准噶尔盆地火山岩油气勘探在西北缘断裂构造带及克拉美丽-石西-北三台凸起带内成功探明七大规模型油气田群。目前火山岩储集体累计探明三级地质储量规模达原油5.86×10~8吨、天然气2367×10~8立方米,已成为该盆地能源接续开发的战略突破领域。中拐凸起作为准噶尔盆地二级构造单元,紧邻富烃凹陷,其石炭系火山岩中不断取得油气突破(JT1、JL58与JL57钻井),展现出良好的油气勘探前景。然而,研究区内不同钻井之间火山岩段产能差异较大,其储层特征及成储机理仍不明确,这也制约着下一步火山岩油气勘探。本文针对中拐凸起石炭系火山岩,基于岩心、测井、地震、储层以及地化等数据,利用火山岩岩石学与储层地质学等方法,开展岩性、岩相、储集空间类型、储层评价及储层主控因素等研究,建立中拐凸起石炭系火山岩储层发育模式。研究取得以下成果: (1)研究区石炭系火山岩共划分为3类9种岩性,5相10亚相。岩性包括火山碎屑岩、火山熔岩与火山碎屑沉积岩,整体以火山熔岩为主,发育少量火山碎屑岩与火山碎屑沉积岩;岩相包括火山通道相、爆发相、中酸性喷溢相、中基性溢流相与火山沉积相等,整体以中酸性喷溢相为主,中基性溢流相较多,爆发相与火山沉积相其次,最少为火山通道相。 (2)研究区石炭系火山岩储集空间类型共分为2类8种,包括原生孔隙与次生孔隙。其中原生孔隙包括原生气孔、杏仁体内孔;次生孔隙包括粒间溶蚀孔、基质晶间微孔、晶内溶蚀孔、晶间溶蚀孔、基质溶蚀孔以及构造缝。 (3)研究区石炭系火山岩岩性储层按储集性能可分为3类。火山角砾岩与气孔熔岩(弱充填)储集性能最优,前者以粒间溶蚀孔主导,孔渗较好,后者以原生气孔为主伴少量杏仁体内孔,孔渗较好;气孔熔岩(强充填)与火山碎屑沉积岩次之,前者以杏仁体内孔与基质溶蚀孔为主,后者发育粒间溶蚀孔与构造缝,均具中等孔渗;致密熔岩最差,以基质溶蚀孔为主伴随局部构造缝,孔渗较差。 (4)研究区石炭系火山岩储层可划分为3类。Ⅰ类储层为中高孔-高渗或高孔-中渗储层,包括热碎屑流亚相、空落亚相、火山颈亚相与上部亚相,主要发育火山碎屑岩与气孔熔岩(弱充填);Ⅱ类储层为低孔-中高渗、中孔-中渗或高孔-低渗储层,包括辫状熔岩流亚相、再搬运火山沉积亚相与含外碎屑沉积亚相,主要发育气孔熔岩(强充填)与火山碎屑沉积岩;Ⅲ类储层为低孔-低渗致密储层,包括中下部亚相与板状熔岩流亚相,主要发育致密熔岩。 (5)研究区石炭系优质火山岩储层经历溶蚀作用与裂缝后期改造。其中溶蚀作用分为风化淋滤与有机酸溶蚀,研究区经历三次风化淋滤,有机酸溶蚀为第三次抬升剥蚀之后,以烃源岩厚度20m为界线,界线东部溶蚀强度大于西部。裂缝在火山熔岩中的发育程度显著高于火山碎屑岩,且主体由有效裂缝构成,整体发育NE向和NW向裂缝,越接近主干断裂上盘,裂缝越发育。明确了研究区主控因素,建立了“相-溶-缝”的优质储层发育模式。