下载文档原格式
《英台复杂火山岩气藏储层特征及渗流规律研究》篇一一、引言随着全球能源需求的持续增长，对复杂地质条件下的天然气资源开发需求日益迫切。
火山岩气藏作为一种特殊类型的天然气储层，其复杂性和独特性要求我们在技术上进行深入的研究。
本篇论文将重点关注英台地区复杂火山岩气藏的储层特征及其渗流规律，以期为该地区乃至全球火山岩气藏的开采和利用提供科学依据。
二、储层地质背景及概况英台地区地处中-新生代火山岩发育带，拥有丰富的火山岩资源。
该地区的火山岩气藏具有多期次喷发、多期次沉积的特点，岩性复杂，包括安山岩、玄武岩、流纹岩等。
储层内孔隙结构多样，包括孔洞、裂缝和层状渗透等，使得储层特征十分复杂。
三、储层特征研究（一）岩石类型与物理性质储层中火山岩类型丰富，岩石类型包括中酸性至基性的各类火山岩。
通过对不同类型岩石的物理性质进行研究，我们发现不同岩石在密度、硬度、矿物组成等方面存在显著差异。
（二）孔隙结构与分布特征储层内孔隙结构以孔洞和裂缝为主，孔洞大小不一，形态各异。
通过压汞实验和扫描电镜等手段，我们观察到孔隙的分布特征和连通性对气藏的储集能力和渗流特性具有重要影响。
（三）储层物性参数分析结合地化分析、测井资料等手段，对储层的物性参数进行了综合分析。
包括孔隙度、渗透率、饱和度等参数的分布规律和变化趋势，为后续的渗流规律研究提供了基础数据。
四、渗流规律研究（一）渗流机理分析火山岩气藏的渗流过程受多种因素影响，包括岩石类型、孔隙结构、流体性质等。
通过对渗流过程进行数学模拟和物理模拟实验，揭示了火山岩气藏的渗流机理。
（二）渗流模式识别与评价根据储层特征和渗流规律，识别出不同的渗流模式，如线性流、过渡流和拟稳态流等。
并利用现代计算技术对这些模式的特征进行量化评价。
（三）开采动态分析与模拟预测通过收集现场生产数据和开采历史记录，分析了不同开采方式下的生产动态变化规律。
结合数值模拟技术，预测了未来开采过程中的产量变化趋势和潜在风险。
《英台复杂火山岩气藏储层特征及渗流规律研究》篇一一、引言随着全球能源需求的持续增长，对复杂地质条件下的天然气资源开发需求日益迫切。
火山岩气藏因其独特的储层特征和复杂的渗流规律，成为当前研究的热点。
本文以英台地区为例，对复杂火山岩气藏的储层特征及渗流规律进行深入研究，以期为火山岩气藏的高效开发和有效利用提供理论依据和参考。
二、区域地质概况英台地区位于某大陆边缘，地质构造复杂，火山活动频繁。
该地区火山岩分布广泛，岩性多样，包括安山岩、玄武岩、流纹岩等。
火山岩气藏的形成与火山活动密切相关，其储层特征和渗流规律受火山岩的岩性、构造、孔隙结构等多因素影响。
三、储层特征研究1. 岩性特征英台地区火山岩的岩性特征复杂多样，不同岩性的火山岩在储层特征上存在明显差异。
安山岩储层具有较高的孔隙度和渗透率，而玄武岩储层则以低孔隙度和低渗透率为特征。
此外，不同岩性的火山岩在储层中往往呈互层或混合状态，形成了复杂的储层结构。
2. 孔隙结构特征火山岩储层的孔隙结构复杂，包括原生孔隙、次生孔隙和裂隙等。
这些孔隙和裂隙的发育程度、连通性和分布规律直接影响着储层的储集能力和渗流性能。
研究表明，英台地区火山岩储层的孔隙度和渗透率受孔隙结构特征的控制，不同类型孔隙和裂隙的发育程度对储层的整体性能具有重要影响。
3. 构造特征火山岩储层的构造特征包括断裂、褶皱、节理等。
这些构造特征对储层的渗流性能具有重要影响。
例如，断裂和节理发育的地区往往形成高渗透带，有利于气体的运移和聚集；而褶皱等构造则影响着储层的空间展布和储集性能。
四、渗流规律研究1. 渗流机理分析火山岩气藏的渗流规律受多种因素影响，包括储层岩石的物理性质、孔隙结构、构造特征以及气体本身的性质等。
在分析渗流机理时，需综合考虑这些因素对气体在储层中运移的影响。
研究表明，火山岩气藏的渗流具有多尺度、非均质性和非线性的特点。
2. 渗流模拟实验为了深入理解火山岩气藏的渗流规律，我们进行了系列的渗流模拟实验。
火山岩油气藏勘探研究杨建磊【摘要】Volcanic rock oil and gas reservoir has been paid attention by the global energy agency,which has become a new field of petroleum exploration.Study on the reservoir dynamic research at home and abroad,volcano rock oil and gas,summed up the volcano rock oil gas exploration abroad in time for the node is divided into 3 stages,the main characteristics is the study of a long time, but the research is not deep enough.China is mainly divided into accidental discovery,partial exploration,comprehensive exploration stage,characterized by strong efforts to carry out exploration.Volcano rock type,reservoir formation probability,and improve the reservoir prediction has summed up four steps,and provide a theoretical basis for the exploration of oil and gas reservoir.%火山岩油气藏现今已经受到全球能源机构的重视，成为石油勘探新领域。
