查干凹陷火山岩发育特征及其对碎屑岩储层的影响

2019-09-16林燕

云南化工 2019年7期

林燕

（中石化中原油田勘探开发研究院，河南濮阳 457000）

查干凹陷属于银额盆地的一部分，在内蒙古自治区境内，主要沉积层位为早白垩世，发育于晚古生代褶皱基底之上，有效勘探总面积大约为2000 km2[1,2]。由于海西运动的抬升剥蚀，该凹陷内三叠系及侏罗系全部缺失，在白垩系之上连续沉积了古近、新近系和第四系地层，构成多个由粗到细、由细到粗的岩性组合[3]。下白垩统可进一步细分为：巴音戈壁组、苏红图组、银根组三个油层组，苏红图组岩性特殊除发育火山岩、玄武岩和安山岩外，还有大量的凝灰岩层分布（图1）。

1 火山岩发育特征

1.1 火山岩岩性特征

查干凹陷火山岩多属喷发、溢流形成的火山岩，主要为灰黑色或灰绿色流变玄武岩。本区凝灰岩分布广泛，厚度小，碎屑粒径一般＜2mm，常作地层对比的标志层。其火山碎屑物质包括岩屑、晶屑、玻屑，一般晶屑含量较少，玻屑较多。部分样品中还可以见到生物碎屑。

1.2 火山岩分布特征

查干凹陷火山岩非常发育，相对于中国东部盆地的火山岩，其具有发育期次多，厚度大，分面积广的特点。研究区苏二段发育1 期火山岩，单期厚度较大，最大厚度可达700 m，具有东厚西薄的特征。该期火山岩全凹陷均有分布，沿毛西断层走向堆积厚度最大，主要分布在毛3、毛5 井区及毛4、毛10 井一带（图1），平均厚度在500m 以上，毛10 井区则是高达700m。地震追踪结果反映在该区带存在较大的火山口。

苏一段火山岩分布特征与苏二段明显不同，发育期次较多，单期分布范围局限，但多期叠加后，基本覆整个盆地。该段发育7 期的火山岩，单期厚度较薄，厚度分布范围10～460m，平均厚度约130m。从火山岩厚度等值线图来看，查参1-意9 井附近有一个火山岩发育带，毛西断层附近也有两个火山岩发育带，但规模较苏二段时期明显变小。地震剖面上，沿巴润断层下降盘发育3 个较小的火山喷发口（查参1 井-意6 井一线）。

图1 查干凹陷苏红图组火山岩厚度分布图

通过对苏一和苏二段火山岩分布特征的对比可以发现，这两个时期的火山岩厚度类似但规模相差较大。苏一段火山喷发只在部分地区可见，属小范围火山爆发，但喷发次数多，苏二段则是区域性的火山喷发，表现为集中而猛烈的火山爆发，最终形成了查干凹陷火山岩于碎屑岩交互的地质特征。

1.3 火山岩岩相特征

查干凹陷火山岩在地震剖面上有较强振幅的反射与围岩区别十分明显，有柱状侵入状态、有楔状体插入围岩内、还有舌状以及丘状等形态，分布部位一般位于区域性深大断裂附近，常见同化现象，拱挤压变形作用，有时侵入地层形成假整合火山岩。

结合火山岩相地震相及单井相的分析，火山喷发方式可能有两种，一种为小规模以火山口为中心的中心式喷发，主要形成玄武岩。另一类为沿断裂裂隙式喷发，形成安山岩、玄武岩、岩屑晶屑凝灰岩和玄武质火山角砾岩的岩性组合。

苏二段沉积时期，火山岩普遍厚度大，靠近巴润和毛西断裂带附近，厚度几十米；洼陷带北部发育多个火山口，形成了堆积厚度很大的火山岩层。

苏一段沉积时期，火山岩地层明显减小，局部分布；在凹陷中部，火山沉积主要发育在断阶带上升盘。火山岩明显与深大断裂关系密切。

2 火山岩对碎屑岩储层的影响

查干凹陷火山作用形成了巨厚的火山物质堆积。本区火山岩的主要表现为富碱、高铝、的基性～中基性特征。在二氧化硅-氧化钠+氧化钾的图解上，σ[σ=(K2O+Na2O)2/(SiO2-43)]均大于4。偏粗面玄武岩、玄武质粗面安山岩和粗面安山岩，按Rittmann 的划分标准，σ＞4 为碱性岩系。

碱性火山物质的的大量堆积，使孔隙水介质条件原来的酸性介质向碱性环境转化，导致从酸性成岩环境进入碱性成岩序列[8]。碱性成岩作用以硅质岩屑颗粒的溶蚀为主要特征。

碎屑岩储层遇到碱性的火山岩，如果在成岩期，地层水是酸性环境，碳酸盐胶结物最易溶解，其溶解程度高，造成pH 值就高，就会使介质呈碱性，则晚期胶结物含量就高。如果成岩环境为碱性，硅质的石英的会大量溶解，溶解规模从边部发展到整个颗粒被溶解的现象。同时，长石类会有非常强烈的次生加大，包括微斜长石、钾长石、斜长石镜下鉴定加大作用非常明显，轮廓清晰可见，一般0.05mm，大的0.25mm 左右。只有在碱性成岩环境中，石英才可以溶解，长石才可以加大，这是成岩作用一大特色。碱性成岩环境，导致了碳酸盐胶结普遍，形成致密储集岩系。