APP下载

小城子气田火山岩体识别及内幕结构解剖

2020-02-18李忠诚

山东化工 2020年1期
关键词:沉积岩火山口火山岩

李忠诚

(吉林油田勘探开发研究院,吉林 松原 132000)

小城子气田位于长春市农安县内,包括王府1-城深6和城深2两个区块。小城子火成岩气藏主要发育于上侏罗统火石岭组,火石岭组沉积早期发生大规模火山喷发,形成洼隆相间格局[1];中期地层掀斜,东部抬升形成隆起剥蚀区,西部地层沉降沉积一套滨浅湖-半深湖相、扇三角洲相泥岩与砂砾岩互层组合;晚期火山活动规模小,形成一套薄层流纹质火山岩。其中,凝灰质砂砾岩、粗安岩、流紋岩是主要的储集层[2]。因此,通过火山岩体识别及内幕结构解剖,寻找有利储层发育区是气藏勘探开发的关键。由于火山岩、火山沉积岩、沉积岩交互发育,火山机构类型及形态复杂,后期遭受风化剥蚀及蚀变,储层呈多中心、非层状、窄相带分布,其内幕结构解剖及储层识别预测难度大。本文通过火山口、火山通道及火山机构识别火山岩体;通过单井相序分析划分火山岩体界面,标定地震并利用火山岩体接触关系识别、追踪岩体界面,解剖火山岩体,表征岩体内幕结构。

1 火山机构识别

火山机构是一定地质时限内同源或同一火山口源区的火山喷发物的总和,其构成包括火山口、火山通道及火山喷发物三大要素。

1.1 火山口及火山通道识别

火山口位于火山机构顶部,由火山喷出物四周堆积而形成环状坑;火山通道是位于火山机构近中心部位的,连接岩浆囊和火山口的岩浆导运系统;二者共生共存,活动于整个火山活动周期,控制了火山机构的类型、规模、形态、岩性岩相分布等[3]。小城子气田共识别出8个火山口。火山口识别方法根据保存程度划分为两种:一是针对风化剥蚀及后期充填破坏的火山口,地震响应特征不明显,但由于火山口上部断裂分布密集,上部地层多形成花状断裂组合,具有地堑、半地堑式断裂特征;二是针对保存较完整的火山口,地震响应特征明显。保存完整的火山口通常具有以下特征:①多呈环状下凹形,相干属性为环形-密集-杂乱特征,时间切片为异于周围地震的环状响应构型;②微构造上表现为残留的正向凸起特征;③随着水平切片向火山体内部深入,环状构型以火山口为中心逐渐向四周呈环状絮状展开,反映火山岩整体致密坚硬,局部疏松、裂缝断裂发育的岩石堆积过程。

小城子气田共识别出典型火山通道13个,火山通道的特征包括:①发育隐爆角砾岩、珍珠岩、角砾熔岩等岩性[2];②位于火山山机构轴部,地震同相轴产状为近直立状、分支状,水平切片呈环状;③地震剖面上杂乱、弱能量状,表现为强振幅-低频特征,单频体属性具调谐响应;④两侧地层多呈对称状且沿下侵方向尖灭(图1)。

研究区火山通道类型多样,王府1井北部火山通道类型属于扁平、开放型、直立状,倾角近90°,靠近火山岩顶面倾角大;城深5井南部火山通道依托断裂呈斜交“Y”字形展布,为裂隙沟通扁平状,表明该区构造活动强烈,火山喷发以裂隙式为主,通道分布受断裂影响大;城深6井火山通道近直立状,靠近火山岩顶面时分叉成“Y”字形,这是由于“中心式”火山喷发快速堆积形成的。

图1 过城深6-城深11-城深5-王府1单频体剖面(火山通道响应特征)
Fig.1 Single-frequency profile of CS6-CS11-CS5-WF1

1.2 火山机构识别

小城子气田共识别出3个火山机构群共10个火山机构。火山机构顶底界面在地震上表现为强反射且可连续追踪,内部则多为中-强振幅、杂乱反射特征,可显著区别于沉积岩的中弱振幅、平行-亚平行反射结构,在振幅属性上火山机构表现为高值。不同火山机构空间几何形态及产状不同,地震剖面表现为同相轴尖灭、错断或能量突变,振幅、波形聚类上表现为多个不同的分布区。

2 火山岩体识别与解剖

火山岩体是介于火山机构与火山岩相之间的地质结构单元,是具有成因联系的一套火山岩组合。在成因上受火山口、火山通道及火山机构类型控制,其喷发方式、喷发能量和熔浆性质存在着差异,从而导致火山岩体形态、规模和产状不同。火山喷发大多具有期次性,多次喷发的火山岩之间若间断时间长,容易形成古风化夹层或沉积层,从而将不同时期喷发的火山岩分割开来。研究中以火山机构为研究单元,通过分析火山岩体的地质、测井、地震响应特征来识别火山岩体;通过分析火山岩体界面的地质、测井响应特征划分火山岩体,进而通过井震标定、地震层位追踪解剖火山岩体。