火山岩储层勘探与开发技术火山岩储层，作为一种特殊的油气藏类型，具有储量大、分布广等特点，对于油气勘探与开发具有重要意义。
然而，由于火山岩储层的复杂性和多变性，导致其勘探与开发技术面临一系列挑战。
本文将围绕火山岩储层的特点、勘探技术和开发技术展开论述。
一、火山岩储层的特点火山岩储层是指由火山喷发产生的火山碎屑物质堆积形成的油气储集层，主要由火山灰、火山碎屑和火山岩浆组成。
与常规油气储层相比，火山岩储层具有以下几个特点：1. 孔隙度低：火山岩储层孔隙度普遍较低，多数为裂缝孔和微观孔隙，导致渗透性较差，储层有效孔喉连通性差。
2. 孔隙结构复杂：火山岩储层孔隙结构非均质性强，普遍呈现多层多喉状孔隙结构，储集性能不均。
3. 物性差异大：火山岩储层中火山灰、火山碎屑和火山岩浆的组成和物性差异大，导致各种岩石层内孔隙性能、渗透性及含油气性能不同。
4. 储层厚度大：火山岩储层厚度较常规储层大，储量潜力巨大，但油气分布不均，有较强的非均质性。
二、火山岩储层的勘探技术1. 储集层识别：火山岩储层的储集特点独特，识别起来相对困难。
勘探人员可以通过地震、测井、岩心分析等综合手段，结合火山地质特征，精确定位储集层的位置和范围。
2. 相态预测：火山岩储层中含有火山碱金属等有机物质，勘探人员可以通过化学分析、地球化学、色谱等手段预测岩石的相态，并进一步推断岩石的孔隙结构和岩石矿物组成。
3. 储层描述：火山岩储层由于非均质性强，需要精细描述储层的物性参数，如孔隙度、渗透率和饱和度等。
电子扫描显微镜、岩性判识等技术可以辅助勘探人员进行精确的储层描述。
三、火山岩储层的开发技术1. 孔隙改造技术：由于火山岩储层孔隙度低、渗透率差，常规开发方法难以实现高产，因此需要采用孔隙改造技术，如酸化酪蛋白液封堵孔隙，提高火山岩储层的渗透率和油气采收率。
2. 人工裂缝技术：火山岩储层中益处裂缝较多，通过人工裂缝技术可以进一步提高储层的渗透性。
压裂、酸压裂等技术可以有效刺激储层，提高油气产能。
摘要：如果不包括中东的资源，相当一部分世界油气储量（甚至更多）都蕴藏在碳酸盐岩油藏中。
碳酸盐岩油藏孔隙度通常低并且可能是裂缝性的。
除了原油与混合润湿岩石特性外，这两个特性通常导致采收率低。
当采取EOR策略时，注入流体很可能通过裂缝网络流动，波及不到岩石基质中的原油。
裂缝网络渗透率高，但是其等效孔隙体积小，导致注入流体早期突破。
有效地采取加密钻井方案和井波及策略（大部分是堵气和堵水）以便缓解注入流体早期突破并且提高采收率。
但是，在大部分情况下，采收率还是达不到OOIP的40%～50%。
自从20世纪70年代以来，在文献中报道了大量在碳酸盐岩油藏中实施的EOR油田项目。
通过实施油田项目证明了其提高采收率的技术能力并且估算出了长期作业费用。
采收率的提高直接增加了储量，延长了不同油藏的开采期限。
但是，在当时油价环境下，技术效果与其经济可行性相差太大。
尽管有希望获得较高的利润，但是在某些情况下，大量的前期投资给技术应用造成了难以克服的障碍。
在其它情况下，高边际成本抵消了从提高的采收率中获得的所有效益。
后一种情况特别符合基于化学和热方法的EOR工艺。
像在下文中将看到的那样，在过去的30年期间，不断的技术进步降低了每桶增油的成本。
二氧化碳驱（连续注入或与以WAG方式）在美国是主要的EOR工艺，主要是因为能够得到足够的CO2。
CO2 EOR也是向螯合CO2方向发展的途径，如实行CO2交易，螯合CO2将成为期货交易的机遇。
本文介绍了对美国碳酸盐岩油藏EOR矿场经验的评述——最近尝试的分析和对新化学驱方法的新机遇的简单讨论。
评述的主要EOR经验是注CO2、聚合物驱、注蒸汽和火烧油层（注空气）。
一、引言碳酸盐岩油藏的地层是天然裂缝性的，其特征是孔隙度和渗透率分布不均匀。
例如，在碳酸盐岩（特别是岩石基质）孔隙度和渗透率低的情况下，油藏中流体流动可能完全取决于裂缝网络，而基质仅起储存油气的作用（与致密砂岩地层和天然气流动相似）。
一、火山岩研究进展早在1887年，美国加利福尼亚州的圣华金盆地就发现了世界上第一个火山岩油气藏。
1953年，第一个有目的的勘探并发现油气的油田—拉帕斯油田在委内瑞拉投入生产，这是火山岩油气藏勘探的一个里程碑。
进入20世纪70年代之后，对火山岩储层的研究进入崭新的阶段，火山岩储层在世界各地相继发现，以北美洲南部和欧洲最多，如美国、古巴、阿根廷、日本、印度尼西亚、格鲁吉亚、阿塞拜疆、乌克兰。
自20世纪90年代末到现今，火山岩储层研究达到高潮。
我国的火山岩油气藏的研究起步略晚，但进展迅速。
1957年在准噶尔盆地发现第一个火山岩油气藏，而后在渤海湾、松辽、准噶尔、二连、海拉尔、塔里木、四川等盆地发现了火山岩油气藏。
我国火山岩油气藏勘探大体可分为三个阶段：偶然发现阶段、初步勘探阶段和深入研究阶段。
随着国内火山岩储层不断发现和国外对火山岩储层的了解，我国开始重视火山岩储层的研究。
火山岩油气藏具有分布广但规模小，储层岩相、岩性变化快，储集类型和成藏条件复杂，油气产量高，递减快等特点。
从火山活动同火山岩油气藏的关系看，火山活动并不一定破坏火山岩油气藏，一般认为在油气藏形成之后的火山活动对油藏主要起破坏作用，而当火山活动与沉积同步时，岩浆的高温会形成局部温度异常，促进沉积岩层中的有机质的热解，有利于油气的成熟演化。
火山岩储层的孔隙结构复杂，多为低孔、低渗双重介质储层。
对储集空间的划分可以分为原生孔缝和次生孔缝，存在裂缝及其不同组合的孔隙类型，储渗组合类型多，储渗能力差异大，物性变化大。
岩性岩相、构造作用、风化淋滤及成岩作用在对储集空间的改造中起着关键作用。
储渗组合类型多，储渗能力差异大，开发评价难度大。
目前国内火山岩模型研究基本上都是围绕中心式火山岩相模式进行，而利用于火山岩几何形态、火山岩与围岩接触关系以及火山岩产状等要素进行地质模型研究则较少。
