陳 俊，王 劍，雷海艷，馬 聰，孟 穎，齊 婧

(1.中國石油新疆油田分公司實(shí)驗(yàn)檢測研究院,新疆 克拉瑪依 834000；2.新疆礫巖油藏實(shí)驗(yàn)室,新疆 克拉瑪依 834000)

0 引 言

火成巖油氣藏是一種重要的油氣資源類型，目前全世界發(fā)現(xiàn)火成巖油氣藏多達(dá)170余個(gè)[1-2]。1957年，國內(nèi)在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣首次發(fā)現(xiàn)火成巖油藏——克拉瑪依油田，目前已在松遼、渤海灣等11個(gè)含油氣盆地發(fā)現(xiàn)了火成巖油氣藏[3]。受有利的構(gòu)造位置和強(qiáng)烈的建設(shè)性成巖作用共同影響，準(zhǔn)噶爾盆地西北緣火成巖油氣藏分布廣，勘探潛力大，在克百斷裂帶、中拐凸起、車排子凸起及紅山嘴地區(qū)均取得了較好的勘探成果[4-9]。長期以來，國內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為受巖性、巖相控制的原生型火成巖是最重要的儲(chǔ)集層，原生型油氣藏具有巨大油氣勘探價(jià)值[10-12]，但前人研究新疆北部石炭系火成巖油藏中發(fā)現(xiàn)了風(fēng)化殼型火成巖儲(chǔ)層，與原生型火成巖儲(chǔ)層相比，其更容易形成有利儲(chǔ)集層，這一認(rèn)識(shí)推動(dòng)了風(fēng)化殼型火成巖油氣藏的勘探[13-14]。

2015年，通過開展石炭系構(gòu)造精細(xì)解釋，在紅山嘴地區(qū)發(fā)現(xiàn)圈閉10個(gè)，圈閉均位于油源斷裂附近，位置有利，預(yù)計(jì)探明儲(chǔ)量1 500萬t，具有廣闊的勘探前景。前人研究[15]認(rèn)為紅山嘴石炭系油氣層主要發(fā)育在距頂部不整合面300 m范圍內(nèi)，屬于典型的風(fēng)化殼型油藏，巖性巖相發(fā)育類型復(fù)雜。國內(nèi)學(xué)者對該區(qū)火成巖巖性巖相識(shí)別、油氣藏特征開展過大量研究，基本明確了儲(chǔ)層主要發(fā)育巖性和儲(chǔ)集空間類型[16-19]，如潘建國等[16]指出構(gòu)造條件、巖相特征、裂縫發(fā)育程度和保存條件是紅車斷裂帶火成巖油氣藏油氣成藏的4個(gè)關(guān)鍵因素。李亮等[17]認(rèn)為紅山嘴油田火成巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間為裂縫和次生孔隙，裂縫對儲(chǔ)層的形成和發(fā)育起著決定性作用，孔隙結(jié)構(gòu)組合為單一裂縫及裂縫和次生孔隙組合的雙重孔隙結(jié)構(gòu)。蘇培東等[18]認(rèn)為裂縫可分為構(gòu)造縫和非構(gòu)造縫，超過一半的裂縫被方解石、硬石膏、沸石、硅質(zhì)等自生礦物充填，裂縫以北東向?yàn)橹?，裂縫發(fā)育程度與構(gòu)造高點(diǎn)、斷層發(fā)育區(qū)及巖性、埋深相關(guān)。張家政等[19]將紅山嘴油田火成巖裂縫儲(chǔ)層按照成因和產(chǎn)狀進(jìn)行分類，并依據(jù)不同巖性、距石炭系頂面距離等劃分出裂縫發(fā)育的優(yōu)勢區(qū)。但對紅山嘴地區(qū)風(fēng)化殼火成巖儲(chǔ)層缺乏系統(tǒng)研究，風(fēng)化殼對產(chǎn)能的控制作用認(rèn)識(shí)不清，導(dǎo)致該區(qū)不同區(qū)塊石炭系油藏勘探效果差異大的原因不明。本文結(jié)合宏微觀巖礦分析、地球物理、地球化學(xué)等多種實(shí)驗(yàn)分析技術(shù)，綜合研究紅山嘴地區(qū)風(fēng)化殼儲(chǔ)層發(fā)育特征及控制因素，探討紅山嘴油藏風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)及儲(chǔ)集空間特征與油氣產(chǎn)能之間的關(guān)系，為風(fēng)化殼型火成巖油氣藏勘探提供理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 位 置

