松辽盆地北部火山岩岩相与测井相关系研究

郭振华1 ,王璞王君1 ,印长海2 ,黄玉龙1

1.吉林大学 地球科学学院 ,长春　130061

2.大庆油田研究院 ,黑龙江大庆　163012

摘要:松辽盆地北部火山岩是最主要的天然气储集岩 , 可分 5 相 15 亚相 , 钻井均有揭示。主要储集岩

岩相测井特征为:爆发相热碎屑流亚相高伽玛 、低振幅齿形 , 中 - 高阻 、低频低振幅齿形且下部振幅增大;

喷溢相上部亚相高伽玛 、高振幅齿形 ,中 中高阻值 、指状或峰状;侵出相内带亚相高伽玛 、中振幅齿形 , 中

高 -高阻 , 中振幅齿形。此外 ,隐爆角砾岩亚相和外带亚相是较好的储层。 气层使电阻率明显增大 ,气水

同层一般也使电阻率增大 , 水层使电阻率减小。不含流体的火山岩电阻率变化规律为:火山沉积相<侵出

相<爆发相<火山通道相<喷溢相;凝灰岩<熔岩。

关键词:松辽盆地;火山岩相;火山岩储层;深层天然气;测井相

中图分类号:P618. 13　　　文献标识码:A　　　文章编号:1671 5888(2006)02 0207 08

收稿日期:2005 09 20

基金项目:国家自然科学基金项目(40372066);高等学校博士学科点专项科研基金项目(20030183042)

作者简介:郭振华(1979 ), 男 ,陕西靖边人 , 硕士研究生 ,主要从事油田地质研究 , E-mail:robust813@126. com

通讯联系人:王璞王君(1959 ),男 , 黑龙江绥滨人 , 教授 , 博士生导师 , 主要从事油气地质和盆地火山岩研究 , Tel:0431

- 8502620 , E-mail:w angpj@jlu. edu. cn。

Relationship Between Lithofacies and Logging Facies

of the Volcanic Reservoir Rocks in Songliao Basin

GUO Zhen-hua1 , WANG Pu-jun1 , YIN Chang-hai2 , HUANG Yu-lo ng1

1. Co llege o f Earth Sciences , J i linUniversi ty , Changchun 130061 , Ch ina

2. E xp lora tion Insti tute o f P etro-Daqin g , Daqing , H ei long j ian g 163012 , China

Abstract:The M esozoic volcanic rocks are the most impo rtant g as reservoi r in the nor thern Songliao

Basin. 5 li thofacies and 15 sub-facies have been recognized in the volcanics. The best re servoirs w ere

generally found in three o f the fif teen sub-facies including py roclastic bearing lav a f low (Ⅱ3), upper

ef fusive(Ⅲ3) and inner ex trusive(Ⅳ1)sub-facies. The corresponding lo gging characteristics are as fol-

low s:the Ⅱ3 i s characte rized by high value o f Gama Ray (GR) w ith low amplitude dentifo rm out line ,

and by media-high value of Dual Lateral Logg ing o f Resistivity (DLL) with low frequency and low am-

plitude dentiform out line;the Ⅲ3 i s high in G R w ith low ampli tude dentifo rm shape , DLL value of the

Ⅲ3 is media-media high and w ith shapes of finge r or hi ll fig ure;the Ⅳ1 show s high value of G R w ith

media amplitude denti fo rm shape , it s DLL is media high-high value w ith media amplitude dentiform

shape. Besides , underg round-explosive breccia facies(Ⅰ3)and outer ex t rusive facies(Ⅳ3)can also be

good reservoirs. Gas can cause DLL o f the reservoir v olcanics increasing markedly but w ater does the

contrary. The DLL o f dry volcanic rocks indicates facies and ro ck type dependent , in the sequence o f

volcano-geni tic sedimentary facies<ex t rusive facies<explo sive facies<volcanic vent facies<ef fusive fa-

cie s;tuf f<lav a.

　第 36卷 　第 2期

2006 年 3 月　　　　　　　

吉 林 大 学 学 报(地 球 科 学 版)Journal of Jilin Univer sity(Ea rth Science Edition)

　　　　　　　Vo l. 36　No . 2

Mar. 2006　　

DOI牶牨牥牣牨牫牪牱牳牤j牣cnki牣j juese牣牪牥牥牰牣牥牪牣牥牨牥

Key words:Songliao Basin;volcanic li thofacies;volcanic reservoi r;deep basin gas;well lo gging

facies

0 引 言

火山岩储层已经成为油气勘探的新领域 。近年

来 ,松辽盆地深层火山岩勘探取得重大进展 ,岩相测

井识别发挥了重要的作用 。测井综合反映了岩性 、

岩相 、孔渗和储层含油气饱和度等 ,是油气勘探和开

发的重要手段。对于火山岩储层 ,研究测井曲线与

岩性岩相的关系可以在其油气勘探开发中起到直接

指示作用 。由于地质条件限制和火山岩岩相研究的

相对滞后性 ,国内外学者对火山岩岩性的测井识别

著述较多 ,而对于岩相的测井识别则论述较少[ 1 ～ 5]

