涉及面廣，內(nèi)容繁雜。目前火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)研究的關(guān)鍵問題主要有：火山巖儲(chǔ)層地層劃分；火山巖體追蹤識(shí)別劃分基礎(chǔ)上的火山巖相及火山巖亞相劃分；火山巖儲(chǔ)層裂縫表征；火山巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)；綜合評(píng)價(jià)方法研究等。

2.1 火山巖儲(chǔ)層地層劃分問題

儲(chǔ)層的精細(xì)劃分與對(duì)比是火山巖儲(chǔ)層研究中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。曾廣策等［33］討論了純西地區(qū)古近系和新近系火山巖劃分方案。張妮等［34］對(duì)江蘇侏羅系—白堊系火山巖地層對(duì)比及劃分進(jìn)行了探討。前人在研究中特別強(qiáng)調(diào)通過火山巖上、下或內(nèi)部的沉積巖地層來限定火山巖地層的界限，但對(duì)火山巖地層內(nèi)部地層的精細(xì)劃分研究甚少。

筆者在松遼盆地徐東地區(qū)營(yíng)城組一段火山巖地層劃分中，基于火山口和火山噴發(fā)的強(qiáng)度控制著火山巖體的發(fā)育規(guī)模和火山巖相展布規(guī)律（當(dāng)然還要考慮地形等構(gòu)造因素）這一認(rèn)識(shí)，首次提出“二步二結(jié)合”的火山巖儲(chǔ)層地層等時(shí)劃分對(duì)比方法。即：首先，參考地質(zhì)概況和盆地發(fā)育歷史，綜合巖心觀察、薄片鑒定、分析測(cè)試、測(cè)井曲線電性、地震剖面反射結(jié)構(gòu)特征等，明確構(gòu)造因素、火山巖巖性特征和火山噴發(fā)模式，建立大尺度的火山巖等時(shí)地層格架；然后，依據(jù)火山噴發(fā)旋回控制火山巖體空間展布，在鉆井資料約束的地震剖面和火山巖體追蹤識(shí)別基礎(chǔ)上，進(jìn)行火山巖儲(chǔ)層地層精細(xì)劃分，建立火山巖儲(chǔ)層地層劃分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)。

2.2 火山巖巖性、巖體和巖相識(shí)別與劃分

2．2．1 巖性識(shí)別

目前在火山巖巖性識(shí)別過程中廣泛應(yīng)用的是巖心觀察描述、鏡下薄片鑒定、TAS圖版等。

2．2．2 巖體識(shí)別

Kawamoto Tomohisa等［35］在運(yùn)用巖石學(xué)方法建立非均質(zhì)火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)模型研究中，開展過火山巖體識(shí)別和追蹤的工作。受火山口分布位置和火山噴發(fā)旋回的共同控制，在同一火山噴發(fā)時(shí)期，形成眾多形態(tài)各異、規(guī)模不同的火山巖體，這些火山巖體相互疊置和交錯(cuò)，共同構(gòu)成了火山巖儲(chǔ)層。因此，火山巖體的識(shí)別是研究基礎(chǔ)。

2．2．3 巖相分析

火山巖相的研究是火山巖儲(chǔ)層研究的一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。王志文等［36］應(yīng)用馬爾可夫鏈預(yù)測(cè)火山巖巖相的空間展布。于晶等［37］對(duì)松遼盆地北部安達(dá)斷陷營(yíng)城組火山巖巖相進(jìn)行了地震識(shí)別。前人在對(duì)火山巖相研究過程中，很少加入火山巖體的思想。筆者在對(duì)松遼盆地徐深氣田某區(qū)營(yíng)城組火山巖氣藏儲(chǔ)層巖相分析中，結(jié)合鉆井和地震資料，識(shí)別和劃分火山巖體，在火山巖體內(nèi)部識(shí)別和劃分火山巖相，使得不同噴發(fā)時(shí)期，不同噴發(fā)旋回的火山巖中的不同巖相明確區(qū)分開來。

