重磁电井震“五位一体”火山岩识别技术在滴南凸起石炭系天然气勘探中的应用

夏雨 李艳平 蔡义峰 黄芸

摘  要： 2006年克拉美丽气田发现之后，滴南凸起南带被作为寻找下一个千亿方气区的重点领域。但从2011年开始，随着风险探井KM1的失利，该区带钻探工作处于停滞状态。存在的主要地质问题是多井钻揭火山沉积相是否发育规模火山岩情况不明。本文利用重磁电测震“五位一体”综合火山岩体识别技术，重力-地震定构造及地层格局、磁力-电法-测井-地震定岩性岩相，明确了滴南凸起南北分带的构造格局及石炭系展布特征，刻画了多个火山岩体目标，DT1、KM001井相继获得突破，新的石炭系天然气规模气区初步展现。

关键词：重磁;电法;井震;火山岩;滴南凸起;石炭系

滴南凸起位于准噶尔盆地陆梁隆起，北与滴水泉凹陷相邻，西接石西凸起，南邻东道海子凹陷，两面临凹，构造位置有利（图1）。2006—2008年，克拉美丽气田发现并成功建产后。2011年，选择具相似构造背景的滴南凸起南部鼻凸部署风险探井KM1。钻探类型为石炭系顶面火山岩岩性圈闭，该井钻揭石炭系868 m，距石炭系顶界728 m，以火山沉积相为主，岩性为沉凝灰岩、粉细砂岩、粉砂质泥岩，仅在顶部见26 m英安岩，底部140 m钻揭花岗岩，但与钻前预测的岩体位置出入很大。老井DX1、DX2、DX3、DX4井也为碎屑岩相及火山沉积相。滴南凸起南带是否发育规模火山岩成为制约勘探推进的主要问题。

滴南凸起石炭系结构复杂，火山岩储层埋藏深，岩性、岩相复杂多变，横向、纵向分布不均，在地震剖面上响应特征复杂，仅利用地震勘探落实火山岩的发育存在一定困难。火山岩在密度、磁化率、电阻率等方面具显著特征。因此，利用重磁电测震综合勘探提供的多种物性特征来研究火山岩具有独特优势[1-3]。前人对火山岩等复杂岩性识别主要依据重磁电参数进行预测，本文利用高精度重磁资料、电法资料，结合地震、钻井、地质资料综合研究石炭系火山岩的岩性、岩相及分布，为确定石炭系有利勘探区，降低勘探风险提供重要基础资料，取得了较好的勘探效果。

1  地层岩石物性特征

通过对钻井岩心、千余块野外露头样本重点测定，已明确滴南凸起地层及岩石的密度、磁性、电阻率特征。滴南凸起地层具 “三高夹两低”的电性特征：第四系与上第三系为高阻，白垩系为低阻，侏罗系相对高阻，三叠系与二叠系低阻，石炭系整体高阻情况下，内部具有“两高夹一低”结构，即巴山组高阻、松喀尔苏上亚组相对低阻、松喀尔苏下亚组高阻。岩石基本特征为：基性火山岩为强磁、高密度、高电阻，随着岩性向中酸性过渡，磁力、密度、电阻率降低;火山角砾岩为中磁、低密度、中电阻;凝灰岩为低磁、低密、中电阻;正常碎屑岩具低磁、中密度、低电阻率特征，密度与酸性流纹岩相当（表1）。

值得说明的是，火山岩岩体引起的磁力异常不但与其矿物组成有关，还与成岩方式、结构构造、岩石蚀变及火山岩体规模、产状有关[4]，同一磁性强度的大规模火山岩体较小规模火山岩体具明显磁异常差异。

2  综合物探解释技术

本次研究采用1∶5万高精度重磁资料，对重力资料除采用常规地形改正、变密度校正、向上延拓、低通滤波、垂直导数等处理外，还采用重力异常剥离、异常提取及信息增强技术，最终获取了研究区反映石炭系顶面附近岩性重力异常变化的基底岩性局部重力异常图、反映石炭系顶面构造特征的剥层重力垂直二次导数异常图、反映断裂的重力异常断裂信息图。磁力资料经异常分离、信息增强处理，获取了能更好反映石炭系基岩磁性体的浅部特征、局部特征的磁力垂直二次导数异常图。时频电磁资料经过噪声压制、剩余异常场的求取、构造模型、反演处理，最终获取了反映地层纵向电性结构特征的电阻率反演剖面、反映含流体性质的极化率剖面。