。

本文针对松辽盆地油气勘探的实际需要 ,就同一岩

相亚相下不同岩性的测井资料进行分类归纳 ,并讨

论气层与干层的不同情况 ,分别建立了松辽盆地储

层火山岩岩相亚相与测井相的关系 。

1 松辽盆地北部火山岩相特征

钻井揭示 ,松辽盆地北部火山岩规模巨大 ,平均

厚约 300 m ,最厚处超过 1 000 m ,已解释出 30余个

火山机构 。松辽盆地北部目前发现的火山岩主要发

育于徐家围子断陷构造带 ,主体为白垩系营城组一

段(K yc1)、三段(K yc3)和火石岭组(Khs1),沙河子

组(Ksh)有少量分布。

火山岩相是指火山活动环境及在该环境下所形

成的特定火山岩岩石类型的总和[ 6] 。在发育完整且

未受到后期剥蚀的火山岩序列中 ,自下而上火山岩

相分别为:Ⅰ火山通道相 、Ⅱ爆发相 、Ⅲ喷溢相 、Ⅳ侵

出相 、Ⅴ火山沉积相[ 7] 。研究区爆发相和喷溢相交

替的序列最为常见 ,火山通道相 爆发相组合也比较

多见 。之外还有火山通道相 侵出相 喷溢相组合 ,

火山通道相 喷溢相等组合 。通过对 60余口钻井所

遇火山岩的研究 ,发现每种岩相亚相具有特征的岩

性组合 、成岩方式和储层意义及其发育的规模 ,具体

如下:

1. 1 火山沉积相

火山沉积相约占 4%,可分 3个亚相:

Ⅴ3 凝灰岩夹煤沉积亚相 ,成煤沼泽环境 ,岩性

为凝灰岩 ,陆源碎屑结构 ,层理构造 。储层空间类型

为碎屑颗粒间孔和各种次生孔和缝 。约占 5%。

Ⅴ2 再搬运火山沉积亚相 ,经过水流作用改造

而成 。为交错 、粒序层理 ,位于火山机构之间的低洼

地带 。发育两种岩性:砾岩和凝灰质砾岩 ,角砾为各

种火山岩 。约占 80%。

Ⅴ1 含外碎屑火山沉积亚相 ,岩性为凝灰质砂

岩 ,以火山碎屑为主 ,具有层理 。约占 15%。

1. 2 侵出相

侵出相约占 5%,分 3个亚相:

Ⅳ3 外带亚相 ,岩性主要为具变形流纹构造的

含角砾流纹岩 ,少量为凝灰质熔岩 ,熔结角砾结构和

熔结凝灰结构 。储层空间类型为角砾间孔隙和显微

裂缝 。是较好的储层 。约占 85%。

Ⅳ2 中带亚相 ,岩性主要为致密块状珍珠岩 ,珍

珠结构 ,玻璃质结构 ,少量为细晶流纹岩 ,少斑结构 。

储层空间类型为原生显微裂隙 、构造裂隙。约占

10%。

Ⅳ1 内带亚相 ,岩性主要为枕状和球状珍珠岩 ,

碎斑结构 。储层空间类型为岩球间空隙 、岩穹内大

型松散体 。是主要的储层 。约占 5%。

1. 3 喷溢相

喷溢相约占 50%,分 3个亚相:

Ⅲ3 上部亚相 ,岩性主要为流纹岩和安山岩 ,球

粒结构 ,细晶结构 ,气孔构造。储层空间类型为气

孔 、石泡空腔和杏仁体内孔 ,是主要的储层 。约占

25%。

Ⅲ2 中部亚相 ,发育岩性主要为流纹岩和安山

岩 ,以及上部亚相部不曾出现的玄武岩 。细晶结构 ,

斑状结构 ,流纹构造。储层空间类型为流纹理层间

缝隙 。约占 25%。

Ⅲ1 下部亚相 ,岩性主要为流纹岩 、安山岩和玄

武岩 。细晶结构 、玻璃质结构 、斑状结构 、角砾结构 ,

变形流纹构造 。储层空间类型为板状和楔状节理缝

隙和构造裂缝 。约占 50%。

1. 4 爆发相

爆发相约占 30%,分 3个亚相:

Ⅱ3 热碎屑流亚相 ,岩性为流纹岩 、安山岩和凝

灰岩 ,熔结凝灰结构 ,火山碎屑结构 。热碎屑流亚相

流纹岩和安山岩都含有火山碎屑物质。储层空间类

型为颗粒间孔和每一冷凝单元上下松散层 ,是主要

的储层。约占 65%。

Ⅱ2 热基浪亚相 ,岩性为凝灰岩 ,火山碎屑结构

208 　　吉 林 大 学 学 报(地 球 科 学 版) 　　　　　　　　　　　　　　第 36 卷　

(以晶屑凝灰结构为主),有层理构造。储层类型以

晶粒间孔隙和角砾间孔缝为主 。约占 20%。

Ⅱ1 空落亚相 ,岩性主要为凝灰岩 ,凝灰结构 ,

含角砾和集块。储层类型以晶粒间孔隙和角砾间孔

缝为主。约占 15%。

1. 5 火山通道相

火山通道相约占 11%,分 3个亚相:

Ⅰ3 隐爆角砾岩亚相 ,岩性为隐爆角砾岩 ,自碎

斑结构 ,碎裂结构。储层空间为原生显微裂隙 ,隐爆

产生裂隙被后期褐色热液充填。一般地 ,本区所见

隐爆角砾岩的原岩为流纹质 ,原岩岩相主要为近火

山口相。是较好的储层。约占 30%。

Ⅰ2 次火山岩亚相 ,发育较少并且层位较深 ,岩

性主要为英安 安山岩 ,斑状结构 ,不等粒晶质结

构。储层空间为柱状和板状节理。约占 10%。

Ⅰ1 火山颈亚相 ,岩性为流纹岩 、流纹质角砾熔

岩 、玄武岩和凝灰岩 。斑状结构 ,熔结结构 ,角砾\凝

灰结构 。储层空间为环状或放射状裂隙。约占

60%。

2 火山岩相与测井相关系

为了可以大致对应基性 、中性和酸性 3种岩性 ,

将自然伽玛测井(GR)值分为低 、中和高 3个值域:0

<低值<60API , 60 A PI≤中值<120API , 120API

≤高值。火山岩双侧向电阻率(R)测井值域较广 ,

以 103 /2 、102 、105 /2 、1011 /4和 103Ψ m 为界分 6个值

域:0<低值<32 Ψ m ,32 Ψ m ≤中低值<100 Ψ

m , 100 Ψ m≤中值<316 Ψ m , 316 Ψ m≤中

高值<562 Ψ m ,562 Ψ m ≤高值<1 000 Ψ m ,

超高值≥1 000 Ψ m 。所取测井值均为平均值(表

1)。

表 1 火山岩 15 个亚相测井平均值

Table 1 Logging mean value of 15 volcanic sub-facies

亚相 岩性 井号 井段 /mG R值 /

API

R值 /

Ψ m地质解释

隐爆角砾岩

亚相(Ⅰ 3)

隐爆角砾岩 WS101

ShS2 - 7

营城组 3 110～ 3 120

营三段 2 974～ 3 012

高伽玛 147

高伽玛 176

中阻 218

中高值 437\

中值 155 见图 1- A 上部含气

次火山岩

亚相(Ⅰ 2)安山岩 ShS 7 沙河子组 3 773～ 3 780 中伽玛 75 中阻 310 见图 1- B夹隐爆角砾岩

火山颈亚相 流纹岩 XS5 营一段 3 886～ 3 900 高伽玛 169 中阻 132 见图 1- C

(Ⅰ 1) 玄武岩 ZS9 营三段 3 618～ 3 622 低伽玛 29 中阻 141

流纹质 ShS 2- 1 营三段 2 890～ 2 920 高伽玛 170 中阻 283

角砾熔岩 XS 5 营一段 3 862～ 3 886 高伽玛 133 中阻 201 见图 1- C

热碎屑流

亚相(Ⅱ 3)

