川西廣漢地區(qū)二疊系火山巖地震響應特征及分布預測

李素華,盧齊軍,李 蓉,胡 昊,趙黔榮,方 軼

(中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院,四川成都 610041)

20世紀90年代,在四川盆地西南部ZG1井鉆遇301m玄武巖并獲高產(chǎn)工業(yè)氣流,但后續(xù)多口鉆井均未獲氣,玄武巖勘探工作一度停滯,且東北部Y1井僅鉆遇25m厚的玄武巖,夾凝灰質(zhì)泥質(zhì),認為是玄武巖溢流邊界。近期,針對礁灘相風險目標部署的A井首次在四川盆地西部廣漢地區(qū)鉆遇296m的火山碎屑巖與玄武巖,隨后在相鄰目標區(qū)內(nèi)部署了風險探井B井,鉆探證實二疊系火山巖延伸范圍廣,重新拉開了火山巖勘探序幕[1]。但川西地區(qū)前期地震資料采集主要以三疊系須家河組以上陸相地層為主,未兼顧二疊系及以下地層,深層地震資料分辨率和信噪比均較低,二疊系火山巖埋深超過6000m,整體勘探程度較低,實鉆火山巖巖性、巖相變化快,重處理后的連片三維地震資料仍無法準確識別火山巖內(nèi)部反射結(jié)構、火山巖與碳酸鹽巖邊界及火山通道等,亟需加強不同火山巖巖性和巖相的地震響應特征及分布規(guī)律研究,進而指導火山巖儲層預測和下一步鉆探部署。

松遼盆地、準噶爾盆地及渤海灣盆地等已形成較為完善的火山巖識別技術系列,在區(qū)域火山巖發(fā)育背景基礎上,利用重、磁、電等資料識別火山巖巖性[2];利用鉆井、測井和地震資料識別火山巖巖相、噴發(fā)期次及其地震反射特征[3-4];利用疊后去噪、高精度相干、邊緣檢測、多屬性融合和三維可視化等刻畫火山口、火山通道及空間分布[5-6];利用地震波阻抗或巖性反演等識別火山巖儲層[7];利用AVO屬性進行含氣性檢測等[8];而利用正演模擬技術分析火山巖內(nèi)部地層結(jié)構變化情況的文獻資料相對較少[9-10],正演模擬技術可為巖性、巖相復雜的火山巖異常體識別提供佐證。

四川盆地西部二疊系火山巖取得突破后,相繼開展了單井巖性、巖相、噴發(fā)方式、噴發(fā)旋回[11-13]、儲層[14]、地震相[15-16]及成藏模式[17]等方面的研究。地震相研究僅通過鉆井標定、地震波反射形態(tài)、振幅強度和連續(xù)性等確定火山巖與圍巖的地層接觸關系及火山巖分布等,但專門針對火山巖內(nèi)部地層結(jié)構變化、火山巖與圍巖邊界及如何有效識別火山通道等問題未開展過系統(tǒng)研究。為厘清川西廣漢地區(qū)二疊系火山巖地震響應特征和分布情況,首先利用井-震標定確定不同噴發(fā)旋回、不同巖性巖相組合的火山巖地震響應特征,利用正演模擬技術分析火山巖內(nèi)部地層結(jié)構地震響應特征變化及其對下伏地層的影響等;利用三維連片地震資料由點到面、由近到遠精細解釋并歸納總結(jié)廣漢地區(qū)火山巖地震相特征;結(jié)合地震相和多種表征火山巖發(fā)育特征的地震屬性,初步確定川西廣漢地區(qū)火山巖分布。

1 巖相類型及特征

1.1 地質(zhì)特征

四川盆地整體位于峨眉地幔柱外帶[18],在峨眉地幔柱活動的影響下,巖漿沿基底深大斷裂上涌噴發(fā)[19],川西地區(qū)什邡-隆昌斷裂、龍泉山-鎮(zhèn)巴斷裂對火山活動具有重要控制作用,在兩組斷裂交匯處巖漿噴發(fā),爆發(fā)相產(chǎn)物較多,火山碎屑巖堆積厚度大。

