研究次生孔縫的方法

⑴ 孔隙性和縫洞性

深部孔隙性砂岩具有壓實程度高、岩石較緻密、孔隙度較低、且孔隙中一般含有油，氣或水、孔隙流體具有壓力的特點。已有的理論研究表明，多孔介質孔隙流體壓力對岩石的變形和破壞存在一定影響，不同岩石其影響程度不同。從孔隙流體壓力為正常靜水壓力、實際地層孔隙壓力和大氣壓3個方面，通過實驗研究由於孔隙內壓改變而引起的載入途徑變化對岩石變形和破壞的影響。研究結果表明：孔隙流體壓力的存在使岩石的塑性增強，即模擬砂岩實際地層孔隙壓力和圍壓得到的三軸抗壓強度、軸向應變、徑向應變和泊松比大於其他兩個條件下相應的值，彈性模量則小於其他兩個條件下的岩石彈性模量；對深部孔隙性地層岩石，要表述岩石的力學特性，應考慮孔隙壓力的存在和影響，應盡量模擬岩石在深部埋藏條件下所受到的實際上覆岩石壓力、實際地層孔隙壓力測試岩石的應力一應變特性。

塔里木盆地塔河油田的下奧陶統縫洞性碳酸鹽岩儲集層中的次生裂縫或溶蝕孔洞是其主要儲集空間和滲流通道。為更好地認識此類油蔽的開采特徵，根據儲集體內縫洞之間的組合關系，提出了6種儲滲模式。從縫洞性儲集體的類型角度分析油井的開采特徵，結果表明：鑽遇裂縫溶洞型儲集體的油井一般見水前高產穩產，見水後遞減幅度最大；鑽遇溶洞裂縫型儲集體的油井產量中等，見水後產量遞減幅度較小；鑽遇裂縫基質型儲集體的油井對開發貢獻很小。結合油井開采特徵，用統計方法預測了儲集體的平面分布。與儲集層建模結果對比，二者的相關性較好。

⑵ 孔隙結構的儲集層孔隙結構研究方法

孔隙結構研究方法分類 分 類 方 法 間接測定法 毛管壓力法，包括壓汞法、半滲透隔板法、離心機法、動力驅替法、蒸氣壓力法等 直接觀測法 鑄體薄片法、圖像分析法、各種熒光顯示劑注入法、掃描電鏡法等 數字岩心法 鑄體模型法、數字岩心孔隙結構三維模型重構技術

⑶ 裂縫的主要研究方法

（一）常規地質方法

（1）岩心觀察統計上述裂縫參數，用於識別宏觀裂縫的展布規律和發育程度。

（2）薄片鏡下觀察統計，主要描述微觀裂縫的密度、性質和發育期次。

（3）注水採油等生產數據分析，用於發現張性裂縫的主要走向、裂縫滲透性大小和注水效果等。

（4）地質類比法，選擇與研究區地質特徵相似的野外露頭區，開展細致的裂縫測量工作，總結裂縫發育規律，將露頭區裂縫研究成果應用於覆蓋區裂縫的預測（本書第三章有詳細介紹）。

（二）地球物理學方法

1.測井方法

主要利用電阻率測井、聲波測井、中子測井、密度測井、岩性測井、電磁波測井、地層傾角測井、成像測井等識別裂縫（詳見本書第四章）。

2.地震方法

岩石中裂縫的存在，尤其飽含流體的裂縫會導致緻密岩石物理性質的差異，形成物性界面，引起儲層地震波反射特徵的改變，從而在地震剖面上指示裂縫的存在。但是如何利用地震資料解釋裂縫的產狀和發育程度還需進行全面深入的研究。

