火山岩储层中多种自生矿物共生机理及流体示踪意义

Various authigenic minerals coexist in volcanic reservoirs is a universality phenomenon. The magmatism- related hydrothermal activity, tectonic uplift- related atmospheric freshwater leaching, organic maturation and hydrocarbon emplacement related to burial diagenesis played an essential role in the formation and evolution of the authigenic minerals. Study on the genesis link between the authigenic minerals and the fluids, taking example of the carboniferous volcanic reservoirs of Dixi area in Kelameili Gas field, Junggar Basin. Utilize different kinds of modern analytical testing methods, through detailed analysis of the geochemical indicators, which can trace the fluid activities, recorded in the crystal lattice or in the chemical composition of the authigenic minerals, we study the reservoir fluid activities and oil & gas injection process, unravel the influence and control mechanism on the pore structures and reservoir qualities by the basin fluid evolution, to enhance the formation mechanism theoretical cognition for similar volcanic reservoirs.

国内外众多火山岩储层中多种自生矿物共生现象普遍。与岩浆作用有关的热液活动、与构造抬升有关的大气淡水淋滤、与埋藏成岩作用有关的有机质成熟以及油气侵位对自生矿物的形成、演化起着不可忽视的重要作用。本次研究拟以准噶尔盆地克拉美丽气田滴西地区石炭系火山岩储层为研究对象，围绕自生矿物与流体活动在成因上的必然联系展开讨论。综合运用多种现代化分析测试手段，通过对各类自生矿物在晶格中或在化学组成方面所记录的、能够示踪流体活动信息的地球化学指标的详细分析，研究储层经历的流体活动及油气充注过程，进一步揭示盆地流体演化对储层孔隙结构及储集性能的影响及控制机理，为我国类似火山岩储层形成机理研究提供理论依据。

克拉美丽气田石炭系巴塔玛依内山组为一套由爆发相火山碎屑岩、溢流相火山熔岩、次火山岩相次火山岩及少量火山沉积岩构成的建造。储层中多种自生矿物共生现象普遍。以火山岩岩石学、岩相学系统研究为基础，利用铸体薄片及染色、扫描电镜及能谱分析、X射线衍射分析、电子探针分析、阴极发光分析、荧光分析、流体包裹体测温及成分分析以及同位素分析等手段，对绿泥石、沸石、石英、钠长石、方解石等自生矿物成因及流体来源进行了探讨。分析认为，绿泥石和沸石主要为热液阶段碱性环境下的产物，形成自生石英的SiO2组分主要来源于深部含硅热液流体，渗入到钾长石和斜长石中的钠长石主要来源于成岩期次生碱性流体交代作用；形成方解石的CO2来源具有深部热液、烃类流体混合改造的特征，首先在收缩缝中沉淀出来，后形成于风化缝、溶蚀孔缝中；分别富含铝和氟的榍石和磷灰石为原生矿物遭受热液蚀变时生成的次生矿物。铝硅酸盐矿物的溶解、钠长石化以及黏土矿物的转化均可为自生矿物的形成提供物质基础，如绿泥石中的Fe离子组分、沸石及方解石中的Ca离子组分、榍石中的Al组分等｡这些信息主要来自其与黄铁矿、钛磁铁矿、磷灰石、榍石等矿物共生组合关系以及矿物晶格及化学成分中各种示踪流体活动信息的地球化学指标。各类自生矿物的充填作用使原生孔隙急剧减少，储层储集性能变差。长石的钠长石化，蚀变带中黏土矿物基质以及方解石的重结晶作用形成了较多晶间微孔隙，在一定程度上增加了岩石中的次生孔隙，有利于油气的富集。同时，经受过多期次流体活动的蚀变岩石强度明显下降，在后期构造运动容易破碎、溶解成为油气的良好储层。自生矿物在各火山岩相带、岩性及各火山机构中的分布模式及与构造背景的关系还需后续的研究及实验证实。