柯 欽, 郭 波, 閆 群, 劉 偉, 孫 星, 王 雪
(1.東方地球物理公司研究院 地質(zhì)研究中心,涿州 072750;2. 東方地球物理公司 新興物探開發(fā)處,涿州 072750)
吉林油田相繼在長(zhǎng)嶺斷陷、英臺(tái)斷陷、王府?dāng)嘞萦辛饲|方天然氣的突破和發(fā)現(xiàn),德惠斷陷作為第四個(gè)千億方天然氣勘探的接替區(qū),2012年以后在深層有了很大突破,火石嶺組、沙河組、營(yíng)城組地層都有井獲得了工業(yè)氣流。德惠斷陷勘探主要包括火山巖勘探和碎屑巖勘探兩個(gè)領(lǐng)域,近兩年來(lái),針對(duì)火山巖取得很大的成功,展現(xiàn)了火山巖作為一種特殊儲(chǔ)集體的良好勘探前景[1]。
火山巖巖相平面展布規(guī)律不清,成藏條件復(fù)雜,在一定程度上制約了勘探的進(jìn)程。筆者利用地震相識(shí)別技術(shù)、相干體技術(shù)、相控反演技術(shù)對(duì)火山巖體進(jìn)行了識(shí)別取得了一定效果,結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識(shí),明確了該地區(qū)火山巖成藏三大主控因素為烴源巖、氣源斷裂、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。
通過精細(xì)標(biāo)定,明確火山巖地震相特征,利用相干屬性定性預(yù)測(cè)火山巖平面分布,相干屬性作為約束屬性,通過相控反演最終預(yù)測(cè)火山巖巖相分布。
通過井震聯(lián)合標(biāo)定,快速建立火山巖巖性及其組合與地震相的對(duì)應(yīng)關(guān)系(圖1)?;鹕綆r的巖性、噴發(fā)特征在地震剖面上地震相外形特征以及內(nèi)部振幅、頻率、連續(xù)性等反射特征存在很大差異,可以建立識(shí)別火山巖的地震相特征模式,利用建立的模式來(lái)識(shí)別火山巖體[2-4]。
德深7井和德深17井鉆遇大套英安巖,地震剖面雜亂反射,連續(xù)性差,時(shí)間切片上,具有橢圓形狀;德深21井分別鉆遇凝灰質(zhì)角礫巖、流紋巖、英安巖,上部為連續(xù)反射與雜亂反射交織,下部為雜亂反射,時(shí)間切片上為條帶狀;德深15井分別鉆遇凝灰?guī)r、流紋巖、玄武巖,上部為層狀反射特征,下部為空白雜亂反射,時(shí)間切片上具有橢圓形狀;德深2井鉆遇遠(yuǎn)口相凝灰?guī)r,連續(xù)反射,中強(qiáng)振幅,高頻地震反射特征時(shí)間切片上不易識(shí)別。
圖1 鮑家地區(qū)火山巖地震相識(shí)別模式圖Fig.1 Seismic facies identification model of volcanic rocks in Baojia area
為了確定火山巖相帶的平面展布規(guī)律,在火山巖標(biāo)定的基礎(chǔ)上分析火山巖各相帶地震反射特征?;鹕娇谙嗷鹕綆r波形特征明顯,一般為強(qiáng)反射,在三維地震剖面上具有明顯的丘形或楔形反射特征,反映火山噴發(fā)的原始古地形,火山巖頂面反射為一上超面;近火山口相,地震反射丘形雜亂反射,內(nèi)部時(shí)而較為連續(xù)強(qiáng)反射;遠(yuǎn)火山口相帶以火山沉積相為主,成層性明顯,波形特征為連續(xù)或較連續(xù)、中強(qiáng)振幅、平行反射(圖2)。
圖2 過德深17-德深7-德深21-德深15-德深2連井地震剖面Fig.2 The well-tie seismic cross-section through DS17 DS7 DS21 DS15 DS2 well
三維相干技術(shù)可以通過檢測(cè)同相軸的不連續(xù)性,對(duì)特殊巖性體進(jìn)行識(shí)別。從地震剖面看出,火山口相和近火山口相處地震反射特征一般表現(xiàn)為雜亂反射,且反射層產(chǎn)狀發(fā)生明顯變化或與周邊反射特征存在明顯差別。在相干體時(shí)間切片上,火山口相和近火山口相般表現(xiàn)為圓-橢圓不相干(圖3)。根據(jù)時(shí)間切片、相干切片和地震剖面反射特征,可綜合確定火山巖體平面的展布特征[5-6]。
圖3 火山巖預(yù)測(cè)地震切片F(xiàn)ig.3 The seismic slice of volcanic rock prediction(a)相干體切片;(b)時(shí)間切片
在做常規(guī)的波阻抗反演的過程中,采用井內(nèi)插的方式建立低頻模型,對(duì)于火山巖這種特殊地質(zhì)體效果較差。采用屬性約束建立低頻模型,在插值過程中使用地震屬性作為趨勢(shì)約束,替代以往單純依靠井內(nèi)插純粹的數(shù)學(xué)算法產(chǎn)生的模型,最后代入到反演中,得到最忠實(shí)于真實(shí)地質(zhì)情況的反演結(jié)果(圖4)。
相干體屬性對(duì)火山口相和近火山口相有很好的識(shí)別效果,可用來(lái)約束低頻模型的建立,對(duì)火山巖的相帶起到控制的作用,沉積相和火山巖相帶比較容易分開,能得到更精確的反演結(jié)果[7-8]。