3.重力方法

裂縫造成的岩石密度差異會在重力資料中表現出來。高精度的微重力測量可以給出裂縫的宏觀分布情況。

（三）構造物理模擬

1.相似材料模擬

利用砂、粘土、橡皮泥等材料在機械受力條件下能夠產生裂縫的特點，對研究區進行裂縫預測。

2.光彈模擬

在光線照射下受力樹脂材料發生彈性變形會出現規則的干涉光譜，反映出應力大小的變化。根據應力與應變的關系，就能夠指出裂縫發育的位置、延伸方向和發育程度。

（四）構造應力場或應變場數值模擬

1.構造應力場數值模擬

在建立地質模型的基礎上，用有限元法計算各點的最大主應力、最小主應力和最大剪應力，並計算各點的主應力方向和剪應力方向，根據岩石的破裂極限來預測裂縫發育帶和延伸方向，或者根據應變能計算裂縫發育程度。美國明尼蘇達大學與美國Itascacon Sulting Group Inc 合作開發的計算程序 FLAC 3D 99版是目前最先進的構造應力場計算程序。它具有三維模擬功能，可以計算出研究區不同性質的裂縫發育部位和產狀。

2.有限變形數值模擬

該技術是在有限變形理論的指導下編制的計算軟體。它用疊加和分解的方法把物體變形過程中的應變和轉動分離開來，建立位移函數，計算轉動特徵量-平均整旋角，用平均整旋角的平面變化表示構造裂縫的發育程度和延伸方向。

3.岩層曲率數值模擬

岩層受力變形，在岩層彎曲部位會產生張裂縫，曲率值與裂縫發育程度存在密切的相關性。用曲率法可計算裂縫發育程度和岩石的孔隙度。

4.分形分維數值計算

物體具有自相似性，即局部是整體的成比例縮小。通過岩心微觀裂縫的研究能夠計算斷塊的宏觀裂縫的展布方向和裂縫的儲集性能。同樣在一個地區斷層研究的基礎上能夠計算斷塊中裂縫的分布狀況。

⑷ 次生構造

沉積岩中次生構造是沉積物固結之後形成的構造。主要包括裂縫、不規則溶蝕孔洞、晶間孔、晶間溶孔、粒內溶孔、粒間溶孔和鑄模孔等。

1.4.3.1 裂縫

裂縫是儲層中最主要的儲滲單元，其中包括縫合線、構造縫、溶蝕縫及成岩縫。

1）縫合線。縫合線常見於碳酸鹽岩中，但也出現在石英砂岩、硅質岩及蒸發岩中。縫合線的形態多種多樣，如鋸齒狀及波狀等。其起伏幅度不一，從一毫米到幾十厘米不等。縫合線可以是平行層面的，也可以是斜交或垂直層面的，也可以幾組相交成網狀。對縫合線成因解釋佔主導地位的是壓溶說（姜再興，2003），即在上覆岩層的靜壓力和構造應力的作用下，岩石發生不均勻的溶解而成。壓溶縫合線表明縫合線生成時伴有溶解作用，與層面平行的縫合線，壓力主要與上覆的負荷壓力有關；與層面斜交或垂直的縫合線，壓力主要與構造應力有關。大多數縫合線形成於後生階段，也可以形成於成岩階段。壓溶縫合線對油氣的運移可以起到通道作用。

2）構造縫。有與褶皺有關的裂縫、與斷層有關的裂縫以及與區域性大斷層有關的區域裂縫等。這些裂縫的共同特徵都具有組系性，裂縫面一般較平直。構造裂縫中的區域縫常能起到將其他構造縫聯系起來、形成一個裂縫系統的作用，是最好的裂縫性儲層的必備條件之一。川東南和川東北地區碳酸鹽岩儲集岩由於壓實作用，岩石結構較緻密，物性也都較差，儲層的好壞主要依靠裂縫的溝通。如寶3井剛進入下二疊統茅口組（P₁m），就在岩屑中發現大量方解石晶粒（佔30%左右），並產生工業氣流。雖然上二疊統長興組（P₂c）生物屑灰岩緻密，孔隙很差，但由於裂縫作用和岩溶的溝通，對儲層空間的發展起到良好作用。近年來的研究證明，川東南和川東北地區絕大多數儲集層如二疊系茅口組（P₁m）、長興組（P₂c）、下三疊統飛仙關組（T₁f）、嘉陵江組（T₁j）和上三疊統須家河組（T₃x）儲集層都與裂縫有關，在薄片中也可以見到由裂縫溝通的單個溶孔，裂縫對儲集性能的改善有一定貢獻。與褶皺有關的裂縫一般分布在構造麯率最大的部位。與斷層伴生的裂縫實際上既包括了組成斷層本身的裂縫系列，也包括了由於斷層發生所引起的局部應力造成的裂縫。除構造裂縫外，岩層中還可以見到成岩收縮縫。收縮縫一般成網狀，延伸較短，在嘉陵江組二段一亞段

