火山岩油气藏研究现状综述Word文件下载.docx
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主要集中在准噶尔盆地西北缘和渤海湾盆地辽河、济阳等坳陷。
局部勘探阶段（1990-2002年）:
随着地质认识的不断的不断提高和勘探技术的不断进步,开始在渤海湾和准噶尔等盆地个别地区开展针对性勘探。
全面勘探阶段（2002年后）:
在渤海湾、松辽、准噶尔等盆地全面开展了火山岩油气藏的勘探部署,取得了重大进展和突破。
截至2006年底,中国石油天然气股份已提交火山岩探明石油储量47821.3104t,溶解气地质储量229.4108m3;
火山岩油气藏探明天然气地质储量1249.2108m3。
全国火山岩探明油气当量约为73000104t。
火山岩能否作为储层并形成油气藏,主要取决于火山岩的岩性、岩相、储集空间、物性等几项指标。
火山岩储集层研究内容包括火山岩的储层物性、储集空间类型成因及其演化特征、火山岩储层的主控因素分析等。
前人对火山岩储层的储集空间分类方案多样,归纳起来有以下4种:
①
原生孔隙、次生孔隙、裂缝3大类
;
②
原生储集空间、次生储集空间2大类
[20~25];
③�宏观缝洞系统、基块孔缝系统2大类
;
④�孔隙、洞穴、裂缝3大类
�。
综合前人研究成果,本人将火山岩的储集空间分为原生储集空间和次生储集空间,进一步分为原生孔隙、原生裂缝、次生孔隙、次生裂缝4大类13小类（表1）。
表1
火山岩储集空间类型及成因
成因
类型
储集空间类型
形成机理
分布特征
原生储集空间
原生孔隙
气孔
挥发性逃逸
岩层顶底、圆形或椭圆形
杏仁孔
矿物充填后的残余孔隙
岩体的顶部、不规则状
粒〔砾〕间孔
碎屑颗粒间经成岩压实后残余孔隙
火山碎屑岩多见
晶间孔或晶内孔
矿物结晶作用
岩层中部、孔隙较小
原生裂缝
收缩裂缝
冷凝收缩作用
岩体边缘，呈高一低角度
炸裂缝
自碎或隐蔽爆破
岩体中下部呈高角度
次生储集空间
次生孔隙
砾间溶孔
淋滤溶解作用
角砾岩间、呈不规则状
晶间溶孔
溶解作用和矿物转变作用
斑晶间
晶内溶孔
自生矿物晶内
脱玻化孔
玻璃质经脱玻化后形成
绿泥石、沸石矿物内
次生裂缝
构造裂缝
构造应力作用
近断层处，呈低角度
溶蚀裂缝
溶解作用
分布广泛，形态不规则
风化裂缝
风化作用
岩层外表
研究说明火山岩储集空间的形成与演化具有阶段性,划分方案如下:
（1）原生储集孔隙形成阶段、浅埋阶段或风化剥蚀淋滤阶段、后期构造断裂阶段、酸性流体改造阶段、油气进入储层阶段
。
（2）原生沉积阶段、表生沉积阶段、埋藏和成岩阶段、构造作用阶段、深层溶蚀作用阶段
（3）原生储集空间形成阶段、风化淋滤阶段、浅埋藏及构造裂隙发育阶段、深埋藏阶段
由于各个研究区的火山岩构造演化史的不同,其储集空间的形成和演化也不尽相同,所以划分方案的差异是在所难免的,综合前人成果笔者将其划分如下:
（1）原生储集空间形成阶段。
火山物质喷溢至地表形成气孔、冷凝收缩缝和火山角砾间孔等。
（2）风化淋滤阶段。
由于表生成岩作用和大气淡水的淋滤、溶蚀,产生大量溶蚀孔、洞、缝,增加了溶解作用的进行。
（3）浅埋成岩阶段。
