准噶尔盆地东部石西、五彩湾、克拉美丽等地区已发现大规模石炭系油气田,表明准噶尔盆地石炭系具有巨大的油气勘探潜力。本研究以准噶尔盆地东部巴塔玛依内山组火山岩为研究对象,探讨了不同岩性的储层特征,以揭示巴塔玛依内山组火山岩储层的形成机制。巴塔玛依内山组火山岩储集空间以次生孔隙和裂缝为主。采用岩石学、压汞和电子探针显微分析等方法,研究了双井子地区巴塔玛依内山组火山岩储层特征和成岩演化,为准噶尔盆地双井子地区石炭系火山岩的勘探提供了有利指导。1.双井子地区巴塔玛依内山组火山岩岩性特征研究区火山岩包括火山熔岩、火山碎屑岩(火山角砾岩、火山集块岩)。火山熔岩又进一步分为玄武岩、安山岩、流纹岩和英安岩,比例分别为39%,12%,23%和7%。火山碎屑岩包括玄武质角砾岩和流纹质角砾岩,比例分别为14%和5%。根据结构构造,火山碎屑岩由杂色集块岩和砾状玄武角砾岩组成。玄武岩具有典型斑岩结构,按照结构划分为气孔玄武岩和致密玄武岩。玄武岩按化学成分可分为粗面玄武岩和玄武岩。粗面玄武岩中可见间粒结构。安山岩呈斑状结构,基质交织结构,可见斜长石斑晶黏土化。流纹岩具有球粒结构和流动构造,可分为气孔流纹岩和致密块状流纹岩,可见典型的流纹结构。该地区常见的成岩矿物有辉石、角闪石、斜长石、钾长石和石英。石英、方解石、皂石、绿泥石和沸石等为常见的次生矿物,在薄片中多见。总体上,本区巴塔玛依内山组火山岩经历了强烈的成岩作用。暗色矿物更有可能发生绿泥石化和皂石化,而浅色矿物更有可能发生粘土化和方解石化。2.双井子地区巴塔玛依内山组火山岩储集空间及孔隙结构在火山岩储层中,复杂的孔隙结构是控制油气运移和聚集的关键因素,决定了火山岩的成储潜力。压汞结果表明,火山岩平均孔喉半径和孔隙率为0.068μm和6.62%。渗透率平均值为0.424×10^-3μm²,通常代表狭窄的微喉道,这对低渗储层渗透率有显著贡献。驱替压力和退汞效率是评价储层质量的重要参数。驱替压力为0.466 Mpa~68.913 MPa,退汞效率为14.375%~93.708%,平均值为50.57%。石炭系巴塔玛依内山组毛管压力曲线可分为3种类型。Ⅰ型毛管压力曲线呈平台状,驱替压力低(3.79MPa),孔喉分选好,平均孔喉半径在0.016~0.143μm之间,孔喉连通良好。类型1主要分布在玄武质角砾岩、流纹岩和气孔玄武岩中。Ⅱ型毛管压力曲线无明显平台,驱替压力中高(34.44MPa),孔喉分选差,连通性差。Ⅱ型常见于玄武质角砾岩和流纹岩中。Ⅲ型毛管压力曲线呈斜坡状,驱替压力高(68.90MPa),孔喉分选最差,退汞效率为16.95%。III型发育于玄武岩和安山岩中。本研究认为,石炭系巴塔玛依内山组孔隙度与渗透率之间不存在正相关关系,二者关系不明显。渗透率保持稳定,不随孔隙度增加而发生显著变化,高孔低渗主要反映样品的孔隙为孤立和不连通的原生孔隙。孔隙度和渗透率发生直接线性关系表明样品中孔隙和微裂缝/裂缝的发育。巴塔玛依内山组火山岩储集空间包括原生储集空间和次生储集空间。原生储集空间包括原生气孔、杏仁体孔、杏仁体收缩裂缝、粒间孔、收缩裂缝和斑晶内裂缝。次生储集空间包括脱玻化孔、溶蚀孔(斑晶溶蚀孔、基质溶蚀孔、杏仁体溶蚀孔)、溶蚀裂缝和构造裂缝。这些孔隙既有孤立孔隙,又有连通孔隙。连通的孔隙构成了有效的运移通道和储集空间,而互不连通的孔隙不利于油气流动和聚集。3.巴塔玛依内山组储集空间的充填特征充填作用是影响火山岩储层物性的重要成岩过程。充填使原生气储集空间体积变小,导致储层物性变差。通过对准噶尔盆地东部巴塔玛依内山组火山岩孔隙充填的研究,发现火山岩孔隙充填矿物主要有石英、方解石、沸石、绿泥石、皂石等,原生气孔被大规模充填,杏仁体发育。杏仁体可分为单成分杏仁体和复成份杏仁体。研究区复成份杏仁体较发育,而单成份杏仁体少见。微裂隙的发育为杏仁体的形成提供了空间和物质迁移途径。充填作用使火山岩储层质量变差,大部分原生储集空间丧失。即使气孔被完全充填,杏仁体内剩余的气孔,如收缩孔,仍具有部分储存能力。此外,溶蚀作用形成的溶蚀孔隙可在一定程度上弥补原生孔隙体积的减少。