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龙凤山次凹深层中基性火山岩识别刻画技术

2019-11-27孙楠

智富时代 2019年9期

【摘 要】本文通过分析龙凤山次凹区域构造特征、标准反射层趋势面特征及火山岩与沉积岩不同地层结构及充填模式差异,结合岩心观察、薄片鉴定、测井曲线特征分析火山岩内部地震反射特征,在三维地震精细解释基础上,通过地震反射结构、时间切片、相干切片特征识别、地震属性挖掘,地质-地球物理方法综合识别刻画火山岩,取得了较好的效果。

【关键词】龙凤山次凹;中基性火山岩;区域构造;火山岩识别刻画

龙凤山次凹位于松辽盆地南部长岭断陷南缘。2017年11月在龙凤山中西部构造岩性圈闭钻探北213井,玄武岩、安山岩、安山质凝灰岩厚度达410米,在安山岩、安山质凝灰岩段测试获得日产6.2万方的工业气流,发现了火石岭组火山岩气藏,揭开了火山岩气藏勘探的序幕。后期在龙凤山火石岭组火山岩钻探探多口探井、评价井,多口井测试获得工业气流,揭示了龙凤山火石岭组火山岩具有较大的天然气勘探开发潜力。

一、研究区区域构造特征

松辽盆地南部断陷期火石岭组可独立划分为一个二级层序,代表断陷早期阶段。长岭断陷位于松辽盆地南部,中生代沉积地层具有断坳叠置的双重结构,为松辽盆地规模最大的断陷,盆地基底最大埋深超过8000m。龙凤山次凹位于长岭断陷南部,主要受早期基底拆离断层与一系列近南北向西倾与东倾正断层所控制。火石岭期是盆地第一個相对快速的伸展期,此时,断陷期活动的基底断层均已形成,地壳拉伸、岩浆活动,这一快速伸展期和火石岭期大面积的中、基性为主的火山活动在时间上是一致的;沙河子组期是伸展速率相对火石岭期明显较小,较慢的拉伸使盆地处于补偿状态,为大量含煤建造的形成提供了条件,使其成为断陷层天然气资源最好的烃源岩,这一时期的火山活动强度大幅度减弱。

二、研究区火山岩识别刻画

(一)火石岭组顶界面构造趋势面特征

火石岭组顶界面为火石岭组火山岩或火山物质含量较高的碎屑岩与沙河子组底部分布稳定的泥岩界面。由于火山岩结构致密,岩石密度较高,所以表现为较高的声波传播速度,形成较强的反射振幅,通过实钻井井震标定,三维精细构造解释,追踪此反射界面。龙凤山次凹火石岭组顶面构造趋势面局部穹窿状、丘状特征明显,西南部上覆沉积岩表现披覆构造,地层呈小隆起形态,侧翼沉积岩具有上超特征,东北部上覆沉积岩地层在火石岭组侧翼上超特征明显(图1)。

(二)火山岩地层结构及充填特征

龙凤山次凹火石岭组火山岩目前实钻井资料证实,由西向东、由南向北,由于受构造环境的差异,导致火山岩类型不同,产状多样,相应的岩石组成也各异,从而地球物理的响应特征也不同。根据目前实钻对比,本次总结火石岭组火山岩反射特征分为以下四类。

(1)具有中等-强振幅,内部呈丘状和平行短反射,同相轴多产生扭曲,难于追踪。与沉积岩相比,容易识别。地震相为一套中-强的短反射,横向上振幅变化明显,同相轴有扭曲现象,纵向上与沉积岩相比,反射层次较差。

(2)具有中等—强振幅、连续性较好,平行—亚平行的内部反射结构,反射成层性较好,类似于沉积岩反射特征,但仔细对比,在大多数地震剖面上仍能看到与沉积岩反射仍的区别。首先,在横向上,内部没有长距离连续追踪的反射,单相位强波中断现象很多,并且有同相轴扭曲现象,一套火山岩的顶、底反射界面比较容易判断;其次,纵向上振幅变化大,丘状反射特征明显。

(3)具有中弱反射,内部呈平行—亚平行反射,同相轴多扭曲,视频率较低,波轴宽,反射层次差,成层性差。

(4)具有振幅强弱相间反射,外形呈丘状,同相轴呈现强弱相间突变,不连续,杂乱零碎分布,基本无地震反射,这类反射火山岩主要发育在拆离断层附近,结合下部反射分析,可能位于大面积岩床之上。

(三)火山岩包络及平面刻画

总体来看,火山岩体外围岩相为层状、连续性好-中、强-中振幅、中频反射特征。由于不同沉积时期、不同岩性组合之间存在地震反射同相轴横向错断、倾角产状差异,据此可以划分火山岩体纵向与横向边界。

由于火山岩与围岩反射的差异造成反射同相轴的疏密、宽窄、走向等多种不同特征,火山岩同相轴较窄,排列有序性较差,波峰到波谷变化快,表现为反射同相轴排列无序,大体呈流动结构、揉皱状、絮状。顶面丘状形态表现为同相轴环形铺开,零振幅轴环状闭合,明显不同于背斜或向斜构造的水平切片零振幅轴环状形态,据此可根据剖面反射特征及水平时间切片来确定其边界范围,这种方法对对称性好的火山锥体边界刻画效果较好。

通过对多种地震属性提取分析,火山岩体在瞬时振幅、瞬时频率属性上具有与沉积岩不同的特征。火山岩顶底面在瞬时振幅属性中具有中强振幅特征,在瞬时频率属性中具有中低值,据此可预测火山岩体的平面展布范围。

(四)火山岩内幕解剖

在火山岩体识别刻画基础上,本次火山岩内幕解剖选择钻井、测井、录井、岩心、薄片鉴定等资料较多的北213-北203火山机构进行内幕期次、岩相解剖。主要利用岩性界面、测井和三维地震资料等进行横向对比划分。通过单井岩性、岩相分析,结合成像测井分析,纵向岩性界面清楚;根据测井曲线特征横向对比,各井间测井曲线特征相似、具有较好的可对比性,但横向火山岩相发生变化。

结合地震反射特征分析,期次界面反射特征连续性较好,不同火山机构反射界面较清楚。结合岩性岩相、测井曲线特征、地震反射特征及其组合结构特征,将北213火山机构纵向划分为三个火山机构七个期次,纵向上,喷溢相、爆发相、火山沉积相交互发育,横向上,由喷溢相→爆发相→火山沉积相渐变。爆发相表现为高GR、低RT的测井电性特征;溢流相安山岩为低GR、高RT的测井电性特征;玄武岩GR较安山岩更低。

三、结论

龙凤山次凹火石岭组火山岩为多机构、多期次厚层块状火山岩体与沉火山岩交互型建造的火山机构,主要由6个次火山岩体构成,共识别刻画面积173km2,火山岩构造-岩性圈闭100 km2。火山岩圈闭紧邻沙河子组生烃洼陷,圈源配置关系有利,目前已落实4个储集体,北213-北203井区、北216、北218井区是最为有利的火山岩体。火山岩体的准确识别刻画为勘探、开发井位部署提供了依据,为气田高效开发奠定了基础。

【参考文献】

[1]侯启军,赵志魁,王立武.火山岩气藏-松辽盆地南部大型火山岩气藏勘探理论与实践.

[2]葛荣峰,张庆龙,徐士银,等.松辽盆地长岭断陷构造演化及其动力学背景.地质学刊,33.

作者简介:孙楠(1980—),女,工程师,从事油气田开发工作。