火山岩体浅埋于地下,受到埋藏作用和成岩作用的改造,产生方解石、白云石等矿物充填破坏孔隙。
（4）构造断裂阶段。
构造应力的作用使火山岩体发育了较大规模的断裂作用,由此产生与大规模断层相伴生的大量构造裂缝,大大提高了岩体的渗透性。
（5）深埋溶蚀阶段。
地层进入晚成岩阶段,在酸性流体作用下,火山岩中的部分物质发生溶解,形成一些深部溶蚀孔、洞、缝,同时一些化学物质也可能发生沉淀充填作用。
〔6〕油气成藏阶段。
随着油气成熟,在断层或不整合面等输导层的作用下,油气运移到火山岩储层中去,从而进入油气成藏阶段。
研究说明,火山岩储集空间的形成、发展主要受内外两种因素的控制,外因主要包括构造作用、成岩作用等，内因主要为火山作用（岩性岩相、喷发环境）
火山岩体大都分布在区域性断裂活动带、基底隆起及构造活动带上。
在储层形成时间上大都与地质时代中的强烈构造活动期有关
这也鲜明的反应了火山岩油气藏的分布深刻的受所处的构造环境的影响。
构造作用对储层的控制作用主要表现在以下3点:
1。
构造运动引发多期次、多火山口火山喷发,使火山岩大面积分布,成为形成火山岩储层的基础。
2.构造运动使得火山岩岩体处于地表或近地表环境,经历各种风化淋滤作用,使岩石中原生孔缝进一步溶蚀扩大,孔缝间的连通性进一步提高,从而形成优质储层。
3.构造运动使得非常致密的火山岩形成大量裂缝,这些裂缝不但使孤立的原生气孔得以连通,而且还增大了火山岩的储集空间,同时
也是地下水和有机酸的重要通道,对溶解作用的发生起了重要作用,是形成次生溶蚀孔隙,改善储层储渗能力的关键
成岩作用研究是火山岩储层研究的一个重要内容。
从概念上说,火山岩的成岩作用是指岩浆上升喷出地表或侵入地下直至冷凝固结成岩这一过程。
火山岩成岩作用与沉积岩一样复杂多样,其成岩作用类型主要有压实作用、充填作用、溶解作用、交代作用等,它们对储集层形成的作用不尽相同。
充填作用降低储集层的孔渗性,不利于火山岩储集层的发育;
压实作用不利于储集层的形成、保存及发展,特别是对于火山碎屑岩影响显著。
较常见的成岩蚀变包括绿泥石化、方解石交代、沸石化等,其对火山岩储集层形成既有消极影响,也有积极作用,火山岩中的气孔往往不直接成为储集空间,而是先被绿泥石、沸石、方解石等充填,尔后被地下水溶蚀,再由裂缝连通才能成为储集层。
不同岩性、岩相条件从根本上决定了储集空间的发育程度与规模
火山岩的岩性决定了原生孔隙的类型
岩性是影响火山岩储集性能的直接因素,从基性、中性熔岩到酸性熔岩,岩石的粘度、脆性逐渐升高
流纹岩、安山岩的孔缝相对较多,以气孔为主,火山角砾岩以砾内砾间孔为主,而凝灰岩以微裂缝为主。
火山岩相是影响储集层的重要因素,不同岩相、亚相具有不同的孔隙类型,同岩相的不同亚相储集层物性可能差异很大,因为各相中各种亚相之间岩石结构和构造存在较大差异;
岩石结构和构造控制着原生和次生孔、缝的组合和分布,火山岩储集层物性和储集空间类型、特征和变化主要受到火山岩亚相控制。
火山通道相储集空间主要为孤立的气孔及火山碎屑间孔。
火山爆发相以火山碎屑岩的产出为特征,爆发时的冲力将顶板及围岩破碎形成大量的裂缝、裂纹,同时形成火山角砾岩,火山角砾间孔及气孔发育;