紅山嘴油田位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣紅車斷裂帶北部及中拐地區(qū)西部部分地區(qū)(圖1)，區(qū)域構(gòu)造處于盆地西北緣克-烏斷裂帶與車排子隆起所夾持的二級(jí)構(gòu)造帶上，是一個(gè)被眾多斷裂切割的復(fù)雜斷塊群，含油層系為石炭系—侏羅系，其中石炭系油藏為火成巖油藏[19]。

1.2 構(gòu)造地層特征

1.2.1 構(gòu)造特征

紅山嘴地區(qū)所處的紅車斷裂帶位于克—烏逆掩斷裂帶西南部，與中部的克—烏斷裂帶和東北部的烏—夏斷裂帶相互銜接形成一系列弧形斷裂，在華力西、印支、燕山、喜馬拉雅等地質(zhì)時(shí)期經(jīng)歷了多期構(gòu)造變形疊加和改造。由于受到多方向應(yīng)力場的影響，紅山嘴地區(qū)斷裂極為發(fā)育，整體上呈現(xiàn)西高東低的斷階式構(gòu)造，主斷裂呈北北東向，后期被南北向的應(yīng)力扭轉(zhuǎn)形成斷塊構(gòu)造格局。紅山嘴地區(qū)石炭系頂面發(fā)育多條大斷層，這些斷層控制了工區(qū)內(nèi)二級(jí)構(gòu)造帶的展布方向，同時(shí)也形成了整體由西向東，由南向北節(jié)節(jié)下降的構(gòu)造格局。

1.2.2 地層沉積特征

紅山嘴地區(qū)發(fā)育石炭系(C)、二疊系夏子街組(P2x)、上烏爾禾組(P3w)、三疊系下克拉瑪依組(T2k1)、上克拉瑪依組(T2k2)、白堿灘組(T3b)、侏羅系八道灣組(J1b)、三工河組(J1s)、西山窯組(J2x)、頭屯河組(J2t)、齊古組(J3q)和白堊系吐谷魯組(K1tg)，石炭系基底未鉆穿。火成巖主要發(fā)育在石炭系，區(qū)內(nèi)石炭系埋深500～2 487 m，目前鉆遇厚度為1 400.5 m，地層巖性為灰色、綠灰色安山巖夾灰色凝灰質(zhì)砂礫巖、粉砂巖，褐灰色、灰色火山碎屑巖，灰色、深灰色沉凝灰?guī)r，局部發(fā)育有綠灰色輝綠巖、玄武巖及少量泥巖。由于石炭紀(jì)末期的構(gòu)造抬升作用，地層整體遭受強(qiáng)烈的風(fēng)化剝蝕和淋濾改造，形成了厚度不一的風(fēng)化殼。

2 火成巖儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

2.1 巖性巖相及地球化學(xué)特征

巖性觀察和顯微鏡下鑒定結(jié)果顯示:紅山嘴地區(qū)發(fā)育侵入巖、次火山巖、火山熔巖、火山碎屑熔巖、火山碎屑巖和沉火山碎屑巖6大類火成巖，以火山熔巖和火山碎屑巖為主，其中火山熔巖以安山巖為主，火山碎屑巖以凝灰?guī)r為主(表1)。巖相以爆發(fā)相、噴溢相、次火山相、侵出相和火山-沉積相5種為主(表2)。區(qū)內(nèi)火成巖巖相橫向變化大，由東向西表現(xiàn)為爆發(fā)相增多、噴溢相減少的特點(diǎn)[20]。

表1 紅山嘴地區(qū)石炭系火成巖分類表

Condie[21]按照板塊構(gòu)造模式將火成巖的形成環(huán)境劃分為板塊邊緣和板塊內(nèi)部兩大類，并進(jìn)一步細(xì)分為聚斂邊緣、離散邊緣、邊緣盆地、大洋盆地、裂谷系、克拉通和碰撞帶等不同的構(gòu)造環(huán)境和相應(yīng)的火成巖巖石構(gòu)造組合。全堿-SiO2(TAS)和AFM圖解顯示，紅山嘴地區(qū)火成巖以鈣堿性系列發(fā)育為主，反映該區(qū)大地構(gòu)造環(huán)境與板塊邊緣的聚斂環(huán)境類似(圖2)。