較發育，這是由於嘉陵江組二段一亞段

白雲化作用較普遍，白雲化的過程即為摩爾體積減小的過程，過程本身即可形成孔隙和裂縫，此類裂縫多已被白雲石充填。

3）溶蝕縫。在原有成岩縫尤其是構造縫的基礎上進一步溶蝕的結果。例如寶6井二疊系（P）岩心中，見到10多條細小裂縫溶蝕擴大後又被石膏充填，局部保留充填不滿的孔隙。寶3井嘉陵江組二段一亞段

深灰色泥雲岩夾石膏岩中，溶蝕縫沿層間縫發育。

1.4.3.2 粒內溶孔、粒間溶孔

多發育在顆粒灰岩或顆粒白雲岩中，是粒屑之間或粒屑內因選擇性的溶解作用使部分顆粒、晶粒或生物體腔內的填隙物被溶蝕後形成的孔隙、斑點、板柱狀孔洞，溶蝕孔徑一般1～5μm不等。此類孔隙的形成和發育與酸性溶液的滲流作用密切相關，所以孔隙的發育、分布往往受到局限。溶孔大小、喉道寬窄以及連通性取決於成岩作用過程中岩石受溶蝕的程度，而孔隙的結構和發育程度卻與岩石礦物成分的組成以及顆粒含量有關。

1.4.3.3 晶間孔和晶間溶孔

是晶體間的格架和縫隙被溶蝕擴大後所形成的溶孔。在潮間帶和潮上暴露帶細晶白雲岩、殘余顆粒白雲岩、隱藻白雲岩中均可見及。

1.4.3.4 鑄模孔（又稱為溶摸孔）

它是在選擇性的溶解作用下，使原來的粒屑或晶粒全部溶蝕而保留原來粒屑或晶粒外形的一種孔隙。常見的有鮞粒鑄模孔、生物鑄模孔以及膏鹽晶體鑄模孔等。鱺粒鑄模孔、膏鹽晶體鑄模孔一般在潮上帶容易形成。

⑸ 碎屑岩的孔隙演化與成岩相分析

沉積物沉積後至深埋藏過程中所發生的每一個成岩作用都稱之為成岩事件。在漸進埋藏成岩環境，由同生成岩階段直至晚成岩階段的漫長成岩過程中，先後發生過若干次重要的成岩事件，它們對岩石原生孔隙的保存或破壞以及次生孔隙的形成與發育有很大的影響^［7］。

4.2.2.1 碎屑岩的孔隙演化

（1）儲集岩原始孔隙度的恢復

研究成岩過程中孔隙演化及孔隙度的變化，首先要恢復儲層的原始孔隙度。根據比爾德和韋爾（1973）提出的原始孔隙度計算式可求出原始孔隙度（ϕ₀）：

ϕ₀＝20.91+（22.9/S₀）

式中：S₀——根據篩析資料所作碎屑粒度累積曲線圖求得的Trusk分選系數，將其代入上式即可求得原始孔隙度數值。

根據一些研究者的實測、模擬和理論計算，碎屑岩的原始孔隙度至少可達到35%～40%。

（2）壓實作用使孔隙度減小

由壓實作用使孔隙度減少的估計方法一般採用壓實模擬的數學表達式，即

ϕ＝ϕ₀e^-cp

式中：ϕ——隨壓力而變化的孔隙度，%；

ϕ₀——原始孔隙度，%；

p——上覆地層的壓力，MPa（×0.1）；

c——與壓實速率和被壓實物粒度等有關的常數。

其中c值的變化范圍隨砂中粘土含量增大而變小。粘土的c值最大，純砂的c值較小。根據模擬試驗，粘土的c值為1.2×10^-3；中粗純砂為6×10^-4；細粉純砂則為3.5×10^-4；砂中含粘土大於50%時，c值為（7.4～9.4）×10^-4。

