基于地震属性分析技术的枣35断块火山岩分布预测

周天琪

(中国地质大学(武汉)资源学院，湖北 武汉 430073)

季岭

(中国石油勘探开发研究院研究生部，北京 100083)

谢丛姣

(中国地质大学(武汉)资源学院，湖北 武汉 430073)

杜乐乐

(中国地质大学(北京)研究生部，北京 100083)

枣35断块位于黄骅坳陷风化店构造北端李天木断层下降盘的自来屯构造，整体构造为东南高、西北低，构造形态较简单[1-2]，为沙三段火山岩裂缝型-孔隙型双重介质稠油油藏。该区火山岩厚度不均，岩性复杂，大部分井缺少岩性描述资料，给勘探开发带来了很多的困扰。为此，笔者在分析研究前人研究成果的基础上[3-5]，采用井震联合分析技术，归纳总结火山岩体地震剖面的反射特征、火山岩体不同部位的振幅谱特征以及火山岩体顶部振幅的变化规律。通过将火山岩地震相特征、振幅类信息、分频信息3者紧密结合，可以很好识别火山口的发育特征与位置，并绘制出火山岩的横向展布特征。

1 火山岩地震相反射特征的识别与分析

由于火山岩密度较大，与围岩间形成较强的波阻抗界面，因此火山岩的地震反射具有较强的独特性和可识别特征，故分析火山岩地震相的反射特征能为火山岩识别工作建立良好的基础。在三维地震剖面上，通过对研究区内26口井进行合成地震记录的制作，对沙三段火山岩顶底进行层位标定，发现研究区内火山岩主要地震反射特征为3类，分别是丘状地震反射、柱状地震反射和层状地震反射。

1.1 丘状地震反射特征

图1 丘状地震反射原始地震剖面

丘状地震反射是岩浆沿断层运移的表现特征。研究区内丘形反射(见图1)主要表现为顶部界面为连续的强轴反射轴；内部多为连续性较差的弱轴反射轴，反射结构呈波状、珠串状断续分布，互为交叉；在部分丘形反射两翼可见沉积地层出现超覆沉积现象。由于古近纪时期的风化剥蚀，大部分火山体已被风化剥蚀，因此部分剖面可见丘形反射顶部出现磨平、塌陷的现象。

1.2 柱状地震反射特征

柱状地震反射是火山口在地震剖面上的表现。其整体形态呈烟囱状，2条陡直断裂直通基底；顶面反射轴较为连续，振幅较强；内部同相轴多不连续，呈蚯蚓状、波状呈断续分布，反射较为杂乱。原因为火山颈内部岩性结构变化快，分布范围小，其中含玄武岩等多种喷发岩，故导致内部反射轴成层性差[6]。可在LINE2141、LINE2154剖面上观察到柱状地震反射(见图2)，其中Z78井(LINE2157)、Z66井钻遇火山角砾岩。根据岩性资料以及前人所描绘的火山岩岩相模式[7]，推断柱状地震反射是研究区内火山口位置。

(a) LINE2141 (b) LINE2154图2 柱状地震反射原始地震剖面

图3 层状地震反射地震剖面

图4 枣35断块火山岩底(0～20ms)RMS地震属性图

1.3 层状地震反射特征

层状地震反射为层状溢流相火山岩(致密玄武岩，气孔玄武岩)在地震剖面上的反映，顶层同相轴较为连续、平直，多具有强振幅等地震反射；对下伏地层具有屏蔽作用，使得上下地层反射变弱[8]。由于研究区内沙三段火山岩岩性结构多变且厚度不大，故该反射特征不具典型性，无法较好划分溢流相的分布范围(见图3)。

2 火山岩地震属性分析

利用地震属性技术可以快速有效的识别地下岩体，火山岩独特的反射特征为利用地震属性快速识别提供了基础。

最大波峰振幅(Maximum Peak Amplitude)、总绝对振幅值(Total Absolute Amplitude)、总振幅(Total Amplitude)等振幅类地震属性可以较好反映火山岩分布范围；由于能量类属性与振幅值平方密切相关，故能量类属性同样可以用来进行火山岩的识别，如总能量、平均能量等。

笔者研究选用均方根振幅属性(以下简称 RMS)，从计算方法上看，振幅平均前先平方，所以RMS对振幅异常更加敏感[8-9]。在具体操作上，合适的时窗提取长度不仅有利于火山岩范围的刻画，更有利于火山口的识别，研究沿沙三段火山岩底部(0～20ms)提取了RMS信息(见图4)。

