張雅君

(中石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

高郵凹陷北斜坡是蘇北盆地油氣成藏條件較為優(yōu)越的場(chǎng)所，具有成熟且分布范圍廣范的E1f2烴源巖、儲(chǔ)蓋組合有利、油氣側(cè)向運(yùn)移遠(yuǎn)、構(gòu)造高帶控藏明顯等有利因素。主要含油氣層系為E1f3和E1f1，已發(fā)現(xiàn)沙埝、花莊、碼頭莊等多個(gè)油田(圖1)。同時(shí)北斜坡也是高郵凹陷火山侵入巖發(fā)育的主要場(chǎng)所，僅沙-花-瓦地區(qū)E1f就發(fā)育4套輝綠巖侵入體，各套輝綠巖之間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)侵入的主要勘探目的層系E1f的地震地層識(shí)別造成嚴(yán)重干擾[1]。輝綠巖的高速、穿層和厚度不穩(wěn)定等特性是導(dǎo)致地層反射波組特征不清楚、產(chǎn)狀變形的主要原因，同時(shí)北斜坡發(fā)育的上、下兩套復(fù)雜斷裂系統(tǒng)也加劇了該區(qū)地震資料信噪比整體較低、圈閉描述和評(píng)價(jià)困難等矛盾[2-4]。尤其隨著勘探開發(fā)的不斷挖潛，勘探目標(biāo)逐漸向構(gòu)造更為破碎且火成巖更為發(fā)育的區(qū)域發(fā)展。為此，需要深入研究火山侵入巖區(qū)圈閉描述與評(píng)價(jià)的有效方法，從而提高圈閉落實(shí)程度，更好指導(dǎo)老區(qū)勘探井位部署。

圖1 高郵凹陷北斜坡油氣田分布

1 侵入巖特征

1.1 錄、測(cè)井響應(yīng)特征

北斜坡火山侵入巖巖屑錄井及巖心觀察揭示，侵入巖主要為深灰、灰黑、灰綠色輝綠巖，少量深灰色煌斑巖，一般致密堅(jiān)硬，局部發(fā)育少量氣孔或裂縫。其變質(zhì)帶主要為淺灰色、灰色、灰黃色板巖、角巖及變質(zhì)砂巖，多表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)疏松，裂縫較發(fā)育。

輝綠巖具有明顯的測(cè)井響應(yīng)特征：在常規(guī)測(cè)井資料上表現(xiàn)為三低兩高，即低自然伽瑪、低聲波時(shí)差、低中子孔隙度、高密度、高電阻率。在自然伽馬曲線上表現(xiàn)為穩(wěn)定的低值，是判別輝綠巖的主要依據(jù)，數(shù)值一般在30～45 API之間，該區(qū)砂巖、泥巖、灰?guī)r通常在60～100 API，與SP曲線往往形成“幅度差”；輝綠巖聲波時(shí)差也為穩(wěn)定低值，一般在160～200 μs/m，而正常砂泥巖地層的聲波時(shí)差在230 μs/m以上；中子孔隙度一般在10%左右，明顯低于一般砂泥巖地層中子孔隙度；輝綠巖電阻率曲線上表現(xiàn)為高值，一般為20 Ω·m以上，可達(dá)幾百Ω·m，明顯高于砂巖及灰?guī)r的值；輝綠巖密度一般在2.6～2.9 g/cm3，也明顯高于一般砂泥巖地層密度[5]。

1.2 侵入巖地震響應(yīng)特征

1.2.1 侵入巖的地震相分類

高郵凹陷北斜坡在E2d和E1f發(fā)育多套火成巖，且均以侵入巖為主。在侵入地層時(shí)具體表現(xiàn)為四種地震相結(jié)構(gòu)：(1)板狀結(jié)構(gòu)，侵入巖反射同相軸產(chǎn)狀與圍巖基本一致，多為順層侵入(圖2a)；(2)盆狀結(jié)構(gòu)，侵入巖反射多為中間下凹的盆狀形態(tài)，與圍巖形成角度侵入(圖2b)；(3)雜亂反射，侵入巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)混亂、無明顯反射特征的雜亂狀反射(圖2c)；(4)交叉結(jié)構(gòu)，多套侵入巖穿插地層時(shí)形成交叉反射特征(圖2d)。北斜坡侵入巖在地震剖面通常表現(xiàn)為低頻強(qiáng)振幅特點(diǎn)，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，侵入巖瞬時(shí)振幅多分布在5 000～7 000之間，而正常沉積地層則分布在2 000～4 000，火成巖頻率明顯低于圍巖頻率。

