田偉超，盧雙舫，王偉明，李進步，李 壯，李 杰

[1.中國石油大學(華東) 深層油氣重點實驗室，山東 青島 266580； 2.山東省沉積成礦作用與沉積礦產重點實驗室，山東 青島 266590； 3.中國石油大學(華東) 地球科學與技術學院，山東 青島 266580； 4.中國石油 吐哈油田分公司 勘探開發(fā)研究院，新疆 哈密 839000]

中國含油氣盆地火山巖中蘊含著豐富的油氣資源，其石油資源量在60×108t以上，但目前火山巖中的油氣探明儲量較低，是未來油氣增長點之一[1-2]。三塘湖盆地在火山巖中的油氣勘探已取得重大進展，近年連續(xù)在條湖-馬朗凹陷的條湖組、卡拉崗組(C2k)和哈爾加烏組(C2h)火山巖勘探中獲得重大突破[3-5]。其中，卡拉崗組油藏屬于風化殼型成藏模式，油氣聚集在火山巖頂部受風化淋漓作用改造的火山巖風化殼中，此類油藏是目前三塘湖盆地最具潛力的火山巖油藏[4,6-7]。

前人研究認為火山巖風化殼儲層的油氣成藏受控于源巖、油源斷裂和有利儲層，有利儲層受控于風化淋濾帶和有利巖相帶，有利巖相主要為溢流相的頂部亞相[1,4,6-8]。然而，依據前人的研究成果進行勘探部署，仍然存在單井產量差異大、失利井和低效井多的問題，目前仍未查找到原因，從而制約了風化殼火山油氣藏的規(guī)?？碧介_發(fā)。前人更多的把重點放在宏觀因素的分析上，卻忽視了微觀孔喉結構對火山巖風化殼儲層含油性及產能的影響。

因此，本文聯合全巖礦物分析(XRD)、鑄體薄片、掃描電鏡(SEM)、低溫氮氣吸附(LTNA)和高壓壓汞(HPMI)實驗對馬朗凹陷卡拉崗組火山巖風化殼儲層的微觀孔喉結構進行表征，并探討微納米孔隙演變機制，進而從微觀角度揭示火山巖風化殼儲層含油性的控制因素，最終指導研究區(qū)火山巖風化殼油藏的勘探。

1 地質概況

三塘湖盆地是在晚古生代基底上發(fā)育形成的一個多旋回疊加的殘留盆地[7,9-10]，自北向南可分為東北隆起帶、中央坳陷帶和西南緣逆沖推覆帶。中央坳陷帶是最為有利的火山巖油氣勘探區(qū)，其可進一步劃分為5個凹陷(即漢水泉，條湖，馬朗，淖毛湖和蘇魯克凹陷)和4個凸起(即石頭梅，岔哈泉，方方梁和葦北凸起)[6-7](圖1)。自下而上發(fā)育石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系和第四系8套地層，各套地層間均為不整合接觸[7]?；鹕綆r油藏縱向上集中在條湖組、卡拉崗組以及哈爾加烏組，其中，馬朗凹陷C2k火山巖風化殼油藏是本次的研究對象，巖性主要為杏仁狀玄武巖、安山巖以及自碎角礫巖等。馬朗凹陷C2k頂部的火山巖風化殼是油氣聚集的有效場所，油氣來源于下伏C2h暗色泥巖和炭質泥巖(有機碳含量TOC=4.58%～13.4%)[6-7,11]。

2 樣品采集與實驗方法

本次采集了來自三塘湖盆地馬朗凹陷C2k的12塊火山巖樣品，樣品巖性主要為灰色或灰綠色玄武巖和安山巖，個別樣品為火山巖角礫巖。巖心觀察發(fā)現大部分樣品氣孔構造較為發(fā)育，但多數氣孔被濁沸石和綠泥石完全充填或半充填，未被充填氣孔常含油?；鹕綆r樣品孔隙度在3.74%～12.8%的范圍，氣測滲透率變化范圍較大，介于(0.021～11.15)×10-3μm2，孔隙度和氣測滲透率相關性較差。XRD分析可知，火山巖礦物組成以斜長石、輝石和沸石為主，其次為粘土礦物，石英和碳酸鹽礦物較少，僅在個別樣品發(fā)育(表1)。