另外,由于火山爆发相一般都处于古侵蚀高地,容易遭受风化淋滤作用,因此溶蚀孔（洞）
和溶蚀裂缝发育,能够形成有利储集区域，该相带也是较为有利的储集相带。
火山喷溢相形成于火山喷发的各个时期,熔岩原生气孔发育,次生孔隙主要表现为长石的溶蚀和玻璃质经过脱玻化形成长石、石英等矿物后,发生体积缩小产生的孔隙。
侵出相中心带亚相储集空间主要为裂缝、溶孔、晶间孔等微孔隙,储集物性较好,是有利的储集相带
火山岩相分类既要遵循一般分类原则,又应考虑其实用性,笔者总结归纳了邱家骧、王璞珺
等人的划分方案,提出火山岩相5相、15种亚相的划分方案（见表2）。
表2
中国含油气盆地火山岩相划分
相
亚相
形成深度
岩石类型
形成方式
产出状态
火山
通道相
火山口火山颈
地表
岩浆层
或火山源区
熔岩、火山碎屑熔岩及
火山碎屑岩
火山机构被剥蚀,出露
火山通道中的充填物
平面上呈长圆形、圆形、
多边形岩颈
潜火山岩
地表下约3km
熔岩,角砾熔岩,
角砾岩
同期或晚期的侵入作用
岩床、岩墙、岩株、岩枝以
及隐爆角砾岩体
隐爆角砾岩
富含挥发分岩浆入侵破碎岩石
带产生地下爆发作用
筒状、层状、脉状、枝叉状、
裂缝充填状
爆发相
空落
地表
块状火山碎屑岩
火山喷发产物
火山碎屑、围岩碎屑与水蒸汽
混合成多相体系
热基浪
波状构造凝灰岩,
火山角砾凝灰岩
热碎屑流
熔结火山碎屑岩
火山爆发
火山喷发炽热碎屑流堆积
喷溢相
上部、中部、下部
各种熔岩
火山喷溢、泛流产物
岩流、岩被;
绳状、柱状、渣状等
侵出相
中心、过渡、边缘
熔岩及角砾熔岩
火山颈熔岩等挤出地表的产物
岩针、岩塞、岩钟和穹丘
火山喷发沉积相
沉火山碎屑岩
含外碎屑火山碎屑沉积
再搬运火山碎屑沉积
喷出岩,沉火山碎屑岩,
火山碎屑沉积岩和沉积岩
火山喷发间隙期、
低潮期沉积产物
陆相、盆地相;
层状、透镜状沉积等
火山岩的喷发环境的不同对于火山岩的储集空间类型与分布造成直接的影响，当火山岩在水体深处爆发时，由于深水静水压力大,溶解于岩浆中的挥发分不容易逃逸,难以形成气孔,故原生气孔极不发育,加之水体的共同作用,火山岩发生明显的蚀变和充填作用,使本来就少的原生孔隙减少,杏仁体内溶蚀孔和炸裂缝、岩球岩枕间孔和粒间孔、基质和斑晶蚀变孔缝、后期构造缝是主要储集空间；
而在浅水环境或陆上爆发时特别是喷发时遇大气降水,一方面溶解于熔浆中的挥发分可以大量逃逸形成原生气孔,另一方面由于炽热岩浆突遇水体产生淬火作用形成大量原生微裂隙并将原生气孔很好地连通起来,构成良好的原生储集空间,主要储集空间为原生孔隙和冷凝收缩节理缝、次生溶蚀孔、矿物解理缝和构造裂缝
火山岩油气藏的形成也必须具备生、储、盖、运、圈、保的条件及其在时空上的有利配置,只是由于其自身所具有的独特性决定了其成藏规律和分布更具特殊性。
通过总结刘嘉麒
、王君
等人关于火山岩油气藏成藏条件的研究，现归纳如下：
①具有良好的生油岩系和生油凹陷
日本可采储量较大的见附油田、吉井和东柏崎气田,直接处于较大厚度的生油岩系中,而生油岩厚度较薄、离生油凹陷较远的东三条和本成寺气田可采储量较小。
美国里顿泉火山岩油田直接伏于晚白垩纪的生油岩系之下。
②具有继承性发育的构造高点
