准噶尔盆地哈山地区石炭系-二叠系火山岩储层发育机制研究

Mechanism of reservoir development in the Carboniferous-Permian volcanic rock reservoirs in Hala’alate Mountain area, Junggar Basin

摘要

哈山地区位于准噶尔盆地西北缘,形成于陆缘岛弧背景之下,其石炭系-二叠系火山岩储层是油气藏勘探的重点领域。为进一步明确哈山地区石炭系-二叠系火山岩储层的勘探前景,在岩心、薄片鉴定基础上,综合扫描电镜、微米CT、流体包裹体等技术方法,结合储层物性参数、主微量元素分析结果,对该区石炭系-二叠系火山岩储层发育机制展开系统研究。结果表明:(1)哈山地区火山岩储集空间类型主要为溶蚀孔、粒间孔和溶蚀缝,孔隙直径大且连通性较好,但非均质性较强;(2)火山岩岩相、裂缝、风化淋滤和深部热液流体是影响火山岩储层物性的关键因素——溢流相和爆发相是有利储层发育相带,构造抬升和逆冲推覆使推覆体前翼、断层交汇处储层物性更优质,风化淋滤又进一步改善了储层;(3)基于物性-岩相-储集空间联合分析,将哈山地区火山岩储层划分为3类,其中优质储层主要位于逆冲推覆带的“三角”地带。结论认为,哈山地区石炭系-二叠系火山山岩具备发育大规模优质储层的条件,展现出巨大的油气勘探开发潜力。

关键词

火山岩 / 储集空间 / 储集物性 / 形成机制 / 哈山地区

Key words

volcanic rock / reservoir porosity / reservoir physical property / formation mechanism / Hasan district

0 引言

随着油气勘探的不断深入,与火山岩有关的油气藏成为具有较大勘探潜力的一个新目标。从20世纪50年代起,相继在委内瑞拉的马拉开波盆地、越南的湄公盆地和我国的渤海湾盆地发现了亿吨级火山岩油气藏,全球范围内多个盆地可见油气显示^{[1⇓⇓⇓⇓-6]}。目前,在全国范围内发现了一系列与火成岩相关的油气藏,尤其以中国西部的准噶尔盆地火山岩^[7-8]、北部的松辽盆地深层火山岩^[9-10]和东部的渤海湾盆地火成岩研究成果最为卓著^[11],火山岩勘探已成为中国陆上油气勘探的重要领域之一^{[12⇓⇓-15]}。

近年来,准噶尔盆地西北缘火山岩储层油气勘探取得一系列重大突破,先后发现了克拉玛依、白碱滩、乌尔禾、百口泉和红山嘴等油田^[16-17]。哈拉阿拉特山(哈山)地区位处准噶尔盆地西北缘,南邻生烃中心玛湖凹陷,其逆掩推覆背斜下部断裂带极为发育,成为成藏条件优越的勘探区^[18],多口井在火山岩发育岩性段见到良好的油气显示,尤其石炭系和二叠系火山岩段预测储量达7 638万t,具有可观的油气储量^[19],表明火山岩油气藏为该地区重要的油气勘探目标。

目前,哈山地区火山岩储层发育机制主要围绕石炭系展开,重点围绕岩性、岩相等内因和构造演化、风化淋滤作用等外因,以及伴生的成岩作用对石炭系火山岩储层形成机制的影响进行分析^[20⇓-22]。该套火山岩储层虽为低孔低渗储层,却表现出很强的储层非均质性。随着钻探程度不断加大,钻遇二叠系火山岩层段时油气显示同样明显,因而对于哈山地区整套石炭系和二叠系火山岩储层发育特点及形成机制提出新的疑问:多期次火山喷发旋回下发育的岩相是否对储层的展布规模及质量有所影响,构造活动、抬升至地表后的淋滤作用等对更深层钻遇的火山岩储层的作用机制是什么,为此,本文基于岩心观察和薄片鉴定,通过扫描电镜、微米CT等技术手段,结合储层物性、主微量元素和流体包裹体分析方法,对哈山地区火山岩储层发育机制进行了深入剖析,期望为下一步研究区油气勘探目标的确定提供重要理论依据。