所有樣品均為規(guī)則柱塞(直徑約2.5 cm)，實驗前對所有樣品進行了洗油、烘干處理，并依次開展孔隙度和氣測滲透率、鑄體薄片、SEM、XRD分析、LTNA和HPMI實驗。本次采用3H-2000PS4型比表面及孔徑分析儀進行LTNA實驗，首先在150 ℃下對樣品進行脫氣5 h預處理，然后在77 K溫度下用靜態(tài)體積法獲得樣品的等溫吸附脫附曲線，孔徑檢測范圍為0.4～200 nm。HPMI實驗采用Autopore IV9505壓汞儀進行測試，測量環(huán)境溫度為21 ℃、濕度為44%，實驗最高進汞壓力為200 MPa，對應最小孔喉半徑為3.68 nm。

井號樣號深度/m孔隙度/%滲透率/(10-3μm2)礦物相對含量/%石英斜長石方解石鐵白云石菱鐵礦沸石輝石粘土礦物ND11011 781.588.310.1501.253.618.21.406.115.83.6M1921 537.228.070.2700.827.8000.554.17.27.1M3831 775.1612.780.4601.118.400070.25.54.8M3841 684.7712.801.7007.112.201.21.149.39.218.3ND11051 752.195.018.810————————M2562 217.925.391.1909.864.202.40015.58.1ND11071 757.056.8011.150————————M1981 540.537.820.070015.3001.255.28.018.4ND11091 748.937.830.2603.783.32.70003.76.5M38101 777.727.670.021————————M40111 799.923.740.027————————M29122 442.435.112.440————————

3 火山巖風化殼儲層孔喉結構表征

3.1 儲集空間類型

綜合鑄體薄片和SEM圖像觀察發(fā)現，火山巖風化殼儲層發(fā)育溶蝕孔、殘余氣孔、晶間孔、裂縫四類儲集空間。其中，溶蝕孔較為發(fā)育，可以分為杏仁體溶孔、斑晶溶孔和基質溶孔3種類型，杏仁體溶孔和斑晶溶孔(圖2b ,c)孔徑較大，多在幾十個微米以上，多呈孤立狀，而基質溶孔孔徑較小，分布在零到幾個微米的范圍，連通性相對較好(圖2a,h)；殘余氣孔是原生氣孔被沸石、綠泥石等不完全充填而殘留的孔隙空間，在研究區(qū)也較發(fā)育，形狀不規(guī)則，呈孤立狀，孔徑多在幾十微米以上；晶間孔是自生礦物結晶產生的孔隙(圖2g ,i)，多為納米級孔隙；裂縫可分為收縮縫、溶蝕縫等成巖縫和構造縫(圖2e,f)，是火山巖被有效溶蝕改造的重要滲流通道。

3.2 LTNA實驗

3.2.1 孔隙形態(tài)特征

LTNA實驗結果顯示火山巖風化殼儲層樣品屬于Ⅳ類吸附等溫線，在P/P0>0.45時存在明顯的回滯環(huán)[12-13]?；販h(huán)的形狀可推斷多孔介質的孔隙形態(tài)，根據國際純粹與應用化學聯合會對回滯環(huán)的分類[12]，樣品1回滯環(huán)屬于典型的H3型，回滯環(huán)最小，對應孔隙為狹縫型孔，由片狀顆粒的非剛性聚集體(如高嶺石)形成；樣品7、8和9回滯環(huán)屬于典型的H2型，回滯環(huán)最大，對應為墨水瓶型孔；樣品4、5和6回滯環(huán)與H2型回滯環(huán)接近，回滯環(huán)較大，反映孔隙以墨水瓶型孔為主；樣品2和3回滯環(huán)與H3型接近，回滯環(huán)較小，反映孔隙以狹縫型孔為主(圖3)。因此，從樣品1到樣品9，小于200 nm的孔隙墨水瓶型孔比例逐漸升高。