壓實損失的孔隙度也可以根據薄片鑒定來估計，即

油氣儲層地質學

式中：V_粒——顆粒體積占岩石總體積的比例，%；

40——原始孔隙度，%。

（3）膠結作用損失的原始孔隙度

油氣儲層地質學

式中：V_膠——殘留膠結物體積占岩石總體積的比例，%；

40——原始孔隙度，%。

（4）溶解作用產生次生孔隙

雖然由於溶解作用產生次生孔隙從而可以增大孔隙度的形成機理已經有很多的研究，但是定量估計次生孔隙度的方法還很少。下面介紹兩種估計次生孔隙的方法。

1）Ehrenberg模型——它是基於井的數據資料比較齊全的情況下，建立成岩作用控制次生孔隙的定量模型，其表達式為

dϕ_s＝f（z）

式中：dϕ_s——次生孔隙增量；

f（z）——次生孔隙隨深度的變化函數。

在具體實施時，要取得不同埋深的岩心，系統觀察薄片，並進行岩心分析，取得深度、原生孔隙、次生孔隙和總孔隙的各項參數，然後建立原生孔隙、次生孔隙和總孔隙隨深度的關系曲線（圖4.3），通過最佳擬合後，形成上述非線性次生孔隙增量的函數式。

圖4.3 孔隙度隨深度的變化曲線

2）薄片鑒定方法求取次生孔隙度是常用的方法。在進行薄片鑒定時，讀出總面孔率、原生孔隙面孔率和次生孔隙面孔率，亦即

油氣儲層地質學

或者可以表達為

ϕ_次生＝ϕ_總-ϕ_壓-ϕ_膠結

式中：ϕ_總——沉積物的初始孔隙度，%；

ϕ_壓——由於壓實作用損失的孔隙度，%；

ϕ_膠結——由於膠結作用損失的孔隙度，%。

在經過成岩作用階段劃分以及孔隙測量等工作後，就可以歸納成圖件。圖4.4是川西北凹陷上三疊統緻密砂岩成岩作用模式圖，圖4.5是東濮凹陷沙三段成岩和孔隙演化圖。

圖4.4 川西北凹陷上三疊統緻密砂岩成岩作用及孔隙演化史

圖4.5 東濮凹陷沙三段成岩階段劃分和孔隙演化^［8］

Ch—綠泥石；I—伊利石；K—高嶺石；S—蒙脫石；I/S—伊/蒙比

4.2.2.2 成岩相分析

油氣儲層所經歷的成岩作用階段，由於沉積環境及沉積物的差異表現出不同類型的岩石結構和孔隙演化，可以把處於同一成岩階段相接近的岩石結構和孔隙演化的類型稱為「成岩相」。趙澄林、劉孟慧^［8］把成岩環境和成岩產物綜合命名為成岩相，他們把東濮凹陷北部沙三—四段儲層分為四種成岩相。

（1）碳酸鹽膠結成岩相

這類成岩相主要分布於近源深溝道濁積岩中。其影響主要表現在使以顆粒流機制形成的塊狀砂岩，在中-深（3200m）埋藏成岩作用過程中孔滲急劇變低，形成低孔、低滲儲層。這一成岩相的形成與活躍活動的水介質作用有關。

（2）石英次生加大成岩相

主要出現在石英凈砂岩中。常出現於三角洲前緣席狀砂岩及淺灘環境改造的凈砂岩中，或在近漫灘微相及再搬運沉積體系中。這類儲層孔滲性較低。

（3）粘土雜基支撐成岩相

這一成岩相屬低結構成熟度的雜砂岩，砂岩呈雜基支撐結構及似斑狀結構。在埋藏成岩作用過程中，所含粘土礦物轉化產生的流體，在一定溫度、壓力和物化條件影響下促成溶解作用，形成各種微孔、微縫。這類儲層普遍出現在湖底扇辮狀溝道、深水重力流水道微相中，其特徵是高孔隙度、低滲透率。