当火山岩体处于继承性发育的构造高点时,储集物性一般都比较好,构造高点同时也是油气运移的最优指向部位,成为油气聚集的有利地带.例如日本新泻地区的火山岩油气田,上第三系“绿色凝灰岩”在盆地的火山喷发沉积期已形成相对高点,后来发展成为继承性的背斜构造,有利于油气聚集和保存。
渤海石臼坨隆起带是中生代末期以来继承性的潜山隆起。
③具有良好的储集层
一般熔岩相、枕状角砾岩相及砾屑、砂屑结构的火山岩具有良好的储集物性。
在风化侵蚀带及构造破碎带,次生孔隙、溶洞和裂缝发育,往往具有更高的储集物性。
当生油盆地中缺乏其它良好储集岩时,火山岩的存在显得更为重要。
④盖层的形成与石油运移、聚集时间的良好配合
日本新泻地区“绿色凝灰岩”的盖层为其顶部的灰岩和下寺泊层泥岩。
这个凝灰岩在油气初次运移、聚集时尚未固结,石油可以通过它聚集于下伏火山岩中,后来经压实及次生变化而形成不渗透盖层。
⑤侵蚀不整合面的作用
在潜山上的火山岩曾长期遭受风化侵蚀作用,次生缝洞发育。
侵蚀不整合面不仅能起着油气远距运移的良好通道作用,而且是形成油气遮挡的有利条件。
得克萨斯州里顿泉和阿塞拜疆。
⑥断裂及其破碎带的作用
火山岩基底断裂喷发又受到后期断裂破碎带作用的影响,形成连通性良好的储集层。
断层还使火山岩储集层与生油泥岩直接接触,对油气运移和聚集很有利。
⑦有利的火山活动时期
沉积盆地中火山活动与大地构造活动紧密相连,构造活动可以破坏已形成的油气藏,也会促使油气的聚集,从而形成油气藏。
如果火山岩形成的时期在该区主要生油期之前,则火山活动提供的热不仅可促进有机质热解向烃类转化,并运移进入火成岩聚集成藏,而且,火山活动可提供捕获油气的有利圈闭。
如果火山活动发生在油气运移聚集之后,则会对已形成的油藏起破坏作用。
油气藏类型
火山岩油气藏的分类应能综合反映构造成因、构造位置、圈闭特点、储集空间的性质和类型等特点,同时能为勘探提供指导意义。
现提出如下分类方案:
（1）风化淋滤型
含油气的火山岩多位于不整合面之下。
由于火山岩主要由不稳定矿物组成,地表条件下容易发生溶蚀作用。
特别是原生孔隙和裂缝发育者,经过长期的风化淋滤,火山岩的物性可得到较大改善,从而形成好的储层。
（2）构造裂缝型
油藏位于继承性构造高部位或位于断裂破碎带。
构造高部位是油气运移的指向区,断裂破碎带由于溶蚀作用和构造作用形成的裂缝将储层原有的孔隙贯穿而成为良好的裂缝——�孔隙型储层。
同时,断裂又成为油气运移的良好通道,尤其当断裂两侧火山岩储层与烃源岩直接接触时,对形成油气藏最为有利。
（3）火山岩体侧向遮挡型
油气藏位于火成岩体的一侧。
火成岩既可以是熔岩,也可以是侵入岩。
假设是熔岩,则形成砂岩的上倾尖灭;
假设是侵入岩,则形成穿刺接触遮挡。
作为侧向遮挡的火成岩体,其形成应在盆地内主要的油气排出及运移之前。
（4）接触变质型
与侵入岩体接触的围岩受高温岩浆的烘烤发生变质而形成该类油气藏。
烘烤变质带可形成各种浅变质岩。
高温烘烤使围岩失水形成收缩缝,加上侵入体的上隆作用,可构成良好的网状裂缝系统。
（5）超覆披覆型
火成岩构成局部隆起,或先期的火成岩遭受剥蚀形成残丘,后期的正常碎屑沉积披覆、超覆其上而形成同沉积背斜,背斜顶部沉积物的物性好于翼部。
