牛头山玄武质火山岩岩石物性特征及成因分析.docxVIP

牛头山玄武质火山岩岩石物性特征及成因分析 在过去的20年里，国内外多次发现了大量以火山岩为储存岩的油气藏。火山岩油气藏显示出广阔的时空分布和勘探前景（nakata，1980；张万选等，1981；vernik，1990；grynburg等人，1993；郭占谦，1998；wadaa等人，1998；misuta等人，1999；othman等人，2001；刘家琦等人，2010）。可作为油气储集层的火山岩岩性多种多样, 业已在凝灰岩 (Gries et al., 1997) 、正长岩 (Gries et al., 1997) 、安山岩 (Hinterwimmer et al., 2002) 、火山碎屑岩 (Sakata et al., 1989; Hinterwimmer, 2002;Magara, 2003) 和玄武岩 (Ruth, 2007) 等中发现有工业油藏, 其中玄武岩油气藏报道较多, 如俄罗斯远东和高加索地区Yaraktin粗面玄武岩油气田 (Levin, 1995) 、印度尼西亚NW Java盆地Jatibarang油气田 (Schutter, 2003) 、纳米比亚Orange盆地Kudu油气田、阿尔及利亚Triassic/Oude Mya盆地Ben Khalala和Haoud Berkaoui油气田 (Petford et al., 2003) 等。在我国东部已发现的火山岩油气藏亦多赋存于与裂谷带活动有关的玄武岩地层, 例如:松辽盆地徐家围子断陷火石岭组 (Wang et al., 2002) 和长岭断陷营城组 (王璞珺等, 2003;杨辉等, 2006;姜慧超等, 2009) , 济阳坳陷东营凹陷沙河街组 (曾广策等, 1997) , 黄骅坳陷东营组、沙河街组 (Chen et al., 1999) , 江汉盆地江陵凹陷始新统 (闫春德等, 1996) 和苏北盆地古近纪阜宁组 (冀国盛等, 2002) 等。在这些含油气盆地中, 往往发育有多期次岩浆活动, 出现多层熔岩的叠合, 说明玄武质火山岩及其火山机构具有重要的油气勘探价值。 在玄武质熔岩及其古火山机构中, 广泛发育有多种成因的孔隙和裂缝。孔隙特别是原生孔隙是储集空间的基础 (Sruoga et al., 2007) , 裂缝是影响火山岩渗透率和连通性的主要因素 (Mueller et al., 2008;Quane et al., 2009) , 它不仅能连通孤立存在的原生、次生孔隙, 其影响贯穿储层改造、油气运移和聚集及油气开发的全过程 (侯英姿, 2003) 。从空间上看, 火山岩储层物性和储集空间特征主要受控于火山岩相, 不同岩相带的孔隙和裂隙及其组合存在差异。例如玄武岩储层主要以喷溢相为主, 熔岩层上部主要为溢出孔、杏仁孔、接触带孔缝等, 岩层中下部主要为溶蚀孔、构造裂缝等 (Schutter, 2003) 。 为了满足火山岩油气藏的开发需要, 有学者基于火山岩野外露头, 根据火山岩相分类初步识别出火山通道相、火山熔岩相、火山爆发相和火山喷发沉积相等4类孔隙系统 (田海芹等, 2000) 。但更多的研究来自于对钻孔岩芯的岩石学研究 (范宜仁等, 1999;Wu et al., 2006) 及测井资料的分析和自然伽马、密度、中子和声波等数据来讨论玄武岩的储层物性 (Galle et al., 1992;王芙蓉等, 2003) 和裂缝产状 (Khalil et al., 1991) 等问题, 但是对火山岩相与孔隙、裂缝的关系、孔隙—裂缝系统的空间分布还缺乏整体认识。本文选择我国东南部出露较好的新近纪火山机构——牛头山玄武质古火山为研究对象, 通过对火山机构的野外调查、典型岩石的镜下观察和物性分析等, 探讨玄武质火山岩作为油气储集体系的特征, 为认识类似火山岩油气藏的油气聚集条件提供类比依据。 1 牛头山火山颈相特征 牛头山古火山位于福建漳州东南部, 濒临东海, 构造位置处于平潭—东山北东向断裂带中段。火山作用表现为四期间歇性宁静溢流喷发为主的特征 (林友坤, 1992;夏佳, 1993) 。根据岩石结构构造和岩性层序并结合野外产状及分布特征, 可区分为喷溢相和火山颈相2种岩相 (林长江, 2002) (图1) 。因其火山机构完整, 于2001年被批准为国家级地质公园。 火山颈相为岩浆物质填充喷溢通道并冷凝固结而形成的。牛头山存在三期火山颈相岩石 (图1) :第一期火山颈相为深灰色、灰黑色橄榄玄武岩广泛分布二辉橄榄岩捕虏体;第二期火山颈相为灰色碱性橄榄玄武岩;第三期火山颈相为灰黑色粗玄岩。岩石致密, 气孔不发育, 且分布较为局限, 但均具柱状节理。 喷溢相是岩浆在地表流动过程中或滞留后, 逐渐冷凝、固结而形成的火山岩。牛头山四期喷溢相岩层各具特征 (林长江,