3.2.2 比表面積與孔體積特征

不同火山巖樣品的比表面積以及總孔體積存在較大差異(表2)，比表面積分布在0.58～20.46 m2/g，平均為6.34 m2/g；總孔體積在0.006 4～0.049 3 mL/g，平均為0.0234 mL/g；比表面積和總孔體積整體上呈正相關，孔體積接近的樣品，墨水瓶型孔的比例越高，其比表面積越大(表1)。比表面積和孔體積與各礦物含量關系相似，隨石英含量的增加有先增加后減少的趨勢，與斜長石和輝石呈負相關關系，與片沸石有一定正相關關系，與粘土礦物和碳酸鹽礦物含量關系不明顯(圖4)。

3.2.3 孔徑分布計算模型的選取

BJH模型和DFT模型是利用LTNA實驗計算多孔材料孔徑分布最廣泛的模型，其中BJH模型可利用吸附支或脫附支數據進行孔徑分布的計算[14-16]。本次對不同模型的計算結果進行了對比，以期選取適合計算火山巖孔徑分布的模型。從圖5可以看出，從樣品2～9，利用脫附支計算的孔徑分布會在3～8 nm的范圍產生一系列峰，而該峰在吸附支BJH模型和DFT模型的計算結果中并未出現，說明該峰是一個假峰。前人研究認為假峰的出現主要是受Tensile Strength Effect(TSE)的影響，而墨水型孔是造成TSE的重要原因[17]，從樣品1～9，墨水瓶型孔的比例越來越高，其假峰也越明顯。DFT模型與吸附支BJH模型獲得孔徑分布總體較為接近，但DFT模型在分子水平上描述在狹窄孔道內流體的吸附和相行為，因此，其獲得的孔徑分布更加準確[15]。綜上，本文采用DFT模型計算的孔徑分布結果。由圖5可以看出，利用DFT模型計算的孔徑分布主要呈半峰和單峰特征，峰位在大于20 nm的范圍，說明孔體積主要由20 nm以上的孔隙貢獻。

圖3 三塘湖盆地C2k火山巖風化殼儲層吸附-脫附等溫曲線Fig.3 Adsorption-desorption isotherm curves of the volcanic weathering crust reservoir in the C2k in Santanghu Basina.樣品ND110-1，油跡玄武巖；b.樣品M19-2，熒光安山巖；c.樣品M38-3，油跡玄武巖；d.樣品M38-4，油斑玄武巖；e.樣品ND110-5， 熒光火山角礫巖；f.樣品M25-6，油跡玄武巖；g.樣品ND110-7，玄武巖；h.樣品M19-8，油斑安山巖；i.樣品ND110-9，熒光玄武巖

圖4 三塘湖盆地C2k火山巖風化殼樣品各礦物含量與LTNA實驗獲得比表面積、總孔體積的關系Fig.4 Mineral contents vs.specific surface area and total pore volume derived from LTNA experiments on the volcanic weathering crust samples taken from the C2k in Santanghu Basina.石英;b.斜長石;c.碳酸鹽礦物;d.片沸石;e.輝石;f.粘土礦物

圖5 三塘湖盆地C2k火山巖風化殼儲層基于LTNA實驗采用不同模型計算孔徑分布對比Fig.5 The comparison of pore size distributions calculated by different models based on LTNA experiment on the volcanic weathering crust samples taken from the C2k in Santanghu Basina.樣品ND110-1;b.樣品M19-2;c.樣品M38-3;d.樣品M38-4;e.樣品ND110-5;f.樣品M25-6;g.樣品ND110-7;h.樣品M19-8;i.樣品ND110-9