2.1 火山岩体类型

火山机构内部由于多期喷发存在多个火山岩体,根据形成时间、相对位置及叠置关系,火山岩体可划分为沉积岩接触型、风化壳接触型、岩体直接接触型。

2.1.1 火山岩-沉积岩接触型

小城子气田在火山活动各时期都发育与正常沉积岩伴生的火山沉积岩,该类岩石沉火山碎屑含量为90%~50%,发育各种层理如粒序层理、平行层理,岩体包括浊积岩透镜体、波状层理凝灰岩等,都是各种粒级火山碎屑经再搬运后在一定的沉积环境中沉积形成的。火山沉积岩在搬运过程中有少量的外碎屑加入,搬运距离一般很近,也有搬运距离很远的火山灰在静水环境中沉积而保持很纯的成分。总体来讲,火山沉积岩形成于火山喷发期末,标志着一期火山喷发的结束,是小城子气田火山岩体划分的重要标志。

2.1.2 风化壳接触型

风化壳是地壳表层岩石风化的结果,自上而下的垂直分带依次为土壤层、风化土层带、风化碎石带、风化块石带及风化裂隙带。风化壳的厚度受气候、地形、构造等因素控制。一般说来,在气候湿热、地形平坦、构造活动比较稳定的地区,风化作用较强,剥蚀作用较弱,风化残余物质易于保存,风化壳厚度较大;在相反条件下,风化壳厚度小。风化壳标志着火山岩体建造的结束,是小城子气田识别火山岩体的重要标志。

今年5月,知名主持人崔永元曝出著名影星范冰冰合同约定片酬为税后1000万元,其后再度曝范冰冰采用“大小”合同,另行约定片酬为5000万元。两合同共拿走片酬6000万元,而实际上范冰冰只在片场演出4天。明星通过合法形式掩盖非法目的,逃避国家税收,在娱乐圈已经是公开秘密。明星偷税漏税有哪些危害?到底是什么原因导致明星偷税漏税逍遥法外?如何通过法律手段规制这一丑恶现象,减少甚至是杜绝明星偷税漏税?本文将探讨这些问题。

2.1.3 火山岩体直接接触型

间隔期较短的火山岩体之间通常直接接触,其识别主要是火山岩相序组合及变化,如火山喷发过程中火山能量弱-强-弱、强-弱等变化形式在喷发组合上表现为溢流-爆发-溢流-火山沉积或爆发-溢流-火山沉积等相序组合或突变。

小城子气田火山岩相序变化以爆发相火山角砾岩、凝灰质角砾岩开始,向上变化为晶屑凝灰岩和熔结凝灰岩,喷发期末发育细粒凝灰岩或火山熔岩。通过火山岩体成分(酸性、中性、基性成分的突变)、结构(细晶、球粒结构向火山碎屑结构突变)、构造(火山尘或火山熔岩向火山角砾突变)的突变划分火山岩体。

2.2 火山岩体测井识别

火山岩体成分、结构、构造及相序组合上的变化在测井曲线上也有相应的特征或变化,因此可用测井曲线识别火山岩体。

2.2.1 火山岩-沉积岩接触型

图2 沉积岩接触型火山岩体测井响应特征(王府1井)Fig.2 Logging response of sedimentary rock contact volcanic rocks (well WF1)

火山岩体之间的沉积岩充填在测井曲线上表现为电阻率、密度及伽马曲线的突变。例如王府1井2850~3042 m段为火山岩体之间的沉积岩,在测井上具有低电阻率、低密度、高伽马、测井曲线犬齿状特征,其上下段正常火山岩(下部为粗安岩,上部为凝灰岩)在测井上表现为高电阻率、高密度、低伽马、测井曲线箱形特征[5](图2)。

2.2.2 风化壳接触型

当火山岩体之间存在风化壳时,由于风化剥蚀造成溶解物质的流失及母岩稳定性的破坏,在测井曲线上表现为井径垮塌、伽马异常及密度变小。例如城深6井2622~2636 m段为凝灰岩风化形成的风化碎裂角砾岩带,在测井上具有低电阻、高声波,测井曲线漏斗状等特征,其下伏地层为未经风化的正常火山岩,在测井上表现为高电阻、低声波、测井曲线锯齿状特征。对成分结构相同的火山岩,从风化壳顶部向下,岩石孔缝发育程度降低、声波时差降低。