在上述5种与火成岩相关的油气藏中,构造裂缝型和抬升淋滤型的物性相对较好,油气藏规模较大、压力高,内部往往有统一的油气水系统,因此是勘探的优选目标。
其他几种类型的油气藏则较少见。
4火山岩油气藏勘探技术现状
通过查阅相关文献，总结归纳出了火山岩油气藏目前主流的勘探方法：
地球物理勘探法，地质方法、成象、油气苗观察以及大地电磁方法，地质建模和测井分析等一系列方法
火成岩与沉积岩相比具有如下特征：
地震波的传播速度快、密度大、磁化率高、电阻率大、地震波吸收能量大这就为综合应用各种地球物理勘探方法提供了物理依据。
常用的地球物理勘探方法有：
①重力勘探
通过重力勘探求出布格重力值,由此可查明玄武岩的分布及其厚度。
另外,根据地震勘探或者测井资料,经模拟计算可以求出岩石密度比值。
由此可以探明反映重力异常的火山岩体。
②磁法勘探
磁法勘探提供的磁力异常体与磁化率值结合可查明玄武岩体的走向及深度。
并通过模拟计算反映磁力异常的岩体磁化率值。
③地震勘探
通过地震岩性地层模拟
、地震相解释、合成记录反射特征、瞬时信息特征
、储层反演、三维可视化、属性聚类分析
、层位综合标定、协调振幅、瞬时振幅等地震技术来识别。
成功的地震相带解释依赖于高质量和精细处理的地震资料,许多盆地高质量的地震资料完全可以用于火山岩油气藏解释。
④钻井与完井
a、不同类型的储层应采用不同的开发布井方式。
对裂缝性的储层,可采用沿裂缝走向大井距、垂直裂缝走向小井距的行列式布井;
孔隙一裂缝储层,可根据井的泄流面积确定相应井距,采用面积点式
布井。
b对裂缝型储层,水平井及斜向井是最有效的完井方式。
采用无固相泥浆钻井、裸眼完井及定向压裂可以提高油井的产能。
⑤综合勘探
对大面积的火山岩覆盖地区,单纯用地震勘探方法一般效果不理想。
美国加利福尼亚梅德福地区综合应用地震、地质、区域重力和大地电磁测量方法探明了浅层广泛分布的火山岩厚度和深层白垩系、侏罗系地层（砂岩、泥岩）的走向及构造形态,较成功的提供了可供钻探的远景目标。
地质方法、成象、油气苗观察
地表成象
火山岩具有区域构造变形的特征,因此成象能反映深部构造。
日本新泻盆地的许多油气田都是通过地表成象发现的,而该地区较厚的火山岩覆盖区致使地球物理勘探技术应用效果不好。
局部的火山相关构造也可以通过成象识别。
补给岩墙群会呈现出轮廓,侵位后的构造较明显,而侵位前的特征（如先前的玄武岩）可能只在火山岩覆盖区边缘以下能看到。
例如应用摄影地质和卫星图像在华盛顿和俄勒冈州识别出玄武岩覆盖区之下的哥伦比亚盆地。
墨西哥Cuban蛇纹岩油田区和GoldenLane地区是火山岩油气苗的实例。
火山岩和围岩的界面通常是运移途径会出现油气苗,这些油气苗会通向大油气区的开口处。
大地电磁方法
大地电磁（MT）方法适用于近地表火山岩,MT不具有很高的分辨率,因此可以用来识别盆地的大致构造,尤其是结合地质数据,并且综合其他地球物理方法。
MT资料有助于模拟沉积层段的高电阻率火山岩,尤其是火山岩覆盖区地震资料品质不好的区域。
MT资料结合地震和测井数据还有助于识别地下火山岩堆的轮廓,也可以模拟玄武岩储层的不同火山岩岩性和储层特征。
地质建模
研究盆地史有助于了解区带概念。
