25 / 2022-01-19 08:36:01

某海上盆地盐下火成岩识别及对储层影响因素研究

火成岩，玄武岩，辉绿岩，碳酸盐岩，储层改造

随着某海上盆地区域勘探的不断深入，越来越多的资料证实盐下储层中不仅发育巨厚火成岩，且其期次和分布关系复杂，是影响储层发育及CO₂含量的主要因素之一，火成岩问题成为该区勘探工作的重要技术难题。针对火成岩精细预测难度大、基本特征不明确以及对储层发育影响关系不清等诸多难点，本文利用区域重磁资料、区块三维地震资料、测井新技术等多种地球物理方法和手段，开展了火成岩平面和纵向分布特征、喷发类型、发育期次、岩性识别、对储层和油藏影响因素等工作，指导了该区后续的勘探部署。



根据盆地及邻区重力、化极磁力、地震剖面和钻井资料综合分析，火成岩平面位置分布可划分为高密度高磁、高密度低磁、低密度高磁、低密度低磁四类重磁同源地质体，从钻孔资料以及火成岩平面分布位置可知低密度高磁的重磁同源地质体部分为玄武岩，高磁类火成岩分布面积较大，相对于盆地面积占比为20.4%，说明盆地火成岩整体较为发育。根据盆地已有地震资料约束区化极磁力异常进行反演的火成岩顶界面深度，盆地已有地震资料约束区火成岩深度变化在4.0~11.5km，与盆地钻孔钻遇火成岩深度进行对比，深度基本一致，证实该区域反演结果可靠；与盐层深度进行对比，地震解释重点区域部分火成岩位于盐上，其余火成岩均为盐下火成岩，可以推断出地震解释重点区域广泛发育盐下火成岩。火成岩分布特征与断裂分布特征联系密切，通常会沿断裂两侧分布，而在断裂两侧及断裂的交汇处，火成岩分布更加密集、复杂，部分火成岩分布与断裂分布无明显相关关系，可能是岩浆独立侵入或喷出形成的火成岩。



依据区块内多块三维地震资料解释，提出了该区火成岩发育模式，指出该区火成岩存在三类喷发类型，即点状喷发式、裂隙条带喷发式和侵入式发育特征；盆地主要发育五期火山活动，其中第二期和第三期喷发岩对盐下碳酸盐岩储层识别带来较大影响，目的层碳酸盐岩地层内发育两类火成岩，即基性侵入岩和基性喷发岩。针对基性喷发岩与围岩碳酸盐岩之间岩石物理参数差异较小，喷发岩呈现多种地震响应特征等难点问题，创新“强振幅+低频率+高阻抗”侵入岩定量识别和水下火山机构模式指导地震多属性空间雕刻技术，准确预测火成岩分布，目的层侵入岩厚度预测误差小于3m，喷发岩预测符合率86%。集成创新叠前弹性反演技术，利用Vp/Vs识别岩性优选出碳酸盐岩，有效排除喷发岩影响，提高了盐下含火成岩的复杂岩性区钻前储层预测精度。



在薄片鉴定、取芯基础上，结合常规测井、ECS测井、GR能谱测井资料，利用交会图技术以及创建新的岩性指数参数，采用自动判别分析等进行岩性自动识别，岩性识别精度较高。通过密度和自然伽马，结合ECS元素俘获测井，从岩石化学成分角度，碳酸盐岩主要氧化物为CaO、MgO，其它元素份额较小， Ca元素主要与方解石和白云石密切相关，可以作为碳酸盐岩岩性识别的指示元素，火成岩主要氧化物为SiO2、Al2O3， SiO2所占比例较大， Si为火成岩主要矿物元素，可以作为火成岩岩性识别的指示元素，当Ca/Si>1.2时为碳酸盐岩，当Ca/Si<1.2时火成岩，判别符合率达95%。结合ECS、GR能谱测井，Th、Fe、K作为岩性识别的指示元素，较好地识别出火成岩中的喷发岩（以玄武岩为主）及侵入岩（以辉绿岩为主），判别符合率达96%和81%。



火成岩对碳酸盐岩储层的改造作用具有多样性。火成岩的侵入可引起地温梯度升高，加速了围岩的成岩作用进程，并且直接或间接地为成岩作用提供了物质来源，加速成岩使储层物性变差，火成岩上、下外接触带不同程度地发生了热接触变质作用，普遍发生大理岩化重结晶和胶结作用，形成了具有一定厚度的蚀变带，该区侵入岩对碳酸盐岩储层具有负面影响，接触变质带厚度与侵入体厚度具有正相关关系。大规模的火山活动一般能够从地下带上大量的岩浆喷出地表成岩，从而改变地貌形态，造成局部或者区域的隆起，构造活动如果形成时间较早，能够为上覆碳酸盐岩地层的沉积形成有利的条件，局部高隆为上段碳酸盐岩滩体的形成提供地形基础，为碳酸盐岩储层发育带来正面影响。