2.2.3 直接接触型

当火山岩体之间直接接触时,由于形成时间及成分的不同,造成伽马曲线及电阻率、密度的突变。例如城深5井2442.8 m上部火山岩体主要发育安山质火山角砾岩,在测井上具有低伽马、较低电阻率特征;下部火山岩体主要发育安山岩,在测井上具有较高伽马、较高电阻率特征。综合判定上下为两个不同成分的火山岩体。

2.3 火山岩体地震识别

在火山岩体地质、测井识别的基础上,通过井震标定开展火山岩体地震识别研究,其方法包括地震标志性反射特征识别及井震标定的地震属性识别。

2.3.1 地震剖面识别

图3 水平切片上火山岩体响应特征图Fig.3 Response characteristic map of volcanic rock mass on horizontal slice

由于形成时间和相对位置差异,火山岩体存在各种叠置关系,岩体之间在地震剖面上表现为振幅强弱和同相轴连续性、频率的变化。地震剖面的火山岩体界面表现为同相轴尖灭、错断及能量突变,内部则为空白和杂乱反射。同时,不同火山岩体的形态差异在地震上也有显示,其中火山碎屑锥火山岩体剖面上多表现为丘状、伞状及透镜状,平面上表现为近圆形、椭圆状、土豆状等,具有较小的长宽比;熔岩火山岩体剖面上多表现为似层状、楔状,在平面上表现为圆形或椭圆形;次火山岩体剖面上表现为条带、带状和透镜状,平面上表现为不规则圆形或条带柱状、楔形、透镜状等。

火山岩与沉积岩反射特征的区别:①沉积岩反射较连续、稳定,而火山岩反射不稳定;②沉积岩反射多以中弱振幅为主,而火山岩反射多以强振幅为主;③火山岩反射频率与沉积岩反射频率相比相对较低;④火山岩体上部常出现披覆构造,侧翼沉积岩常有上超现象或沉积岩与火山岩反射轴呈“指状”交错。

2.3.2 水平切片识别

火山岩与围岩地震反射的差异性造成它们在反射同相轴的疏密、宽窄、走向等方面存在特征差异(图3),主要包括:①火山岩与围岩(沉积岩)边界清晰,产状截然不同。沉积岩波峰到波谷变化相对平稳,同相轴宽,排列比较规则;火山岩则呈流动构造和揉皱状,或云朵状、絮状等。②火山岩体形态完整,边界清晰,由于地层倾角较大,同相轴呈密集条带状,同相轴较窄,波峰到波谷变化快。因此地震水平切片可以较好地识别火山岩体。

2.4 火山岩体表征

采用上述识别方法,在小城子气田共识别出10个火山岩体,主要在北部、中部、南部三个区带分布)。在火山岩体识别基础上,采用井震结合方法,实现了火山岩体形态、规模、分布等定量表征。

其中,南部发育两大裂隙夹中心式火山口,按“下部裂隙式、上部中心式”的判别原则刻画8、9、10号火山岩体。这三个火山岩体的火山通道和喷发中心明显,8号体与9号体界面清晰,9号体与10号体相互叠置;9号体(城深6)与10号体(城深11)内部喷发期次响应特征较明显(图4)。

图4 小城子气田南部火山岩体地震剖面Fig.4 Seismic profile of volcanic massif in the South of Xiaochen zi gas field

2.5 火山岩体叠置关系

火山岩体常见的叠置方式包括纵向式、侧向式、嵌入式和孤立式等。小城子气田火山岩体以侧向叠置为主,反映古地貌环境下小规模多火山口多期次喷发形成火山岩体的叠置特点。

图5 小城子气田火山岩体空间叠置关系图Fig.5 Spatial superposition diagram of volcanic rock mass in Xiaochengzi gas field

3 结论

(1)小城子气田共识别出8个火山口,13个火山通道、10个火山机构、10个火山岩体,在北部、中部、南部呈区带分布。

(2)小城子气田各火山岩体多呈锥状和盾状台地特征,体现多火山口多中心喷发的特点,岩体长轴方向以北东向和近南北向为主。

(3)小城子气田火山岩体以侧向叠置为主,反映古地貌环境下小规模多火山口多期次喷发形成火山岩体的叠置特点。

猜你喜欢

沉积岩火山口火山岩
粒度分析在沉积岩中的应用
乌兰察布玛珥式火山口群的发现与研究
接财接福
内蒙古巴尔陶勒盖-复兴屯发现特大型陆相火山岩型铅锌银矿床
Tongue Twister
渤中34-9油田古近系火山岩岩相特征与分布预测
世界奇特的火山口湖
细粒沉积岩储层微观特征研究方法及应用——以大民屯凹陷安福屯地区S352井为例
Ngorongoro Crater
探讨沉积岩教学薄片的常见问题