2.3 儲(chǔ)層裂縫表征

裂縫不僅是火山巖儲(chǔ)層重要儲(chǔ)集空間，更是良好的滲流通道。鄧攀等［38］利用電導(dǎo)率測(cè)井、聲波測(cè)井、放射性測(cè)井和地層傾角測(cè)井等方法對(duì)火山巖儲(chǔ)層的構(gòu)造裂縫進(jìn)行了識(shí)別。章鳳奇等［39］通過系統(tǒng)的等溫剩磁和熱退磁分析火山巖儲(chǔ)層裂縫的發(fā)育方向。

對(duì)于火山巖儲(chǔ)層裂縫的表征，應(yīng)該把握2個(gè)要素：一是堅(jiān)持動(dòng)態(tài)的研究思路；二是充分利用不同類型資料綜合分析。前者主要是從盆地構(gòu)造發(fā)育史和埋藏成巖史方面入手，分析構(gòu)造作用和成巖作用對(duì)裂縫發(fā)育狀況的影響，進(jìn)行靜態(tài)刻畫裂縫，劃分裂縫發(fā)育階段，認(rèn)識(shí)演化規(guī)律及儲(chǔ)滲能力的空間展布，最終實(shí)現(xiàn)裂縫三維表征；后者主要是發(fā)揮不同類型資料的特點(diǎn)，相互印證補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)裂縫的準(zhǔn)確刻畫。

在對(duì)松遼盆地某區(qū)火山巖氣藏儲(chǔ)層裂縫研究過程中，就按照上述要素，來分析裂縫在空間上的發(fā)育規(guī)律（見圖1）。

圖1 松遼盆地某區(qū)火山巖裂縫巖心及鏡下特征

2.4 儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)和綜合評(píng)價(jià)方法

地球物理學(xué)方法是目前儲(chǔ)層預(yù)測(cè)較為有效的方法，在不同性質(zhì)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中都發(fā)揮著重要的作用。趙國(guó)連等［40］應(yīng)用地震屬性技術(shù)和地震-地質(zhì)綜合分析手段研究大慶深層火山巖的特點(diǎn)，預(yù)測(cè)火山巖的空間展布。張新培等［41］利用測(cè)井響應(yīng)、多井約束波阻抗反演等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了研究區(qū)內(nèi)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的識(shí)別和預(yù)測(cè)?；鹕綆r儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的核心還是充分挖掘地質(zhì)、地球物理等信息，通過分析火山巖儲(chǔ)層性質(zhì)與這些信息之間的聯(lián)系來實(shí)現(xiàn)火山巖儲(chǔ)層的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

火山巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)也是火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)研究的重要內(nèi)容［42-44］。劉為付等［42］應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)原理，選擇反映儲(chǔ)層宏觀和微觀特征的儲(chǔ)能豐度、滲透率和孔喉半徑中值3個(gè)參數(shù)對(duì)火山巖儲(chǔ)層進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。趙文智等［43］總結(jié)松遼盆地深層火山巖氣藏的評(píng)價(jià)技術(shù)為三步法。筆者對(duì)松遼盆地徐東地區(qū)火山巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中選擇了5項(xiàng)參數(shù)，利用SPSS軟件進(jìn)行聚類定量分析，取得了良好的效果（見表1）。

表1 營(yíng)城組一段火山巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)特征

3 發(fā)展趨勢(shì)

火山巖體的識(shí)別和劃分?；鹕綆r體是火山巖儲(chǔ)層地層劃分和巖相識(shí)別分類的基礎(chǔ)，隨著“源控論”思想逐漸為廣大研究者所接受，火山巖體的追蹤識(shí)別必將成為火山巖儲(chǔ)層研究中愈來愈重要的研究方向。

火山巖層序分析。層序地層學(xué)研究在碎屑巖和碳酸鹽地層研究中取得了巨大的成功，如何實(shí)現(xiàn)層序地層理論在火山巖地層劃分中的成功應(yīng)用，將是火山巖儲(chǔ)層研究者的重要課題。

火山巖相的劃分和研究。由于火山巖相的研究為火山巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供了一項(xiàng)行之有效的途徑，因此在這一研究方向也必將取得重大的進(jìn)展。

