摘要：对火山岩裂缝特征进行研究是松辽盆地升平气田营城组火山岩低孔低渗裂缝性气藏开发地质研究的重要内容。借助野外地质考察、岩心观察、地震属性分析以及古地磁研究等多种方法，结合升平气田的断裂发育特征，从多方面综合描述了升平气田火山岩气藏裂缝发育情况，并研究了裂缝的有效性。结论认为：①岩心观摩技术及测井裂缝研究技术能够对裂缝进行定量研究；②研究区天然气裂缝发育，但多数被充填或半充填；③Ⅰ、Ⅱ类储层以气孔为主，裂缝不发育，Ⅲ类储层气孔不发育，裂缝较发育。
关键词：升平气田；早白垩世；火山岩；裂缝；储集层
1 裂缝的观察
1.1 野外考察
通过野外观察火山岩露头，松辽盆地储层火山岩中孔缝发育的主要规律：①长裂缝主要为近南北向，短裂缝主要为近东西向，近火山口相-火山通道相隐爆角砾岩亚相的裂缝方向多变，裂缝宽0.1mm左右，玄武岩中裂缝相对较宽，介于1～3mm；②裂缝主要是在流纹构造细晶流纹岩、含角砾细晶流纹岩、角砾熔岩和玄武岩中发育，岩石比较致密，物性较差；③裂缝主要发育在喷溢相的下部亚相、火山通道相火山颈亚相、次火山岩亚相和火山通道相。
1.2 岩心观察
1.2.1岩心的宏观观察
本次研究对研究区内8口取心井目的层的裂缝发育状况进行了岩心观察和描述。从研究区裂缝发育情况看，研究区天然裂缝发育，主要为构造缝(张裂缝、网状缝)，其次为成岩缝(图1)。
对137.37m连续取心井段裂缝进行观察统计分析：Ⅰ类储层主要以原生窜珠状气孔为主，几乎未见裂缝或见微量裂缝，裂缝密度平均为0.5条/m，裂缝延伸长度短，在2～4cm之间；Ⅱ类储层主要以原生小气孔为主，裂缝不太发7育，裂缝密度平均为3.0条/m，裂缝延伸长度在3～10cm之间；Ⅲ类储层主要以原生微小气孔为主，裂缝较发育，裂缝密度平均为6.2条/m，裂缝延伸长度长多大于5cm。非储层段的含角砾凝灰岩段裂缝不发育，而非储层段的致密流纹岩段裂缝非常发育。
1.2.2岩心的微观观察
观察了升平开发区营城组岩心薄片资料100余块。通过薄片观察，微裂缝发育，主要为张裂缝、网状缝。裂缝为充填-半充填，充填物主要为石英、方解石；裂缝在薄片上延伸较长；沿裂缝有溶蚀现象。有效储集空间主要为半充填-未充填裂缝、气孔、溶蚀孔(洞)。
2 利用古地磁研究断裂与裂缝
通过样品获得原生剩磁、次生剩磁和天然剩磁的磁矢量。现代黏滞剩磁属于次生剩磁，其水平分量与现代地理北极之间存在一定的磁偏角。因此，在获得岩样上黏滞剩磁以后，就可对岩心及其裂缝进行归位定向[1]。本区升深更2井裂缝走向123°、倾角75°，这与区内断层的分布一致，反映了该区断裂构造对裂缝分布的控制作用。
3 裂缝的预测解释
3.1 成像测井解释裂缝
成像测井是通过图像上的颜色、形态来直接反映裂缝特征(图2)[2～4]。对3口井的微电阻率扫描成像测井资料进行了处理分析，结合岩心观察对裂缝线密度在纵向上的分布做了统计，经分析认识岩心观察线密度与测井解释的结果存在一定差异，其原因为：①统计对象不同。岩心较直观，成像测井资料受处理参数、成图质量等影响不能完全体现裂缝的分布状态。②人为因素。成像测井解释裂缝受测井处理人员的处理经验、对研究区裂缝的认识等因素影响。③微细裂缝、充填缝的影响。
对裂缝方位进行统计可以看出，营三段裂缝发育方位以北西向为主。同时，通过成像测井解释，认为该区块钻井诱导缝较发育，主要为东西向，在部分井段还发育有南北向的钻井诱导缝。
3.2 三维地震资料裂缝预测
3.2.1吸收系数分析
应用地震波能量吸收分析技术对三维地震数据进行能量吸收分析，计算出吸收系数数据体，包括绝对和相对吸收系数。从过井吸收系数剖面分析，测井解释有利储层段与高吸收系数段对应良好，说明该区地震数据的能量吸收数据较好地反映了11的层段储层的裂缝发育程度及含油气信息，可作为该区裂缝储层评价的一项重要参数。由吸收系数属性沿层平面分布可知，营城组吸收强吸收区主要分布在区块中部。与实钻井情况对比，表明有良好的对应关系。同时对单井在吸收系数平面图上的吸收系数从裂缝线密度以及试气结果方面进行统计，符合率均为75%，可见该方法在本区是有效的。
3.2.2测井约束反演处理预测储层裂缝
在波阻抗反演结果的基础上，进行深浅侧向电阻率测井约束反演处理，可有效地识别裂缝，并且对储层的含气性进行评估。
由图3看出，区块波阻抗与电阻率呈乘幂关系，波阻抗高值对应电阻率高值，统计结果与地质认识吻合，拟合的关系式相关系数较高，可以满足反演处理的要求。区块波阻抗与RTC的统计关系不是很明显，所以采用间接方式得到波阻抗与RTC的转换关系。结果表明RTC反演与地质情况吻合，拟合的相对关系式相关系数较好，完全能满足反演处理的要求。
