周天琪

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院，湖北 武漢 430073)

季嶺

(中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院研究生部，北京 100083)

謝叢姣

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院，湖北 武漢 430073)

杜樂(lè)樂(lè)

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)研究生部，北京 100083)

棗35斷塊位于黃驊坳陷風(fēng)化店構(gòu)造北端李天木斷層下降盤(pán)的自來(lái)屯構(gòu)造，整體構(gòu)造為東南高、西北低，構(gòu)造形態(tài)較簡(jiǎn)單[1-2]，為沙三段火山巖裂縫型-孔隙型雙重介質(zhì)稠油油藏。該區(qū)火山巖厚度不均，巖性復(fù)雜，大部分井缺少巖性描述資料，給勘探開(kāi)發(fā)帶來(lái)了很多的困擾。為此，筆者在分析研究前人研究成果的基礎(chǔ)上[3-5]，采用井震聯(lián)合分析技術(shù)，歸納總結(jié)火山巖體地震剖面的反射特征、火山巖體不同部位的振幅譜特征以及火山巖體頂部振幅的變化規(guī)律。通過(guò)將火山巖地震相特征、振幅類(lèi)信息、分頻信息3者緊密結(jié)合，可以很好識(shí)別火山口的發(fā)育特征與位置，并繪制出火山巖的橫向展布特征。

1 火山巖地震相反射特征的識(shí)別與分析

由于火山巖密度較大，與圍巖間形成較強(qiáng)的波阻抗界面，因此火山巖的地震反射具有較強(qiáng)的獨(dú)特性和可識(shí)別特征，故分析火山巖地震相的反射特征能為火山巖識(shí)別工作建立良好的基礎(chǔ)。在三維地震剖面上，通過(guò)對(duì)研究區(qū)內(nèi)26口井進(jìn)行合成地震記錄的制作，對(duì)沙三段火山巖頂?shù)走M(jìn)行層位標(biāo)定，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)火山巖主要地震反射特征為3類(lèi)，分別是丘狀地震反射、柱狀地震反射和層狀地震反射。

1.1 丘狀地震反射特征

圖1 丘狀地震反射原始地震剖面

丘狀地震反射是巖漿沿?cái)鄬舆\(yùn)移的表現(xiàn)特征。研究區(qū)內(nèi)丘形反射(見(jiàn)圖1)主要表現(xiàn)為頂部界面為連續(xù)的強(qiáng)軸反射軸；內(nèi)部多為連續(xù)性較差的弱軸反射軸，反射結(jié)構(gòu)呈波狀、珠串狀斷續(xù)分布，互為交叉；在部分丘形反射兩翼可見(jiàn)沉積地層出現(xiàn)超覆沉積現(xiàn)象。由于古近紀(jì)時(shí)期的風(fēng)化剝蝕，大部分火山體已被風(fēng)化剝蝕，因此部分剖面可見(jiàn)丘形反射頂部出現(xiàn)磨平、塌陷的現(xiàn)象。

1.2 柱狀地震反射特征

柱狀地震反射是火山口在地震剖面上的表現(xiàn)。其整體形態(tài)呈煙囪狀，2條陡直斷裂直通基底；頂面反射軸較為連續(xù)，振幅較強(qiáng)；內(nèi)部同相軸多不連續(xù)，呈蚯蚓狀、波狀呈斷續(xù)分布，反射較為雜亂。原因?yàn)榛鹕筋i內(nèi)部巖性結(jié)構(gòu)變化快，分布范圍小，其中含玄武巖等多種噴發(fā)巖，故導(dǎo)致內(nèi)部反射軸成層性差[6]?？稍贚INE2141、LINE2154剖面上觀察到柱狀地震反射(見(jiàn)圖2)，其中Z78井(LINE2157)、Z66井鉆遇火山角礫巖。根據(jù)巖性資料以及前人所描繪的火山巖巖相模式[7]，推斷柱狀地震反射是研究區(qū)內(nèi)火山口位置。