二、火山岩岩性划分火山岩的岩性不仅决定了原生孔隙和裂缝的大小和数量，而且还影响着次生孔隙和裂缝的发育程度。
《火山岩油藏水平井开采渗流理论与应用研究》篇一一、引言随着石油资源的日益紧缺，火山岩油藏因其丰富的储量和高效的开采方式成为全球油气开发的重要领域。
水平井技术因其能更有效地开发复杂地质构造中的石油资源，已被广泛应用于火山岩油藏的开采中。
本文将针对火山岩油藏水平井开采的渗流理论进行深入研究，并探讨其在实际应用中的效果。
二、火山岩油藏基本特征火山岩油藏主要由火山岩构成，其内部结构复杂，多孔、多裂隙，使得石油在其中具有独特的渗流特性。
同时，火山岩油藏具有储量大、分布广、储层非均质性强等特点，这些特点为水平井开采带来了诸多挑战和机遇。
三、水平井开采渗流理论水平井开采渗流理论是研究水平井在火山岩油藏中开采时，油、气、水等多相流体的渗流规律及影响因素。
该理论主要包括以下几个方面：1. 渗流力学基础：包括达西定律、斯托克斯公式等基本原理，用于描述多相流体在多孔介质中的渗流过程。
2. 水平井渗流模型：根据火山岩油藏的地质特征和水平井的几何形状，建立相应的渗流模型，如线性流模型、径向流模型等。
3. 影响因素分析：包括储层非均质性、流体性质、井网布置等因素对渗流过程的影响，为优化开采方案提供理论依据。
四、应用研究在火山岩油藏中应用水平井开采技术，需要结合渗流理论进行优化设计。
具体应用研究包括以下几个方面：1. 井网布置优化：根据储层特征和渗流模型，优化井网布置，提高采收率。
2. 水平井轨迹设计：结合地质资料和渗流模型，设计合理的水平井轨迹，以最大限度地利用储层能量。
3. 采收率评估：通过建立采收率预测模型，对火山岩油藏的采收率进行评估，为后续开采提供指导。
五、实际案例分析以某火山岩油藏为例，采用水平井技术进行开采。
首先，根据储层特征建立渗流模型，优化井网布置和水平井轨迹设计。
在实际开采过程中，结合实时监测数据，对采收率进行实时评估和调整。
经过一段时间的开采，该油藏的采收率得到了显著提高，证明了水平井开采渗流理论的实用性和有效性。
《火山岩油藏水平井开采渗流理论与应用研究》篇一一、引言随着全球能源需求的持续增长，火山岩油藏的开采成为了石油工业研究的热点。
其中，水平井开采技术因其高效性和经济性受到了广泛关注。
本文将重点探讨火山岩油藏水平井开采的渗流理论及其应用研究，旨在为实际生产提供理论支持和技术指导。
二、火山岩油藏基本特征火山岩油藏具有独特的储层特征，如孔隙度大、渗透率高、非均质性强等。
这些特征使得油藏的开采过程具有较高的复杂性。
火山岩油藏的储层结构复杂，包括裂缝、孔洞等多种储集空间，这些空间对油气的运移和聚集起着决定性作用。
因此，对火山岩油藏的研究应充分考虑到其独特的储层特征。
三、水平井开采渗流理论水平井开采渗流理论是火山岩油藏开采的核心理论。
该理论主要研究水平井在油藏中的布置方式、生产过程以及流体在储层中的流动规律。
在水平井开采过程中，需要考虑多种因素，如储层的非均质性、流体的物理性质、井网布置等。
这些因素将直接影响流体的渗流过程和开采效果。
四、渗流模型的建立与应用为了更好地描述火山岩油藏水平井开采过程中的渗流现象，需要建立相应的渗流模型。
这些模型应充分考虑储层的非均质性、流体的物理性质以及井网布置等因素。
通过建立数学模型，可以更准确地描述流体在储层中的流动规律，为实际生产提供理论支持。
此外，渗流模型的应用还可以帮助优化生产参数，提高开采效率。
五、实际应用案例分析以某火山岩油藏为例，通过实际生产数据的分析，可以验证上述渗流理论的正确性和有效性。
在该油藏中，采用了水平井开采技术，通过建立渗流模型并优化生产参数，实现了高效率、低成本的开采。
这充分证明了火山岩油藏水平井开采渗流理论的应用价值。
六、结论与展望通过对火山岩油藏水平井开采渗流理论的研究，可以得出以下结论：1. 火山岩油藏具有独特的储层特征，这决定了其开采过程的复杂性。
2. 水平井开采渗流理论是火山岩油藏开采的核心理论，需要充分考虑多种因素对渗流过程的影响。
3. 建立合适的渗流模型对于描述流体在储层中的流动规律以及优化生产参数具有重要意义。
火山岩油气藏勘探流程The exploration process of volcanic rock oil and gas reservoirs involves various stages and methodologies that are crucial in identifying and extracting these valuable resources. 火山岩油气藏的勘探流程涉及到多个阶段和方法，这些是在识别和提取这些宝贵资源方面至关重要的。
First and foremost, the exploration process begins with the geological survey and analysis of the potential volcanic rock formations. 首先，勘探流程始于对潜在火山岩地层的地质调查和分析。
This initial stage involves studying the geological structure, composition, and characteristics of the volcanic rock formations in order to identify potential reservoirs. 此阶段涉及研究火山岩地层的地质结构、组成和特征，以便识别潜在的油气藏。