根據(jù)中基性火成巖微量元素分析結(jié)果，構(gòu)造環(huán)境判別圖解顯示，紅山嘴地區(qū)火成巖主要趨于板內(nèi)玄武巖的特征，由此判斷研究區(qū)的構(gòu)造環(huán)境可能是處于兼有兩種類型玄武巖特征的某種特定過渡構(gòu)造環(huán)境中(圖3)。

表2 紅山嘴地區(qū)石炭系火成巖巖相劃分表

2.2 儲(chǔ)集空間特征

2.2.1 儲(chǔ)集空間類型

紅山嘴地區(qū)火成巖儲(chǔ)集空間類型多、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、構(gòu)造裂縫發(fā)育，可以分為孔隙和裂縫兩大類包括15小類儲(chǔ)集空間。

(1)孔隙發(fā)育特征 包括原生氣孔、半充填氣孔、晶間孔和粒間孔4類原生孔隙以及斑晶溶孔、杏仁體溶蝕孔和基質(zhì)溶孔3類次生溶孔。原生孔隙大多呈孤立狀，彼此不連通，部分后期被各種礦物不同程度地充填，這類孔隙主要發(fā)育在噴溢相上部亞相的熔巖中(圖4(a))。次生溶孔是本區(qū)火成巖儲(chǔ)層中最為常見的孔隙，各類火成巖受風(fēng)化淋濾改造均可形成次生溶蝕孔，是火成巖最主要的次生儲(chǔ)集空間(圖4(b))。

(2)裂縫發(fā)育特征 包括原生的冷凝收縮縫、直劈縫、高角度縫、低角度縫、水平縫、網(wǎng)狀縫和微裂縫6種構(gòu)造縫以及次生的溶蝕縫。原生的冷凝收縮縫是巖漿冷凝、結(jié)晶過程中形成的裂縫，裂縫均呈開張式，但裂開規(guī)模不大，裂開部分只呈拉開而不錯(cuò)動(dòng)，縫寬0.01～0.05 mm(圖4(c))。構(gòu)造縫是火成巖受構(gòu)造應(yīng)力后形成的一系列裂隙，按照產(chǎn)狀劃分為直劈縫(75°～90°)、高角度縫(45°～75°)、低角度縫(15°～45°)、水平縫(0°～15°)、微裂縫以及網(wǎng)狀縫。直劈縫和高角度縫多見油斑油跡，低角度縫多被充填，水平縫和網(wǎng)狀縫基本全被充填(圖4(d))，微裂縫多伴生在其他構(gòu)造縫兩側(cè)(圖4(e))，其中伴生在直劈縫和高角度縫的微裂縫可見油氣顯示。次生構(gòu)造溶蝕縫是在巖漿固結(jié)成巖后，受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、風(fēng)化淋濾等作用影響形成的一系列裂縫，部分構(gòu)造縫被充填后成為無效裂縫，但經(jīng)受后期熱液作用改造發(fā)生溶蝕—溶解作用后可再次形成有效裂縫——構(gòu)造溶蝕縫(圖4(f))。構(gòu)造溶蝕縫往往連接已有的儲(chǔ)集空間，是深層油氣運(yùn)移的重要通道。

2.2.2 孔隙和裂縫有效性評價(jià)

(1)孔隙有效性 紅山嘴地區(qū)火成巖儲(chǔ)層孔隙發(fā)育類型多樣，孔隙類型的差異及分布直接決定著儲(chǔ)層質(zhì)量的好壞。通過對不同巖性的孔隙類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較發(fā)現(xiàn)，火山熔巖原生氣孔大量發(fā)育且半充填氣孔發(fā)育比例比較高；而火山碎屑巖主要發(fā)育粒間孔和基質(zhì)溶孔。以火山熔巖發(fā)育為主的上部亞相是原生氣孔分布最有利的范圍，而溶蝕孔分布有利區(qū)受淋濾溶蝕作用強(qiáng)度的控制。