1 区域地质概况

哈拉阿拉特山(哈山)地区位于准噶尔盆地西北缘(图1),为哈山—德伦山构造带西端,呈北东-南西向展布,向北与达尔布特断裂、和什托洛盖盆地相接,南部紧邻乌夏断裂带、玛湖凹陷^[23-24]。自石炭纪以来,哈山地区受海西、印支、燕山和喜山多期构造运动的改造^[25-26],经历了早二叠世碰撞造山后的伸展裂陷阶段^[27-28],中—晚二叠世开始大规模走滑逆冲,三叠纪进入推覆、冲断阶段,发育大型逆冲推覆构造体,具有“垂向分层,平面分带、分段”的构造特点^[29]。

哈山地区及周缘火山岩主要发育于上石炭统,形成了喷发相、溢流相两种火山岩相,岩石类型包括玄武岩、安山岩、流纹岩、火山角砾岩和凝灰岩,岩浆活动指示岛弧或大洋中脊有关的构造背景^[20-21]。早二叠世,佳木河组沉积期火山活动强烈,发育大量火山岩,后期风城组沉积时期火山活动减弱,火山岩与云质岩、碎屑岩等沉积岩类混合沉积^[29]。哈山地区火山岩内幕结构复杂,受海西期以来构造活动的影响,逆冲推覆区石炭系、二叠系脆性地层断裂,伴生若干网状裂缝^[30],多期构造运动影响下形成的相互沟通的网状断裂系统,改善了哈山地区火山岩储层^[30⇓-32]。

2 样品与分析方法

本次研究样品采自哈山地区钻井HS1、HS2、HS3、HS11、HSX1、HS101、HQ101、HQ102、HQ3和HQ6,涉及层位为石炭系-二叠系,石炭系样品深度为76~2 834.25 m,二叠系样品深度为1 072~4 500 m。样品分析主要依托中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室和中国地质调查局天津地质调查中心实验室开展完成。其中,主量元素和微量及稀土元素分别由X射线荧光光谱仪(分析精度在2%~5%)和ThermoFisher X Series 2电感耦合等离子质谱仪(分析误差小于6%)。测试前,对24个样品进行预处理、清洗、干燥和粉碎,并研磨至200目以下。测试过程均采用国家一级标准物质进行监控,确保测试结果准确有效,并依据TAS判别图和Zr/TiO₂-Nb/Y判别图划分岩性类别后,分别对中-基性火山岩、中-酸性火山岩采用不同构造环境判别图解进行分析。扫描电镜分析测试由日立SU8010型冷场发射扫描电子显微镜完成实验观测分析,成像方式为二次电子成像,主要用于观察矿物形貌、接触关系和孔隙结构。微米CT分析测试样品处理合格以后(要求柱塞样长度和直径≤300 mm),由多尺度岩心扫描成像系统(nano Voxel3502)完成测试,其空间分辨率为3.3 μm,用于定量表征微观孔隙特征。流体包裹体均一温度测试由美国显微冷热台系统完成,薄片厚0.08 mm,双面抛光,测温前用奥林巴斯BX51型偏光显微镜观察,识别确定用以测温的流体包裹体,流体包裹体均一温度主要用于确定深部热液活动期次。阴极发光由美国ELM-3RX型阴极发光仪完成分析测试,薄片厚0.03 mm,无盖玻片,主要用于观察矿物阴极发光特征,识别胶结特征,判断次生孔隙,恢复原岩结构,推测成岩序列。铸体薄片观察分析由奥林巴斯BX51型偏光显微镜完成,薄片厚0.03 mm,蓝色铸体,主要用于孔隙结构特征分析、矿物识别和岩性鉴定。

3 火山岩储层特征

3.1 岩性岩相特征

哈山地区火山岩以中性-基性火山岩类为主,包括玄武质、安山质、玄武安山质和英安质火山岩类,仅少部分井发育流纹质火山岩类(图2、图3)。

火山熔岩及火山碎屑岩为主要发育岩石类型,其中,火山熔岩类有伊丁玄武岩、安山岩和少量流纹岩,火山碎屑岩类包含火山角砾岩和凝灰岩;此外,少量熔结火山碎屑岩类、沉火山碎屑岩类发育于研究区部分井段。