川西廣漢地區(qū)二疊系火山巖實鉆巖性為火山碎屑巖和火山熔巖,發(fā)育角礫凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)角礫巖、玄武巖及玄武玢巖、輝綠巖,與川西南地區(qū)大面積分布的溢流相玄武巖有明顯差異。根據(jù)A井火山巖巖性和巖相組合自下而上劃分為3個噴發(fā)旋回(圖1),即第一旋回組合分為上、中、下三部分,下部巖性為玄武玢巖和輝綠巖,為巖漿淺層侵入體,中部巖性為灰色熔結(jié)凝灰質(zhì)夾薄層灰色細晶灰?guī)r,上部巖性為灰綠色玄武巖;第二旋回組合分為上、下兩部分,下部巖性為淺灰、灰色含杏仁凝灰?guī)r及熔結(jié)角礫巖,夾薄層灰色灰?guī)r,上部巖性為灰綠色玄武巖,巖性、結(jié)構單一;第三旋回巖性組合自下而上為晶屑凝灰?guī)r、凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)角礫巖及凝灰質(zhì)集塊巖等(圖2a);從下往上整體發(fā)育3個“爆發(fā)相(角礫凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)角礫巖等)→噴溢相(玄武巖)”的噴發(fā)旋回,且3個旋回間并無明顯的風化標志或古風化殼,揭示其巖漿噴發(fā)時間間隔較短。火山巖縱向發(fā)育3套儲層(圖1黃色標注段),巖性為凝灰質(zhì)角礫巖、含角礫凝灰?guī)r等,測井曲線對應高聲波時差(AC)、低自然伽馬(GR)、低密度(DEN)和高補償中子(CNL)特征,儲集空間主要為氣孔、晶內(nèi)溶孔、礫間溶孔及脫?；?原生孔隙連通性差,經(jīng)冷凝收縮和構造破裂作用后成為有效儲集空間(圖2b)。巖心孔隙度為11.8%～25.5%,平均為18.0%;滲透率為0.026～21.200mD,平均值為1.923mD(1mD≈0.987×10-3μm-3),表明區(qū)內(nèi)火山巖儲集物性差異大、非均質(zhì)性強。鉆井巖心及薄片顯示火山角礫巖發(fā)育,說明A井離火山口位置很近。

圖1 A井火山巖發(fā)育層段合成地震記錄標定結(jié)果(1ft≈30.48cm)

圖2 A井火山巖儲集空間類型a 溶孔凝灰質(zhì)角礫巖; b 礫間溶孔

1.2 地震特征

A井實鉆火山巖頂部直接接觸二疊系龍?zhí)督M泥巖,下伏為二疊系茅口組生屑灰?guī)r,常規(guī)地震剖面如圖3a所示,火山巖頂部與龍?zhí)督M底界為強波峰反射,火山巖底界與下伏茅口組生屑灰?guī)r反射界面不連續(xù)。A井火山巖發(fā)育區(qū)厚度明顯增厚(圖3黃色充填部分),整體為錐型或丘狀外形、內(nèi)部雜亂反射,而A井左側(cè)為三維工區(qū)邊界,結(jié)合地層厚度和地震反射特征認為研究區(qū)外圍仍發(fā)育火山巖。A井縱向上發(fā)育3期火山巖旋回,第三旋回(圖3黃色標注段)地震反射特征清楚,表現(xiàn)為強波谷-強波峰反射,橫向連續(xù)性較好;第二旋回(圖3紅色標注段)和第一旋回(圖3 藍色標注段)整體為斷續(xù)、雜亂、弱振幅反射,橫向連續(xù)性不好。瞬時相位剖面雖可反映地層產(chǎn)狀特征,但受第一和第二旋回巖性、巖相變化及地震資料品質(zhì)等影響,火山巖內(nèi)部反射結(jié)構、火山巖與碳酸鹽巖邊界特征均不清楚(圖3b),且現(xiàn)有二維和三維地震資料仍無法準確識別火山通道位置。