(2)裂縫有效性 裂縫有效性決定著油氣分布規(guī)律和油藏類型的確定。而裂縫有效性受裂縫產(chǎn)狀、裂縫密度以及充填情況的多因素控制。

通過對研究區(qū)不同產(chǎn)狀裂縫的物性數(shù)據(jù)分析顯示，直劈縫的有效孔隙度在2.5%～19.4%之間，平均15.4%，滲透率在6.5×10-3～945.4×10-3μm2之間，平均665.7×10-3μm2；高角度縫有效孔隙度在1.5%～12.5%之間，平均8.5%，滲透率在0.9×10-3～124.2×10-3μm2之間，平均65.3×10-3μm2；低角度縫的有效孔隙度在0.2%～9.5%之間，平均6.7%，滲透率在0.1×10-3～5.8×10-3μm2之間，平均2.4×10-3μm2；網(wǎng)狀縫的有效孔隙度在0.1%～7.4%之間，平均3.8%，滲透率在0.03×10-3～1.7×10-3μm2之間，平均0.54×10-3μm2；水平縫的有效孔隙度在0.1%～2.2%之間，平均1.2%，滲透率在0.004×10-3～0.86×10-3μm2之間，平均0.31×10-3μm2(圖5)。直劈縫和高角度縫對儲(chǔ)層物性貢獻(xiàn)明顯，其次為低角度縫和網(wǎng)狀縫。依據(jù)研究區(qū)裂縫產(chǎn)狀和裂縫密度特征，劃分裂縫級(jí)次：I級(jí)裂縫主要發(fā)育直劈縫，且裂縫密度大于20 條/m，有效裂縫最發(fā)育，多為半充填縫；Ⅱ級(jí)裂縫以高角度裂縫為主，每米巖心裂縫數(shù)為12～20 條之間，多為半充填的有效裂縫,可見油斑-油跡；Ⅲ級(jí)裂縫以低角度裂縫為主，裂縫密度為5～12 條/m，多為半充填縫-全充填的非有效縫，部分裂縫可見油跡或未見油；Ⅳ級(jí)以水平裂縫為主，且每米巖心裂縫數(shù)小于5 條，多為全充填的非有效縫，未見油。

2.2.3 儲(chǔ)集空間組合特征

根據(jù)不同儲(chǔ)集空間類型的組合特征可將紅山嘴地區(qū)火成巖儲(chǔ)集空間組合劃分為4類(表3)。其中，Ⅰ類為原生氣孔—溶蝕孔—I級(jí)裂縫型：其特征主要表現(xiàn)為原生儲(chǔ)集空間與溶蝕孔縫同時(shí)發(fā)育，后被I級(jí)裂縫改造，發(fā)育原生氣孔、晶間孔、溶蝕孔、收縮縫、直劈縫、溶蝕縫及微裂縫等多種類型儲(chǔ)集空間，該類儲(chǔ)集空間組合物性最好，平均孔隙度達(dá)7.7%。Ⅱ類為溶蝕孔—I/Ⅱ級(jí)裂縫型：其特征主要表現(xiàn)為溶蝕孔縫被Ⅰ或Ⅱ級(jí)裂縫改造，主要發(fā)育溶蝕孔、直劈縫、溶蝕縫和微裂縫，該類儲(chǔ)集空間組合物性較好, 平均孔隙度達(dá)6.2%；Ⅲ類為Ⅲ級(jí)裂縫型：由Ⅲ級(jí)裂縫改造形成的儲(chǔ)集空間，主要發(fā)育低角度縫、網(wǎng)狀縫，物性相對較差，該類儲(chǔ)集空間組合平均孔隙度為3.4%；Ⅳ類為Ⅳ級(jí)裂縫型：由Ⅳ級(jí)裂縫改造形成的儲(chǔ)集空間，發(fā)育少量水平縫和網(wǎng)狀縫，物性最差，平均孔隙度2.0%。