伊丁玄武岩内含有基性斜长石(40%)、伊丁石化的橄榄石(35%)和辉石斑晶(10%),板条状斜长石构成三角形格架,其中填充细小橄榄石、辉石、磁铁矿和玻璃质等基质,构成间粒-间隐结构(图2a)。安山岩主要由中性斜长石(70%)组成,其次为辉石(2%);斜长石微晶呈定向-半定向排列,其间多为玻璃质及少量辉石充填,可见玻基交织结构(图2b)。流纹岩内可见玻璃质基质部分脱玻化作用后构成霏细结构,发育斑状结构及流纹构造(图2c)。

火山角砾岩以玄武安山质或安山质为主,平均粒径2~3.5 mm(图2d)。凝灰岩的颗粒由晶屑(主要为碱性长石、斜长石和少量石英)、玻屑和岩屑组成,粒径均小于2 mm;填隙物多为火山灰,含少量陆源长石和石英碎屑(图2e)。熔结火山角砾岩发育特有的假流纹构造,其在重荷和高温的共同影响下,碎屑颗粒发生定向排列、塑变拉长和扁平化。熔结凝灰岩的火山碎屑物质占岩石成分的10%~90%,不含“球状体”,颗粒细小(粒径<2 mm),塑性碎屑压扁拉长,刚性的岩屑、晶屑交织分布,定向-半定向排列,发育熔结结构(图2f)。沉凝灰岩形成于火山作用和沉积改造的双重作用下,火山碎屑物含量50%~90%,具有沉火山碎屑结构,碎屑颗粒可见不同程度的磨圆(图2g,h)。

依据风化面、小型沉积夹层、凝灰岩层等火山活动间歇期的典型地质界面,可以限定喷发旋回、期次的起始和终止,进而细化岩性组合和岩相序列。研究区火山岩喷发序列分为4个旋回(图4),从火山岩相空间展布来看,旋回一为爆发相空落亚相-溢流相中部亚相-溢流相上部亚相火山岩相序列;旋回二包括溢流相中部亚相、爆发相空落亚相和溢流相上部亚相;旋回三为爆发相空落亚相-溢流相上部亚相-爆发相空落亚相/爆发相热碎屑流亚相;旋回四由爆发相空落亚相、溢流相上部亚相和爆发相空落亚相构成。石炭系火山岩相主要为爆发相,岩浆沿火山通道上涌至地下潜水带后,地下水迅速蒸汽化,岩石内部压力增高,在超越上覆岩石压力后,周遭围岩发生剧烈爆炸,射气式喷发后在其周缘沉积大量火山碎屑物质;二叠系火山岩空间展布受控于溢流相,夹少量爆发相空落亚相于其间。在划分出4个火山喷发旋回、12个火山喷发期次的基础之上,建立了中心式火山岩相模式(图4)。

地球化学特征显示,研究区火山岩喷发于俯冲消减带环境下,石炭系火山岩指示了洋脊-岛弧成因的构造背景(图5a,b),二叠系火山岩说明了早期碰撞岛弧的发育环境,以及后期向拉张应力下过渡的陆内伸展构造背景(图5c,d)。

3.2 储集空间类型与特征

哈山地区火山岩主要发育12种类型的原生和次生成因孔隙及裂缝(表1),主要孔隙类型包括气孔、斑晶溶孔、粒内(间)溶孔和基质溶孔,其次为颗粒间孔和脱玻化孔;裂缝以溶蚀缝和高导构造缝为主,冷凝收缩缝次之。

岩浆从地下深处喷出地表冷凝,固结成岩过程中,受冷凝固结作用发育原生气孔和冷凝收缩缝、剩余气孔、晶间和晶内孔-缝等原生储集空间。原生气孔及长石斑晶内发育的冷凝收缩缝多见于玄武岩、安山岩和熔结凝灰岩(图6a,b),原生气孔多被钙质物或玻璃质充填,剩余气孔仅存在于火山角砾岩内充填的自生矿物方解石和绿泥石周围。凝灰岩和安山岩可见原生颗粒间孔(图6c),为经压实固结成岩残余的颗粒间孔,部分原生孔被流体溶蚀可形成次生溶孔。多在玄武岩、安山岩和火山角砾岩内发育构造缝(图6d),溶蚀孔、缝发育于玄武岩、安山岩和岩屑凝灰岩内。大气淡水的溶蚀作用发生在火山喷发间歇期,地表或近地表条件下,火山岩气孔和原生裂缝因风化淋滤作用而被溶蚀,在长石斑晶内也可见风化淋滤作用形成的溶孔和溶蚀缝,以及基质脱玻化、黏土化后发育的基质溶孔或脱玻化孔(图6e-i)。此外,原生矿物易被自生矿物充填或次生蚀变,矿物内部填充的方解石在碱性流体作用下进一步溶蚀而发育晶内溶孔(图6j)。

