德惠斷陷鮑家地區(qū)火山巖預(yù)測及成藏條件分析

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)

0 引言

吉林油田相繼在長嶺斷陷、英臺斷陷、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領(lǐng)域，近兩年來，針對火山巖取得很大的成功，展現(xiàn)了火山巖作為一種特殊儲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。筆者利用地震相識別技術(shù)、相干體技術(shù)、相控反演技術(shù)對火山巖體進(jìn)行了識別取得了一定效果，結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識，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)儲層。

1 火山巖體預(yù)測

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)測火山巖巖相分布。

1.1 火山巖地震相分析

1.1.1 井震聯(lián)合標(biāo)定

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應(yīng)關(guān)系(圖1)。火山巖的巖性、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，可以建立識別火山巖的地震相特征模式,利用建立的模式來識別火山巖體[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間切片上不易識別。

圖1 鮑家地區(qū)火山巖地震相識別模式圖Fig.1 Seismic facies identification model of volcanic rocks in Baojia area

1.1.2 地震相識別火山巖體

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。火山口相火山巖波形特征明顯，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

1.2 相干體技術(shù)識別火山巖

三維相干技術(shù)可以通過檢測同相軸的不連續(xù)性,對特殊巖性體進(jìn)行識別。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)測地震切片F(xiàn)ig.3 The seismic slice of volcanic rock prediction(a)相干體切片；(b)時間切片

1.3 相控反演技術(shù)

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，得到最忠實于真實地質(zhì)情況的反演結(jié)果(圖4)。

相干體屬性對火山口相和近火山口相有很好的識別效果，可用來約束低頻模型的建立，對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

1.4 火山巖巖相分布

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相帶火山巖儲集性能最為優(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

2 成藏條件分析

2.1 火山巖分布規(guī)律

按現(xiàn)有地質(zhì)認(rèn)識，火山巖做為事件沉積主要受控于不同時期區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動所致，火石嶺早期和營城組早期為區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈時期，伴隨構(gòu)造運(yùn)動形成了一批規(guī)模相對較大的火山巖，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，營城組時期的火山巖，沿著斷裂帶呈北東向展布，三組斷裂帶切割火山群，對火山巖成藏具有重大的意義(圖7(b))。當(dāng)火山巖與對接，這些斷層能起到油氣的疏導(dǎo)作用，即可在火山巖成藏。

2.2 烴源巖條件和氣源斷裂

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)向或者底部對接，并有氣源斷裂疏導(dǎo)，溝通頂部或底部儲層段，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接并有氣源斷裂溝通兩個條件，火山巖噴發(fā)頂部有好的儲層即可成藏。

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

2.3 優(yōu)質(zhì)儲層

優(yōu)質(zhì)儲層也是火山巖成藏的一大要素，目前鉆探揭示，火山巖的儲層為裂縫性儲層，下一步可利用曲率等屬性預(yù)測火山巖的有儲層，結(jié)合上面研究成果，提供更好的井位建議。

3 結(jié)論

1)地震相分析、相干體技術(shù)、相控反演技術(shù)對火山巖體的識別效果明顯，可綜合分析預(yù)測火山巖巖相。

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)。