表3 紅山嘴地區(qū)石炭系火成巖儲(chǔ)集空間組合分類表

3 紅山嘴地區(qū)火成巖風(fēng)化殼儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)特征

侯連華等[22-23]通過對取心資料的分析研究，提出新疆北部石炭系火成巖具有土壤層、水解帶、淋蝕帶、崩解I帶、崩解Ⅱ帶和母巖帶6層風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)模型。紅山嘴地區(qū)風(fēng)化殼儲(chǔ)層按照風(fēng)化作用強(qiáng)弱，自上而下分為水解帶、淋蝕帶、崩解I帶、崩解Ⅱ帶和母巖五個(gè)分帶(圖6)。

3.1 巖心及薄片特征

紅山嘴地區(qū)風(fēng)化殼頂部水解帶是火成巖強(qiáng)蝕變后的產(chǎn)物，以火成巖細(xì)小顆粒和泥巖為主。巖心大部分變色，只有局部巖塊保持原有顏色，巖石的組構(gòu)結(jié)構(gòu)大部分已破壞，多被風(fēng)化分解碎裂成泥土，儲(chǔ)集性能差。淋蝕帶以風(fēng)化淋濾、構(gòu)造碎屑和熱液蝕變作用為主，是火成巖較強(qiáng)蝕變后的產(chǎn)物，以火成巖碎塊為主，次生孔隙和裂縫發(fā)育。巖石或裂縫面大部分變色，但斷口仍保持新鮮巖石色澤，風(fēng)化裂縫發(fā)育。崩解帶填充溶蝕作用明顯，是火成巖中等蝕變的產(chǎn)物，以較大火成巖碎塊為主,次生孔隙和裂縫較發(fā)育,但裂縫和氣孔常被充填或半充填，巖石或裂縫面有輕微褪色，巖石組構(gòu)無變化，大部分裂隙閉合或?yàn)楣栀|(zhì)充填，僅沿大裂縫有風(fēng)化蝕變現(xiàn)象。崩解帶根據(jù)物性可以分為I和Ⅱ帶。崩解I帶巖石半破碎，溶蝕孔和裂縫較發(fā)育，被半充填；崩解Ⅱ帶巖石半破碎，以發(fā)育裂縫為主，偶見少量溶蝕孔發(fā)育，多被充填或半充填。

3.2 鉆測井特征

火成巖風(fēng)化程度與風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，不同結(jié)構(gòu)層儲(chǔ)集層物性差別很大，準(zhǔn)確評價(jià)火成巖風(fēng)化程度可為劃分和評價(jià)風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。基于對取心井樣品及測井資料的研究，可以利用測井資料對風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，建立風(fēng)化指數(shù)模型(Fi)[23]:

(1)

式中：GRb,GR,GRmin,GRmax為未風(fēng)化火成巖自然伽馬、處理井段火山巖自然伽馬、處理井段火成巖最小自然伽馬、處理井段火成巖最大自然伽馬，API；Rd,Rdmin,Rdmax為處理井段火成巖深側(cè)向電阻率、處理井段火成巖深側(cè)向電阻率最小值、處理井段火成巖深側(cè)向電阻率最大值，Ω·m；Ci,Cimin,Cimax為儲(chǔ)集層變化指數(shù)、儲(chǔ)集層變化指數(shù)最小值、儲(chǔ)集層變化指數(shù)最大值；Pi,Pimin,Pimax為孔隙度變化指數(shù)、孔隙度變化指數(shù)最小值、孔隙度變化指數(shù)最大值。

通過測井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，紅山嘴地區(qū)火成巖儲(chǔ)層從母巖到水解帶，風(fēng)化指數(shù)模型Fi逐漸變小，整體表現(xiàn)為水解帶Fi<0；淋蝕帶0≤Fi<1.5；崩解Ⅰ帶1.5≤Fi<2.5；崩解Ⅱ帶2.5≤Fi<4。由此可根據(jù)Fi值定性判斷劃分風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)。

3.3 元素特征

根據(jù)地球化學(xué)分析結(jié)果，計(jì)算不同結(jié)構(gòu)層中的Fe2O3、Al2O3、TiO2、MgO、CaO、NaO2等主量元素的含量，按照K=[a(Fe2O3)+b(Al2O3)+c(TiO2)]/[d(MgO)+e(CaO)+f(NaO2)][24]進(jìn)行分析計(jì)算(其中a、b、c、d、e、f是指樣品中相應(yīng)的氧化物的百分含量)，所得結(jié)果K代表各風(fēng)化殼分帶之間的分配標(biāo)準(zhǔn)。利用K可以表征風(fēng)化程度并劃分不同結(jié)構(gòu)層，水解帶7

