进入二十一世纪以来,松辽盆地、准噶尔盆地、渤海湾盆地等一系列盆地相继在火成岩油气藏中取得了重大进展和突破,表明火成岩油气藏勘探现已逐步走向成熟,并成为油气深层勘探研究中的热点。辽河盆地东部凹陷火成岩油气勘探已经开展20余年,现已经成为辽河盆地重要的勘探开发领域,近几年已有数十口探井在火成岩段见到了良好的油气显示,形成了工业规模的火成岩油气产能。辽河盆地位于渤海湾盆地北部,郯庐断裂带上,受郯庐断裂长期活动影响,盆地内构造活动频繁,从而使盆地内发育的火成岩体普遍破碎,裂缝广泛发育。由于裂缝不仅可以作为良好的油气储集空间,同时还是重要的油气运移通道,因此,对裂缝的识别与预测成为研究区火成岩储层评价及井位部署的重要依据。此外,与其他盆地相比,辽河盆地火山地层序列由于受多期岩浆活动影响,具有层系多、分布广泛、与沉积岩频繁互层等特点。因此,受上覆火成岩层系的多层反射作用,研究区目的层地震资料主频与信噪比较低,传统裂缝预测方法难以满足精细勘探的需求。论文以储层裂缝研究为核心,地质与测井方法相结合,使用岩心与成像测井资料对研究区火成岩裂缝成因类型、裂缝发育程度、裂缝产状、裂缝有效性进行综合评价,通过测试结果(试油结论、含油产状、测井解释、全烃最大值)相关性分析确定储层含油气性,建立裂缝发育程度与储层含油气性的对应关系。用地震分频振幅技术预测火成岩裂缝,用岩心-成像测井裂缝发育程度与测试结果验证,并与传统地震属性裂缝预测结果比较,证实本文裂缝预测方法具有可行性。本文分频振幅裂缝预测结果已用于火成岩勘探井位部署,并取得良好的效果。1.火成岩裂缝地质-测井综合评价火成岩裂缝地质-测井量化表征与综合评价是裂缝研究中的基础工作,方法可分为直接描述和间接预测两种。直接描述的方法有岩心裂缝描述以及成像测井裂缝描述,描述内容包括裂缝成因类型、裂缝发育程度、裂缝产状、裂缝有效性;间接方法是通过试油结论、含油产状、测井解释、全烃最大值测试结果相关性分析确定储层含油气性,建立裂缝发育程度与储层含油气性的对应关系。(1)岩心裂缝描述对23口井225块火成岩岩心裂缝进行量化表征与综合评价,具体有裂缝成因类型、裂缝发育程度、裂缝产状、裂缝有效性。裂缝成因类型:以构造缝为主,辉绿岩中见少量收缩缝,粗面岩中见少量隐爆缝,分别占95.1%,3.1%和1.8%;裂缝发育程度:辉绿岩裂缝发育程度最好,玄武岩次之,粗面岩较差,裂缝面孔隙度分别为1.459%,1.446%,1.333%,同时,根据岩心裂缝量化描述结果,建立岩心裂缝发育程度评价标准,将每口井的岩心裂缝发育程度划分为发育、较发育、欠发育三个级别。裂缝产状:三种岩性均以高角度缝为主,斜交缝次之,水平缝发育最少,分别占总数的61.0%,32.4%,6.6%;裂缝有效性:粗面岩裂缝有效性相对较好,辉绿岩裂缝有效性次之,玄武岩裂缝有效性相对较差,无充填裂缝所占比例分别为70.8%,67.5%,62.8%。(2)成像测井裂缝描述根据FMI成像测井响应,对研究区6口井,8段火成岩,37米井段的裂缝发育程度、裂缝产状进行描述,并将描述结果与岩心裂缝发育程度对比。裂缝发育程度:成像测井裂缝线密度范围为0.80~1.60条/m,与岩心裂缝发育程度评价结果相吻合,并根据成像测井裂缝线密度,对无岩心井段的裂缝发育程度进行预测。裂缝产状:以垂直缝及高角度缝为主,与岩心裂缝产状相对吻合。