3.3 储层物性特征

研究区火山岩内部发育储层的孔隙度为0.44~12.37%,渗透率为0.04~30.57 mD,孔渗相关性分析表明(图7、表2),孔渗相关系数为0.3,相关性不好,储层非均质性强,表明储层的发育质量受控于构造裂缝的同时,也受到各式原生及次生孔隙的影响;储层微米CT三维重构结果进一步显示,在体积为176.60 mm³样品中,识别孔隙体积为2.27 mm³,计算孔隙度为1.29%,其中,半径在100 μm以上的孔隙占孔隙总体积的75%,半径大于80 μm的喉道占85%;孔隙半径整体较大,溶蚀作用沿裂缝进行,孔喉连通性好(图8)。对于裂缝不发育的层段,孔喉连通性一般,孔隙数量大成为了控制储层质量的另一特点。通过各类储集空间的面孔率统计分析,冷凝固结作用下发育的原生裂缝、气孔和晶间(内)孔对总面孔率的贡献率达15.26%(图6a)。受溶蚀作用形成的粒内溶孔、斑晶溶孔和基质溶孔的面孔率占总面孔率的35.33%(图6e,f,h,i)。蚀变及交代作用一定程度上改造了晶内原生孔、斑晶溶孔等储集空间类型及质量,面功率贡献率占20.87%(图6j)。受构造活动影响发育的储层,构造裂缝面孔率贡献率达18.85%(图6d)。

4 火山岩储层形成机制

4.1 中心式火山岩相控制作用

不同岩性、岩相内部的孔-缝组合类型及发育程度不同,导致孔隙结构和物性的差异,由此控制了储层的发育。在考虑成岩作用对岩石储层物性的影响之前,大尺度储层物性非均质性首先表现在不同的沉积体系之间。对于火山岩储层而言,这种影响作用体现在岩性、岩相对储层物性的控制,具体表现为孔-缝组合的类型及发育程度在岩性、岩相的差异性。

研究发现,相较于溢流相和爆发相对储层质量良好的控制作用,沉火山岩相火山岩发育的储层质量一般,孔隙度和渗透率都呈现较低值的特点(图9)。

对于石炭系火山岩来讲,溢流相火山岩的渗透率高于爆发相空落亚相,而二叠系火山岩渗透率受溢流相的影响不明显,主要被热碎屑流亚相所控制(图9b,d);两个层系的孔隙度分布特征大致相似,石炭系火山岩孔隙度发育程度稍好于二叠系火山岩(图9a,c)。由此看来,火山岩岩相的差异性分布对哈山地区火山岩内部孔隙发育的意义不大,但在一定程度上影响了储层的非均质性。研究区石炭系火山岩储层质量相对优于二叠系火山岩,从火山岩相剖面展布关系来看,石炭系火山岩溢流相的分布规模远大于二叠系火山岩(图10),而溢流相主要发育岩石类型为玄武岩、玄武质安山岩和安山岩,其内部的原生气孔与晶内溶蚀孔、溶蚀缝等构成良好的储集体系。结合哈山地区石炭系火山岩岩性应力-应变关系表明,凝灰岩、火山角砾岩的抗压强度大于玄武岩,从而在相同强度的挤压应力作用下,玄武岩、安山岩的造缝能力强于凝灰岩类^[19]。二叠系仅少部分热碎屑流亚相层位的火山岩渗透率较高,发育岩性为熔结凝灰岩,其内部有利储集空间为岩浆喷发过程中挥发分散出产生的孔隙及冷凝收缩缝,结合溢流相较不错的储层发育质量,推测岩浆冷凝结晶过程中发育的熔结结构、流纹构造均对储层质量(尤其是渗透率)的提高有一定帮助。沉火山岩相与爆发相空落亚相整体对储层的控制意义一般,但在石炭系和二叠系两个层位表现出储层质量的差异性,受海西-印支运动的影响,在二叠纪末—早三叠世强烈的推覆和挤压应力作用下^[31],石炭系附近被断裂带所切割的范围更广,程度更大,一定程度上暗示断裂带影响了储层的非均质性,且断层埋深较浅时为脆性断裂,发育无黏结力的断裂带,断裂带因其“膨胀”性而表现出良好的渗透性^[32],因而缺乏明显的证据说明沉火山岩相与爆发相空落亚相影响了火山岩渗透性的好坏,但该岩相对火山岩内部孔隙的发育有一定建设性意义。