依據(jù)巖石風(fēng)化指數(shù)CIA=Al2O3/(Al2O3+NaO2+K2O+CaO)×100%對巖石風(fēng)化程度進(jìn)行判定[25]。當(dāng)CIA≤50%，說明巖石未風(fēng)化，當(dāng)50%≤CIA<100%，說明巖石風(fēng)化嚴(yán)重，當(dāng)CIA>100%，說明巖石徹底風(fēng)化。紅山嘴地區(qū)火成巖的CIA值大多介于50%至100%，說明該區(qū)火成巖風(fēng)化淋蝕嚴(yán)重。對比凝灰?guī)r和安山巖的CIA指數(shù)發(fā)現(xiàn)，不同巖性風(fēng)化淋蝕程度存在明顯差異，凝灰?guī)r相對于熔巖類更容易接受風(fēng)化淋蝕(圖7(b))，因此凝灰?guī)r相對熔巖類更易形成次生溶蝕孔。

4 紅山嘴地區(qū)火成巖風(fēng)化殼儲(chǔ)層的控制因素

紅山嘴地區(qū)在晚石炭世和早二疊世廣泛發(fā)育火成巖。各個(gè)地層間發(fā)育多個(gè)不整合面，這些不整合面長期暴露地表，遭受風(fēng)化淋濾溶蝕，形成風(fēng)化殼。根據(jù)石炭系火成巖儲(chǔ)層孔隙度與距石炭系頂部深度關(guān)系顯示，孔隙度較大的樣品主要分布于風(fēng)化殼附近或距風(fēng)化殼較近處，孔隙度大于8%的樣品主要分布于距石炭系頂面200 m以內(nèi)，孔隙度在3%～8%的樣品主要分布于距石炭系頂面200～400 m以內(nèi)。表明了風(fēng)化殼對儲(chǔ)層具有較大的改造作用。

4.1 古地貌的影響

風(fēng)化淋蝕形成巖溶古地貌，不同古地貌風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)存在差異，淋蝕程度不同，橫向?qū)Ρ刃圆頪26-27]。紅山嘴地區(qū)單井儲(chǔ)蓋層發(fā)育特征與風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)劃分研究結(jié)果表明，該區(qū)巖溶古地貌主要發(fā)育巖溶高地、巖溶斜坡和巖溶洼地，全區(qū)西部地貌較高，向東過渡到洼地，東部局部區(qū)域出現(xiàn)斜坡區(qū)。古地貌與風(fēng)化殼厚度沒有直接關(guān)系，但它控制著風(fēng)化殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的配比。古地貌洼地地區(qū)風(fēng)化水解帶發(fā)育，古地貌斜坡區(qū)淋蝕帶厚，原生孔隙被風(fēng)化淋濾縫連通，物性較好，古地貌高地淋蝕帶和崩解帶均較為發(fā)育，孔隙和裂縫常被充填或半充填，物性變差，而母巖的分布受古地貌影響很小(圖8)。研究區(qū)東部古地貌斜坡區(qū)淋蝕帶發(fā)育，是儲(chǔ)層物性高值發(fā)育區(qū)。

4.2 風(fēng)化殼縱向結(jié)構(gòu)影響

在相同表生環(huán)境下，由于巖石強(qiáng)度、脆性及可溶性礦物等的差異，形成的風(fēng)化殼儲(chǔ)集性能差別較大[28]。風(fēng)化淋蝕時(shí)間差異造成風(fēng)化殼儲(chǔ)層物性不同，未風(fēng)化時(shí)，只有火山角礫巖能形成有效儲(chǔ)層，其他火成巖為非有效儲(chǔ)層。弱風(fēng)化時(shí)，火山角礫巖、安山巖和玄武巖均能形成有效儲(chǔ)層，而凝灰?guī)r不能形成有效儲(chǔ)層。強(qiáng)風(fēng)化時(shí)，不同火成巖均能形成有效儲(chǔ)層，且各類火成巖孔滲均好于同時(shí)代、同巖性的原生型火成巖。