流纹质熔

结凝灰岩XS6 营一段 3 831～ 3 877 高伽玛 139 中低阻 45 见图 1- ⅡA物性好 ,气水同层

CS5 营一段 3 393～ 3 399 高伽玛 165 低阻 23

安山质熔 DS2 营三段 3 178～ 3 202 高伽玛 180 中低阻 63 U 、T h高异常 ,气水同层

结凝灰岩 营三段 3 305～ 3 312 中伽玛 116 低阻 22

凝灰岩 XS5 营四段 3 630～ 3 665 高伽玛 147 高阻 611 见图 1- ⅡB流纹质晶屑

ShS5 营一段 3 500～ 3 510 高伽玛 140 低阻 28 熔结凝灰岩

热基浪亚相 凝灰岩 ShS5 营一段 3 508～ 3 525 高伽玛 135 中低阻 45 见图 1- ⅡC 气水同层

(Ⅱ 2) SS2 营三段 2 990～ 3 010 中伽玛 77 低阻 8 安山质

空落亚相 凝灰岩 FS9 营一段 3 578～ 3 595 高伽玛 120 低阻 30 见图 1- ⅡC ,含火山坠石

(Ⅱ 1) FS701 营一段 3 580～ 3 590 高伽玛 135 中低阻 82 含火山坠石

上部亚相 流纹岩 ShSG2 营一段 3 930～ 3 941 高伽玛 178 中阻 186

(Ⅲ 3) SS1 营三段 3 107～ 3 118 高伽玛 125 中阻 221 见图 1- ⅢA ,含气

209　第 2 期　　　　　　　　　　　郭振华 ,等:松辽盆地北部火山岩岩相与测井相关系研究

　　续表 1

亚相 岩性 井号 井段 /mG R值 /

API

R值 /

Ψ m地质解释

安山岩 SS2 营三段 3 202～ 3 234 中伽玛 61 中阻 147 见图 1- ⅢB

中部亚相 流纹岩 SS1 营三段 3 118～ 3 136 高伽玛 121 中低阻 84 见图 1- ⅢA

(Ⅲ 2) ZS10 营城组 2 937～ 2 962 高伽玛 150 中阻 151 气测显示良好

安山岩 SS2 营三段 3 188～ 3 197 中伽玛 60 中低阻 37 见图 1- ⅢB

玄武岩 ZS9 营三段 3 622～ 3 627 低伽玛 30 中低阻 67

XS2 营一段 3 855～ 3 881 中伽玛 68 中低阻 69 U 异常高

下部亚相 流纹岩 CS5 营一段 3 400～ 3 415 高伽玛 160 中低阻 45 气水层

(Ⅲ 1) ShS2 - 7 营三段 3 377～ 3 442 高伽玛 158 中阻 209

安山岩 FS9 营一段 3 830～ 3 860 低伽玛 38 中高阻 367 见图 1- ⅢC ,差气层 , U 异常低

玄武岩 ZS9 营三段 3 606～ 3 617 低伽玛 29 中阻 251

营三段 3 627～ 3 636 低伽玛 30 中阻 223

外带亚相 流纹岩 ZS6 营一段 3 549～ 3 599 高伽玛 160 中低阻 32 见图 1- ⅣA

(Ⅳ3) ShS2 - 1 营三段 2 925～ 2935 高伽玛 155 中阻 278 气层

凝灰熔岩 XS1 营一段 3 518～ 3 532 中伽玛 117 高阻 850 气层流纹质

中带亚相 流纹岩 FS7 营一段 3 473～ 3 482 高伽玛 169 中低阻 98

(Ⅳ2) 珍珠岩 XS2 营一段 3 881～ 3 903 高伽玛 144 低阻 21 见图 1- ⅣB

XS401 营一段 4 080～ 4 104 高伽玛 120 中低阻 39 含气水层 ,夹火山角砾岩

XS201 营一段 4 287～ 4 304 高伽玛 140 中阻 179 不致密脱玻化重结晶作用明显

内带亚相 珍珠岩 XS2 营一段 3 903～ 3 909 中伽玛 95 高阻 572 见图 1- ⅣB,裂隙含气层

(Ⅳ1) XS3 营一段 4 016～ 4 025 高伽玛 192 低阻 29

ShS203 营三段 3 006～ 3 010 高伽玛 135 中低阻 41

凝灰岩夹煤 凝灰岩含煤 FS9 营一段 3 567～ 3 577 高伽玛>240 低阻 8 见图 1- ⅤA煤的放射性和导电性

亚相(Ⅴ3) 营一段 3 450～ 3 460 高伽玛>240 低阻 10