3.3 高壓壓汞實驗

圖6a展示了所有樣品的進汞-退汞曲線特征，在壓力較低階段(壓力<0.1 MPa，對應孔直徑>15 μm)仍有部分進汞，進汞飽和度分量多在7%左右。根據巖心觀察以及鑄體薄片裂縫統(tǒng)計結果來看，氣孔尺寸多在幾十微米甚至毫米級別的大小，微裂縫多在8～50 μm的范圍(圖2，圖6)。因此，推測這部分進汞可能與火山巖風化殼儲層發(fā)育氣孔以及微裂縫有關。

由高壓壓汞曲線可以看出(圖6)，進汞曲線可以分為3類：一類為樣品1，進汞曲線沒有明顯的水平段，從2～200 MPa為一個緩的斜坡，表明孔喉分選差；第二類包括樣品4和9，在30 MPa以下存在一個斜坡段，30 MPa以上是一個近水平段，孔喉分選較差；其余樣品為第三類，進汞曲線整體偏向右上方，主進汞段在30 MPa以上，近水平，孔喉分選較好，但排替壓力明顯高于前兩類(表2)。

壓汞探測的平均孔隙半徑在7～402 nm，平均為68 nm(表2)，表明火山巖風化殼儲層整體孔喉較小?？缀砼c分選系數表現出極好的正相關，說明分選越差，平均孔喉半徑越大，這是因為火山巖風化殼儲層以小孔喉為主，分選越好，孔喉半徑分布越集中在小孔喉，相反，分選越差，孔喉分布范圍越寬，大孔喉比例增加，平均孔喉半徑也相應增加。樣品進汞飽和度高，在83.61%～94.69%，平均值為90.03%，與平均孔喉半徑和分選系數均有一定正相關關系。但退汞效率低，在24.26%～44.91%，平均為35.42%(表2)，分析發(fā)現，平均孔喉半徑越大、分選越差，退汞效率越低。前人研究認為多孔介質中未退出的汞多被限制在墨水瓶孔隙中[18]，暗示火山巖的孔喉系統(tǒng)更多的是由墨水瓶型孔組成。

圖6 三塘湖盆地C2k火山巖風化殼儲層HPMI曲線Fig.6 HPMI curves of the volcanic weathering crust reservoir in the C2k in Santanghu Basina.所有樣品HPMI曲線；b. ND110-1樣品巖心照片；c. M19-2樣品單偏光鑄體薄片照片

井號樣號深度/mLTNA數據HPMI數據SBET/(m2·g-1)Dav/nmVN2/(mL·g-1)rav/nm分選系數SHg max/%We/%pd/MPaND11011 781.580.5853.350.006 4882.2187.8024.262.05M1921 537.222.6530.810.020 4141.1194.3141.4913.79M3831 775.164.6825.560.029 9141.1493.3230.7113.77M3841 684.779.6417.270.041 64022.8893.4732.430.26ND11051 752.196.3216.020.021 6171.3485.6844.9113.77M2562 217.922.0423.620.010 0140.7583.6140.9141.35ND11071 757.054.3419.990.019 3121.1394.6933.1013.77M1981 540.532.0526.970.012 1111.1184.6337.9213.79ND11091 748.9320.469.640.049 3441.9692.7933.082.74M38101 777.72———291.6187.7632.225.50M40111 799.92———131.2090.6223.1713.78M29122 442.43———4571.2092.2740.510.26

注：SBET，Dav和VN2分別指LTNA實驗獲得的BET比表面積、平均孔直徑和總孔體積；rav，SHg max，We和pd分別指HPMI實驗獲得的平均孔隙半徑、最大進汞飽和度、退汞效率和排替壓力。