圖3 過A井火山巖發(fā)育部位地震剖面a 地震波形剖面; b 瞬時相位剖面

二疊系火山巖與無火山巖發(fā)育區(qū)連井剖面顯示(圖4),A、B井火山巖發(fā)育區(qū)地層厚度明顯厚于C井無火山巖發(fā)育區(qū),火山巖發(fā)育區(qū)主要表現(xiàn)為丘狀、雜亂、斷續(xù)、強振幅反射(圖4黃色充填部分),火山巖發(fā)育區(qū)下伏地層同相軸波狀起伏明顯,且火山通道位置不清,而無火山巖發(fā)育區(qū)表現(xiàn)為平行、連續(xù)、弱振幅反射(圖4 綠色充填部分),C井區(qū)二疊系下伏地層因古隆起影響依次向剖面左側(cè)剝蝕尖滅,下伏地層同相軸無波狀起伏特征。目前火山巖與碳酸鹽巖邊界僅由已知井外推地震反射同相軸振幅強弱及相位變化來確定,在無井、低勘探區(qū)缺乏理論依據(jù)和鉆井驗證,且多解性強。

圖4 二疊系火山巖發(fā)育區(qū)(A、B井區(qū))與無火山巖發(fā)育區(qū)(C井區(qū))連井剖面

2 正演模型建立

為進一步落實火山巖內(nèi)部反射結(jié)構、火山通道、火山巖邊界及火山巖對下伏地層的影響程度,利用波動方程垂直波場傳播方法模擬火山巖在不同噴發(fā)方式下的地震響應特征變化情況,對火山巖發(fā)育區(qū)地震反射特征不清或鉆井較少地區(qū)的火山巖識別加以指導,以降低火山巖識別的多解性。

根據(jù)A井實鉆地層、巖性、巖相、旋回期次、厚度、速度和密度等參數(shù)并結(jié)合圖3過井地震剖面反射結(jié)構特征,按不同噴發(fā)方式和是否發(fā)育火山通道將火山機構模型設計為中心式和裂隙式2種,圖5為2種噴發(fā)方式火山機構正演模型及模擬記錄,其中,圖5a為中心式噴發(fā),A井區(qū)發(fā)育火山通道,火山巖邊界呈鋸齒狀;圖5b為裂隙式噴發(fā)(此模型更接近于A井實際地震剖面反射結(jié)構特征,但正演模型中火山巖右側(cè)茅口組巖性單一),噴發(fā)源可能位于火山機構左側(cè),而在A井區(qū)無火山通道,火山巖邊界呈舌狀;火山機構上覆地層為龍?zhí)督M,火山機構右側(cè)及下伏直接接觸茅口組碳酸鹽巖,下伏地層依次為茅口組、棲霞組、梁山組、滄浪鋪組,除火山巖外均為穩(wěn)定沉積。

圖5 2種噴發(fā)方式火山機構正演模型及模擬記錄a 中心式噴發(fā)模型; b 裂隙式噴發(fā)模型; c 中心式噴發(fā)模型與其正演模擬記錄疊合結(jié)果; d 裂隙式噴發(fā)模型與其正演模擬記錄疊合結(jié)果

火山機構模型長度為2000m,深度為1000m;子波均選用主頻為30Hz雷克子波;模擬地層參數(shù)如表1 所示,凝灰?guī)r、角礫巖波阻抗值均小于玄武巖、輝綠巖波阻抗值,且差值較大。

表1 A井實鉆厚度、巖相、巖性、旋回、速度、密度及波阻抗參數(shù)

2.1 中心式噴發(fā)正演模擬

中心式噴發(fā)火山機構自下而上發(fā)育3期噴發(fā)旋回:第一旋回(圖5藍色標注段)下部發(fā)育火山通道相輝綠巖和爆發(fā)相凝灰?guī)r①,上部發(fā)育噴溢相玄武巖①;第二旋回(圖5紅色標注段)下部發(fā)育爆發(fā)相凝灰?guī)r②,上部發(fā)育噴溢相玄武巖②;第三旋回(圖5黃色標注段)下部發(fā)育爆發(fā)相凝灰?guī)r③,上部發(fā)育爆發(fā)相角礫巖。