紅山嘴地區(qū)風(fēng)化殼頂部水解帶通常風(fēng)化程度非常強(qiáng)，多被分解碎裂成泥土，巖性致密，物性差，可以作為蓋層，有效封存儲(chǔ)集層內(nèi)的油氣，對產(chǎn)能建設(shè)有積極貢獻(xiàn)；淋蝕帶和崩解I帶是風(fēng)化淋蝕改造較好區(qū)，儲(chǔ)層物性最好。

5 紅山嘴地區(qū)火成巖風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)對產(chǎn)能的控制作用

根據(jù)現(xiàn)場單井產(chǎn)量情況、單井改造與否及單井穩(wěn)產(chǎn)性能將試產(chǎn)井劃分為高產(chǎn)井、改造高產(chǎn)井、快速衰減井和低產(chǎn)井4類，針對4類井所處的構(gòu)造位置、產(chǎn)油儲(chǔ)層巖性巖相特征、儲(chǔ)集空間組合及風(fēng)化殼發(fā)育特征研究發(fā)現(xiàn)，不同油氣產(chǎn)能與火山巖風(fēng)化殼儲(chǔ)層特征及儲(chǔ)集空間組合具有很好的對應(yīng)關(guān)系(表4)，高產(chǎn)井主要位于古地貌斜坡區(qū)，風(fēng)化溶蝕作用強(qiáng)，油氣產(chǎn)在淋蝕帶；改造高產(chǎn)井經(jīng)壓裂改造能獲得高產(chǎn)油流，主要位于古地貌斜坡區(qū)，風(fēng)化溶蝕作用強(qiáng)，油氣產(chǎn)在淋蝕帶；快速衰減井主要位于古地貌低洼帶，風(fēng)化溶蝕作用較差，油氣產(chǎn)在淋蝕帶和崩解I帶；低產(chǎn)井主要位于古地貌高地，風(fēng)化溶蝕改造后孔隙和裂縫被充填，油氣主要產(chǎn)在崩解I帶。將此規(guī)律應(yīng)用到缺少巖心、薄片、地球物理資料的井中，可以進(jìn)行產(chǎn)能情況預(yù)測，對提高探井成功率，指導(dǎo)風(fēng)化殼型火成巖油藏勘探評價(jià)具有重要指導(dǎo)意義。

5.1 高產(chǎn)井

高產(chǎn)井以H019井為例，該井試油日產(chǎn)量總體在10 t以上，且一直維持高產(chǎn)，最高日產(chǎn)油達(dá)77.2 t(圖9)。該井位于古地貌斜坡區(qū)，產(chǎn)油段儲(chǔ)層類型為裂縫-孔隙型儲(chǔ)層，儲(chǔ)層主要發(fā)育火山角礫巖和凝灰?guī)r，巖相為爆發(fā)相空落亞相，發(fā)育原生氣孔、晶間孔、溶蝕孔、直劈縫、高角度縫、溶蝕縫等多種類型儲(chǔ)集空間，儲(chǔ)集空間組合為Ⅰ類(原生氣孔—溶蝕孔—I級(jí)裂縫型)。經(jīng)風(fēng)化淋蝕改造后，孔隙發(fā)育更好，晚期裂縫溝通孔隙，地層流體順裂縫對孔隙進(jìn)行改造，油氣主要產(chǎn)在淋蝕帶(圖10(a))。

5.2 改造高產(chǎn)井

改造高產(chǎn)井以H053井為例，該井經(jīng)壓裂改造后試油日產(chǎn)量可達(dá)到10 t以上，最高日產(chǎn)油達(dá)32.49 t(圖9)。該井位于古地貌斜坡區(qū)，產(chǎn)油段儲(chǔ)層類型為裂縫-孔隙型儲(chǔ)層，儲(chǔ)層主要發(fā)育玄武巖，巖相為噴溢相下部亞相，原生氣孔發(fā)育少，主要發(fā)育溶蝕孔、直劈縫、高角度縫、溶蝕縫等儲(chǔ)集空間類型，儲(chǔ)集空間組合為Ⅱ類(溶蝕孔—I/Ⅱ級(jí)裂縫型)。經(jīng)風(fēng)化淋蝕改造后，孔隙發(fā)育較好，晚期裂縫溝通孔隙，油氣主要產(chǎn)在淋蝕帶(圖10(b))。

