三水盆地沙头圩区块火成岩识别方法研究

张小龙

摘 要：通过对火成岩储层的地质、地震特征进行分析和总结，对火成岩储层预测方法技术进行了研究，总结出适应沙头圩区块火成岩预测的方法及步骤，有效的指导了该区火成岩识别和预测精度。

关键词：火成岩;测井;地震;识别方法

沙头圩区块位于宝月凹陷和小塘凹陷之间的大榄凸起上，紧邻深大断裂和火成岩活动区，是整个三水盆地二氧化碳运移聚集的有利部位。虽然具有较好的油气勘探潜力，但区块火山活动极其频繁及强烈，经过近千次的火山喷发，多期火山活动对主要目的层布心组油气的生成、运移、聚集和保存起决定性作用，结合前人对三水盆地的演化史、构造演化史、生储盖组合等研究，得知布心组为自生自储原生油气藏，其中布二段为主要生油层，布三段为次生油层，因此对沙头圩区块布心组火成岩预测对有利于寻找除碎屑岩外的且并未受构造破坏的自生自储原生岩性油气藏。

1 研究区火成岩研究现状

三水盆地火山活动十分频繁且强烈，白垩纪至早第三纪，以上、下白垩统和西布组与华涌组之间的两个不整合面为界，将盆地内的火山活动划分为三个喷发旋回、十三个喷发期，共有百次以上的喷发活动，火山岩累计厚度大于2600m。沙头圩区块4个构造圈闭共钻井28口，有15口井钻遇到火成岩。布心组二段顶部发育较厚火成岩，其中ss42、ss21、ss2、ss24该段发育超过50m火山喷发岩，ns2井该段发育40m火山碎屑岩。因此该段作为火成岩识别方法研究的主要目的层段。

第一喷发旋回发生于早白垩世，地幔隆起，壳运动以抬升运动为主，这一时期，只有一个喷发期和一次火山喷发，且规模小，仅分布于盆地东部边缘，喷出物为流纹岩、英安岩。

第二喷发旋回发生于晚白垩世大朗山期至始新世西布期，是盆地由雏形发展到鼎盛的时期，经过三水末期构造运动之后，在持续的拉张状态下，盆地稳定下沉;频繁的断裂活动导致火山活动逐渐加强和火山活动的周期性变化。该旋回有5个喷发期29次火山喷发，以北西活动方向为主，喷出序列为安山--玄武岩--流纹（斑）岩--安山岩--玄武岩。

第三喷发旋回发生于始新世--渐新世华涌期，经过西布期末的构造运动之后，盆地进入萎缩阶段。这一时期断裂活动加强，岩浆活動猛烈，有7个喷发期70次以上的火山喷发，是三水盆地中的主要喷发期。该旋回期火山喷发活动表现出喷发周期短，次数多、间隔时间短，喷发数量大、喷势猛的特点，并且以粗面岩和流纹（斑）岩喷发较为强烈。

2 基于测井资料的火成岩识别

沙头圩区块受构造断裂和火山运动的影响，横向上岩性复杂且变化较大，从录井资料看二叠系以灰岩为主，布心组钻遇的岩性有碎屑岩、火山喷出岩（流纹岩、粗面岩），火山碎屑岩（凝灰岩）和灰岩。为更好识别储层岩性，求准骨架参数值，作地层电阻率与自然伽马交会图、地层电阻率与声波时差交会图、声波时差与与自然伽马交会图。可知灰岩为低伽马、低时差、高电阻率;火山喷发岩为高伽马、中高电阻率、中高声波时差;凝灰岩因岩性疏松，孔隙发育，使其电阻率低，声波时差为中低值（因无自然伽马反映特征，根据成因分析为低GR），由于这些明显的特征，所以比较容易识别各种火成岩，建立火成岩岩性与测井曲线的相关关系，这样就可以在无取心资料的火成岩井段，利用测井资料来标定火成岩。其中火山喷出岩GR≥212API，RT≥38Ω.m可有效区分碎屑岩和灰岩。

3 地震属性识别火成岩

3.1 波阻抗反演火成岩预测

统计了沙头圩区块西布组--布心组不同岩性波阻抗分布可知，目的层段灰岩为高波阻抗，可有效区分其他岩性，但火成岩与碎屑岩出现了波阻抗重叠区域，因此很难用声波区分火成岩。一般而言，火成喷发岩具有高RT、高GR特征，因此沙头圩区块计划采用拟声波曲线波阻抗反演技术进行火成岩预测。

根据前面统计了该区块火山喷出岩的电性特性，虽然GR曲线可基本区分火成岩，但为了提高重构曲线的精度，本次采用了多曲线重构法，将GR和RT测井数据作为自变量，DT测井数据作为因变量，进行多曲线拟合，得到各井相应的拟合公式（表1），其中ss24因发育多种不同电性特征的火成岩，所以相关性较差。

通过小波多尺度分解技术，将各井原始声波5Hz以下的低频信息与拟声波曲线5Hz以上的高频信息进行融合，得到重构测井声波曲线，利用重构声波曲线再对西布组--布心组不同岩性波阻抗进行统计得到波阻抗分布图（图1），可见拟声波曲线能很好的反映地层岩性的纵向变化，火成岩与碎屑岩和碳酸岩界限特征明显。

3.2 地震属性分析

从理论上讲，高速度的火成岩在瞬时振幅剖面上表现为强振幅，但在沙头圩地区由于较厚的火成岩既有低速的凝灰岩等火山碎屑岩，又有高速的粗面岩、流纹岩等火山喷发岩，因此其振幅特征与其地层岩性组合机围岩有关，本区火成岩的振幅属性较复杂，有待于进一步研究。

由于火成岩顶部的屏蔽作用，在火成岩内部特别是火成岩厚度较大的层段，高频成分明显衰减，常表现为较低的瞬时频率，从统计的目的层段火成岩频谱可以看出，火成岩主频25Hz，而全区布心组地震频谱图显示其主频为30Hz（图2），因此瞬时频率的平面分布特征可以用于判别火成岩的发育程度。

参考文献：

[1]陈俊，李林致，张锡新，等.火成岩岩性岩相特征及时空展布规律-以准噶尔盆地红山嘴地区石炭系火成岩为例[J].东北石油大学学报，2019，43（02）：97-108.

[2]胡玮.塔中地区二叠系火成岩地震识别及描述技术研究-以顺北工区为例[J].地球物理学进展，2019，34（4）：1434-1440.