由中心式噴發(fā)火山機構正演模擬結(jié)果可知(圖5c):(1)火山機構丘狀外形特征明顯,內(nèi)部同相軸為強振幅反射;火山機構右側(cè)茅口組內(nèi)部為平行、連續(xù)、弱振幅反射;(2)火山巖邊界為斜交、斷續(xù)強反射,振幅能量變化明顯;(3)火山巖內(nèi)部反射結(jié)構與沉積厚度有很大關系,如噴溢相玄武巖②厚度大于60m時,火山巖內(nèi)部反射結(jié)構清楚;而厚度小于60m時,為復波或單一同相軸反射;(4)波阻抗差值大小決定火山巖反射能量強弱變化,差值越大,能量越強,其中,第一旋回噴溢相玄武巖①和第二旋回噴溢相玄武巖②發(fā)育區(qū)反射能量最強;第一旋回爆發(fā)相凝灰?guī)r①與火山通道相輝綠巖及下伏茅口組波阻抗差值較大,強反射界面清楚,而火山通道相輝綠巖與茅口組波阻抗差值小,兩者無明顯反射界面;第三旋回爆發(fā)相角礫巖和凝灰?guī)r③波阻抗差值小,兩者亦無明顯反射界面;(5)火山巖發(fā)育區(qū)明顯影響下伏地層成像效果,出現(xiàn)相位上拉、能量屏蔽、雜亂、弱振幅、假斷層和假構造現(xiàn)象[20-21],圖中真、假斷層響應特征明顯;而右側(cè)茅口組碳酸鹽巖下伏地層振幅能量連續(xù)穩(wěn)定;(6)火山通道發(fā)育位置,下伏地層同相軸上、下連續(xù)中斷、空白、弱反射,且與火山通道寬度呈正相關,寬度越寬,同相軸中斷范圍越寬,火山通道越易識別。

由A井實際地震剖面反射特征(圖3a)和中心式噴發(fā)正演模擬結(jié)果(圖5c)對比可知,實際地震剖面A井第三旋回反射特征與正演模擬結(jié)果一致,而第二和第一旋回反射特征與正演模擬結(jié)果同相軸連續(xù)性稍有差異,分析受火山巖厚度、產(chǎn)狀、形態(tài)等影響,但兩者大體反射形態(tài)一致,若無鉆井和正演模型相互驗證,解釋人員難以區(qū)分實際地震剖面中第二和第一旋回,旋回內(nèi)部噴溢相玄武巖最易識別,延伸范圍廣,斜交、強反射特征明顯,而爆發(fā)相厚度大、丘狀特征明顯;正演模擬結(jié)果A井區(qū)火山通道發(fā)育時,下伏地層同相軸出現(xiàn)上、下連續(xù)中斷、空白、弱反射,實際地震剖面無此特征;正演模擬結(jié)果火山巖和碳酸鹽巖振幅強度差異明顯,而實際地震剖面差異不明顯,但地層厚度和同相軸個數(shù)均有變化;正演模擬結(jié)果和實際地震剖面A井區(qū)下伏地層同相軸均出現(xiàn)相位上拉、斷續(xù)和弱振幅反射。

2.2 裂隙式噴發(fā)正演模擬

裂隙式噴發(fā)火山機構在A井區(qū)不發(fā)育火山通道,其火山噴發(fā)旋回期次與中心式噴發(fā)一致,但火山巖與碳酸鹽巖邊界呈舌狀。由裂隙式噴發(fā)火山機構正演模擬結(jié)果可知(圖5d):裂隙式噴發(fā)火山機構丘狀外形及內(nèi)部反射結(jié)構與中心式噴發(fā)火山巖機構特征一致,兩者僅在是否發(fā)育火山通道及火山巖邊界存在差異。火山通道不發(fā)育時,A井火山巖下伏地層同相軸未出現(xiàn)上、下連續(xù)中斷、空白和弱反射情況,與圖3a 實際地震剖面反射特征一致,且鉆井證實此處無火山通道,僅出現(xiàn)相位上拉和局部同相軸微幅錯斷等假象;右側(cè)火山巖邊界為斜交、連續(xù)強反射,振幅能量變化不大,但與碳酸鹽巖弱反射邊界清楚。