In addition, advanced seismic imaging techniques are used to create detailed images of the subsurface geological structures, allowing geologists to pinpoint potential oil and gas reservoirs within thevolcanic rock formations. 此外，先进的地震成像技术被用于制作地下地质结构的详细图像，使地质学家能够在火山岩地层内准确定位潜在的油气藏。
火山岩油气勘探流程As an international process, volcanic rock oil and gas exploration requires a comprehensive understanding of geological formations and complex tools and techniques to locate and extract these valuable resources. 作为国际过程,火山岩油气勘探需要全面了解地质形成和复杂的工具和技术,以定位和提取这些宝贵的资源。
One of the key challenges in volcanic rock oil and gas exploration is the identification of suitable areas for exploration. This involves a thorough understanding of the geological characteristics of volcanic rock formations, as well as the use of advanced technologies such as seismic surveys and well logging to determine the presence of oiland gas reserves. 火山岩油气勘探的一个关键挑战是确定适合勘探的地区。
这涉及对火山岩地层的地质特征进行深入了解,并利用先进技术如地震勘探和测井来确定油气储量的存在。
In addition to geological considerations, environmental factors play a crucial role in volcanic rock oil and gas exploration. The potential impact of exploration activities on the surrounding ecosystems and communities must be carefully assessed, and measures must be putin place to minimize any adverse effects. 此外,除了地质考虑,环境因素在火山岩油气勘探中扮演着至关重要的角色。
收稿日期:20200902基金项目:中国铁路设计集团有限公司科技开发课题(721640)㊂作者简介:马百财(1972 ),男,1995年毕业于中国地质大学(武汉)工程地质专业,高级工程师㊂文章编号:16727479(2021)03006504印度尼西亚西爪哇岛火山堆积层工程地质特性研究马百财(中国铁路设计集团有限公司,天津㊀300251)㊀㊀摘㊀要:为研究西爪哇岛火山堆积层工程地质特性及主要工程地质问题,采用收集资料㊁现场调查㊁钻探㊁原位测试㊁室内试验等综合勘探方法,结合施工现场情况,通过统计计算㊁分析对比㊁归纳总结,深入研究西爪哇岛火山堆积层所在区域的地形地貌㊁气象特征㊁地层分布情况㊁物理力学指标特征㊁矿物成分等内容㊂研究结果表明,火山堆积层具有分布不均匀㊁厚度不均㊁软硬不均㊁普遍具胶结作用等特性,其工程地质特性较为特殊㊂施工中边坡稳定性为其主要工程地质问题㊂关键词:火山堆积层;地质勘察;工程地质特性;工程地质问题中图分类号:P534;P642.1㊀㊀文献标识码:ADOI:10.19630/ki.tdkc.202009020001开放科学(资源服务)标识码(OSID):Study on the Geological Characteristics of VolcanoDeposits in West Java ,IndonesiaMa Baicai(China Railway Design Corporation,Tianjin 300251,China)Abstract :In order to study the geological characteristics and geological problems of the volcanic deposits inWest Java,methods including data collection,on-site investigation,drilling,in-situ testing,and indoortesting were bined with the construction site conditions,through statistical calculations,analysis and comparison,literature review,in-depth study was conducted focusing on the topography,meteorological characteristics,stratum distribution,physical and mechanical index characteristics,mineral composition of thearea where the volcanic deposits of West Java are located.The results show