在得到波阻抗数据与深侧向电阻率以及深、浅侧向电阻率之间的转换关系式后，通过相应的关系式，转换到RTC数据体，整个处理过程和波阻抗反演类似。电阻率反演成果与测井曲线所体现的地质情况基本一致，区块西北侧与北侧的电阻率值是高值部分偏低，表现为有利区；RTC反演与测井曲线计算值基本一致，区块中部、西北侧和北侧RTC值远离0，表现为裂缝有利发育区。
3.2.3相干分析
对区块的三维地震资料进行了沿层地震相干数据处理，可见相干系数低值分布特点与本区的断裂和构造分布密切相关。对于相干图的解释可分为两个级别：相干值低，延伸较长呈条带状分布，则解释为断层；相干值较低，延伸较短，则解释为裂缝。由相干处理合平面图可以看出，相干系数低值带沿断裂带分布，吻合较好(图4)。
3.2.4 MVE应力分析
3D Move软件进行裂缝预测是基于一种地质成因的方法。它通过对地层的构造发育历史进行反演和正演，计算每期构造运动对地层产生的应变量；同时也能对解释方案进行检验。用应变量作为主控参数，考虑地层厚度、岩性、裂缝发育方向等4项参数，对裂缝发育的相对富集带及主要发育方向进行预测[5～6]。
根据区块的构造发育史，营城组火成岩天然裂缝的主要形成时期为晚侏罗世沉积期以及白垩纪青山口组-姚家组沉积时期，对现今裂缝开启性以及裂缝发育规模起决定作用的时期是青山口组-姚家组拉张应力场沉积时期。依据构造发育历程，通过统计XMAC测井解释，在营城组内四期火成岩顶面构造分析基础上，作出了上述4个构造层顶面地层应变量及裂缝开启度分布图(图5)。营城组火山岩以北西向和近南北向的两组裂缝最为发育，裂缝密度较大且开启性好，这与区内断裂发育的特点相吻合，说明了断裂对裂缝发育及分布的控制作用比较大。单井在预测图上统计预测的符合率达到94%，可见该方法在本区是有效的。
4 结论与建议
1) 通过多种方法对火山岩裂缝进行研究，认为岩心观察技术及测井裂缝研究技术能够对裂缝进行定量研究。对岩心古地磁的研究可以比较准确地确定裂缝的发育方向和倾角。测井约束反演、吸收系数裂缝研究、MVE应力分析裂缝预测和地震属性储层裂缝预测，均可对裂缝发育的宏观展布规律进行预测。为了准确且全面地认识裂缝的发育情况，需要运用多种方法综合分析研究区内储层裂缝的展布规律。
2) 研究区天然裂缝发育，主要为构造缝(张裂缝、网状缝)，其次为成岩缝，裂缝多数被充填半充填。有效储层段主要以大缝、低角缝以及高角缝为主，有利裂缝发育带基本集中在断层附近及构造高部位区，发育方向主要为北西向及近南北向，有少数裂缝发育方向为近东西向。裂缝密度较大且开启性好，与区内断裂发育的特点吻合。裂缝影响因素为：裂缝发育与岩石的化学成分关系不大，主要受岩石的脆性影响；熔岩、角砾熔岩中裂隙较发育；凝灰岩与火山碎屑岩中裂隙不易保存。
3) 从储层分类方面分析，认为I和Ⅱ类储层以气孔为主，裂缝不发育；Ⅲ类致密储层段气孔不发育，裂缝比较发育。从火山岩的不同层段分析，认为裂缝沿断裂带附近发育，主要发育层段在营三段的上部。
参考文献
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[2] 舒萍，曲延明，王国军，等.松辽盆地火山岩储层裂缝地质特征与地球物理识别[J].吉林大学学报：地球科学版，2007，37(4)：726-733.
[3] 孙加华，肖洪伟，么忠文，等.声电成像测井技术在储层裂缝识别中的应用[J].大庆石油地质与开发，2006，25(3)：100-102.
[4] 王玉华.电成像测井在大庆火成岩储层解释中的应用[J].大庆石油地质与开发，2008，27(6)：128-130.
[5] 方晨，曾利刚，由成才，等.裂缝综合预测方法及应用研究[J].天然气工业，2007，27(增刊A)：443-445.
[6] 刘之的，刘红歧，代诗华，等.火山岩裂缝测井定量识别方法[J].大庆石油地质与开发，2008，27(5)：132-134.
(本文作者：薛涛1，2 刘英宪3 杨秀芳2 刘继莹2 1.内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室 南京大学地球科学与工程学院；2.中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院；3.中海石油有限公司天津分公司)
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