3.4 全孔徑分布特征

嘗試將LTNA實驗和HPMI實驗獲得的孔徑分布進行拼接，以獲取火山巖風化殼儲層的全孔徑分布特征。如何拼接兩個實驗得到的孔徑分布是獲得全孔徑分布的關鍵，可根據兩個實驗的孔徑分布變化趨勢來確定最佳拼接點。不同實驗計算得到的dV-孔徑分布變化趨勢受實驗采樣間隔影響較大，本次采用參數dV/dD來反映孔徑分布的變化趨勢，主要因為dV/dD-孔徑分布曲線與任意兩個孔徑圍成的面積代表的是這個孔徑范圍的孔體積，這樣可以消除實驗采樣間隔對孔徑分布變化趨勢的影響。

對比LTNA和HPMI在重疊區(qū)(7.35～150 nm)的孔徑分布(圖7)可以看出：在重疊區(qū)所有樣品的HPMI孔體積遠高于LTNA孔體積，這主要是由二者的實驗原理不同及特殊的孔隙形狀造成的[19-20]。HPMI獲得是喉道大小及其控制的孔隙體積，而LTNA綜合表征孔隙和喉道大小分布，從前面的討論可知，火山巖風化殼儲層墨水瓶型孔比較發(fā)育，墨水瓶型孔發(fā)育導致HPMI獲得“瓶頸”(即喉道)范圍的孔體積明顯高于LTNA，也進一步說明火山巖風化殼儲層喉道相對較小，多在100 nm以下。因此，本項研究的全孔徑分布全部保留了LTNA獲得的孔徑分布，對于其無法探測的部分采用HPMI數據。

全孔徑分布顯示火山巖風化殼儲層以納米級孔隙為主，然而巖心觀察和鑄體薄片可見到微米級氣孔和裂縫，它們在進汞曲線上表現在低壓進汞階段，其進汞飽和度分量僅有7%左右(圖6)，對應的孔體積低，但它們孔徑范圍較寬(幾十微米到毫米級)，導致在孔徑分布上表現為dV/dD值極低。

圖7 三塘湖盆地C2k火山巖風化殼儲層不同實驗孔徑分布對比Fig.7 The comparison of pore size distributions obtained by different experiments for the volcanic weathering crust reservoir in the C2k in Santanghu Basina.樣品ND110-1;b.樣品M19-2;c.樣品M38-3;d.樣品M38-4;e.樣品ND110-5;f.樣品M25-6;g.樣品ND110-7;h.樣品M19-8;i.樣品ND110-9

4 討論

4.1 孔喉結構演變機制

礦物組成的差異導致巖石差異性成巖演化，從而決定了火山巖儲層孔隙結構及物性的優(yōu)劣。研究區(qū)火山巖多為基性玄武巖和中性安山巖，礦物成分主要由斜長石、輝石、自生沸石和自生粘土礦物組成?；鹕綆r先后經歷了Ⅰ期冷凝成巖階段、Ⅰ期巖漿期后熱液作用階段、Ⅰ期風化淋濾作用階段、Ⅱ期冷凝成巖階段、Ⅱ期巖漿期后熱液作用階段、Ⅰ期埋藏成巖作用階段、Ⅱ期風化淋濾作用階段、Ⅱ期埋藏成巖作用階段。

冷凝成巖階段是氣孔、收縮縫和自碎縫等原生孔縫(圖2d,e和圖8e,f)形成的時期。原生氣孔孔徑相對較大，多為微米—毫米級別，但彼此孤立，連通性較差，很難成為有效儲集空間，而收縮縫和自碎縫可成為后期改造過程中的重要滲流通道。