结合对火山岩地震相反射特征的分析，可知火山口处、李天木断层振幅较小，溢流相振幅较大。通过对RMS属性图分析，在J15-21井东可以清楚的识别出小区域范围内同心圆状低振幅异常区，即内圆为高振幅，外圆为低振幅属性；同样在Z78井、J24-22井处也可识别出近似同心圆状低振幅异常区，这些区域与地震剖面上柱状地震反射分布范围一致，为火山口的平面分布位置。由图4高振幅区可以预测，枣35断块的火山岩多分布于该区北部和东南部，北部火山岩振幅高于东南部火山岩振幅，其原因主要在于火山口处于构造高处(即研究区的东南方)，熔岩流动方向主要有北向、南西向2个方向，由于研究区东南高、西北低，熔岩主要沿着北-北西向溢流，最终导致北部火山岩厚度明显大于西南部。

3 火山岩地震分频信息分析

不同厚度的地质体有着不同的频率特征，采用分频解释技术将火山岩地震反射在频率域进行分频振幅处理，以便确定哪个频段的振幅能准确刻画沙三段火山岩的平面分布规律[3]，可达到识别、划分火山岩的横向变化的目的。

结合地震相和地震属性的分析结果，对研究区内3个柱状地震反射、12个丘状地震反射以及20个层状地震反射进行了振幅谱(见图5)分析，落实研究区火山口顶部平均频率为20Hz，火山口内部频率段为12～16Hz；溢流相顶部频率段为18～25Hz；丘状构造顶部为18～25Hz。经过上述统计可得知，火山岩体的顶部频率多高于内部频率，这是因为火山岩体顶部多具有高频屏蔽作用，在火山岩顶界面会出现瞬时高频，但由于火山岩地层对高频成分吸收严重，使得火山岩内部具有低频特性[5]。

图5 LINE2154剖面上火山颈频谱图

图6 枣35块沙三段火山岩20Hz振幅谱图

笔者选用目的层调谐体对火山岩表征进行预测。以沙三段火山岩顶部作为目的层段，时窗长度为30ms(1/2相位为15ms左右)，利用SpecDecomp得到分频地震数据体，在0～80Hz的频段内以1Hz为间隔观察频率切片，根据不同火山岩体的特定频段找出其相对应的振幅图(见图6)。由此观察，15～30Hz的振幅图与实钻火山岩分布范围相符，而20Hz的振幅谱对于火山口的位置刻画有一定帮助(该区地震资料的主频为25Hz)。

4 枣35断块沙三段火山岩分布范围预测以及岩相划分

图7 枣35块沙三段火山岩岩相分布图

通过地层对比了解该区不同井内火山岩变化特征，通过枣35断块油藏不同岩性的测井响应特征[5]，对研究区内缺少录井资料的井进行火山岩统计，发现火山岩广泛分布于沙三段，利用人工合成记录建立时深关系，标定沙三段火山岩所在层位；其次，利用柱状地震反射特征在平面构造图上标出火山口；最后，利用振幅属性(能量属性)、分频后的振幅图对火山岩分布进行详细刻画。根据火山岩平面分布的结果，结合钻井揭示的火山岩岩性特征，编制了枣35块沙三段火山岩岩相分布图(见图7)。

枣35块沙三段火山岩厚度受到多个火山口多期次喷发的影响，呈片状分布(见图7)，火山岩主要发育于研究区北部和东南部。溢流相分布范围较广，北部溢流相火山岩较东南部更厚。火山口主要分布于J15-21井东部，ZG53-5井北部以及J25-23井南方向，其中J25-23井南东方向火山口为研究区内主火山口，其周围火山岩分布范围较大，在主火山口地震剖面上观察到明显的火山颈，且其振幅呈同心圆环状，故爆发相火山岩主要位于主火山口附近；小火山口分布于李天木断层两侧，规模较小，火山口呈不规则条带状，故推测该喷发类型为裂隙式喷发。研究区内的李天木断层对火山岩的控制作用十分显著，是岩浆运移的重要通道；火山沉积相(凝灰岩等)则呈不规则状分布于整个研究区内，出露范围较小。试油数据表明，初步认为火山口周围爆发相具有较好的储集性能，但是由于面积较小不能作为该区主要储层；该区溢流相火山岩体储层物性较好。因此，溢流相区是下一步生产开发的有利区域。

5 结论

1)地震振幅属性和分频属性能较好地预测枣园油田火山岩分布，并且能够较准确确定火山口位置。

2)枣园油田枣35断块沙三段发育了3个火山岩体，其中对于该地区火山岩储层分布范围具有控制作用的主火山口分布于枣35断块东南部；该区北部火山岩厚度明显大于西南部。

3)该区内溢流相火山岩是该地区主要的油气储集体，是下一步生产开发的有利区域；爆发相火山岩具有良好的储集性能。

[参考文献]

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