（4）不穩定碎屑溶蝕成岩相

不穩定組分主要指長石、不穩定岩屑、雲母及碳酸鹽顆粒。不穩定組分的溶蝕，導致各種次生孔隙的形成，這對於發育該區的良好儲層是極為重要的。

上述四種成岩相主要受沉積相控制，前兩者為強化學膠結成岩相，是在硬砂岩中形成的；後者是雜砂岩形成的成岩相類型。

在成岩相劃分的基礎上，可以編製成岩相剖面圖和平面圖（圖4.6和圖4.7）。

圖4.6 馬廠地區沙三^3-4亞段成岩相模式圖 ^［8］

圖4.7 文留地區沙三³亞段成岩相分布圖^［8］

1—石英次生加大成岩相；2—不穩定組分溶蝕成岩相；3—粘土雜基支撐成岩相；4—碳酸鹽膠結成岩相；5—井號

⑹ 舉例出五種孔的加工方法

① 鑽孔 在模具零件上用鑽頭鑽孔主要有兩種方式:一種是鑽頭回轉,零件固定不回轉,如在普通台式鑽床,搖臂鑽,鏜床上鑽孔;另一種方式則是零件回轉而鑽頭不回轉,如在車床上鑽孔。這兩種不同的鑽孔方式所產生的誤差不一樣,在鑽床或鏜床上鑽孔,由於是鑽頭回轉,使剛性不強的鑽頭易引偏,被加工孔的中心線偏移,但孔徑不會發生變化。
鑽頭的直徑一般不超過75mm,若鑽孔徑大於30mm以上,通常採用兩次鑽削,即先用直徑較小的鑽頭(被要求加工孔徑尺寸的0.5~0.7倍)先鑽孔,再用孔徑合適的鑽頭進行第二次擴鑽,直到加工到所要求的直徑,以減小進給力。
鑽頭鑽孔的加工精度,一般可以達到IT11~IT13級,表面粗糙度Ra為5.0~12.5um。
② 擴孔 是用擴孔鑽擴大零件孔徑的加工方法。他既可以作為精加工(鉸孔,鏜孔)前的預加工,也可以作為要求不高的孔徑最終加工。擴孔的加工精度,一般可以達到IT10~IT13級,表面粗糙度Ra為0.3~3.2um。
③ 鉸孔 是用鉸刀對未淬火孔進行精加工的一種孔徑的加工方法。鉸孔的加工精度,一般可以達到IT6~IT10級,表面粗糙度Ra為0.4~0.2um。
在模具製造加工中,一般用手工鉸孔,其優點是切削速度慢,不易升溫和產生積屑瘤,切削時無振動,容易控制刀具中心位置。因此當孔的精度要求很高時,主要用手工鉸孔,或用機床粗鉸再用手工精鉸。
在鉸孔時應注意以下幾點:
a. 合理選擇鉸削餘量及切削規范。
b. 鉸刀刃口要好平整,並提高刃磨質量。
c. 鉸削鋼材時,要用乳化液作為切削液。
④ 車孔 在車床上車孔,主要特徵是零件隨主軸回轉,而刀具做進給運動,其加工後的孔軸心線與零件的回轉軸線同軸。孔的圓度主要取決於機床主軸的回轉精度,孔的縱向幾何形狀誤差主要取決於刀具的進給方向。這種車孔方式適用於加工外圓表面與孔要求有同軸的零件。
⑤ 鏜孔 在鏜床上鏜孔,主要靠刀具回轉,而零件做進給運動。這種鏜孔方式,其鏜桿變形對孔的縱向形狀精度無影響,而工作台進給方向的偏斜或不直會使孔中心線產生形狀誤差。

⑺ 主要孔隙類型

按照孔隙成因、產狀及幾何形態等分類，本區延長組碎屑岩孔隙類型包括原生孔隙、次生孔隙及裂縫三大類（表6-7）。

1.原生孔隙

原生孔隙是岩石在沉積過程中形成的孔隙。嚴格地講，它是在沉積形成之後沒有遭受過溶蝕或膠結等重大成岩作用的改造的孔隙。但是，人們在生產和科研中常常把岩石沉積形成之後經過機械壓實和膠結等作用改造後而形成的減小了的殘余粒間孔隙，也歸為原生孔隙（劉寶珺等，1992；鄭榮才，1996；裘懌楠等，1997；王允誠，1999）。因此，原生孔隙主要包括原生粒間孔隙、殘留粒間孔隙及雜基內微孔隙3類。研究表明，富縣地區延長組中原生孔隙主要發育殘留粒間孔隙和雜基內微孔隙兩種。