巖漿期后熱液作用階段發(fā)生各種熱液蝕變作用、水化作用、充填作用和脫?；饔?。其中，火山巖中的輝石組分在堿性環(huán)境下易發(fā)生蝕變，失去大量Fe2+，Ca2+和Mg2+，為綠泥石形成提供了物質來源[21-22]，多充填于原生孔隙中(圖8a,b)，此過程是體積縮小的過程，導致微米級孔隙減少，納米級孔隙增加?；鹕讲Ａз|或斜長石晶體水化和蝕變會產生的大量SiO2及K+，Na+，Ca2+等離子，在pH(9.1～9.9)較高及適當的CO2分壓時[22-24]，這些離子會從溶液中沉淀形成沸石充填于原生孔隙中(圖8a,f,g)，此過程是體積增加的過程，造成微米原生孔隙迅速降低。在火山巖發(fā)生堿性熱液蝕變后，會在堿性蝕變層位之上排硅形成次生石英(圖8c,d)，導致微米級孔隙降低，同時產生一些納米級石英晶間孔，造成孔隙度降低[25]。由圖9d也可以看出，石英與孔隙度具有一定負相關關系。該階段總體上以充填作用為主，使火山巖中的微米級原生孔隙數量減少以及孔徑變小，同時在蝕變和充填的過程中納米級孔隙的比例在增加，總體表現為孔隙度和滲透率降低。

圖8 三塘湖盆地C2k火山巖風化殼儲層鏡下主要成巖作用Fig.8 The major diagenesis of the volcanic weathering crust reservoir in the C2k under SEM in Santanghu Basina. M19井,埋深1 540.42 m,輝石和斜長石均發(fā)生不同程度蝕變,見綠泥石和沸石充填氣孔,普通薄片單偏光; b. M19井,埋深1 565.75 m,綠泥石充填氣孔,普通薄片單偏光;c. ND110井,埋深1 781.58 m,自生石英,SEM; d. M38井,埋深1 684.77 m,自生石英,SEM; e. ND9-10井,埋深1 555.21 m,示頂、底構造,鑄體薄片單偏光;f. ND9-10井,埋深1 555.21 m,示頂、底構造,鑄體薄片單偏光;g. ND9-10井,埋深1 433.1 m,濁沸石杏仁被強烈溶蝕,鑄體薄片單偏光; h. ND9-10井,埋深1 555.15 m,沿溶蝕縫網的沸石杏仁體溶孔,鑄體薄片單偏光; i. ND9-10井, 埋深1 464.45～1 464.75 m,低角度網狀縫及孔洞組合,巖心照片

風化淋濾作用階段：C2k火山巖風化殼主要形成于兩個階段：①由于C2k火山巖為陸上噴發(fā)形成，在火山噴發(fā)結束至下一期火山噴發(fā)之前(即間歇期)，暴露于地表，火山巖遭受風化淋濾；②在中-晚三疊世受區(qū)域擠壓應力控制，馬朗凹陷局部抬升，在半干旱氣候下，經受沉積間斷，使C2k火山巖遭受風化淋濾。風化淋濾作用使火山巖儲集性能明顯改善，形成火山巖風化殼儲層?；鹕綆r風化殼可劃分為5層結構，從上往下依次為粘土層、水解帶、淋濾帶、崩解帶和母巖，其中淋濾帶儲層物性最好，其次為崩解帶，均可成為有效儲層[3-4,8,11,26-28]。因此，距離風化面的遠近直接影響儲層物性的好壞。由圖10可以看出，滲透率和距風化殼頂面距離沒有明顯關系，而孔隙度隨著距離的增加先增大后減小。上述現象也證實了火山巖風化殼分層結構的存在，其中有效儲層大致發(fā)育在距離風化殼頂面18～63 m的范圍，但不同井略有不同，如ND9-10井，其有效儲層主要發(fā)育在距離風化殼頂面18～40 m的范圍，主要是因為不同井所處構造位置不同，遭受風化淋濾的程度存在差異。同時，同一口井在距風化殼頂面相近的火山巖物性也有很大差異，這可能與火山巖原始組分有差異導致。前面分析可知，斜長石蝕變可以生成沸石，輝石蝕變易形成綠泥石，然而在風化淋濾作用下沸石易遭受溶蝕形成次生溶蝕孔隙(圖2c和圖8g,h)，而綠泥石較難改造(圖8a,b)[22,27]。由圖9可以看出，研究區(qū)火山巖孔隙度與輝石和斜長石含量呈明顯負相關，與沸石具有極好的正相關關系，同時斜長石與沸石展現出極好的負相關性，說明沸石溶蝕是火山巖儲層品質改善的關鍵，且沸石主要是由斜長石蝕變形成。同時，基質的普遍溶蝕(圖2a,h)，形成了大量納米級孔隙，對孤立的氣孔、斑晶溶孔等起到了很好的溝通作用。