通過屬性約束建立低頻模型,最終得到相控反演結(jié)果更能符合火山巖相帶的結(jié)果,更加貼近真實(shí)情況(圖5)。
圖4 地震反演低頻模型Fig.4 The low frequency model of seismic inversion(a)井內(nèi)插;(b)屬性約束
圖5 連井地震反演剖面Fig.5 Connecting-well section of seismic inversion(a)常規(guī)波阻抗反演;(b)相控反演
火山巖巖相的劃分方法很多,出于工區(qū)內(nèi)目前鉆井?dāng)?shù)量少,分布不均原因,并考慮到該區(qū)的實(shí)際地震地質(zhì)情況,本次研究主要采用了火山噴發(fā)物距火山口遠(yuǎn)近的劃分方案,劃分為:①火山口相;②近火山口相;③遠(yuǎn)火山口相。
綜合地震相分析、相干體切片、相控反演結(jié)果,最終完成火山巖巖相的平面分布圖(圖6)。落實(shí)火山口相帶7.7 km2,近火山口相64.1 km2,遠(yuǎn)火山口相52.2 km2,碎屑沉積相34.6 km2,目前鉆探結(jié)果表明,其中火山口相和近火山口相兩個(gè)相帶火山巖儲(chǔ)集性能最為優(yōu)越,為有利的相帶。
圖6 鮑家地區(qū)火山巖巖相圖Fig.6 The volcanic facies of Baojia area
按現(xiàn)有地質(zhì)認(rèn)識(shí),火山巖做為事件沉積主要受控于不同時(shí)期區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所致,火石嶺早期和營(yíng)城組早期為區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)期,伴隨構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成了一批規(guī)模相對(duì)較大的火山巖,由下至上,火石嶺組火山巖主要巖性為安山巖、玄武巖等中基性火山熔巖和中性火山角礫巖為主,分布于斷陷南部懷德凸起帶西側(cè)和北側(cè),營(yíng)城組早期在華家構(gòu)造以東斜坡部位形成了多期次火山噴發(fā),巖性以英安巖為主,火山規(guī)模大小不一營(yíng)城組火山巖主要分布在布海構(gòu)造及鮑家洼槽西側(cè)(圖7(a))。
鮑家地區(qū)發(fā)育三組NNE相斷裂帶,與火山巖共生,營(yíng)城組時(shí)期的火山巖,沿著斷裂帶呈北東向展布,三組斷裂帶切割火山群,對(duì)火山巖成藏具有重大的意義(圖7(b))。當(dāng)火山巖與對(duì)接,這些斷層能起到油氣的疏導(dǎo)作用,即可在火山巖成藏。
德惠斷陷火石嶺組二段、沙河子組二段發(fā)育了兩套優(yōu)質(zhì)烴源巖[9],可與火山體側(cè)向或者底部對(duì)接,并有氣源斷裂疏導(dǎo),溝通頂部或底部?jī)?chǔ)層段,裂縫發(fā)育與物性好區(qū)域就能富集油氣。
德深17井和德深21井底部與下部烴源巖有很好地對(duì)接,并有氣源斷裂(F1、F2)起到疏導(dǎo)作用,在火山頂部都獲得了工業(yè)氣流[10]。德深7井雖與烴源巖有對(duì)接,但是缺少氣源斷裂,火山巖沒有成藏(圖8)。在一定程度上,只要滿足與烴源巖對(duì)接并有氣源斷裂溝通兩個(gè)條件,火山巖噴發(fā)頂部有好的儲(chǔ)層即可成藏。
圖7 火山巖分布規(guī)律圖Fig.7 Volcanic rock distribution law map(a)火山巖三維顯示圖;(b)火山巖和斷裂疊合圖
圖8 過德深17-德深7-德深21連井地震剖面Fig.8 The well-tie seismic cross-section through DS17 DS7 DS21 well
優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層也是火山巖成藏的一大要素,目前鉆探揭示,火山巖的儲(chǔ)層為裂縫性儲(chǔ)層,下一步可利用曲率等屬性預(yù)測(cè)火山巖的有儲(chǔ)層,結(jié)合上面研究成果,提供更好的井位建議。
1)地震相分析、相干體技術(shù)、相控反演技術(shù)對(duì)火山巖體的識(shí)別效果明顯,可綜合分析預(yù)測(cè)火山巖巖相。
2)鮑家地區(qū)發(fā)育三組NNE向斷裂帶,與火山作用呈共生關(guān)系,火山噴發(fā)方式主要以裂隙式火山噴發(fā)為主,平面上分布在火山巖沿NNE向呈條帶狀分布。
3)烴源巖、氣源斷裂、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層是鮑家地區(qū)火山巖成藏的三大主控因素,鮑家地區(qū)火山巖具有很好的成藏條件。火山巖儲(chǔ)層主要受火山巖相帶控制,目前鉆探揭示近火山口相最為有利,具有構(gòu)造背景和有利的烴源巖組合條件,是下一步有利的勘探目標(biāo)。