1）殘余粒間孔隙：沉積期形成並受機械壓實和化學膠結作用改造充填，但未完全填塞的原生粒間孔隙，它是富縣地區延長組儲層的主要孔隙類型之一（圖版Ⅳ-5，Ⅳ-6，Ⅵ-3—Ⅵ-8，Ⅶ-3，Ⅶ-6，Ⅶ-7，Ⅷ-7，Ⅷ-8）。該類孔隙呈三角形和不規則多邊形，包括早期綠泥石包膜或包殼膠結後的殘余粒間孔隙、石英和長石次生加大後的殘余粒間孔隙、濁沸石或粘土礦物充填膠結後的殘余粒間孔隙等。前兩類孔徑較大，為0.06～0.10 mm，最大可達0.02 mm，面孔率較高（6%～8%）；後者孔徑較小，面孔率低。

表6-7 富縣地區延長組砂岩孔隙分類表

2）雜基內微孔隙：區內延長組中較為常見，一般賦存於伊利石、蒙脫石、綠泥石基質與蝕變火山岩、泥質岩屑中（圖版Ⅷ-6），孔徑一般小於0.001 mm。在原生孔隙粒間孔隙不發育的低滲透砂岩中，這類孔隙可為儲層提供一定數量孔隙度，因而對低滲透砂岩儲層而言，它是一類不可忽視的原生孔隙。

2.次生孔隙

次生孔隙主要是在原生孔隙基礎上進一步經過成岩演化、尤其是溶蝕作用改造而形成的孔隙。區內延長組砂岩中次生孔隙較為發育，主要是由岩石顆粒、填隙物等發生的多類溶解溶蝕、破裂等作用形成的。

1）粒間溶孔：系由粒間膠結物、雜基及顆粒邊緣選擇性溶蝕形成的孔隙。區內主要為長石顆粒、方解石膠結物的溶蝕孔隙，孔隙多呈不規則狀，邊緣為鋸齒狀或港灣狀（圖版Ⅳ-1，Ⅶ-7）。孔喉相對較粗大，連通性好，孔隙直徑一般為 0.02～0.4 mm，面孔率一般為1%～10%。這類孔隙可大大改善儲層物性條件。

2）粒內溶孔：主要是在酸性水介質中，沿長石解理和雙晶面選擇性溶蝕和由岩屑中不穩定組分溶蝕而成的孔隙，系顆粒本身發生部分溶解形成，或顆粒被交代後交代物局部或全部溶解形成（圖版Ⅴ-4，Ⅶ-4，Ⅶ-5）。孔隙大小不等，形態不規則，邊緣為鋸齒狀或港灣狀。區內延長組中，此類孔隙直徑一般為0.02～0.2 mm，面孔率較低。

（3）膠結物內溶孔：主要包括早期方解石膠結物被溶蝕形成的孔隙（圖版Ⅳ-1，Ⅶ-6），以及少量濁沸石溶蝕孔，孔徑一般為0.005～0.05 mm。但由於該區延長組儲層經歷了早、晚兩次方解石膠結，同時形成濁沸石和綠泥石等自生礦物，因此該類孔隙在區內不很普遍。

4）晶間微孔：包括晶間孔和晶間溶孔。晶間孔主要包括石英、長石次生加大膠結物形成的晶間孔、自生綠泥石葉片狀晶間微孔、伊利石不規則片狀及絲縷狀晶間網狀微孔，以及伊矇混層礦物晶體間的微孔隙（圖版Ⅷ-6），孔徑大小為 0.001～0.01 mm，因其孔隙細小且連通性差而意義不大。晶間溶孔是結晶顆粒內部被溶或晶體間被溶而形成的孔隙，主要是方解石、自生石英、長石晶體晶間孔溶蝕擴大改造而成（圖版Ⅶ-7），孔隙形態復雜，大小差異明顯，一般為0.01～0.03 mm，大者0.1 mm。