圖2 高郵凹陷北斜坡火成巖地震相特征

1.2.2 侵入巖與圍巖的地震響應(yīng)特征

地震資料中，局部地區(qū)厚層侵入巖上下存在一些與正常沉積地層反射平行的弱反射，這些異常地震相反射特征，與正常沉積地層反射難以辨別。通過簡化地層模型，考慮侵入巖與圍巖關(guān)系，尋找侵入巖附近的可靠反射信息。

以火山巖侵入E1f不同亞段為例，利用實(shí)際地層和輝綠巖速度建立模型，當(dāng)不同厚度單套侵入巖分別順層侵入不同地層時(shí)，侵入巖反射能量遇弱即強(qiáng)，遇強(qiáng)即弱，即被侵入地層速度越小，則侵入巖能量與地層能量差異越大；緊鄰侵入巖下伏地層的一定范圍內(nèi)都會(huì)產(chǎn)生類似多次波的干擾反射，這一范圍的反射信息不能反映出對(duì)應(yīng)沉積地層的反射特征，但縱向干擾范圍有限，基本在50～70 m，這也為侵入巖區(qū)正確識(shí)別地震反射信息提供依據(jù)，這在后期勘探實(shí)踐中也得到較好應(yīng)用和驗(yàn)證；當(dāng)兩套侵入巖同時(shí)順層侵入時(shí)，兩套侵入巖間是有可能保存有部分正常地層反射信息的(圖3、圖4)。

圖3 正演模擬不同厚度侵入巖對(duì)圍巖地震反射的影響

圖4 侵入巖對(duì)圍巖地震反射的影響

1.2.3 侵入巖區(qū)主要目的層識(shí)別

利用上述侵入巖與圍巖的正演模擬結(jié)果，可以間接評(píng)判侵入巖下伏地層的正常地層地震響應(yīng)。例如H40塊在E1f3、E1f2發(fā)育一套侵入巖，侵入巖從E1f3向E1f2進(jìn)行穿插，對(duì)T33(E1f2底地震反射界面)解釋造成了干擾。在該塊不同位置，侵入巖干擾正常地層反射的范圍也受侵入位置發(fā)生變化：在侵入巖距離T33反射層較遠(yuǎn)，T33仍顯示為三相位特征；隨著侵入巖侵入E1f2，T33第一個(gè)強(qiáng)相位特征受到侵入巖的影響，與侵入巖的強(qiáng)相位特征混為一體；當(dāng)侵入巖侵入E1f2中部時(shí)，T33第一個(gè)強(qiáng)相位和第二個(gè)強(qiáng)相位都受到影響。結(jié)合區(qū)域地層厚度及正演模擬分析結(jié)果，認(rèn)為侵入巖之下的強(qiáng)相位應(yīng)為T33(圖5)。該區(qū)塊后期鉆探一口評(píng)價(jià)井HX40，鉆探后T33層位深度符合解釋，即利用正演模型模擬結(jié)果來輔助解釋層位可行。

圖5 HX40井地震解釋剖面

2 侵入巖區(qū)的斷層解釋

2.1 識(shí)別斷層

基于正演分析及實(shí)際鉆探井-震關(guān)系研究，及本區(qū)侵入巖的侵入特點(diǎn)，有六種侵入巖在斷層兩盤的巖體變化模式[6]：傾向變化、巖體中斷、斷面侵入、厚度變化、巖體分叉、巖體終止。依據(jù)這六類特征，較好地輔助了解釋人員識(shí)別剖面上可能存在的斷層，尤其對(duì)于老區(qū)挖潛斷塊類圈閉，這一方法有效而直接。