2.3 正演模擬結(jié)果

兩種噴發(fā)方式火山機構正演模擬結(jié)果對火山巖內(nèi)部地震反射特征有了直觀認識,可指導火山機構和巖相識別?；鹕綆r內(nèi)部丘狀、強振幅反射明顯與碳酸鹽巖平行連續(xù)、弱振幅反射特征不同,兩種噴發(fā)方式下火山巖邊界清楚,且厚大火山巖發(fā)育區(qū)明顯影響下伏地層成像,解釋人員可結(jié)合區(qū)域地質(zhì)、地震、鉆井、地層厚度和下伏地層成像變化情況判斷厚大火山巖發(fā)育區(qū)及噴發(fā)方式。在厚大火山巖發(fā)育區(qū)通過下伏地層同相軸錯斷情況判斷是否發(fā)育火山通道;從已知井出發(fā),通過單井旋回期次、內(nèi)部同相軸個數(shù)和反射強度外推火山巖巖相橫向變化情況;通過圍巖產(chǎn)狀變化判斷火山巖邊界。

3 火山巖識別及分布預測

川西廣漢地區(qū)首次鉆遇火山巖,鉆井少、勘探程度較低,火山巖識別主要借鑒松遼盆地、準噶爾盆地及渤海灣盆地等典型研究實例,從區(qū)域火山巖沉積背景出發(fā),地質(zhì)與地震結(jié)合,在單井巖性、巖相、噴發(fā)旋回和正演模擬基礎上,利用三維連片地震資料開展二疊系火山巖地震響應特征分析,結(jié)合地震相、地層厚度和地震屬性等多種參數(shù)綜合確定火山巖分布。

3.1 火山巖地震響應特征

利用A井巖性、巖相、噴發(fā)旋回及對應反射波外部幾何形態(tài)、內(nèi)部反射結(jié)構、頂?shù)捉佑|關系等,由點到面、由近及遠精細對比追蹤解釋,建立了爆發(fā)相、噴溢相(溢流相)、火山通道相、火山沉積相等4種地震相(表2)。

火山爆發(fā)時噴發(fā)能量越強,各種火山碎屑物堆積的厚度和范圍越大,在地震剖面上爆發(fā)相主要表現(xiàn)為丘狀、雜亂、斷續(xù)、強振幅反射,兩翼同相軸上超特征明顯,火山巖厚度較大的地方下伏地層同相軸出現(xiàn)相位上拉、雜亂、弱反射(表2類別A對應的地震剖面,鉆井已證實),因此,厚大爆發(fā)相火山巖易于識別。

噴溢相(溢流相)同樣受火山噴發(fā)期次和能量控制,熔巖噴出地表時能量較強的為噴溢相,且靠近爆發(fā)相,地震剖面上表現(xiàn)為斜交、平行、強振幅反射(表2類別B(上)對應的地震剖面),而遠離爆發(fā)相時為溢流相,地震剖面上表現(xiàn)為平行、連續(xù)、強振幅反射(表2類別B(下)對應的地震剖面),兩者下伏地層均為平行、連續(xù)反射,成像均未受影響。A井實鉆噴溢相玄武巖與爆發(fā)相角礫巖或凝灰?guī)r波阻抗差異明顯,噴溢相玄武巖為高阻抗、強振幅反射,利用地層產(chǎn)狀和振幅強度差異即可確定噴溢相玄武巖分布。而溢流相玄武巖遠離火山口,需由火山口位置丘狀、雜亂、斜交、強振幅反射特征外推至局部低頻、強振幅、平行連續(xù)反射終止處,此時與茅口組碳酸鹽巖弱振幅反射背景差異明顯,可作為溢流相火山巖識別標志。

因深層地震資料品質(zhì)等影響,在地震剖面中未發(fā)現(xiàn)大型基底斷裂或下伏地層同相軸上、下連續(xù)中斷、空白弱振幅反射現(xiàn)象,而在龍?zhí)督M底至茅口組底厚大地層發(fā)育核部發(fā)現(xiàn)下伏地層同相軸出現(xiàn)不連續(xù)錯斷現(xiàn)象(表2類別C對應的地震剖面,待鉆井證實),結(jié)合圖5c火山通道正演模擬結(jié)果可初步判斷實際地震剖面二疊系地層厚度變厚、下伏地層同相軸出現(xiàn)不連續(xù)錯斷情況下發(fā)育火山通道相。