再搬运火山 凝灰质角砾 ShS5 沙上段 3 580～ 3 605 中伽玛 95 中低阻 39 见图 1- ⅤB基质支撑 ,凝灰结构

亚相(Ⅴ2) ShS7 营四段 3 549～ 3 553 中伽玛 107 低阻 29 角砾差异大 ,凝灰质较 ShS5更多

含外碎屑火山 凝灰质砂岩 XS2 营四段 3 707～ 3 715 高伽玛 143 中低阻 38 凝灰质细砂岩

亚相(Ⅴ1) XS6 营四段 3 611～ 3 621 高伽玛 149 低阻 16 见图 1- ⅤC 凝灰质长石岩屑中砂岩

　　注:除特别说明外 ,凝灰岩均指流纹质凝灰岩

2. 1 火山通道相

隐爆角砾岩的原岩为流纹质 ,显示高伽玛 、中阻

的特征。由于含气 , ShS2 - 7 井营三段 2 974 ～

3 012 m井段上部为中高阻 ,测井曲线形态如图 1 -

ⅠA 所示 ,GR曲线为高振幅齿形 ,夹有指形。上部

含气层 R值变化较大 ,值域为 253 ～ 1 275 Ψ m ,下

部干层为中值 155 Ψ m ,形态为高振幅齿化箱形 。

次火山岩亚相发育较少并且层位较深。次火山

岩亚相安山岩显示中伽玛 、中阻的特征。曲线形态

如图 1 - ⅠB所示 ,GR曲线为中高振幅齿形 , R曲

线为齿化箱形 ,由于夹有隐爆角砾岩 ,曲线出现峰

值。值得注意的是 , R曲线正幅度差非常明显。

火山颈亚相流纹岩以高伽玛 、中阻为特征 。见

图 1 - ⅠC ,GR曲线为峰状 , R曲线为峰状和钟状 。

火山颈亚相流纹质角砾熔岩也是高伽玛 、中阻 。但

是 ,GR曲线与下部的流纹岩相比 ,如图 1 - ⅠC 所

示 ,振幅较大 ,值较小;R曲线振幅也较大 ,阻值相应

较大 。火山颈亚相玄武岩以低伽玛 、中阻为特征 ,如

ZS9井营三段 3 618 ～ 3 622 m 井段玄武岩。其 GR

曲线为低振幅齿形 , R曲线为齿化箱形。

210 　　吉 林 大 学 学 报(地 球 科 学 版) 　　　　　　　　　　　　　　第 36 卷　

图 1 火山通道相火山岩测井曲线特征

Fig. 1 Logging characteristics of volcanic vent facies

211　第 2 期　　　　　　　　　　　郭振华 ,等:松辽盆地北部火山岩岩相与测井相关系研究

2. 2 爆发相

爆发相热碎屑流亚相流纹岩显示高伽玛 、低阻

的特征。XS6井 R测井显示中低阻 ,这是由于该段

平均孔隙度为 12. 9%,且气水同层 ,使电阻率偏高 。

测井曲线形态如图 1 - ⅡA ,GR曲线为中 高振幅

齿形;R曲线为低振幅齿形 。此外 ,在这一冷凝单元

上下部的松散层显示出振幅增大的特点 。热碎屑流

亚相安山岩显示中伽玛 ,低阻的特征。U 、Th 异常

高的气水层会使测井显示高伽玛 、中低阻。GR 曲

线为峰状 ,R曲线显示明显各向异性 。

热碎屑流亚相凝灰岩显示高伽玛 ,低阻的特征 。

XS5井 3 630 ～ 3 665 m 井段(熔结)凝灰岩为高伽

玛 、高阻 ,这是由于该段为气层 ,使电阻率明显升高 ,

如图 1 - ⅡB所示 ,GR曲线为低振幅齿形;R曲线

为低频齿形。

热基浪亚相凝灰岩以中 高伽玛(高伽玛为

主)、低阻为特征。由于气水同层 ,S hS5井营一段 3

508 ～ 3 525 m 井段为中低阻 。曲线形态如图 1 - Ⅱ

C 所示 ,GR曲线为高振幅齿形 , R曲线为弱齿平直

状 ,其与之上的热碎屑流亚相中振幅齿形形成鲜明

对比 ,之下是热基浪亚相夹空落亚相 ,最下部是空落

亚相 。这是一个完整的爆发相火山岩序列。

空落亚相凝灰岩以高伽玛 ,低阻 中低阻为特

征。曲线形态见图 1 - ⅡD , GR 曲线为高振幅齿

形;R曲线为低振幅齿化箱状 。下部测井曲线振幅

增大 ,这是坠石集中的部位。

2. 3 喷溢相

上部亚相流纹岩显示高伽玛 、中阻的特征 。

SS1井营三段 3 107 ～ 3 118 m 井段含气 ,所以电阻

率值偏高。其曲线形态如图 1 - ⅢA 所示 ,GR曲线

为高振幅锯齿形 ,与之下的中部亚相呈现一个阶梯

状;R测井曲线为反向齿化箱形 ,阻值明显高于之下

的中部亚相。上部亚相安山岩以中伽玛 ,中阻为特

征。如图 1 - ⅢB ,GR曲线为低振幅齿形;R曲线为