4.2 复杂山前断裂的改造作用

晚石炭世末期为准噶尔洋盆演化的关键转折期,随着晚石炭世准噶尔洋盆闭合,准噶尔古陆块发展为陆内盆地发展阶段^{[33⇓⇓-36]}。自早二叠世起,准噶尔地区进入伸展裂陷盆地发育时期,沉积坳陷受控于深大断裂;早二叠世末期区域应力转变为挤压场,发育晚二叠世前陆盆地^[37-38];在二叠纪末海西构造运动下,石炭系和二叠系遭受强烈的逆冲推覆,二叠系内部形成断层滑脱面的同时继续逆冲抬升,发育断层相关褶皱,石炭系推覆体之下的隐伏背斜发育^[31]。随后盆地在三叠纪—白垩纪进入坳陷盆地演化阶段,晚三叠世印支运动使得早期的推覆、冲断加大,哈山构造带趋于定型^[37-38]。与推覆、冲断相关的构造作用对储集空间进行了改造,构造活动控制了断层展布并发育若干次级断裂,哈山地区成像测井上拾取的高导缝发育的优势倾角方位是北西向和南东向(图11),这与当时古构造应力方向相一致^[20]。在断裂带应力集中区裂缝密集发育,断裂级别越大,控制的裂缝区范围就越大,大大提高了岩石的渗透性,大气水淋滤及有机酸作用的溶蚀孔、缝构成复杂的孔-洞-缝系统,可形成油气网状输导通道。可以推断,次生储集空间发育阶段主要受控于构造断裂活动、风化剥蚀及大气淡水的淋滤作用,同时可能受到地层深部热液流体对矿物组分溶蚀的影响。根据地震剖面识别出的断层之间相互切割关系,断层发育顺序为:F5→F3-2→F3→F4→F4-1,逆冲推覆体主要发育在二叠系层位,因此主要断层活动于二叠纪时期,各井均存在早期或晚期流体活动,不同井的期次不同,流体性质也不同^[20],可能为构造活动结果(图11)。通过断层及流体运移位置与岩相旋回期次位置的划分(图10,11),可以判断流体运移与岩相无关,与断层位置密切相关。

4.3 深浅部流体的淋滤溶蚀作用

哈山构造带的发育开始于二叠纪末期大规模推覆造山,印支期后基本定型,推覆体顶部石炭系火山岩遭受抬升后暴露地表,长期遭受风化淋滤作用,发育风化壳,之后侏罗系、白垩系相继超覆于哈山推覆体之上,不整合面的黏土层、底砾岩作为风化壳顶层,分隔了油气系统^[39⇓-41]。研究区样品的化学蚀变指数(CIA)值集中在50~60(图12),说明本区火山岩一定程度上受风化淋滤作用影响,且主要作用于0~3 000 m之间的范围,以F5、F3两期高角度逆断层为主要通道(图11)。

在大气淡水淋滤作用下,多期次的构造抬升、逆冲推覆作用使得推覆体前翼、断层交汇端为溶蚀裂缝、溶蚀孔的有利发育区^[21]。研究区火山熔岩、凝灰岩均表现出较高的储层物性,粒内溶孔、斑晶溶孔、基质溶孔和溶蚀缝为受风化淋滤作用形成的主要储集空间类型。风化淋滤过程中的溶蚀作用多作用于长石晶体,次生溶蚀后于长石表面发育大量黏土矿物,如绿泥石、蒙脱石等(图13a),不同黏土矿物内部形成孔径不一的溶蚀孔;黑云母、角闪石等铁镁质矿物成分受风化淋滤作用的影响程度更大,溶蚀后残余的晶间孔发育于绿泥石等黏土矿物之间(图13b)。