3.微裂隙和裂縫

區內延長組砂岩中，可見顆粒因機械壓實破裂或沿解理縫裂開形成的裂隙，岩石被擠壓或拉張形成的構造縫以及沉積物沉積時形成的層理縫。構造裂縫主要有垂直和斜交兩組，其中垂直裂縫較發育（圖版Ⅰ-5，Ⅰ-12，Ⅱ-5，Ⅲ-9，Ⅳ-3，Ⅶ-8，Ⅷ-7）；延伸長一般為1.5～15 cm，寬一般小於1 mm，但是區內裂隙、微裂縫數量總體較少且縫較窄，且幾乎全被方解石等膠結物所充填，提供的面孔率非常小，對儲層改善意義不明顯，僅可能對孤立溶孔發育的岩石的滲透率改善有一定貢獻。

⑻ 電鏡下如何區別火山岩中的不規則的氣孔和次生溶孔

陸上與水下噴發火山岩在岩性、結構構造、蝕變特徵、產狀、與下伏 地層接觸關系、孔隙和裂縫發育特點等6方面有顯著區別.陸上噴發火山岩包括各種熔岩、碎屑熔岩、火山碎屑岩和沉火山碎屑岩;熔岩流紋構造發育,火山碎屑岩 除發育常見層理外,還可見反丘構造;同生蝕變弱;與下伏地層多呈角度不整合接觸,古風化殼常見,常含有陸相植物;主要儲集空間為原生孔隙和冷凝收縮節理 縫、次生溶蝕孔、礦物解理縫和構造裂縫.水下噴發火山岩多為具玻璃質結構的熔岩和含晶屑玻屑的層/沉凝灰岩、膨潤土/伊利石岩/蒙脫石岩/沸石岩;常具枕 狀、球狀構造,水平層理、粒序層理、變形層理;蝕變強烈;水下熔岩呈穹隆狀、透鏡狀,凝灰岩為層狀,近火山口的膨潤土/伊利石岩/蒙脫石岩/沸石岩呈鬆散 團窩狀並夾有火山彈;與下伏地層呈整合、假整合或侵蝕接觸;原生氣孔、杏仁體內溶蝕孔和炸裂紋,岩球岩枕間孔和粒間孔,基質和斑晶蝕變孔縫,後期構造縫是 主要儲集空間.松遼盆地營城組陸上、水下噴發火山岩均有發育.其陸上噴發火山岩的典型標志為流紋構造、柱狀節理,含炭化木/硅化木,與下伏地層呈角度不整 合接觸.水下噴發火山岩典型標志為珍珠岩、玻璃質結構、枕狀構造、紋層狀凝灰岩和膨潤土.松遼盆地營城組的儲層火山岩以陸上噴發火山岩為主;水下噴發火山 岩中侵出相內帶亞相珍珠岩為優質儲層.

⑼ 具體研究方法

在本研究中採取的工作方法包括古地貌成因組合分析法、古水動力相關分析法等5種。

古地貌成因組合分析法。在古風化殼表面尋找古地貌蝕余形跡，如古風化殼頂部侵蝕形態和殘積物（角礫岩、鐵鋁層等）類型、厚度與分布特徵，溶溝、漏斗等溶蝕形態特徵，恢復古地貌。

古水動力相關分析法。地表水和地下水動力場與地形、地貌和岩溶形態存在密切的相關關系，從流體—岩石相互作用岩溶動力學角度，進行古地貌和古岩溶研究。

地球化學分析法。深埋藏碳酸鹽岩孔洞、裂縫中的充填物和沉積物是各地質歷史時期岩溶作用的產物與記錄，對其進行地球化學分析（包括岩石化學、同位素、包裹體分析和孢粉化石等），研究古岩溶空隙的改造、演化與形成環境。