火山沉積相目前主要根據(jù)火山巖和碳酸鹽巖連井地震剖面反射特征進行對比,火山沉積相和碳酸鹽巖均為穩(wěn)定沉積,由已知井外推火山巖巖相終止位置確定火山沉積相反射特征,火山沉積相同相軸個數(shù)(2個)明顯較爆發(fā)相和噴溢相(溢流相)(大于3個)減少,主要表現(xiàn)為平行、連續(xù)、弱振幅反射(表2類別D對應的地震剖面,待鉆井證實),與茅口組碳酸鹽巖弱振幅反射特征相似,兩者易混淆。

表2 川西廣漢地區(qū)火山巖發(fā)育區(qū)地震相

3.2 火山機構及巖相分布

火山機構是在一定時間和空間范圍內(nèi)火山活動產(chǎn)物的總和,包括火山口、火山頸和火山錐體等,其形成方式、產(chǎn)出狀態(tài)、位置及相互關系決定火山整體形態(tài)。目前研究區(qū)無重、磁、電等資料,只能從已鉆井火山巖地震反射結(jié)構特征入手,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)、地層厚度、地震相、連井地震剖面反射特征進一步確定火山機構發(fā)育特征。

根據(jù)A井實鉆資料總結(jié)研究區(qū)火山機構地震表征參數(shù),可以看出:(1)厚度明顯增加;(2)外部總體呈

丘形;(3)內(nèi)部同相軸個數(shù)增加,斷續(xù)、雜亂特征明顯;(4)厚大火山巖發(fā)育區(qū)影響下伏地層成像;(5)瞬時相位剖面地層產(chǎn)狀特征明顯。地層厚度明顯增加是識別火山機構的主要標志,但首先要排除二疊系厚大礁灘相沉積的可能。

研究區(qū)二疊系火山巖發(fā)育區(qū)地層厚度變化明顯(圖6a),時間厚度區(qū)間范圍為100～200ms,較厚區(qū)域主要分布在A井區(qū)和研究區(qū)中部,按A井茅口組5738.708m/s的速度來計算,地層厚度范圍為286.935～573.871m,而四川盆地茅口組殘余地層厚度范圍為90～400m,因此,除A井區(qū)外在研究區(qū)中部仍發(fā)育厚大火山巖,在此基礎上,利用地震相平面和剖面地震反射特征分析其平面展布情況。

火山巖相反映火山機構不同部位的巖石組合類型,地震波形的變化可有效反映火山巖巖性和巖相的變化,利用波形聚類屬性對火山巖發(fā)育段的地震波形進行分類,由A井區(qū)波形聚類結(jié)果外推總結(jié)火山巖巖相橫向變化規(guī)律。波形聚類結(jié)果(圖6b)與地層厚度變化趨勢(圖6a)大體一致,地層較厚的區(qū)域?qū)菥G色(Ⅲ)、綠色(Ⅳ)、橙色(Ⅴ)和紅色(Ⅵ),地層較薄的區(qū)域?qū)钏{色(I)和淺藍色(Ⅱ)。A井區(qū)主要為紅色(Ⅵ)、草綠色(Ⅲ)和橙色(Ⅴ),其中紅色(Ⅵ)對應爆發(fā)相反射特征;草綠色(Ⅲ)和橙色(Ⅴ)對應噴溢相反射特征;而草綠色(Ⅲ)對應火山巖內(nèi)部同相軸反射強度上強下弱;橙色(Ⅴ)對應火山巖內(nèi)部同相軸反射強度上弱下強。由表1爆發(fā)相凝灰?guī)r和噴溢相玄武巖波阻抗值可知,研究區(qū)中部火山巖巖性和巖相變化明顯。由A井區(qū)外推至研究區(qū)中部發(fā)現(xiàn)紅色(Ⅵ)爆發(fā)相分布最廣,其次是草綠色(Ⅲ)和橙色(Ⅴ)噴溢相分布較廣,而綠色(Ⅳ)對應火山沉積相反射特征;淺藍色(Ⅱ)對應溢流相反射特征;深藍色(Ⅰ)對應空白、弱反射,與茅口組碳酸鹽巖反射特征一致。綜合分析得出,A井區(qū)和研究區(qū)中部的紅色(Ⅵ)、草綠色(Ⅲ)、橙色(Ⅴ)厚大區(qū)域為火山巖機構發(fā)育有利部位,而研究區(qū)中部由紅色(Ⅵ)包圍的深藍色(Ⅰ)和淺藍色(Ⅱ)區(qū)域地層厚度最大,并結(jié)合下伏地層同相軸錯斷情況判斷為火山機構中心部位(白圈標注),白圈內(nèi)深藍色(Ⅰ)區(qū)域下伏地層出現(xiàn)斷續(xù)、空白、弱反射,與圖5c 火山通道位置的正演模擬結(jié)果相類似,判斷此處發(fā)育火山通道相。