圖9 三塘湖盆地C2k火山巖風化殼儲層各礦物含量與孔隙度關系及斜長石與沸石含量關系Fig.9 Relationships between porosity and mineral contents of the volcanic weathering crust reservoir in the C2k in Santanghu Basina—f.分別為輝石、沸石、斜長石、石英、粘土礦物及碳酸鹽礦物含量與孔隙度關系；g.斜長石與沸石含量關系

埋藏成巖作用階段是火山巖隨周圍沉積物一起埋藏所經歷的各種物理、化學變化，C2k火山巖埋深多小于2 000 m，屬于淺埋成巖階段，火山巖經歷了壓實作用、膠結作用、烴類充注和有機酸的弱溶蝕作用等。此階段壓實作用對火山巖物性影響不大，膠結作用在一定程度上損害了儲層的物性，但早期沸石及方解石膠結為晚期風化淋濾作用提供了物質基礎。C2k火山巖的油源來自于C2h炭質泥巖[6,29]，其生成的有機酸多被緊鄰的C2h火山巖消耗。因此，相對于風化淋濾作用，C2k火山巖受有機酸溶蝕改造比較微弱。

綜上，火山巖原始礦物組分中，輝石含量越低、斜長石含量越高，在巖漿期后熱液作用階段形成低含量綠泥石和高含量沸石，為后期火山巖有效溶蝕改造提供了物質基礎，使儲層品質變好，這一關系與礦物組成與LTNA總孔體積的關系具有相似性，側面反映了火山巖風化殼儲層以納米級孔隙為主。

4.2 孔喉結構與含油性關系

對于樣品5和7氣測滲透率很高，大于8×10-3μm2，但錄井和測井解釋均為非油層，而樣品1和4氣測滲透率較低，試油結果卻為油層(表3)，這一現象與常識明顯不符。這主要是因為部分火山巖樣品成巖縫和構造縫較為發(fā)育(圖2e,f)，導致氣測滲透率遠高于基質滲透率，而基質滲透率的高低控制著儲層供油能力，即基質滲透率越高，儲層成為油層的概率越大。因此，如何評價基質滲透率的高低成為判定儲層能否成為油層的關鍵。

圖10 三塘湖盆地C2k火山巖風化殼儲層物性和與風化殼頂面距離的關系Fig.10 The relationship between physical properties of the volcanic weathering crust reservoir in the C2k and the distance from the top surface of weathering crust in Santanghu Basina.孔隙度；b.滲透率

井號樣號巖性深度/m錄井解釋測井解釋試油結果含油性綜合分析ND1101灰色油跡玄武巖1 781.58油層油層油、水同層M192灰綠色熒光安山巖1 537.22油層差油層干層(含油)M383灰色油跡安山巖1 775.16差油層差油層差油層M384灰色油斑玄武巖1 684.77油層油層油層ND1105灰色熒光火山角礫巖1 752.19干層差油層未試油M256灰色油跡玄武巖2 217.92差油層差油層低產含油、水層ND1107灰色玄武巖1 757.05干層差油層未試油M198灰綠色油斑安山巖1 540.53油層差油層干層(含油)ND1109灰綠色熒光玄武巖1 748.93干層差油層未試油M3810灰色油跡安山巖1 777.72差油層差油層差油層M4011灰色熒光火山角礫巖1 799.92差油層干層未試油M2912灰色熒光角礫巖2 442.43油層油層低產油層