5.3 快速衰減井

快速衰減井以H44井為例，該井前期日產(chǎn)油量可達(dá)10 t以上，但隨著開采時(shí)間產(chǎn)油量快速下降(圖9)。該井位于古地貌低洼帶，產(chǎn)油段儲(chǔ)層類型為裂縫型儲(chǔ)層，儲(chǔ)層主要發(fā)育沉凝灰?guī)r，巖相為火山沉積相，原生氣孔不發(fā)育，風(fēng)化淋蝕作用較差，晚期發(fā)育少量裂縫，儲(chǔ)集空間組合為Ⅲ類(Ⅲ級(jí)裂縫型)。地層流體順裂縫對儲(chǔ)層進(jìn)行改造，油氣產(chǎn)在淋蝕帶和崩解I帶(圖10(c))。

5.4 低產(chǎn)井

研究區(qū)低產(chǎn)井以HS5井為例，該井日產(chǎn)量基本維持在3 t以下(圖9)。該井位于古地貌高地，產(chǎn)油段儲(chǔ)層類型為裂縫型儲(chǔ)層。儲(chǔ)層主要發(fā)育凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)砂巖，巖相為火山沉積相，原生氣孔不發(fā)育，風(fēng)化淋蝕改造后孔隙和裂縫多被充填，晚期發(fā)育少量裂縫，儲(chǔ)集空間組合為Ⅳ類(Ⅳ級(jí)裂縫型)。油氣主要產(chǎn)在崩解I帶(圖10(d))。

6 結(jié) 論

(1)準(zhǔn)噶爾盆地紅山嘴油田石炭系發(fā)育侵入巖、次火山巖、火山熔巖、火山碎屑熔巖和沉火山碎屑巖六大類火成巖，形成的構(gòu)造環(huán)境與板塊邊緣聚斂環(huán)境類似，發(fā)育原生氣孔—溶蝕孔—Ⅰ級(jí)裂縫型、溶蝕孔—Ⅰ/Ⅱ級(jí)裂縫型、Ⅲ級(jí)裂縫型和Ⅳ級(jí)裂縫型四類儲(chǔ)集空間組合，Ⅰ—Ⅳ類儲(chǔ)層物性依次變差。

(2)紅山嘴火成巖風(fēng)化殼儲(chǔ)層自上而下發(fā)育水解帶、淋蝕帶、崩解Ⅰ帶、崩解Ⅱ帶、母巖帶5個(gè)分帶，火成巖風(fēng)化淋濾作用十分強(qiáng)烈，且不同巖性風(fēng)化淋蝕程度存在明顯差異，凝灰?guī)r相對熔巖類更容易接受風(fēng)化淋蝕。

(3)紅山嘴地區(qū)橫向上發(fā)育巖溶高地、巖溶斜坡和巖溶洼地3種巖溶古地貌，不同巖溶古地貌控制著風(fēng)化殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的配比。古地貌洼地水解帶發(fā)育，斜坡區(qū)淋蝕帶厚度大，高地淋蝕帶和崩解帶均較為發(fā)育，母巖帶分布受古地貌影響小?？v向上水解帶風(fēng)化強(qiáng)多被分解形成泥巖蓋層，對油氣成藏具有重要的封堵作用，而淋蝕帶和崩解I帶是風(fēng)化淋蝕改造區(qū)，物性最好。

(4)紅山嘴地區(qū)火成巖油藏不同油氣產(chǎn)能與風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)具有很好的對應(yīng)關(guān)系，高產(chǎn)井和改造高產(chǎn)井均位于古地貌斜坡區(qū)，風(fēng)化溶蝕作用強(qiáng)，油氣產(chǎn)在淋蝕帶?？焖偎p井主要位于古地貌低洼帶，風(fēng)化溶蝕作用較差，油氣產(chǎn)在淋蝕帶和崩解I帶；低產(chǎn)井主要位于古地貌高地，風(fēng)化溶蝕改造后孔隙和裂縫多被充填，油氣主要產(chǎn)在崩解I帶。