如净岩席厚度的等值线图可用于与岩席有关的圈闭及成熟史研究,古斜坡及其对地形的影响可以用于研究埋藏地形圈闭的勘探,可能发育岩墙的地区可通过与岩墙有关的圈闭来研究。
如果岩席取决于上覆岩层的特征,则可能模拟盆地中可能有岩席的区域。
另一个方面是地史模拟。
不同的沉积盆地有不同的发育演化过程。
在该过程的不同阶段,构造活动特征是不一样的,与之相对应的埋藏史和热演化史模式也不同。
由此,埋藏史和热演化史的研究就成为火山岩储层成岩作用研究的一项基本内容。
盆地埋藏热史可通过多种方法获得,如地球动力学模型法、古温标法（镜质组反射率法、裂变径迹法、粘土矿物转变法、流体包裹体法）等。
测井分析
目前,利用速度信息进行测井约束反演,这对成层性良好的孔隙性火成岩储集层的预测效果较好,但对高角度裂缝性火成岩非均质模型的建立及储集层的横向预测难度仍较大。
因此对于裂缝发育带需要由多条测井曲线（如电阻率测井、密度、声波和中子孔隙度测井等对识别火成岩比较有效）综合判识来确定。
首先,要剔除岩石骨架对测井资料的影响,找出对储集层变化（裂缝发育状况）最为敏感的特征的测井响应;
然后,结合火山岩岩性学及岩相学研究,建立火山岩的地质测井解释模型。
准噶尔盆地、三塘湖盆地和塔里木盆地等中国西部含油气盆地晚古生代在古亚洲洋构造域构造域背景下形成的岛弧火山岩规模大,分布面积广,大多后期经过抬升剥蚀改造,油气储集条件良好,后期中新生代盆地披覆之上,烃源岩丰富,具备良好的油气成藏条件,可形成大型、超大型油气藏。
相比之下,我国东部中新生代裂谷盆地中火山岩更发育,其喷发规模、时空分布和油气资源蕴藏量均相当大。
以松辽、二连、海拉尔、三江为代表的中生代盆地群和以下辽河、渤海湾、苏北、江汉为代表的新生代盆地群,构成了最完整的火山作用-沉积盆地-油气系统,是未来油气勘探开发的重要领域。
×
吨。
（1）通过广泛的查阅文献，认识到当前对于火山岩油气藏理论的研究在很大程度上沿用了沉积岩油气藏的勘探开发理论，然而火山岩储层具有相变快、非均质性强、储集空间复杂（孔、缝、洞三孔介质）等特点,油气受构造及岩性双重因素控制,初始产量高、产量递减快,井间产能差异大的沉积岩所不具有的独特性质，相关针对性理论的缺乏使得火山岩油气藏储层预测变得十分困难成为国际性难题。
（2）综合看来,火山岩储层形成机制研究主要集中在储集空间类型及成因、储集空间的形成与演化特征、储层发育的控制因素等方面。
对于火山岩储层发育控制因素的描述性研究很多,而关于火山岩储层的形成机理、火山岩成岩作用机理的研究则较少或尚需深入研究。
总之,关于火山岩储层的形成机制研究尚处于起步阶段,火山岩储层的形成与演化非常复杂,还有待于广阔学者进一步深究。
（3）国外火山岩油气藏勘探、研究程度总体较低,虽然发现了众多油气藏,但多为偶然发现或局部勘探,尚未作为主要领域进行全面勘探和深入研究。
在勘探技术方面,国外近几年主要应用重磁技术、地震技术、测井技术等,其中北大西洋和阿根廷等地区应用多种地震采集、处理方法改良了玄武岩成像及解释结果。
（4）中国目前火山岩的油气勘探,出现了6个
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