裂缝内充填碳酸盐的盐水流体包裹体测温显示:深部热液作用分为4期,对应温度区间分别为60~80、100~120、160~180和200 ℃左右,准噶尔盆地为中国中—西部地区典型的“冷”盆,现今地温梯度约为2.3 ℃/hm^[36],说明深部热液作

用于火山岩(图14)。由于深部热液流体的作用,火山岩内部易遭受热液充填及交代蚀变作用。热液渗入孔隙和裂缝中冷凝沉淀,发生充填胶结作用,充填胶结物以方解石、绿泥石为主(图6j),原生储集空间遭受破坏,但自生充填矿物在一定条件下可能再次发生溶蚀而发育孔隙。在热液作用下,富Mg、Fe的矿物及斜长石等易发生矿物交代蚀变作用,次生蚀变作用使得矿物进而碱性化、细粒化,从而更容易被带走或者被有机酸溶蚀。研究区普遍存在斜长石的高岭土化(图6e),还可见长石的碳酸盐化、绢云母化以及辉石和角闪石的绿泥石化。交代蚀变作用对储层物性的影响是双向的,矿物不仅多水化膨胀蚀变使孔隙度相对降低,另一方面矿物蚀变可以使矿物碱性化和细粒化,从而矿物组分更易被有机酸溶蚀。

5 哈山地区火山岩储层发育模式

根据有利岩相、构造断裂、风化淋滤作用对储层主控因素的分析结果,结合测井解释孔隙度、渗透率、裂缝密度、储层空间组合等参数,建立了如下哈山地区火山岩储层评价标准(表3)。爆发相热碎屑流亚相、空落亚相和溢流相为中心式火山岩相模式下的有利储层发育岩相类型,海西-印支期构造运动改造了火山岩内部结构,发育大型逆冲推覆体的同时促成了火山岩风化壳结构的形成,受长期大气淡水淋滤作用及不同期次的深部热液活动影响,在哈山推覆-冲断带联合输导体系配置下,形成了以晶(粒)内溶蚀孔-溶蚀缝/构造缝为特征的组合储集体。具体来讲,推覆体前翼、断层交汇端的“三角”地带附近为多期次断裂活动下发育的逆冲推覆构造,靠近地表,易遭受抬升剥蚀和大气淡水的淋滤作用,且多期次的断裂相互切割了该区域火山岩的内部结构,既为大气淡水的淋滤作用向断层深部的进行提供了条件,又扩大了深部热液溶蚀作用的影响。针对石炭系和二叠系火山岩储层发育特征来看,石炭系火山岩渗透率受溢流相控制作用更为明显,大于爆发相空落亚相对储层发育质量的影响意义;二叠系火山岩在爆发相空落亚相的渗透性一般,受“三角”地带逆冲推覆活动的影响,储层物性一定程度上有所提高,但热碎屑流亚相相对爆发相空落亚相而言,熔结凝灰岩内部发育了原生孔隙及冷凝收缩缝,储层物性的提高还与之相关,由此,地表附近的“三角”地带及地层深部的热碎屑流亚相分布区域均为优质储层的有利发育区(图15)。中等储层为大气淡水沿深大断裂进一步溶蚀、改造的结果,发育该类储层的火山岩内部裂缝发育程度弱于类储层火山岩。差储层主要位于溢流相中部和沉火山岩相,前者不利于原生气孔的发育,溶蚀加大作用也难以继续进行,后者内部的沉凝灰岩抗压强度大,其内部难以进行构造活动的改造及热液的溶蚀,储集性能因而较差。

6 结论

(1)火山岩储集空间类型包含晶(粒)间孔、冷凝收缩缝和斑晶炸裂缝等原生孔隙,以及斑晶溶孔、粒(间)内溶孔、基质溶孔、脱玻化孔、构造缝和溶蚀缝等次生孔隙,其中,粒(间)内溶孔、斑晶溶孔和基质溶孔对储层物性的贡献率最高。同时区内火山岩孔隙度和渗透率相关性弱,储层非均质性强。

(2)多因素分析认为优质储层与岩相、断裂、大气淡水及热液体密切相关。其中,溢流相和爆发相热碎屑流亚相具有更高的渗透率,储层物性更优,且火山岩岩相的差异性分布控制了储层的非均质性;断层增加了储层的连通性,更加有利于形成优质储层;此外,深部热液及地表的大气淡水沿断裂运移,发生的自生矿物蚀变、溶蚀作用形成的溶蚀孔洞对储层物性也具有一定的改善。

(3)哈山地区火山岩储层可划分为3类:优质储层主要位于逆冲推覆带的“三角”地带;中等储层主要由大气淡水沿深大断裂进一步溶蚀、改造而成;差储层多见于内部裂缝发育程度低的溢流相中部和沉火山岩相。

参考文献

[1] SCHUTTER S R. Occurrences of hydrocarbons in and around igneous rocks[J]. Geological Society, London, Special Publications, 2003, 214(1): 35-68.