中振幅指状 、峰状 ,正幅度差较明显 。

中部亚相流纹岩显示高伽玛 、中低阻的特征 。

其测井曲线形态见图 1 - ⅢA ,GR曲线为高振幅锯

齿形 ,R曲线在突起处呈钟形 。此外 ,表 1 中 ZS10

井营城组 2 937 ～ 2 962 m 井段气测显示良好 ,所以

电阻率为中值 ,曲线形态呈钟形 。中部亚相安山岩

显示中伽玛偏低 、中低阻偏低的特征。例如表 1 中

的 SS2井营三段 3 188 ～ 3 197 m 井段火山岩 ,其曲

线形态见图 1 - ⅢB ,GR曲线呈中振幅齿形;R曲线

呈峰状 ,因为 SS2井喷溢相并非一次溢流的结果 。

中部亚相玄武岩显示低伽玛 、中低阻的特征 。其

GR曲线为低振幅齿形 , R曲线为反向齿化箱形 。

下部亚相流纹岩显示高伽玛 、中阻的特征 。如

ShS2 - 7井营三段 3 377 ～ 3 442 m 井段 ,其 GR曲

线和 R曲线均为低振幅齿形。下部亚相安山岩显

示中伽玛 、中阻的特征。U 异常低使 GR值变为低

值 ,差气层使阻值变为中高值 ,如图 1 - ⅢC 所示 ,

两种曲线均为中 高幅齿形。下部亚相玄武岩显示

低伽玛 、中阻的特征。GR曲线为低振幅齿形;R曲

线为高振幅齿形。

由于下部亚相多为块状 ,细晶结构 ,均值性较

好 ,所以 R曲线多为微齿形 ,当含有角砾时 ,则使振

幅增大。

2. 4 侵出相

外带亚相流纹岩显示高伽玛 、中低阻的特征 。

因为 ShS2 - 1井营三段 2 925 ～ 2 935 m 井段为气

层 ,电阻率变高 ,R测井显示中阻 。曲线形态如图 1

- ⅣA 所示 ,GR曲线呈中振幅齿形 , R曲线基本平

缓 ,显负幅度差 。外带亚相凝灰熔岩显示中伽玛 、中

阻的特征 。XS1井为气层 ,显示高阻 ,曲线形态为中

振幅齿形 。

中带亚相珍珠岩显示高伽玛偏低 、低阻的特征 。

由于孔渗较高 , XS401 井阻值偏高 。XS201 井中带

亚相珍珠岩阻值为中值 ,偏离正常值更大 ,这是由于

岩石脱玻化弱 ,主要为玻璃质 , 并且夹杂火山角砾

岩。如图 1 - ⅣB ,珍珠岩中夹的火山角砾岩使测井

曲线出现剧烈振动。

内带亚相珍珠岩显示中高伽玛 、阻值范围大的

特征 ,这是由于内带亚相火山岩宏观结构不均一 ,且

岩球间空隙和岩穹内大型松散体都往往成为气层 、

水层或气水同层。一般地 ,如图 1 - ⅣB所示 ,内带

亚相珍珠岩GR曲线同中带亚相相近 ,也为高值中

幅齿形;电阻率相近偏大 ,曲线振幅较大 。

2. 5 火山沉积相

凝灰岩含煤沉积亚相显示异常的超高伽玛(>

240 API)和低阻特征 ,如图 1 - ⅤA 所示 ,GR曲线

呈正向刺状 , R曲线为反向峰状 。该亚相中煤的导

电性较好 ,并且放射性物质含量高 。再者 ,凝灰岩的

伽玛值一般为高 ,电阻率较低 ,使得凝灰岩夹煤沉积

亚相更为特征 。

再搬运火山沉积亚相砾岩以中伽玛 、中阻为特

征。如图 1 - ⅤB所示 ,GR曲线和 R曲线齿化幅度

212 　　吉 林 大 学 学 报(地 球 科 学 版) 　　　　　　　　　　　　　　第 36 卷　

均较大 , 分别为高振幅和中振幅 , 显示正幅度差 。

S hS5井凝灰质砾岩具有低电阻率的特征主要是由

于火山凝灰的存在 ,其次埋藏深度也对电阻率有一

定的影响 。

含外碎屑火山岩沉积亚相的测井曲线接近一般

沉积岩的特征 ,如图 1 - ⅤC 所示 ,曲线振动幅度大

于所有其他火山岩。

3 火山岩相测井曲线特征的地质成因分析

火山岩主要造岩矿物为石英 、长石 、黑云母 、角

闪石 、辉石 、橄榄石和蛋白石。石英 GR值<5 API ,

碱性长石 GR值为 73 ～ 275 API ,斜长石 GR值为 4

～ 75 API。其他少量造岩矿物除角闪石(GR 值为

28 ～ 445 API)外 ,均小于 10 API[ 8]。由此可见 ,在

火山岩中放射性元素40K 、

232Th 和

238U 无异常富集

的情况下 ,其伽玛值主要受长石特别是碱性长石含

量的制约 。该区 SiO2 含量与碱性长石具有较好的

正相关性[ 9] ,所以基性岩对应低伽玛值 ,中性岩对应

