重磁電井震“五位一體”火山巖識(shí)別技術(shù)在滴南凸起石炭系天然氣勘探中的應(yīng)用

夏雨 李艷平 蔡義峰 黃蕓

摘? 要： 2006年克拉美麗氣田發(fā)現(xiàn)之后，滴南凸起南帶被作為尋找下一個(gè)千億方氣區(qū)的重點(diǎn)領(lǐng)域。但從2011年開始，隨著風(fēng)險(xiǎn)探井KM1的失利，該區(qū)帶鉆探工作處于停滯狀態(tài)。存在的主要地質(zhì)問題是多井鉆揭火山沉積相是否發(fā)育規(guī)?；鹕綆r情況不明。本文利用重磁電測(cè)震“五位一體”綜合火山巖體識(shí)別技術(shù)，重力-地震定構(gòu)造及地層格局、磁力-電法-測(cè)井-地震定巖性巖相，明確了滴南凸起南北分帶的構(gòu)造格局及石炭系展布特征，刻畫了多個(gè)火山巖體目標(biāo)，DT1、KM001井相繼獲得突破，新的石炭系天然氣規(guī)模氣區(qū)初步展現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：重磁;電法;井震;火山巖;滴南凸起;石炭系

滴南凸起位于準(zhǔn)噶爾盆地陸梁隆起，北與滴水泉凹陷相鄰，西接石西凸起，南鄰東道海子凹陷，兩面臨凹，構(gòu)造位置有利（圖1）。2006—2008年，克拉美麗氣田發(fā)現(xiàn)并成功建產(chǎn)后。2011年，選擇具相似構(gòu)造背景的滴南凸起南部鼻凸部署風(fēng)險(xiǎn)探井KM1。鉆探類型為石炭系頂面火山巖巖性圈閉，該井鉆揭石炭系868 m，距石炭系頂界728 m，以火山沉積相為主，巖性為沉凝灰?guī)r、粉細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，僅在頂部見26 m英安巖，底部140 m鉆揭花崗巖，但與鉆前預(yù)測(cè)的巖體位置出入很大。老井DX1、DX2、DX3、DX4井也為碎屑巖相及火山沉積相。滴南凸起南帶是否發(fā)育規(guī)模火山巖成為制約勘探推進(jìn)的主要問題。

滴南凸起石炭系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，火山巖儲(chǔ)層埋藏深，巖性、巖相復(fù)雜多變，橫向、縱向分布不均，在地震剖面上響應(yīng)特征復(fù)雜，僅利用地震勘探落實(shí)火山巖的發(fā)育存在一定困難?；鹕綆r在密度、磁化率、電阻率等方面具顯著特征。因此，利用重磁電測(cè)震綜合勘探提供的多種物性特征來研究火山巖具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[1-3]。前人對(duì)火山巖等復(fù)雜巖性識(shí)別主要依據(jù)重磁電參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，本文利用高精度重磁資料、電法資料，結(jié)合地震、鉆井、地質(zhì)資料綜合研究石炭系火山巖的巖性、巖相及分布，為確定石炭系有利勘探區(qū)，降低勘探風(fēng)險(xiǎn)提供重要基礎(chǔ)資料，取得了較好的勘探效果。

1? 地層巖石物性特征

通過對(duì)鉆井巖心、千余塊野外露頭樣本重點(diǎn)測(cè)定，已明確滴南凸起地層及巖石的密度、磁性、電阻率特征。滴南凸起地層具 “三高夾兩低”的電性特征：第四系與上第三系為高阻，白堊系為低阻，侏羅系相對(duì)高阻，三疊系與二疊系低阻，石炭系整體高阻情況下，內(nèi)部具有“兩高夾一低”結(jié)構(gòu)，即巴山組高阻、松喀爾蘇上亞組相對(duì)低阻、松喀爾蘇下亞組高阻。巖石基本特征為：基性火山巖為強(qiáng)磁、高密度、高電阻，隨著巖性向中酸性過渡，磁力、密度、電阻率降低;火山角礫巖為中磁、低密度、中電阻;凝灰?guī)r為低磁、低密、中電阻;正常碎屑巖具低磁、中密度、低電阻率特征，密度與酸性流紋巖相當(dāng)（表1）。

值得說明的是，火山巖巖體引起的磁力異常不但與其礦物組成有關(guān)，還與成巖方式、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、巖石蝕變及火山巖體規(guī)模、產(chǎn)狀有關(guān)[4]，同一磁性強(qiáng)度的大規(guī)?；鹕綆r體較小規(guī)?；鹕綆r體具明顯磁異常差異。

2? 綜合物探解釋技術(shù)