3  重磁电测震“五位一体” 综      合火山岩识别

3.1  重力-电法-地震定格局

滴南凸起发育近EW向及近SN向两组断裂，近EW向断裂规模大，切割深，对构造有控制作用。滴水泉断裂、滴水泉北断裂、滴水泉西断裂、滴西2井北断裂、陆南1井北断裂控制了滴南凸起“南北分带”的构造格局（图2）。克拉美丽气田位于滴南凸起北部低凸带，与南部低凸带之間发育2个低密度区，特征与滴水泉凹陷（克拉美丽气田气源供给区）相似，为滴南凸起内次级气源供给区。东侧凹槽（面积44 km2）DN7井石炭系钻遇250 m泥岩，有机碳含量平均2.91%，西侧凹槽（面积30 km2）M13井钻揭炭质泥岩、沉凝灰岩328 m，有机碳含量平均2.04%。

新实施的宽频宽方位高分辨率三维地震显示石炭系顶界清晰，内部地层结构清楚（图3）。南北低凸带具相似构造及沉积背景，C2b，C1sb超覆尖灭，凸起主体发育C1sa，地面露头及克拉美丽气田C1sa均发育火山岩，尤其是物性较好的酸性火山岩。因此，滴南凸起南带具火山岩发育的条件。电阻率反演剖面宏观上反映了石炭系内部“两高夹一低”的特征，滴南凸起南带与北带相似，均发育高电阻率火山岩（图4）。

3.2  磁力-测井-地震定岩性岩相

磁力平面图反映高磁化率的中基性火山岩发育在滴水泉凹陷、滴南凸起北带、滴南凸起南带东段。滴南凸起南带主体为中低磁特征（图5）。

滴南凸起火山岩测井评价开展较早，建立了一套完整的测井识别火山岩岩性岩相的方法[5-8]。DX4井为凝灰质砂砾岩，中高密度（2.52 g/cm3）、低磁，碎屑岩相;KM1井花岗岩，中高密度（2.56 g/cm3）、中低磁，次火山岩相;DX17井玄武岩，高密度（2.79 g/cm3）、高磁，溢流相;DX241井流纹岩，中高密度（2.50 g/cm3）、中高磁、中高电阻率，溢流相;DX5井安山质火山角砾岩，中高密度（2.50 g/cm3）、中高磁。

滴南凸起已钻井标定地震相后，火山岩相基本地震特征为：爆发相丘状外形，杂乱中-弱反射;溢流相亚平行层状，连续中-强反射;次火山岩相规则透镜状反射外形;火山沉积相层状外形，连续中-强反射[9-11]。

通过已钻井-地震相-磁力综合验证，明确了滴南凸起周缘石炭系岩性岩相，滴南凸起北带以中基性溢流相火山岩为主，南带发育中酸性火山岩、火山角砾岩及碎屑岩区（图6）。

4  应用效果

通过重磁电测震 “五位一体”综合识别出未钻探火山岩目标2个，二者均为强极化率异常（油气响应特征），分别实施钻探。DT1井以安山岩为主夹火山角砾岩，顶部安山岩及内幕火山角砾岩分获工业气流;KM001井钻揭安山岩、火山角砾岩，获得工业气流。

利用高分辨率重磁资料能有效辅助认识石炭系构造及沉积格局，重磁电测震“五位一体”火山岩识别技术的应用能有效地提高石炭系复杂岩性岩相背景下火山岩体识别成功率。

参考文献

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[2]    张生，张鹏越，田志权，等.重磁电震多信息联合刻画准噶尔盆地深层火山岩储层[J].CPS/SEG北京2018国际地球物理会议暨展览电子论文集，2018，1282-1285.

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[11]    唐华风，胡佳，李建华，等.松辽盆地断陷期火山岩典型地震相的地质解译[J].石油地球物理勘探，2018，53（5）：1075-1082