借助壓汞實驗，前人將SHg/pc的最大值稱為Swanson參數，對應的孔隙半徑為rapex。Swanson參數假設所有控制滲透率的連通孔隙在此點已被汞完全充滿[30-31]，該點對應的rapex是小尺寸且連通不好的孔喉到大尺寸且連通性好的孔喉的轉折點[30,32]。同時，前人研究發(fā)現Swanson參數和rapex均與滲透率呈現極好的正相關性，常用它們來校正未修正的氣測滲透率[31,33]。因此，可以利用Swanson參數和rapex來反映基質滲透率的高低。

如圖11所示，在SHg/pc與SHg的曲線圖中的頂點對應的SHg/pc值即Swanson參數，并把獲得的rapex標定到累計滲透率貢獻曲線上發(fā)現：大于rapex的孔喉對滲透率的累計貢獻均在85%以上，且rapex越大，這部分孔隙占總孔體積的比例越小，說明儲層品質越好，少量連通的大孔喉就對儲層滲透率有很大貢獻，而儲層品質越差，以小孔喉系統(tǒng)為主體，這部分孔喉需累計足夠多的體積(>35%)才能形成有效滲流網絡。

圖11 三塘湖盆地C2k火山巖風化殼儲層Swanson曲線、累計滲透率貢獻曲線及孔喉半徑分布Fig.11 Swanson curves,camulative permeability contribution curves,and the pore throat radius distribution of the C2k crust reservoir weathered in Santanghu Basina—c.分別為SHg/pc與SHg的關系圖;d—f.孔喉半徑對滲透率貢獻圖;a和d為樣品ND110-1;d和e為樣品M38-4，c和f為樣品ND110-5

圖12 三塘湖盆地不同含油產狀火山巖風化殼儲層Swanson參數與rapex(a)和孔隙度(b)關系Fig.12 Swanson curves,rapex and porosity characteristics of the volcanic weathering crust reservoir with different oil-bearing occurrences in Santanghu Basin

從上面的分析可知，Swanson參數和rapex均能很好地反映基質滲透率的大小。如圖12所示，Swanson參數與火山巖風化殼儲層含油性關系最好，其次是rapex，而孔隙度與風化殼儲層含油性的關系最差。分析可知，rapex僅反映了儲層的滲流特征，無法體積現儲層的儲集能力，孔隙度則相反；而Swanson參數反映的是SHg/pc的最大值，里面既包含了孔徑信息(pc)又考慮了孔體積信息(SHg)，因此，與火山巖風化殼儲層含油性關系最好。分析發(fā)現，當Swanson參數大于2時，儲層為油層或油水同層；Swanson參數介于0.86和2之間時，表現為差油層；Swanson參數小于0.86時，儲層多為干層。 綜上，Swanson參數可作為指示儲層含油性的關鍵參數，可為有利區(qū)的優(yōu)選提供指導作用。

5 結論

1) 火山巖風化殼儲層主要發(fā)育溶蝕孔、殘余氣孔、晶間孔、裂縫四類儲集空間，孔隙形態(tài)上表現為以墨水瓶型孔為主，孔徑上以納米孔隙為主。

2) 火山巖風化殼儲層品質的優(yōu)劣及微納米儲集空間的演變是其原始礦物組成和成巖作用共同作用的結果。冷凝成巖階段是微米級原生孔隙大量發(fā)育的階段，但孔隙較為孤立；巖漿期后熱液作用階段是微米級原生孔被大量充填和納米孔隙增加的時期；風化淋濾作用階段火山巖得到有效改造，此過程形成大量的微納米溶隙，使火山巖成為有效儲層。

3) 火山巖滲透率受基質和裂縫雙重控制，Swanson參數和rapex可以很好地揭示基質滲透率的高低。其中，Swanson參數與火山巖風化殼儲層含油性具有極好的相關性，其值越大，儲層含油性越好。