2.2 落實(shí)斷層組合

高郵凹陷HW地區(qū)斷裂發(fā)育，圈閉類型以斷塊圈閉為主，準(zhǔn)確落實(shí)斷層平面組合樣式具有極其重要的意義。為了能夠更好的識(shí)別研究區(qū)的斷裂展布特征，基于地震屬性采用多種手段刻畫斷裂平面展布形態(tài)。

2.2.1 最大曲率法

構(gòu)造曲率是利用曲率的幾何意義進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造面的形態(tài)和彎曲變形程度分析，并以此預(yù)測(cè)斷層發(fā)育程度。沿侵入巖提取最大曲率地層切片，曲率變形程度較大的區(qū)域表明斷裂較為發(fā)育(圖6)，將實(shí)際斷層組合方案與曲率屬性平面圖疊合，斷裂發(fā)育區(qū)與火成巖嚴(yán)重變形區(qū)有著較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因而可以基于侵入巖地層產(chǎn)狀的變化特征輔助落實(shí)主要目的層的斷層平面組合樣式(圖7)。

圖6 HW地區(qū)侵入巖最大曲率平面圖

圖7 北斜坡局部地區(qū)E1f3頂面地震反射層斷層與侵入巖最大曲率疊合

2.2.2 濾波后相干體處理法

對(duì)比構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波前、后地震剖面(圖8)，構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波前地震同相軸表現(xiàn)為撓曲特征及相位或振幅突變現(xiàn)象，構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波處理后地震同相軸能量集中，地震剖面上同相軸呈明顯錯(cuò)斷，斷點(diǎn)更加清晰，斷層位置易于判斷，因此采用構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波提高了斷層解釋的精確性。

對(duì)構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波處理后的地震數(shù)據(jù)體再作相干處理，形成相干數(shù)據(jù)體，可利用相干切片了解斷層的平面展布規(guī)律。相對(duì)于常規(guī)相干切片，構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波相干切片對(duì)斷層的反映更加清晰，斷層數(shù)量明顯增多，濾波后的相干切片中斷層走向更清晰，多條斷層交匯處，斷層組合更清晰。實(shí)踐證明，構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波技術(shù)有助于識(shí)別微小斷層(圖8)。

圖8 構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波技術(shù)處理前、后地震資料

3 火成巖區(qū)的圈閉優(yōu)選評(píng)價(jià)

3.1 侵入巖分布范圍預(yù)測(cè)

研究區(qū)位于火成巖發(fā)育區(qū)，E1f發(fā)育多套侵入巖，分為順層穿插與高角度穿層兩種侵入模式?；鸪蓭r分布范圍的預(yù)測(cè)對(duì)于有效圈閉的優(yōu)選緊密相關(guān)。

提取侵入巖均方根振幅地層切片，侵入巖發(fā)育區(qū)存在明顯的強(qiáng)振幅異常(圖9a)。在瞬時(shí)頻率地層切片中，侵入巖發(fā)育區(qū)呈現(xiàn)明顯的低頻響應(yīng)特征(圖9b)。因此，綜合利用振幅與頻率信息，能夠較好的預(yù)測(cè)侵入巖的平面展布范圍。

利用三維可視化技術(shù)，可以更好的觀察火成巖的空間構(gòu)造形態(tài)及其與目的層的空間交切關(guān)系(圖10)。圖中標(biāo)注為粉色與藍(lán)色的侵入巖在空間上呈現(xiàn)出北高南低，為一單斜構(gòu)造，主要侵入位置在J6井以北；墨綠色侵入巖在空間上主要為兩頭高，中間凹的“U”型，主要侵入位置位于S7井附近。

圖9 HW局部地區(qū)侵入巖均方根振幅(a)和瞬時(shí)頻率(b)切片

圖10 HW地區(qū)火成巖三維可視化圖

3.2 圈閉評(píng)價(jià)及應(yīng)用效果

高郵凹陷北斜坡成藏規(guī)律認(rèn)識(shí)表明，圈閉落實(shí)程度和有效儲(chǔ)層發(fā)育程度是HW地區(qū)兩個(gè)成藏關(guān)鍵因素。利用上述侵入巖附近弱反射目的層的解釋及控圈斷層的識(shí)別技術(shù)，近兩年在北斜坡HW地區(qū)E1f3新發(fā)現(xiàn)落實(shí)了一批儲(chǔ)備圈閉。