[2] 王承书. 委内瑞拉马拉开波盆地的油气系统[J]. 沉积与特提斯地质, 2006, 26(4): 109-110.

[3] SRUOGA P, RUBINSTEIN N. Processes controlling porosity and permeability in volcanic reservoirs from the Austral and Neuquén Basins, Argentina[J]. AAPG Bulletin, 2007, 91(1): 115-129.

[4] 邹才能, 赵文智, 贾承造, 中国沉积盆地火山岩油气藏形成与分布[J]. 石油勘探与开发, 2008, 35(3): 257-271.

[5] 窦立荣, 魏小东, 王景春, 乍得Bongor盆地花岗质基岩潜山储层特征[J]. 石油学报, 2015, 36(8): 897-904, 925.

[6] 王昕, 周心怀, 徐国胜, 渤海海域蓬莱9-1花岗岩潜山大型油气田储层发育特征与主控因素[J]. 石油与天然气地质, 2015, 36(2): 262-270.

[7] 李军, 薛培华, 张爱卿, 准噶尔盆地西北缘中段石炭系火山岩油藏储层特征及其控制因素[J]. 石油学报, 2008, 29(3): 329-335.

[8] 余淳梅, 郑建平, 唐勇, 准噶尔盆地五彩湾凹陷基底火山岩储集性能及影响因素[J]. 地球科学: 中国地质大学学报, 2004, 29(3): 303-308.

[9] 王璞珺, 陈树民, 刘万洙, 松辽盆地火山岩相与火山岩储层的关系[J]. 石油与天然气地质, 2003, 24(1): 18-23.

[10] 石昕, 戴金星, 赵文智. 深层油气藏勘探前景分析[J]. 中国石油勘探, 2005, 10(1): 1-10.

[11] 金春爽, 乔德武, 淡伟宁. 渤海湾盆地中、新生代火山岩分布及油气藏特征[J]. 石油与天然气地质, 2012, 33(1): 19-29, 36.

[12] 张朝军, 石昕, 吴晓智, 准噶尔盆地石炭系油气富集条件及有利勘探领域预测[J]. 中国石油勘探, 2005, 10(1): 11-15.

[13] 陈振岩, 李军生, 张戈, 辽河坳陷火山岩与油气关系[J]. 石油勘探与开发, 1996(3): 1-5, 97.

[14] 罗静兰, 邵红梅, 张成立. 火山岩油气藏研究方法与勘探技术综述[J]. 石油学报, 2003, 24(1): 31-38.

[15] 王璞珺, 陈崇阳, 张英, 松辽盆地长岭断陷火山岩储层特征及有效储层分布规律[J]. 天然气工业, 2015, 35(8): 10-18.

[16] 吴志雄, 王惠, 汤智灵, 准噶尔盆地西北缘中拐—五八区石炭系—二叠系火山岩储层控制因素分析[J]. 天然气地球科学, 2011, 22(6): 1033-1039.

[17] 邱子刚, 周阳, 赵蕾, 准噶尔盆地西北缘火山岩相及储层特征[J]. 石油天然气学报, 2012, 34(8): 34-38, 164.

[18] 张善文. 准噶尔盆地哈拉阿拉特山地区风城组烃源岩的发现及石油地质意义[J]. 石油与天然气地质, 2013, 34(2): 145-152.

[19] 张震, 徐国盛, 袁海锋, 准噶尔盆地哈山地区石炭系火山岩储层特征及控制因素[J]. 东北石油大学学报, 2013, 37(4): 39-46, 120-121.

[20] 张关龙, 张奎华, 王圣柱, 哈拉阿拉特山石炭系裂缝发育特征及成藏意义[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2014, 36(3): 9-18.