that the volcanic accumulation layer has the characteristics of uneven distribution,uneven thickness,uneven softness and hardness,and general cementation,and its engineering geological characteristics are relatively special.The slope stabilityduring construction is the main engineering geological problem.Key words :volcanic deposits;geological survey;engineering geological characteristics;engineeringgeological problems1㊀概述印度尼西亚西爪哇岛分布有大量火山㊂该地区的火山堆积层以更新统为主,具松散性,未成岩,其特殊的工程特性国内罕见[1-3]㊂在该地区修建铁路等工程时,火山堆积层特性对工程措施及施工工艺选取影响较大㊂查清火山堆积层的工程地质特性,为设计提供合理的岩土参数及切实可行的工程措施建议,是地质工程师必须面对的问题[4-8]㊂目前,许多学者从成因㊁粒度分布㊁形貌特征等方面对火山堆积层进行研究[9-15]㊂以下基于前人的研究,采用综合勘探手段并结合现场施工情况,深入研究火山堆积层工程地质特性及其主要工程地质问题㊂2㊀地质概况2.1㊀地形地貌雅加达至万隆地势逐渐增高,地貌单元依次有冲积平原㊁冲洪积平原㊁丘前缓坡㊁丘陵㊁低山及山间盆地等,其中,丘陵及低山区表层被不同时期火山喷发的薄厚不一的火山堆积层所覆盖㊂2.2㊀气象特征该地区属热带雨林气候,终年炎热潮湿,按降雨量分为旱季㊁雨季㊂11月到来年3月为雨季(西北季风期),多雨多云;4~10月为旱季(东南季风期),晴天多而雨量少㊂历年各月平均气温23.1~27.1ħ㊁极端最高气温为37.8ħ㊁极端最低气温11.2ħ;平均相对湿度为78.9%~79.2%;年平均降水天数为188.7~223d,日极端最大降水量为2011.2mm,年平均降水量为2347.7~2415.8mm㊂集中于雨季的充沛降雨对火山堆积层的工程地质特性影响较大㊂2.3㊀地层岩性本地区表层以火山堆积层为主,物质来源为火山灰和火山碎屑㊂不同时期㊁不同沉积环境下,火山堆积层厚度差异大(层厚0~600m)㊂火山堆积层下伏为新生代第三系中-基性火山岩和沉积岩㊂本地区主要火山堆积地层岩性见表1㊂表1㊀地层岩性时代第四系主要岩性以粉砂㊁细砂㊁中砂㊁砾砂等砂类土为主,夹有黏土㊁粉质黏土㊁粉土㊁细角砾土㊁粗圆砾土以黏土㊁粉质黏土㊁粉砂㊁细砂㊁中砂㊁粗砂㊁块石土㊁角砾土㊁泥岩(半成岩)㊁砂岩(半成岩)㊁角砾岩(半成岩)为主以黏土㊁粉质黏土为主,夹有粉土㊁细砂㊁砾砂㊁角砾土㊁碎石土㊁块石土㊁孤石(安山岩)㊁泥岩(半成岩)㊁砂岩(半成岩)㊁泥灰岩(半成岩)以黏土为主㊀㊀由表1可知,火山堆积层以火山灰㊁火山碎屑及火山弹形成的黏性土㊁砂类土㊁碎石为主,普遍呈胶结和半成岩状(见图1),其物理力学性质㊁胶结程度及强度分布极其不均㊂图1㊀典型岩性照片3㊀火山堆积层工程地质特性3.1㊀室内试验指标根据大量的现场测试及室内试验成果,各火山堆积层黏土层的主要指标见表2㊂3.2㊀工程地质特性根据外业调查㊁钻探岩芯情况㊁现场施工揭露情况及室内试验统计结果,认为火山堆积层具有以下独特的岩土性质㊂(1)分布不规律㊂火山堆积层分布凌乱㊁不均匀,薄厚不均,厚度变化较大,根据钻孔揭示,最大深度可超过100m㊂(2)土层错综复杂㊂包含黏性土㊁粉土㊁砂类土㊁碎石类土,且土性不纯,相互掺杂,局部夹块石㊁孤石,其中砂类土颗粒部分为火山灰胶结物,其颗粒强度较低,对工程性质影响较大㊂表2㊀物理指标统计时代第四系统计项目天然含水w /%土粒比重G s 天然孔隙比e 土的密度ρ/(g /cm 3)液限ωL /%塑限ωp /%液性指数I L 塑性指数I P最大值1682.924.641 1.911971301.9667最小值23.4 2.170.703 1.1619.212.4-0.53 6.8平均值63.4 2.561.722 1.5777.350.30.5226.9最大值101.3 2.882.6842.0911281.1 1.8452最小值18.2 2.210.495 1.2737.917-0.398.4平均值55.1 2.591.468 1.6368.643.60.5124.9最大值82.7 2.912.228 2.1811362.3 1.5250.6最小值12.6 2.40.348 1.4128.717.7-0.517.2平均值46.9 2.621.233 1.7363.037.50.3925.5最大值54.1 2.761.559 2.0610161.20.545.8最小值19.5 2.590.586 1.613820.6-0.415.4平均值38.32.721.0861.8166.237.40.0428.9(3)细粒土矿物成分较为复杂㊂根据岩矿鉴定及全岩分析结果(见图2),主要矿物成分为黏土矿物㊁斜长石㊁角闪石㊁辉石㊁方解石㊁石英㊁磷灰石等,其中黏土矿物含量较高(见图3),根据X 