北斜坡中東部地區(qū)E1f3儲(chǔ)層巖石類型以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和少量細(xì)砂巖為主，為三角洲前緣亞相沉積，有利儲(chǔ)集相帶主要形成在水下分流河道微相和河口壩微相中[7]。該區(qū)勘探實(shí)踐表明，E1f3上部是主力油層，當(dāng)侵入巖穿插到E1f3頂部的砂巖較發(fā)育層段時(shí)，成藏風(fēng)險(xiǎn)變大，因此，尋找有效儲(chǔ)層是該區(qū)圈閉評(píng)價(jià)的關(guān)鍵?；谏鲜稣穹c頻率地層切片，對(duì)研究區(qū)的侵入巖分布范圍進(jìn)行精細(xì)刻畫，落實(shí)侵入巖發(fā)育邊界，優(yōu)選受侵入巖干擾程度低的有利勘探區(qū)；同時(shí)，利用已鉆井鉆遇的侵入巖進(jìn)行層位標(biāo)定，建立侵入巖發(fā)育段與地震反射波的對(duì)應(yīng)關(guān)系，定量預(yù)測(cè)侵入巖在儲(chǔ)層內(nèi)發(fā)育的厚度，進(jìn)而推測(cè)有效儲(chǔ)層厚度。這一定量評(píng)價(jià)有效儲(chǔ)層方法在勘探實(shí)踐中得到較好應(yīng)用。

根據(jù)侵入巖邊界精細(xì)刻畫，H45區(qū)塊E1f3明顯發(fā)育有侵入巖，但從井-震侵入巖標(biāo)定看，該套侵入巖與其緊鄰的H32塊和H29塊內(nèi)的侵入巖為同一期侵入巖，該套侵入巖在HX32井和HX29井分別距離E1f3頂80 m和130 m，鉆遇輝綠巖厚度分別為42 m和40 m(圖11)，結(jié)合層速度轉(zhuǎn)換，進(jìn)而推測(cè)H45塊輝綠巖之上E1f3厚度約120 m左右。在這一認(rèn)識(shí)下，部署實(shí)施了HX45井，實(shí)際鉆探結(jié)果證實(shí)了E1f3頂部地層的存在，且地層厚度為100 m，與預(yù)測(cè)基本吻合。通過侵入巖區(qū)圈閉描述與評(píng)價(jià)的新方法，近兩年北斜坡的成功鉆探為老區(qū)持續(xù)挖潛勘探提供了有效技術(shù)保障。

圖11 HX32井和HX29井鉆遇侵入巖位置

4 結(jié)論

侵入巖區(qū)斷層解釋、侵入巖邊界準(zhǔn)確刻畫、侵入巖區(qū)有效儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)，是火山侵入巖區(qū)的圈閉描述與評(píng)價(jià)的三個(gè)關(guān)鍵因素。

(1)利用侵入巖與圍巖的測(cè)井、錄井及地震響應(yīng)差異性，篩選侵入巖敏感屬性，能夠更準(zhǔn)確快速地劃定侵入巖發(fā)育范圍。

(2)雖然侵入巖區(qū)目的層反射特征容易遭受破壞，但在與侵入巖保持一定距離的范圍內(nèi)，地震反射信息還是有效的，解釋中要客觀評(píng)判；充分利用侵入巖穿過斷層的特有現(xiàn)象，利用侵入巖特殊屬性體是斷塊圈閉識(shí)別與描述的有效技術(shù)。

(3)侵入巖區(qū)的目標(biāo)評(píng)價(jià)要建立在侵入巖邊界研究基礎(chǔ)上，對(duì)于侵入巖區(qū)內(nèi)的目標(biāo)，開展精細(xì)井-震標(biāo)定能夠較好的預(yù)測(cè)有效儲(chǔ)層厚度。