中伽玛值 ,酸性岩对应高伽玛值 。此外 ,煤的 GR呈

现异常高值(表 2)。

火山岩储层的导电性受储层岩相岩性 、孔渗 、含

油气饱和度以及金属元素富集状况和埋深等因素不

同程度的影响 。对于储层 ,油气会使电阻率大幅的

升高 ,达到数千 Ψ m ,而水则起到相反的作用 ,可

降至几 Ψ m 。

不含流体火山岩电阻率变化规律:火山沉积相

<侵出相<爆发相<火山通道相<喷溢相;凝灰岩

<熔岩。火山沉积相凝灰岩夹煤沉积亚相的电阻率

最低 。侵出相珍珠岩矿物晶格间含水 ,为结构水 ,岩

石电阻率为低值 ,平均值为 30 Ψ m 。爆发相阻值

居中 ,由于空落亚相和热基浪亚相凝灰含量较高 ,比

热碎屑流亚相阻值较低。火山通道相火山颈亚相阻

值变化大 ,是由于火山颈亚相为各种凝灰和角砾堆

砌在一起而成 。喷溢相阻值最高 ,各亚相大小关系

为:中部<上部<下部亚相。下部亚相岩石致密 ,上

部亚相通常含气 ,这是它们阻值比中部亚相较大的

原因 。

表 2 火山岩和资源物理参数

Table 2 Physical character of volcanic rocks and resources

R/(Ψ m) GR /API ρ/(g cm - 3) w(U) /10 - 6 w(Th) /10 - 6 w(K) /10 - 6

玄武岩 68 a 43. 01b 2. 71b 0. 74b 4. 12b 0. 017 b

安山岩 81 a 63. 36b 2. 65b 1. 76b 4. 96b 0. 025 b

流纹岩 80 a 119. 89b 2. 46b 3. 67b 11. 96b 0. 036 b

凝灰岩 23 a 143. 5b 2. 56b 5. 24b 17. 02b 0. 04 b

砾岩 191a 110. 5b 2. 59b 3. 92b 10. 31b 0. 033 b

煤 10 - 4 ～ 106d >240a 1. 3～ 1. 5 d 5～ 26c 13～ 25c

天然气 108 ～ 109

油田水 0. 01～ 3 1. 05～ 1. 2

　　a.研究样本统计平均值;b.据单玄龙 , 2002[ 10] ;c.据黄文辉, 1999[ 11] ;d.据李舟波 ,2003[ 12]

4 结　论

(1)火山通道相除了火山颈亚相玄武岩显示低

伽玛和火山颈亚相凝灰岩显示低阻外 ,均为高伽玛 、

中阻 。曲线形态多以高幅齿形和峰状为特征 ,次火

山岩亚相安山岩深 、浅侧向测井差值较大 ,反映了明

显的非均值性。

(2)爆发相流纹岩为高伽玛 ,安山岩为中伽玛 ,

而凝灰岩大多为流纹质 ,显示高伽玛偏低。曲线形

态主要以高幅齿形为特征 。一般地 ,爆发相除了空

落亚相为低 中低阻外都是低阻 。曲线形态为低

中幅齿形平直状为主 。

(3)GR测井可以区分喷溢相火山岩的岩性 ,流

纹岩为高值高幅齿形;安山岩为中值中幅齿形;玄武

岩为低值低幅齿形。R测井显示喷溢相火山岩为中

低阻(中部亚相)和中阻(上 、下部亚相),曲线形态基

本为高幅齿形 ,不含或含少量角砾的下部亚相为微

齿形 。

(4)侵出相火山熔岩自然伽玛测井显示高值 ,曲

线为中 高幅齿形;双侧向测井显示低 中低值 ,曲

213　第 2 期　　　　　　　　　　　郭振华 ,等:松辽盆地北部火山岩岩相与测井相关系研究

线为微幅 、中幅齿形 。其中 ,流纹岩自然伽玛值高于

珍珠岩。侵出相外带亚相凝灰熔岩为中伽玛 ,中幅

齿形;中阻 ,低幅齿形 。

(5)火山沉积岩显示中 高伽玛 ,阻值小于 200

Ψ m 的特征 ,各亚相曲线形态差别明显 ,易于区

别。

参考文献(References):

[ 1] 魏斌 ,陈建文. 徐家围子断陷火山岩岩性的测井识别技

术[ J] .特种油气藏 , 2003 , 10(1):73 75.

WEI Bin , CHEN Jian-wen. Logg ing identification

technique of volcanic rocks in Xujiaweizi fault depre-

ssion[ J] . Special O il and Gas Reserv oirs , 2003 , 10

(1):73 75.