射线衍射黏土矿物分析结果,黏土矿物以蒙脱石和高岭石为主,具膨胀性,且保水性好,不易失水㊂(4)软硬不均㊂一般土体结构强度较大,尤其是坚硬㊁半成岩的火山堆积层,其标贯击数高,但其含水率高,孔隙比大,主要受其特殊的火山碎屑㊁火山灰物图2㊀薄片鉴定照片(放大20倍)㊀矿物黏土矿物石英钾长石斜长石占比/%83.911.52.02.7图3㊀全岩分析结果质组成和热带气候所构成的地质沉积环境影响㊂部分岩芯呈柱状,具有一定的胶结作用,局部具半成岩作用㊂岩土定名时,宜将具有一定岩石结构特征但成岩时间较短㊁强度远高于一般土层的火山堆积地层定为岩类(见图4)㊂图4㊀半成岩岩芯照片(5)天然含水量高㊁天然孔隙比大㊁液限高㊂根据物理力学指标统计,火山堆积层黏土层天然含水量范围值为12.6%~168%,平均值为38.3%~63.4%;天然孔隙比范围值为0.348~4.641,平均值为1.086~1.722;液限范围值为19.2%~197%,平均值为63.0%~77.3%㊂(6)压缩性高㊂黏土层的压缩系数α0.1-0.2范围值在0.07~2.07MPa -1之间㊂平均值在0.26~0.54MPa -1㊂(7)沿线火山堆积层黏性土普遍具有膨胀性,多为弱-中等膨胀性,自由膨胀率为40%~80%㊂(8)物理指标与实际状态有偏差㊂土工试验物理指标显示,火山堆积层中黏性土天然含水量高㊁孔隙比大㊁液限高,根据以上数据进行定名㊁判定稠度状态,将会出现大量软土及流塑状态的土层,但实际土层位于陡坡,边坡稳定未发生溜滑现象㊂主要原因为火山堆积层普遍含有火山灰物质,在湿热环境下,颗粒间化学胶结作用使土的结构强度增强,为结构性土㊂应结合现场描述和土工试验指标,综合判定土的稠度状态㊂(9)渗透系数偏大㊂根据钻孔水文试验结果,部分地段黏性土的渗透系数可达到0.264~0.405m /d㊂这是由火山堆积层岩土矿物构成和特有的大孔隙比等特性造成的㊂4㊀主要工程地质问题火山堆积层具有分布不均匀㊁层厚不一㊁软硬不均㊁砂类土颗粒强度较低㊁黏性土天然含水量高㊁天然孔隙比大㊁液限高㊁普遍具膨胀性㊁胶结作用㊁渗透系数偏大等特性,这就造成多种工程地质问题,其中,边坡稳定性是其主要工程地质问题㊂在自然状态下,火山堆积地区边坡大多稳定㊂但当在工程实施时,在水㊁重力及人工作用下,易形成滑坡㊁滑塌等边坡变形问题㊂通过现场调查,认为有以下原因㊂(1)部分边坡开挖后未及时支护㊂(2)岩土体内存在不利结构面㊂主要为岩层面㊁节理面㊁土层和土石界面㊁风化层分界面等㊂(3)特殊的岩土体特性㊂沿线黏性土及其下伏泥岩地层普遍具膨胀性,失水收缩开裂,吸水膨胀㊁软化㊁崩解,土体强度大大降低(见图5)㊂加之泥岩易风化,在开挖暴露后短时间内及干湿交替作用下风化加速,强度衰减较快㊂(4)气候特殊㊂印尼当地降水集中且雨量大,按降雨量分为雨季旱季两个季节㊂路堑边坡在雨季受降雨影响,滑面附近土体受水浸泡,造成土体软化后发生滑塌(见图6)㊂(5)在自然边坡上方堆载,当超过一定压力后,土图5㊀旱季和雨季地层性状图6㊀土石界面处渗水㊀体天然结构遭到破坏,产生变形位移㊁强度降低,随地表水㊁地下水作用更加弱化土体强度,产生工程滑坡㊂路堑或基坑边坡的变形往往是在以上因素的共同作用下发生的㊂例如某处滑塌体(见图7),宽约25m,长约6m,厚0.5~1.0m㊂滑面位于土石界面㊁全风化和强风化分界面附近㊂根据现场调查,滑塌主要原因为路堑边坡开挖后,坡体前部失去支撑;泥岩上覆土层变薄,旱季表层膨胀土层收缩裂缝直接贯通至泥岩层面,雨季雨水沿裂缝直接渗流至地层分界面㊂滑面附近上覆土层或全风化泥岩受雨水浸泡,持续软化,抗剪强度大大降低,加之该处泥岩存在顺层现象,最终导致开挖边坡发生滑动㊂图7㊀某路堑边坡滑塌㊀5㊀结论(1)因其独特的地质环境㊁沉积环境,火山堆积层具特殊性,西爪哇岛火山堆积层具分布不均匀㊁薄厚不均㊁软硬不均㊁砂类土颗粒强度较低㊁黏性土天然含水量高㊁天然孔隙比大㊁液限高㊁普遍具膨胀性㊁胶结作用㊁渗透系数偏大等特性㊂(2)边坡稳定性是火山堆积层地区主要工程地质问题㊂工程地质勘察时,除常规物理力学试验外,应适当补充部分残剪㊁饱和剪试验和原位测试㊂鉴于室内试验的局限性,关于滑动面附近土层的抗剪强度试验,很难通过室内试验客观获得,建议根据失稳情况通过反算求得,也可视现场情况,通过现场原位测试获得㊂(3)因火山堆积层黏性土普遍具膨胀性,移挖作填时,必须经过改良才可使用㊂边坡开挖时,应分级开挖,需通过检算采取合理的支护措施,及时加强坡面防护,防止边坡滑塌;应考虑地下水及地表水对工程的影响,采取必要的措施,做好防水㊁降水㊁排水㊁止水措施,尽量避免雨季施工㊂(4)应对火山堆积层的人工边坡稳定性引起足够的重视,对各种分界面有变化㊁新发现的不利结构面㊁软弱夹层等存在失稳风险地段,及时检算边坡稳定性,动态设计㊂参考文献[1]㊀刘华强,殷宗泽.膨胀土边坡稳定分析方法研究[J].岩土力学,2010(5):1545-1549.[2]㊀张进奎,李霓,白志达,等.内蒙古东部晚第四纪玛珥式火山的堆积序列及喷发过程研究[J].岩石矿物学杂志,2019,38(3):339-353.[3]㊀唐华风,赵鹏九,高有峰,等.盆地火山地层时空属性和岩石地层单位[J].吉林大学学报(地球科学版),2017,47(4):949-973.[4]㊀杨奕曜,柳益群,周鼎武,等.酸性火山岩早成岩期岩矿特征及其地质意义 以新西兰北岛Taupo 火山带Waiotapu 地热区火山喷口堆积物为例[J].沉积学报,2019,37(3):466-476.[5]㊀陈洪洲,杨金山,李天翔,等,五大连池火山崩落堆积物研究[J].中国地震,2009(1):81-86.[6]㊀付彦文,薛万文,王涛,等.青海东昆南构造带战红山地区中酸性火山岩的发现及其地质特征[J].矿物岩石,2019,39(4):78-85.[7]㊀孙志远,龙灵利,王玉往,等.东天山阿奇山-雅满苏成矿带富钠火山岩年代学和矿物学特征[J ].岩石学报,2019,35(10):3213-3232.[8]㊀李五福,张新远,王春涛,等.祁连山哈拉湖地区奥陶纪岛弧火山岩及其构造意义[J].地质通报,2019,38(8):1287-1296.[9]㊀国家铁路局.铁路工程岩土分类标准:TB 10077 2019[S].北京:中国铁道出版社有限公司,2019.[10]国家铁路局.铁路工程地质勘察规范:TB 10012 2019[S].北京:中国铁道出版社有限公司,2019.[11]中华人民共和国铁道部.铁路工程不良地质勘察规程:TB 10027 2012[S].北京:中国铁道出版社,2012.[12]中华人民共和国铁道部.铁路工程特殊岩土勘察规程:TB 10038 2012[S].北京:中国铁道出版社,2012.[13]铁道部第一勘测设计院.铁路工程地质手册[M].北京:中国铁道出版社,1999.[14]黄志全,王安明,姜彤.膨胀土的现场剪切试验研究[J].工程地质学报,2015(3):361-366.[15]白志达,徐德斌,许桂玲,等.中国2007年以来全新世火山地质研究的主要进展[J].矿物岩石地球化学通报,2011(4):365-374.。