圖6 川西廣漢地區(qū)火山機構平面分布a 時間厚度; b 波形聚類

將地震相轉(zhuǎn)換為火山巖巖相(圖7),其中爆發(fā)相和噴溢相分布范圍較廣,主要分布在A井區(qū)和研究區(qū)中部,而溢流相和火山沉積相地震相存在明顯差異,巖相劃分方案需進一步鉆探證實。

圖7 川西廣漢地區(qū)火山巖巖相分布

3.3 火山巖有利目標區(qū)

川西地區(qū)寒武系筇竹寺組烴源巖厚度約80～200m,烴源條件好,A井火山巖天然氣組分分析來自于寒武系,說明研究區(qū)存在斷層或不整合面油氣疏導體系;二疊系龍?zhí)督M泥頁巖為火山巖直接蓋層,上覆三疊系厚大膏鹽層為區(qū)域蓋層,保存條件好;實鉆火山巖儲集條件好,且厚度大,火山巖源儲配置關系好,因此,川西廣漢地區(qū)火山巖具備形成規(guī)模氣藏的條件,研究區(qū)中部火山巖厚大發(fā)育區(qū)(爆發(fā)相、噴溢相)面積約1425km2,疊合構造高部位、斷裂、裂縫發(fā)育區(qū)進行鉆探部署,有望獲得更大油氣突破。

3.4 識別效果分析

綜合預測川西廣漢地區(qū)火山巖厚度大、分布范圍廣,厚大火山巖發(fā)育區(qū)外部反射形態(tài)、內(nèi)部反射結(jié)構特征清楚,且下伏地層成像出現(xiàn)同相軸上拉、斷續(xù)、雜亂、弱反射等。正演模擬結(jié)果為火山巖巖性、巖相、火山巖邊界、火山通道等識別提供了理論指導,不同火山巖巖性、巖相地震反射特征清晰,有效指導了研究區(qū)東北部風險探井部署工作。

4 結(jié)束語

1) 川西廣漢地區(qū)現(xiàn)有的地震資料分辨率和信噪比均較低,火山巖地震響應特征及分布規(guī)律不清,制約著該區(qū)火山巖油氣勘探?；诘刭|(zhì)認識建立中心式和裂隙式兩種火山機構正演模型,數(shù)值模擬結(jié)果有效識別了火山巖內(nèi)部地層反射結(jié)構、火山通道、火山巖邊界及其對下伏地層的影響等,為火山巖地震相、巖相劃分提供了理論依據(jù)。綜合分析可知,研究區(qū)火山機構總體表現(xiàn)為厚度增加、外部丘形、內(nèi)部雜亂、斷續(xù)、斜交、強振幅反射,發(fā)育爆發(fā)相、噴溢相(溢流相)、火山通道相和火山沉積相等4種地震相,其中爆發(fā)相、噴溢相最易識別,主要分布在A井區(qū)和研究區(qū)中部,是下一步勘探的有利目標區(qū),地質(zhì)與地震結(jié)合有效識別火山巖巖相分布并指導了下一步鉆探部署。

2) 火山巖地震反射特征與巖性巖相組合、噴發(fā)方式、旋回期次、厚度、波阻抗差值等均有關系,正演模擬結(jié)果可指導火山巖地質(zhì)地震預測模式正確建立,減少預測結(jié)果多解性,并可推廣應用于復雜異常體的識別。

川西地區(qū)二疊系火山巖埋藏深度超過6000m,巖性、巖相變化快,地層結(jié)構復雜,現(xiàn)有地震資料品質(zhì)差,仍需進一步提高火山巖的成像精度。