[21] 张奎华, 林会喜, 张关龙, 哈山构造带火山岩储层发育特征及控制因素[J]. 中国石油大学学报(自然科学版), 2015, 39(2): 16-22.

[22] 于洪洲. 准西北缘哈山地区石炭系火山岩储层特征及影响因素[J]. 地质力学学报, 2019, 25(2): 206-214.

[23] 何登发, 尹成, 杜社宽, 前陆冲断带构造分段特征: 以准噶尔盆地西北缘断裂构造带为例[J]. 地学前缘, 2004, 11(3): 91-101.

[24] 胡杨, 夏斌. 哈山地区构造演化特征及对油气成藏的影响[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2013, 35(1): 35-42.

[25] 何登发, 管树巍, 张年富, 准噶尔盆地哈拉阿拉特山冲断带构造及找油意义[J]. 新疆石油地质, 2006, 27(3): 267-269.

[26] 孙自明, 洪太元, 张涛. 新疆北部哈拉阿拉特山走滑-冲断复合构造特征与油气勘探方向[J]. 地质科学, 2008, 43(2): 309-320.

[27] 朱宝清, 冯益民. 新疆西准噶尔板块构造及演化[J]. 新疆地质, 1994, 12(2): 91-105.

[28] 方世虎, 贾承造, 郭召杰, 准噶尔盆地二叠纪盆地属性的再认识及其构造意义[J]. 地学前缘, 2006, 13(3): 108-121.

[29] 王圣柱, 吴倩倩, 程世伟, 准噶尔盆地北缘哈山构造带油气输导系统与运聚规律[J]. 沉积学报, 2017, 35(2): 405-412.

[30] 王圣柱, 林会喜, 张奎华, 准噶尔盆地北缘哈山构造带油气输导系统研究[J]. 特种油气藏, 2015, 22(6): 30-34, 142.

[31] 胡杨, 夏斌. 新疆北部哈山地区构造演化特征及油气成藏条件初步分析[J]. 沉积与特提斯地质, 2012, 32(2): 52-58.

[32] 王圣柱, 吴倩倩, 宋梅远, 断裂带内部结构及其对油气运聚的控制作用: 以准噶尔盆地北缘哈山构造带为例[J]. 天然气地球科学, 2018, 29(11): 1559-1567.

[33] FENG Y, COLEMAN R G, TILTON G, et al. Tectonic evolution of the West Junggar region, Xinjiang, China[J]. Tectonics, 1989, 8(4): 729-752.

[34] 肖文交, 韩春明, 袁超, 新疆北部石炭纪-二叠纪独特的构造-成矿作用: 对古亚洲洋构造域南部大地构造演化的制约[J]. 岩石学报, 2006, 22(5): 1062-1076.

[35] 毛治国, 邹才能, 朱如凯, 准噶尔盆地石炭纪火山岩岩石地球化学特征及其构造环境意义[J]. 岩石学报, 2010, 26(1): 207-216.

[36] 焦小芹, 张关龙, 牛花朋, 准噶尔盆地东北缘石炭系火山岩形成机制: 对准噶尔洋盆闭合时限的新启示[J]. 地学前缘, 2022, 29(4): 385-402.

[37] 薛雁, 林会喜, 张奎华, 哈拉阿拉特山地区构造特征及成因机制模拟[J]. 大地构造与成矿学, 2017, 41(5): 843-852.

[38] 李学良, 林会喜, 张奎华, 哈山山前带构造特征及对下步勘探的启示[J]. 特种油气藏, 2018, 25(1): 20-24.

[39] 于洪洲. 准噶尔盆地西北缘哈拉阿拉特山前复杂构造带建模技术[J]. 天然气地球科学, 2014, 25(增刊1): 91-97.

[40] 韩祥磊, 吴倩倩, 林会喜, 准噶尔盆地北缘哈拉阿拉特山构造带油气输导系统类型及运聚模式[J]. 天然气地球科学, 2016, 27(4): 609-618.

[41] 王杰青, 许淑梅, 任新成, 准噶尔盆地腹部西侧侏罗系三工河组储层成岩作用及控制因素[J]. 石油学报, 2021, 42(3): 319-331.

基金资助

中国石化重点项目“准噶尔盆地重点山前带成藏规律及突破方向研究”(P22079)

胜利油田分公司科研项目“哈山构造带下二叠统原型盆地恢复及勘探潜力评价”(YKK2213)