火山岩油气藏的勘探流程
一、前期准备工作
1. 对勘探区地质地球物理等资料进行研究分析,了解该区地质条件。
2. 熟悉该区历史油气探井情况,绘制地质图。
3. 召开专家论证会,确定勘探的目的及难点。
二、基础勘探阶段
1. 做地磁测程探测,掌握区域构造结构。
2. 做重力探测,锁定潜在结构及可能的深藏地层。
3. 根据地质图和物理资料,选定基础钻井点位进行钻探。
三、细节勘探阶段
1. 根据钻探结果,补充和优化地质图。
2. 根据地质图和已有资料,布设2/3地震试验面。
3. 对所获取的地震资料进行解析识别,锁定潜在的勘探目标层。
4. 根据地震结果,选定较优的探井点位进行钻探。
四、揭晓阶段
1. 对所钻探井进行样品采取和测试鉴定。
2. 在成功探井的基础上,进一步确定该区油气储量规模。
3. 制定后期勘探方案,进一步开发利用该藏油气资源。
以上就是火山岩油气藏的一般勘探流程。
实际勘探工作需根据不同区块的地质条件,科学进行必要的调整和优化。
1998年特 种 油 气 藏第5卷第2期国外火山岩油气藏特征及其勘探方法伊培荣Ξ 彭 峰 韩 芸 编译前 言随着能源需求的日益增长,石油与天然气的勘探、开发领域也在不断地扩展。
以往认为没有油气聚集价值的火山岩,如今也成为寻找油气不可忽视的领域之一。
特别是夹于生油岩系中的火山岩,与沉积岩一样,同样有利于油气聚集和保存。
早在19世纪末20世纪初,古巴、日本、阿根廷、美国等国家均先后发现火山岩油气藏。
日本对火山岩油气竭尽全力进行勘探开发,从50年代中期到80年代已陆续发现了几十个中、小型火山岩油气藏。
火山岩储集层特征11 岩石类型前苏联C1B1克卢博夫综合分析世界各国含油气盆地的火山岩储集层,将其岩石类型归纳为三大类。
(1) 熔岩和熔岩角砾岩 熔岩按其化学成分可划分为玄武岩(SiO2<52%),安山岩(SiO2为57%～62%),英安岩(SiO2为6510%～68.5%),流纹岩(SiO2>78%);熔岩角砾岩指熔岩角砾被相同成分的熔岩所胶结的岩石。
在阿塞拜疆、格鲁吉亚陆续发现基性和中性火山熔岩中的油气藏较多。
例如,阿塞拜疆穆腊德汉雷油气田产于白垩系的蚀变基性(玄武岩和玄武玢岩)和中性(安山岩和安山玢岩)火山岩及其风化壳中。
古巴的克里斯塔列斯油气藏也产于破碎的基性和中性火山岩及其风化壳中。
在日本,酸性火山岩中的油气藏较多。
例如,日本新泻县吉井—东柏椅气田、南长岗—片贝气田和见附油田产层位于上第三系的“绿色凝灰岩”的流纹岩中。
(2) 火山碎屑岩 按其碎屑大小可划分为凝灰集块岩、火山角砾岩、凝灰砾岩、砂屑凝灰岩和粉砂屑凝灰岩。
格鲁吉亚第比利斯萨姆戈里油田产于上—中始新统厚达100～150m的凝灰质砂岩和凝灰岩中。
阿塞拜疆穆腊德汉雷油田除了在基性—中性火山熔岩中含油之外,在裂缝性安山凝灰岩中也具有工业性原油。
美国内华达州伊格尔泉和特腊普泉油田则产于第三系流纹凝灰岩中。
阿根廷门多萨盆地西部图平加托油田也是火山凝灰岩产层。
Ξ辽河石油勘探局勘探开发研究院 辽宁 盘锦 124010(3) 火山碎屑—沉积混合型岩石 这是火山碎屑经过搬运与正常沉积物同时沉积的岩石。
按其火山组分的含量可划分为:沉积火山碎屑岩(火山组分50%～90%)和火山碎屑沉积岩(火山组分10%～50%)。
根据碎屑大小相应地划分为砾岩、砂岩和粉砂结构岩石。
这种储集岩常与前两种储集岩伴生。
21 火山岩结构类型与储油物性近年来,许多研究者对千岛—堪察加岛孤火山岩类储集层进行了仔细研究。
他们把火山岩按其碎屑大小和储集物性(有效孔隙度和渗透率)划分为四大类:砾屑结构岩类、砂屑结构岩类、粉砂结构岩类和致密块状—泥岩结构岩类。
其中砾屑结构岩类的有效孔隙度和渗透率值最高,砂屑结构岩类次之,粉砂结构岩类较差,致密块状—泥岩结构岩类为非储集岩。
克卢博夫主要根据不同粒径岩石类型、储集物性和储集空间类型,综合归纳提出了表1所示的千岛—堪察加岛弧晚白垩纪—晚第三纪火山岩储集层级别。
表1 千岛—勘察加岛弧火山岩储集层级别储集层级别岩 石 类 型储集物性5(%)K(103Λm2)储集空间类型高孔隙度和高渗透率储集层 凝灰质砂岩、细砾岩、砾岩、酸—中性凝灰砾岩、砂屑凝灰岩20～3010～1000孔隙型、孔隙—孔洞型中孔隙度和中渗透率储集层 凝灰质砂岩、凝灰角砾岩、角砾岩化熔岩、中—基性砂屑、粉屑岩—砂屑凝灰岩15～20015～1010孔隙—裂缝型、孔洞—裂缝型低孔隙度和低渗透率储集层 粉砂屑凝灰岩、凝灰质粉砂岩5～15011～015裂缝—孔隙型、裂缝—孔洞型31 火山岩的储集空间类型火山岩储集层的储集空间可分为原生和次生二大类。
原生储集空间包括岩浆喷发与冷却过程中由岩浆挥发的气体和下伏岩石的蒸汽流所造成的气孔和空洞,岩浆冷却与结晶、凝缩过程中所形成的裂缝和屑间、晶间孔隙。
岩浆冷却凝缩自生碎裂裂缝,最大可达4mm以上。
次生储集空间类型指火山岩经受火山期后的热液蚀变、地下水的溶蚀和构造应力作用所形成的储集空间,主要包括各种次生矿物的孔隙、溶蚀孔洞和构造裂缝。
次生储集空间往往追踪叠加于原生储集空间,大大改善了火山岩储集层的物性,在风化侵蚀带和构造破碎带更加发育完善。