類比分析法。將地表不同類型區現代岩溶研究成果應用於古岩溶恢復研究，與井下古岩溶進行對比。

綜合地球物理探測方法。採用多種物探手段組合開展古岩溶縫洞系統地球物理響應特徵研究，包括高解析度孔間電磁波吸收系數層析成像法、高解析度孔間縱波速度層析成像法、可控源音頻大地電磁法（CSAMT）電阻率成像、瞬變電磁測深法電阻率成像以及成像測井技術等。

在以上方法基礎上，形成了油氣田古岩溶研究方法體系（圖1-9）。

圖1-9 油氣田古岩溶識別方法體系

⑽ 孔縫組合特徵

火山岩的儲集空間具有多樣性, 各類儲集空間一般不單獨存在, 而是以某種組合形式出現, 並且不同研究區、 不同儲層段組合形式各不相同。 氣孔和溶蝕孔一般含油較多, 而構造裂隙和風化裂隙主要起連通氣孔、 溶蝕孔及其他儲集空間的作用, 在油氣運移中主要起輸導管的作用, 本身也可成為儲油空間, 但儲油規模較小。 除火山碎屑岩外, 其他火山岩所發育的晶間、 晶內、 收縮洞穴、 粒間及氣孔等原生孔隙具有分散性, 之間不能構成網路, 難以形成儲滲空間。 只有在構造作用、 風化作用、 熱液作用和冷凝作用等外部因素的影響下, 火山岩體內才可形成各種孔隙和裂隙, 孔、 縫、 洞交織在一起可構成油氣的儲集空間。 准噶爾盆地石炭系火山岩儲層儲集空間常見組合類型如表4-2。

表4-2 准噶爾盆地石炭系火山岩儲集空間類型組合

總體上看, 准噶爾盆地儲集空間主要包括3種組合類型: 構造縫—溶蝕縫—溶孔組合、 原生氣孔—構造縫—溶蝕縫—溶蝕孔組合和晶間孔—原生孔—構造縫—溶蝕孔組合(圖4-5)。 其中, 晶間孔—原生孔—構造縫—溶蝕孔組合主要發生在火山碎屑岩中。 如石西3井, 取心岩性為灰綠色氣孔狀安山岩, 斑晶結構較粗呈角礫狀, 光面為粒狀, 見溶孔大小0.10mm×0.05mm～0.20mm×0.5mm不等, 順層理裂縫也較發育, 氣孔洞為綠泥石全～半充填; 石西4井、 石004井取心觀察都存在氣孔洞及裂縫 (含微裂縫) 發育段, 形成較好的儲、 滲空間。 綜合取心及鏡下觀測的結果, 准噶爾盆地火山岩儲層的儲集空間組合特徵可歸納為:

圖4-5 准噶爾盆地火山岩孔縫組合特徵

(1) 孔縫類型多樣且幾何形態各異

孔隙幾何形態變化各異, 有孔狀、 線狀、 面狀、 串珠狀等, 且多為不規則形態。 裂縫有細長、 也有粗短, 有開啟、 也有閉合, 有直交、 也有斜交, 有密集、 也有稀疏。

(2) 孔縫交織且儲集空間結構復雜

形態各異、 發育程度不等的孔縫, 按不同方式組合在一起, 形成復雜的空間網路, 從而造成區內火山岩儲層孔隙結構顯現出強烈的非均質性。

(3) 孔縫分布不均

受噴發類型、 岩漿成分、 構造變動、 古地貌等多種因素控制, 呈現明顯的分布不均性。 靠近斷層處裂縫、 溶蝕孔隙都較發育; 富含氣體的玄武岩漿, 溢流到地表時在上下表層則形成富氣孔構造的玄武岩, 在每一冷卻單元中心則形成緻密塊狀構造。

(4) 孔隙連通性差但裂縫改善作用明顯

火山岩中雖然有原生孔隙, 但多呈孤立狀, 難以對儲集和滲流起很大的作用。 後期熱液改造作用會使氣孔被方解石、 沸石等充填, 增加連通的困難, 但是在有裂縫存在的岩性段, 滲透率卻可高達幾百毫達西, 可見裂縫在改善火山岩儲集性能方面所起的重要作用。不同充填物對後續的改造影響很大 (如沸石、 方解石、 石英等)。