火山巖裂縫儲層的識別與預(yù)測

劉野（吉林油田公司地球物理勘探研究院地震解釋所，吉林松原138000）

火山巖裂縫儲層的識別與預(yù)測

劉野（吉林油田公司地球物理勘探研究院地震解釋所，吉林松原138000）

裂縫作為一種有效的儲集空間和連通孔隙的重要通道，是儲集層研究的重要內(nèi)容。受地震資料品質(zhì)和分辨率的限制，加之火山巖儲層的非均質(zhì)性強(qiáng)，巖性復(fù)雜，采用地震方法預(yù)測裂縫往往難度較大。地下巖層裂縫具有多尺度的特點(diǎn)，不同尺度裂縫在其強(qiáng)度、規(guī)模等方面存在較大的差異。目前主要利用測井響應(yīng)和地震屬性進(jìn)行裂縫預(yù)測，利用地震屬性進(jìn)行裂縫預(yù)測的方法包括相干體、曲率體、傾角方位角等。

儲集層；相干技術(shù)；裂縫預(yù)測；曲率法

1.概述

裂縫作為一種有效的儲集空間和連通孔隙的重要通道是儲集層研究的重要內(nèi)容。結(jié)合前人研究成果和火山巖儲層發(fā)育規(guī)律認(rèn)為DH地區(qū)的DS17、DS7和DS15井區(qū)火山巖儲層發(fā)育孔隙型、裂縫-孔隙型、孔隙-裂縫型、裂縫型四種儲集類型。其中裂縫-孔隙型占49.71%，孔隙型占44.13%，各類孔隙是儲集空間，各類裂縫起到了滲流通道的作用。由于火山巖儲層為低孔低滲儲層，孔隙度值低，連通性差，裂縫則成為判斷儲集空間有效性的重要指標(biāo)。

2.火山巖裂縫類型

火山巖儲層裂縫按尺度劃分，可分為微裂縫、小尺度裂縫和大尺度裂縫；按照產(chǎn)狀分為高角度縫、斜交縫和網(wǎng)狀縫；按照成因分為原生裂縫和次生裂縫；原生裂縫包括冷凝收縮縫、隱爆裂縫、炸裂縫、層間縫；次生裂縫主要包括構(gòu)造縫、溶蝕縫、縫合縫、成巖收縮縫。

經(jīng)巖心和薄片分析，DS17井區(qū)發(fā)育原生裂縫有收縮縫和炸裂縫；次生裂縫有構(gòu)造縫、溶蝕縫和縫合縫

2.1 收縮縫是巖漿噴溢至地表后，在冷凝固化過程中體積收縮形成的一種成巖縫。主要見于熔巖和火山碎屑熔巖中，一般發(fā)育在噴溢相巖層頂部的上部亞相中。

2.2 炸裂縫指火山噴發(fā)爆炸時，巖漿攜帶的碎屑物質(zhì)受其作用形成的裂縫，本區(qū)主要見于火山碎屑巖中的石英晶屑和長石晶屑內(nèi)。

2.3 構(gòu)造縫為巖石在構(gòu)造應(yīng)力作用下形成的縫隙。多具方向性，成組出現(xiàn)，延伸較遠(yuǎn)，切割較深。自身儲集空間不大，但可將其他孔隙連通起來，常成為火山巖儲層的滲流通道，大大改善了巖石的儲集性能。

2.4 溶蝕縫指在原有裂縫基礎(chǔ)上發(fā)生溶蝕作用形成溶蝕擴(kuò)大的縫隙。因此溶蝕縫與原生裂縫及構(gòu)造縫伴生，其規(guī)模受到原生裂縫及構(gòu)造縫的控制，溶蝕縫常與溶蝕孔相伴生，使巖石的儲集性及連通性得到改善。

2.5 縫合縫的突出特征是呈鋸齒狀，常切割熔巖的斑晶和基質(zhì)或切割火山碎屑巖的火山碎屑。

3.裂縫測井識別方法

在常規(guī)測井曲線上，裂縫引起的測井響應(yīng)特征包括：電阻率值降低、深淺側(cè)向電阻率正差異增大；聲波時差增大甚至跳波，縱橫波時差比增大，全波波形圖條帶變淺、反差減弱，斯通利波強(qiáng)烈衰減；密度減小，中子發(fā)生挖掘效應(yīng)；由于流體活動增強(qiáng)導(dǎo)致的鈾異常富集；雙井經(jīng)曲線出現(xiàn)不對稱增大現(xiàn)象。這些測井響應(yīng)異常是測井方法進(jìn)行裂縫識別的重要依據(jù)。