[ 2] 王璞王君 , 杜小弟 , 王东坡. 松辽盆地白垩系测井 沉积

相类型与特征[ J] . 长春地质学院学报 , 1992 , 22(2):

169 172.

WANG Pu-jun , DU Xiao-di , WANG Dong-po . Cate-

go rie s and characteristics of Songliao Ba sin C retaceous

Logging-sedimentary [ J ] . Journal of Changchun

Unive rsity of Earth Sciences , 1992 , 22(2):169 172.

[ 3] 黄隆基 ,范宜仁 .火山岩测井评价的地质和地球物理基

础[ J] .测井技术 , 1997 , 21(5):341 344.

H UANG Long-ji , FAN Yi-ren. Geo lo gical and geo-

phy sical basis fo r study ing igneous rocks facie s by log-

ging method[ J] . Well Logg ing Techno lo gy , 1997 , 21

(5):341 344.

[ 4] 代诗华 , 罗兴平 ,王军 , 等.火山岩储集层测井响应与解

释方法[ J] .新疆石油地质 , 1998 , 19(6):465 469.

DAI Shi-hua , LUO Xing-ping , WANG Jun , et al.

L og response and inte rpretation o f vo lcanic rock re ser-

voir[ J] . Xinjiang Petro leum Geology , 1998 , 19(6):

465 469.

[ 5] 邱春光 , 王璞王君 , 门广田 , 等. 松辽盆地徐家围子断陷

火山岩岩相和亚相的测井识别[ J] . 吉林大学学报(地

球科学版), 2003 , 33(增刊):123 126.

Q IU Chun-guang , WANG Pu-jun , MEN Guang-tian ,

et al. We ll - log ging to identify v olcanic ro ck facies and

subfacies in Xujiaweizi fault depre ssion of no r thern

Song liao Basin[ J] . Journal o f Jilin Univ ersity(Ear th

Science Edition), 2003 , 33(Sup.):123 126.

[ 6] 邱家骧 , 陶奎元 ,赵俊磊 , 等.火山岩[ M] . 北京:地质出

版社 , 1996.

Q IU Jia-x iang , TAO Kui-yuan , ZH AO Jun-lei , et al.

Volcanics[ M] . Beijing:Geo lo gical Publishing House ,

1996.

[ 7] 王璞王君 , 迟元林 , 刘万洙 , 等. 松辽盆地火山岩相:类

型 、特征和储层意义[ J] . 吉林大学学报(地球科学版),

2003 , 33(4):449 456.

WANG Pu-jun , CH I Yuan-lin , LIU Wan-zhu , e t al.

Volcanic facie s of the Song liao Basin:classifica tion ,

characteristics and re ser voir significance[ J] . Journal of

Jilin University(Ea rth Science Edition), 2003 , 33(4):

449 456.

[ 8] 斯仑贝谢公司. 测井解释常用岩石矿物手册[ M ] . 吴庆

岩 ,张爱军 ,译.北京:石油工业出版社 , 1998.

Schlumberger Corp. Manual o f normal ro ck and miner al

in log inte rpreting[ M] . T ranslated by WU Qing-yan ,

ZH ANG Ai-jun. Beijing:Pe troleum Indust ry P ress ,

1998.

[ 9] Wang Pu-jun , Ren Yan-guang , Shan Xuan-lo ng , et al.

The C retaceous volcanic succe ssion a round the Song li-

ao Basin , NE China:r elationship betw een volcanism

and sedimentation[ J] . Geo lo gical Journal , 2002 , 37:97

115.

[ 10] 单玄龙 , 迟元林 , 万传彪 , 等. 火山岩与含油气盆地

[ M] .长春:吉林科学技术出版社 , 2002.

SHAN Xuan-long , CHI Yuan-lin , WAN Chuan-bi-

ao , et al. Vo lcanic rocks and oil-bearing basins[ M] .

Changchun:Jilin Science & Techno log y Publishing

House , 2002.

[ 11] 黄文辉 ,唐修义. 中国煤中的铀 、钍和放射性核素[ J] .

中国煤田地质 , 2002 , 14(增刊):55 63.

H UANG Wen-hui , TANG Xiu-y i. U ranium , Tho ri-

um and other radionuclides in coal o f China[ J] . Coal

Geolog y of China , 2002 , 14(Sup):55 63.

[ 12] 李舟波.地球物理测井数据处理与综合解释[ M ] . 长

春:吉林大学出版社 , 2003.

LI Zhou-bo. Pr ocessing and comprehensive interpre-

ta tion o f geophysical log ging data[ M] . Changchun:

Jilin Unive rsity Pre ss , 2003.

214 　　吉 林 大 学 学 报(地 球 科 学 版) 　　　　　　　　　　　　　　第 36 卷