41 火山岩储集层的分布含工业油气流的火山岩储集层主要分布于火山活动带及断陷盆地。
它们沿基底断裂呈裂隙式或中心式喷发,而且多期喷发的火山岩互相叠加连片,常常具有较大厚度和分布面积。
环太平洋含油气构造带中,火山岩层是一个重要的油气储集层(表2)。
日本北部沿海的新泻、山形和秋田油气区中,许多油气田产于第三系“绿色凝灰岩”建造中。
这个“绿色凝灰岩”是66特 种 油 气 藏1998年由凝灰岩、凝灰质砂岩、安山岩、安山集块岩、安山凝灰角砾岩等组成,沿日本岛弧内带晚第三纪地槽型盆地分布。
表2 太平洋活动带及其边缘沿积盆地中的火山岩储集层沉积盆地的成因类型区域性油气层(火山岩储集层)数量火山岩储集层占储集层总数的百分比 (%)现代活动的大洋边缘盆地2617古代活动的大洋边缘盆地6611褶皱区的造山盆地34219地槽上的造山盆地31413地台内的向斜盆地1312现代不活动的大洋边缘盆地1219火山岩油气藏形成条件11 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。
21 具有继承性发育的构造高点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。
31 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。
41 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。
51 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76第5卷第2期伊培荣等:国外火山岩油气藏特征及其勘探方法86特 种 油 气 藏1998年穆腊德汉雷等侵蚀面下的火山岩油田都说明这一点。
61 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。
火山岩储集层的研究及岩相划分11 火山岩储集层的研究方法克卢博夫归纳了前苏联火山岩储层的研究方法,主要包括以下几个方面:a, 对岩心和岩石露头进行详细的肉眼观察与描述,确定岩相、岩石类型、矿物成分、胶结程度和裂隙性;b, 对岩心结构构造、成岩后生变化方向和程度进行镜下研究;c, 对岩石中的细分散矿物成分进行X射线测定;d, 在偏光和扫描显微镜下对岩石中的自生矿物进行详细研究;e, 应用扫描电子显微镜和电子计算装置对岩石孔隙和新生矿物形态进行研究;f, 研究岩石中的微裂隙及其分布特点;g, 对岩心的有效孔隙度、渗透率、剩余水饱和度和内比面积等进行实验室测定;h, 对盖层的隔绝性进行实验测定,包括裂隙的形成能力,破裂压力和地层压力下的空气渗透性。
日本对火山岩储集层孔隙的实验研究主要包括:a, 用扫描电子显微镜观察岩石孔壁上石英、粘土矿物、沸石和非晶质物质形成平滑或粗糙孔壁的现象。
b, 将岩样浸泡于环氧树脂中使孔隙染色,然后制片进行镜下观察。
由此可以获得有关有效孔隙的分布状态、孔隙形状、孔隙连通性方面的资料。
c, 利用毛细管压力测定值,经换算及制图,可以确定储集岩孔径分布范围。
21 地球物理测井方法划分火山岩相火山岩岩性复杂,物性变化大,尚没有成熟的地球物理测井方法。
关于火山岩储集层及含油气性,日本有较好的尝试。
a, 日本新泻南长冈气田综合应用自然伽马、补偿地层密度和补偿中子测井较成功地划分了中新世七谷层“绿色凝灰岩”中的储集层——流纹岩岩相。
其中玻璃质碎屑岩相表现为井径大,自然伽马值高,电阻率低,在密度—孔隙曲线上具有类似于白云岩特征,密度为2172 g cm3,孔隙度为2%～20%;枕状角砾岩相井径小,自然伽马值低,电阻率高,孔隙度为10%～25%,密度为2166g cm3左右;熔岩相井径小,自然伽马值低,电阻率高,在密度—孔隙度曲线上具有类似于砂岩特征,密度为2166g cm3,孔隙度10%左右。
b , 新泻县由利原地区综合应用自然伽马和深感应测井,大致可以划分出玄武岩岩相。
其中玻璃质碎屑岩相伽马值很高,电阻率值低;枕状角砾岩相伽马值较低,电阻率值中等;熔岩相伽马值低,电阻率高。
c , 日本新泻县由利原地区综合应用深感应、密度和声波测井等资料推断了玄武岩中的不含油层段,即电阻率较高、密度测井Θb 值小、声波测井∃t 值大的区间可能存在烃类。
勘探方法火山岩与沉积岩相比,由于它具有地震波传播速度快、密度大、磁化率高、电阻率大、地震波吸收能量大等特征。
这就为综合应用各种地球物理勘探方法提供了依据。
表3是日本秋田县由利原地区井下岩心测定的各种物理参数。
日本应用如下地球物理方法勘探火山岩含油气构造[4]。
表3 日本秋田县由利原地区岩心测得火山岩物理参数井 号深度(m )岩 石地震波传播速度(m s )P 波S 波北由利原AK 211442140绿、灰色凝灰岩,性脆28181363仁贺保AK 213509110暗绿、灰色玄武岩37262026东由利原AK 211858160绿、灰色玄武岩、性脆35872171东由利原AK 211643121暗绿、灰色凝灰色1824852井 号密 度(g cm 3)孔隙度(%)空气渗透率(10-3Λm 2)磁化率(CGS 制)北由利原AK 2121581331458100010仁贺保AK 2121743911010337000东由利原AK 212160334124310010010东由利原AK 21217621718014301011 合成声波阻抗分析利用地震勘探中的速度解释和反射波的振幅值求出似于速度测井的每英尺地震波传播时间(∃t ),获得与速度测井非常吻合的资料。
21 重力勘探通过重力勘探,求出布格重力值及重力基底深度。
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。