4.裂縫地震識別方法

受地震資料品質(zhì)和分辨率的限制，加之火山巖儲層的非均質(zhì)性強(qiáng)，巖性復(fù)雜，采用地震方法預(yù)測裂縫往往難度較大。地下巖層裂縫具有多尺度的特點(diǎn)，不同尺度裂縫在其強(qiáng)度、規(guī)模等方面存在較大的差異。宏觀尺度的裂縫發(fā)育帶對應(yīng)斷層，小斷層發(fā)育帶在（疊后）地震剖面上地震響應(yīng)特征較明顯，如振幅異常變化相干條帶等。而單個小尺度裂縫引起的地震異常幾乎是不能察覺的，但由大量高密度的小尺度裂縫組成的裂縫發(fā)育帶引起的地震異常是大尺度的，是可以識別的。根據(jù)裂縫的尺度不同，檢測裂縫的方法多種多樣，檢測效果也不盡相同。目前利用地震資料進(jìn)行裂縫預(yù)測的主要手段包括疊前方法和疊后方法。

4.1 相干體技術(shù)裂縫預(yù)測

由于火山巖內(nèi)部同相軸連續(xù)性差，反射雜亂，在斷層檢測屬性體上多表現(xiàn)為雜亂堆積現(xiàn)象，斷層不明顯。多種屬性比較分析認(rèn)為，相干體屬性能夠較好的反應(yīng)裂縫分布特征。研究結(jié)果表明德惠地區(qū)火山巖裂縫的發(fā)育受火山口位置和斷裂影響，在火山口附近和斷裂帶附近為裂縫密集區(qū)。裂縫發(fā)育帶沿徐中斷裂帶呈北西向條帶狀展布，裂縫發(fā)育區(qū)受火山機(jī)構(gòu)控制，頂部裂縫發(fā)育程度相對較低（可能與火山通道相有關(guān)），南北部裂縫發(fā)育程度較高。

4.2 傾角方位角

傾角和方位角計算三種三維體的屬性：傾角、方位角、傾角/方位角的組合。當(dāng)斷層傾向與地層傾向相反時，斷層在傾角圖上顯現(xiàn)明顯，反之，則不明顯。當(dāng)斷層方位角與地層方位角相反時，斷層在方位角圖上顯現(xiàn)明顯，反之，則不明顯。因此，傾角/方位角組合圖能較全面地檢測斷層。

4.3 曲率法

以往預(yù)測裂縫時更多地依賴相干等地震屬性。但相干屬性有一個巨大的弱點(diǎn)就是容易受到反射強(qiáng)度的影響，在反射強(qiáng)度大的地方往往是相干屬性值也偏高，因此直接用相干屬性預(yù)測裂縫有一定的局限性。曲率分析與之相比更具有一定的優(yōu)勢。曲率體能比相干體更加細(xì)致的刻畫裂縫的展布特征，研究中應(yīng)用曲率體技術(shù)對布海地區(qū)DS26井區(qū)裂縫特征進(jìn)行刻畫，效果明顯。營一段Ⅰ氣層組上段曲率體切片顯示該區(qū)為裂縫發(fā)育區(qū)，下段為裂縫不發(fā)育區(qū)。

5.結(jié)語

裂縫發(fā)育受構(gòu)造控制明顯，在斷裂帶附近及構(gòu)造高部位和背斜部位裂縫最發(fā)育，而在斜坡區(qū)、低洼地帶和遠(yuǎn)離斷裂帶地區(qū)裂縫不發(fā)育。參考文獻(xiàn)：

［1］Albert Tarantola，A.1987.《Inverse Problem Theory and Methods forModel Parameter Estimation》，ISBN：0-89871-572-5，SIAM，.2005.

［2］Gary Mavko等著，徐海濱等譯，《巖石物理手冊—孔隙介質(zhì)中的地震分析工具》：2008，安徽.

［3］侯啟軍、趙志奎，王立武著《火山巖氣藏》2009年，科學(xué)出版社出版.