本次研究采用1∶5萬高精度重磁資料，對(duì)重力資料除采用常規(guī)地形改正、變密度校正、向上延拓、低通濾波、垂直導(dǎo)數(shù)等處理外，還采用重力異常剝離、異常提取及信息增強(qiáng)技術(shù)，最終獲取了研究區(qū)反映石炭系頂面附近巖性重力異常變化的基底巖性局部重力異常圖、反映石炭系頂面構(gòu)造特征的剝層重力垂直二次導(dǎo)數(shù)異常圖、反映斷裂的重力異常斷裂信息圖。磁力資料經(jīng)異常分離、信息增強(qiáng)處理，獲取了能更好反映石炭系基巖磁性體的淺部特征、局部特征的磁力垂直二次導(dǎo)數(shù)異常圖。時(shí)頻電磁資料經(jīng)過噪聲壓制、剩余異常場(chǎng)的求取、構(gòu)造模型、反演處理，最終獲取了反映地層縱向電性結(jié)構(gòu)特征的電阻率反演剖面、反映含流體性質(zhì)的極化率剖面。

3? 重磁電測(cè)震“五位一體” 綜? ? ? 合火山巖識(shí)別

3.1? 重力-電法-地震定格局

滴南凸起發(fā)育近EW向及近SN向兩組斷裂，近EW向斷裂規(guī)模大，切割深，對(duì)構(gòu)造有控制作用。滴水泉斷裂、滴水泉北斷裂、滴水泉西斷裂、滴西2井北斷裂、陸南1井北斷裂控制了滴南凸起“南北分帶”的構(gòu)造格局（圖2）?？死利悮馓镂挥诘文贤蛊鸨辈康屯箮?，與南部低凸帶之間發(fā)育2個(gè)低密度區(qū)，特征與滴水泉凹陷（克拉美麗氣田氣源供給區(qū)）相似，為滴南凸起內(nèi)次級(jí)氣源供給區(qū)。東側(cè)凹槽（面積44 km2）DN7井石炭系鉆遇250 m泥巖，有機(jī)碳含量平均2.91%，西側(cè)凹槽（面積30 km2）M13井鉆揭炭質(zhì)泥巖、沉凝灰?guī)r328 m，有機(jī)碳含量平均2.04%。

新實(shí)施的寬頻寬方位高分辨率三維地震顯示石炭系頂界清晰，內(nèi)部地層結(jié)構(gòu)清楚（圖3）。南北低凸帶具相似構(gòu)造及沉積背景，C2b，C1sb超覆尖滅，凸起主體發(fā)育C1sa，地面露頭及克拉美麗氣田C1sa均發(fā)育火山巖，尤其是物性較好的酸性火山巖。因此，滴南凸起南帶具火山巖發(fā)育的條件。電阻率反演剖面宏觀上反映了石炭系內(nèi)部“兩高夾一低”的特征，滴南凸起南帶與北帶相似，均發(fā)育高電阻率火山巖（圖4）。

3.2? 磁力-測(cè)井-地震定巖性巖相

磁力平面圖反映高磁化率的中基性火山巖發(fā)育在滴水泉凹陷、滴南凸起北帶、滴南凸起南帶東段。滴南凸起南帶主體為中低磁特征（圖5）。

滴南凸起火山巖測(cè)井評(píng)價(jià)開展較早，建立了一套完整的測(cè)井識(shí)別火山巖巖性巖相的方法[5-8]。DX4井為凝灰質(zhì)砂礫巖，中高密度（2.52 g/cm3）、低磁，碎屑巖相;KM1井花崗巖，中高密度（2.56 g/cm3）、中低磁，次火山巖相;DX17井玄武巖，高密度（2.79 g/cm3）、高磁，溢流相;DX241井流紋巖，中高密度（2.50 g/cm3）、中高磁、中高電阻率，溢流相;DX5井安山質(zhì)火山角礫巖，中高密度（2.50 g/cm3）、中高磁。

滴南凸起已鉆井標(biāo)定地震相后，火山巖相基本地震特征為：爆發(fā)相丘狀外形，雜亂中-弱反射;溢流相亞平行層狀，連續(xù)中-強(qiáng)反射;次火山巖相規(guī)則透鏡狀反射外形;火山沉積相層狀外形，連續(xù)中-強(qiáng)反射[9-11]。

通過已鉆井-地震相-磁力綜合驗(yàn)證，明確了滴南凸起周緣石炭系巖性巖相，滴南凸起北帶以中基性溢流相火山巖為主，南帶發(fā)育中酸性火山巖、火山角礫巖及碎屑巖區(qū)（圖6）。

4? 應(yīng)用效果

通過重磁電測(cè)震 “五位一體”綜合識(shí)別出未鉆探火山巖目標(biāo)2個(gè)，二者均為強(qiáng)極化率異常（油氣響應(yīng)特征），分別實(shí)施鉆探。DT1井以安山巖為主夾火山角礫巖，頂部安山巖及內(nèi)幕火山角礫巖分獲工業(yè)氣流;KM001井鉆揭安山巖、火山角礫巖，獲得工業(yè)氣流。

利用高分辨率重磁資料能有效輔助認(rèn)識(shí)石炭系構(gòu)造及沉積格局，重磁電測(cè)震“五位一體”火山巖識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用能有效地提高石炭系復(fù)雜巖性巖相背景下火山巖體識(shí)別成功率。

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