火山巖儲(chǔ)層裂縫表征?；鹕綆r儲(chǔ)層與碎屑巖儲(chǔ)層不同，裂縫對(duì)其具有更為重要的意義。因此，裂縫的表征就成為火山巖儲(chǔ)層研究的重要課題和發(fā)展方向。

火山巖儲(chǔ)層精細(xì)評(píng)價(jià)和準(zhǔn)確預(yù)測(cè)方法與技術(shù)。儲(chǔ)層的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是油氣勘探的最終目標(biāo)，而儲(chǔ)層的精細(xì)評(píng)價(jià)又決定著油氣開發(fā)方案的編制和有效實(shí)施，因此專家學(xué)者都積極致力于這方面的研究。

4 結(jié)論

1）國(guó)內(nèi)火山巖儲(chǔ)層油氣研究主要包括勘探和開發(fā)2大方面，勘探方面主要集中在火山巖儲(chǔ)層巖性巖相研究、儲(chǔ)層的微觀研究、地球物理方法研究等。開發(fā)方面主要包括開展針對(duì)開發(fā)的火山巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)研究、火山巖儲(chǔ)層裂縫表征、開展與火山巖儲(chǔ)層開發(fā)相關(guān)的試驗(yàn)研究等。

2）目前火山巖氣藏研究中的關(guān)鍵問題主要為：火山巖儲(chǔ)層地層劃分、建立在火山巖體識(shí)別基礎(chǔ)上的巖性巖相研究、火山巖儲(chǔ)層裂縫表征及火山巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)和綜合評(píng)價(jià)方法研究等。

3）火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)研究的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在：火山巖體的識(shí)別和劃分、火山巖層序分析、火山巖相的劃分和研究、火山巖儲(chǔ)層裂縫表征和火山巖儲(chǔ)層精細(xì)評(píng)價(jià)和準(zhǔn)確預(yù)測(cè)方法和技術(shù)研究等諸多方面。

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（編輯 楊會(huì)朋）

Research advances in geology of volcanic reservoir

Chen Huanqing,Hu Yongle,Zhao Yingcheng,Xie Wen
(Research Institute of Petroleum Exploration and Development,PetroChina,Beijing 100083,China)

Research actualities of prospecting and developing for volcanic rock reservoir were particularly introduced and the problems on volcanic gas reservoir research nowadays were pointed out,too.The key questions in the research of volcanic gas reservoir were volcanic stratum compartmentalization,lithology and lithofacies research on the basis of volcanic rocks recognized,fracture described,reservoir forecasted and synthesis evaluated.Combined with examples,these key questions above-mentioned were detailedly analyzed.Lastly,the evolution directions ofvolcanic gas reservoir were prognosticated.

volcanic rock;reservoir geology;volcanic rocks;lithology and lithofacies;stratum compartmentalization;fracture characterization

中國(guó)博士后科學(xué)基金“火山巖儲(chǔ)層流動(dòng)單元定量研究”（20100480344）、中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院中青年創(chuàng)新基金“火山巖氣藏儲(chǔ)層火山巖體與火山巖相關(guān)系研究”（2009-B-10-03）聯(lián)合資助

TE12

：A

1005-8907（2012）01-0075-05

2011-03-05；改回日期：2011-11-16。

陳歡慶，男，1979年生，博士，2003年畢業(yè)于西北大學(xué)石油及天然氣地質(zhì)專業(yè)，2006年獲得西北大學(xué)礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位，2009年獲得中國(guó)石油大學(xué)（北京）礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)博士學(xué)位，主要從事儲(chǔ)層開發(fā)地質(zhì)研究工作。E-mail：hqchen.1999@yahoo.com.cn。

陳歡慶，胡永樂，趙應(yīng)成，等.火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)研究進(jìn)展［J］.斷塊油氣田，2012，19（1）：75-79. Chen Huanqing，Hu Yongle，Zhao Yingcheng，et al.Research advances in geology of volcanic reservoir［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2012，19（1）：75-79.