(a) LINE2141 (b) LINE2154圖2 柱狀地震反射原始地震剖面

圖3 層狀地震反射地震剖面

圖4 棗35斷塊火山巖底(0～20ms)RMS地震屬性圖

1.3 層狀地震反射特征

層狀地震反射為層狀溢流相火山巖(致密玄武巖，氣孔玄武巖)在地震剖面上的反映，頂層同相軸較為連續(xù)、平直，多具有強(qiáng)振幅等地震反射；對(duì)下伏地層具有屏蔽作用，使得上下地層反射變?nèi)鮗8]。由于研究區(qū)內(nèi)沙三段火山巖巖性結(jié)構(gòu)多變且厚度不大，故該反射特征不具典型性，無(wú)法較好劃分溢流相的分布范圍(見(jiàn)圖3)。

2 火山巖地震屬性分析

利用地震屬性技術(shù)可以快速有效的識(shí)別地下巖體，火山巖獨(dú)特的反射特征為利用地震屬性快速識(shí)別提供了基礎(chǔ)。

最大波峰振幅(Maximum Peak Amplitude)、總絕對(duì)振幅值(Total Absolute Amplitude)、總振幅(Total Amplitude)等振幅類(lèi)地震屬性可以較好反映火山巖分布范圍；由于能量類(lèi)屬性與振幅值平方密切相關(guān)，故能量類(lèi)屬性同樣可以用來(lái)進(jìn)行火山巖的識(shí)別，如總能量、平均能量等。

筆者研究選用均方根振幅屬性(以下簡(jiǎn)稱(chēng) RMS)，從計(jì)算方法上看，振幅平均前先平方，所以RMS對(duì)振幅異常更加敏感[8-9]。在具體操作上，合適的時(shí)窗提取長(zhǎng)度不僅有利于火山巖范圍的刻畫(huà)，更有利于火山口的識(shí)別，研究沿沙三段火山巖底部(0～20ms)提取了RMS信息(見(jiàn)圖4)。

結(jié)合對(duì)火山巖地震相反射特征的分析，可知火山口處、李天木斷層振幅較小，溢流相振幅較大。通過(guò)對(duì)RMS屬性圖分析，在J15-21井東可以清楚的識(shí)別出小區(qū)域范圍內(nèi)同心圓狀低振幅異常區(qū)，即內(nèi)圓為高振幅，外圓為低振幅屬性；同樣在Z78井、J24-22井處也可識(shí)別出近似同心圓狀低振幅異常區(qū)，這些區(qū)域與地震剖面上柱狀地震反射分布范圍一致，為火山口的平面分布位置。由圖4高振幅區(qū)可以預(yù)測(cè)，棗35斷塊的火山巖多分布于該區(qū)北部和東南部，北部火山巖振幅高于東南部火山巖振幅，其原因主要在于火山口處于構(gòu)造高處(即研究區(qū)的東南方)，熔巖流動(dòng)方向主要有北向、南西向2個(gè)方向，由于研究區(qū)東南高、西北低，熔巖主要沿著北-北西向溢流，最終導(dǎo)致北部火山巖厚度明顯大于西南部。

3 火山巖地震分頻信息分析

不同厚度的地質(zhì)體有著不同的頻率特征，采用分頻解釋技術(shù)將火山巖地震反射在頻率域進(jìn)行分頻振幅處理，以便確定哪個(gè)頻段的振幅能準(zhǔn)確刻畫(huà)沙三段火山巖的平面分布規(guī)律[3]，可達(dá)到識(shí)別、劃分火山巖的橫向變化的目的。

結(jié)合地震相和地震屬性的分析結(jié)果，對(duì)研究區(qū)內(nèi)3個(gè)柱狀地震反射、12個(gè)丘狀地震反射以及20個(gè)層狀地震反射進(jìn)行了振幅譜(見(jiàn)圖5)分析，落實(shí)研究區(qū)火山口頂部平均頻率為20Hz，火山口內(nèi)部頻率段為12～16Hz；溢流相頂部頻率段為18～25Hz；丘狀構(gòu)造頂部為18～25Hz。經(jīng)過(guò)上述統(tǒng)計(jì)可得知，火山巖體的頂部頻率多高于內(nèi)部頻率，這是因?yàn)榛鹕綆r體頂部多具有高頻屏蔽作用，在火山巖頂界面會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)高頻，但由于火山巖地層對(duì)高頻成分吸收嚴(yán)重，使得火山巖內(nèi)部具有低頻特性[5]。

圖5 LINE2154剖面上火山頸頻譜圖

圖6 棗35塊沙三段火山巖20Hz振幅譜圖

筆者選用目的層調(diào)諧體對(duì)火山巖表征進(jìn)行預(yù)測(cè)。以沙三段火山巖頂部作為目的層段，時(shí)窗長(zhǎng)度為30ms(1/2相位為15ms左右)，利用SpecDecomp得到分頻地震數(shù)據(jù)體，在0～80Hz的頻段內(nèi)以1Hz為間隔觀察頻率切片，根據(jù)不同火山巖體的特定頻段找出其相對(duì)應(yīng)的振幅圖(見(jiàn)圖6)。由此觀察，15～30Hz的振幅圖與實(shí)鉆火山巖分布范圍相符，而20Hz的振幅譜對(duì)于火山口的位置刻畫(huà)有一定幫助(該區(qū)地震資料的主頻為25Hz)。

4 棗35斷塊沙三段火山巖分布范圍預(yù)測(cè)以及巖相劃分

圖7 棗35塊沙三段火山巖巖相分布圖

通過(guò)地層對(duì)比了解該區(qū)不同井內(nèi)火山巖變化特征，通過(guò)棗35斷塊油藏不同巖性的測(cè)井響應(yīng)特征[5]，對(duì)研究區(qū)內(nèi)缺少錄井資料的井進(jìn)行火山巖統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)火山巖廣泛分布于沙三段，利用人工合成記錄建立時(shí)深關(guān)系，標(biāo)定沙三段火山巖所在層位；其次，利用柱狀地震反射特征在平面構(gòu)造圖上標(biāo)出火山口；最后，利用振幅屬性(能量屬性)、分頻后的振幅圖對(duì)火山巖分布進(jìn)行詳細(xì)刻畫(huà)。根據(jù)火山巖平面分布的結(jié)果，結(jié)合鉆井揭示的火山巖巖性特征，編制了棗35塊沙三段火山巖巖相分布圖(見(jiàn)圖7)。

棗35塊沙三段火山巖厚度受到多個(gè)火山口多期次噴發(fā)的影響，呈片狀分布(見(jiàn)圖7)，火山巖主要發(fā)育于研究區(qū)北部和東南部。溢流相分布范圍較廣，北部溢流相火山巖較東南部更厚?；鹕娇谥饕植加贘15-21井東部，ZG53-5井北部以及J25-23井南方向，其中J25-23井南東方向火山口為研究區(qū)內(nèi)主火山口，其周?chē)鹕綆r分布范圍較大，在主火山口地震剖面上觀察到明顯的火山頸，且其振幅呈同心圓環(huán)狀，故爆發(fā)相火山巖主要位于主火山口附近；小火山口分布于李天木斷層兩側(cè)，規(guī)模較小，火山口呈不規(guī)則條帶狀，故推測(cè)該噴發(fā)類(lèi)型為裂隙式噴發(fā)。研究區(qū)內(nèi)的李天木斷層對(duì)火山巖的控制作用十分顯著，是巖漿運(yùn)移的重要通道；火山沉積相(凝灰?guī)r等)則呈不規(guī)則狀分布于整個(gè)研究區(qū)內(nèi)，出露范圍較小。試油數(shù)據(jù)表明，初步認(rèn)為火山口周?chē)l(fā)相具有較好的儲(chǔ)集性能，但是由于面積較小不能作為該區(qū)主要儲(chǔ)層；該區(qū)溢流相火山巖體儲(chǔ)層物性較好。因此，溢流相區(qū)是下一步生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的有利區(qū)域。

5 結(jié)論

1)地震振幅屬性和分頻屬性能較好地預(yù)測(cè)棗園油田火山巖分布，并且能夠較準(zhǔn)確確定火山口位置。

2)棗園油田棗35斷塊沙三段發(fā)育了3個(gè)火山巖體，其中對(duì)于該地區(qū)火山巖儲(chǔ)層分布范圍具有控制作用的主火山口分布于棗35斷塊東南部；該區(qū)北部火山巖厚度明顯大于西南部。

3)該區(qū)內(nèi)溢流相火山巖是該地區(qū)主要的油氣儲(chǔ)集體，是下一步生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的有利區(qū)域；爆發(fā)相火山巖具有良好的儲(chǔ)集性能。

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