(3)建立裂缝发育程度与储层含油气性对应关系通过对研究区39口井,70段井段试油结论(工业油/气层、低产油/气/水层/含油水层、干层)、测井解释(油/气层、差油/气/水层、干层)、全烃最大值、含油产状(油迹/油斑、荧光、无荧光)测试结果相关性分析,确定储层的含油气性,并与岩心-成像测井裂缝发育程度对比,建立裂缝发育程度与储层含油气性对应关系。裂缝发育/较发育的井段均有工业油/气层的显示,即储层含油气性相对较好;裂缝欠发育的井段,干层的可能性较大,储层的含油气性也相对较差,因此在储层评价及井位部署中,将裂缝发育/较发育带作为可能的有利勘探区。2.火成岩裂缝地震预测针对研究区目的层地震资料品质不佳,主频较低(12~20Hz),信噪比较低的特点,本文提出使用分频振幅技术预测裂缝。分频是一种基于频谱分析的地震成像解释方法,它的基本原理是傅里叶变换。通过分频可将全频带地震数据从时间域转换到频率域,提取某一窄带宽的地震数据体,这一窄频带数据体即为分频数据体。对分频数据体在目的层提取振幅属性,即可得到分频振幅属性。由于裂缝带的存在通常会导致地震波频率降低,提取分频振幅属性可以很好地显示出单频(主频)地震数据体能量的变化。在岩性相对均一的前提下,主频能量的衰减认为是由裂缝引起的,即分频振幅值越低代表裂缝越发育。因此,相对全频带地震数据属性(曲率、相干、蚂蚁体等),分频振幅属性对地震轴的不连续性更敏感,可以识别全频带地震数据难以发现的小断裂,从而提高裂缝预测的分辨率。分频振幅属性是通过识别地震同相轴的不连续性展开的,而地震轴的不连续性受岩性、非均质性、裂缝等因素影响。因此,进行裂缝预测之前,需要对研究区三类火成岩进行岩性反演,以排除岩性对裂缝预测结果的影响。然后,使用分频振幅属性分岩性、分期次开展火成岩裂缝预测。将裂缝预测结果与岩心-成像测井裂缝发育程度对比完全吻合,与测试结果吻合率较高,进一步验证了分频振幅技术预测裂缝的可行性。最后,基于预测结果进行井位部署,部署井有2口(ho34井和x44井),其中x44井在目的层(沙三段y68-jia26第一套辉绿岩体)试油结论为工业油层,且目的层取心段裂缝发育程度也与预测结果相吻合;ho34井试油结论未出,但在目的层(沙三段S3q3粗面岩)测井解释为油层。3.火成岩裂缝发育带分布规律使用分频振幅属性对研究区火成岩分岩性、分期次进行裂缝预测,并从构造、岩性、岩相等角度总结火成岩裂缝发育带分布规律。(1)辉绿岩裂缝发育带分布规律红星-小龙湾地区发育两种形态辉绿岩侵入体,一种为碟状,一种为板状。沙一段3套辉绿岩体、沙三段ho22-ho28岩体及y52-jia28岩体均为板状侵入,板状形态的裂缝沿断裂带发育,远离断裂带裂缝发育程度递减,约2km以内最发育;沙三段y68-jia26两套辉绿岩体侵入形态为碟状,碟状侵入体的边缘、断裂带附近、一般深度中心裂缝较发育。同时,岩心裂缝以构造缝为主,说明该区辉绿岩裂缝主要是在岩体侵入地层后受后期改造作用而形成。(2)火山岩裂缝发育带分布规律S3q3粗面岩与S3q4玄武岩相似,以中心式喷发为主,火山岩喷发主体的岩性非均质性较强,分频振幅属性不仅反应了裂缝发育带,同时也反应了粗面岩较强的非均质性,非火山岩喷发主体区域主要反应的是裂缝发育带信息。S3q5玄武岩主要为裂隙式喷发,分布范围较广,由于顶部多与沉积地层接触,形成连续性较好的强地震反射界面,另外,由于该期次火山岩主要发育溢流相玄武岩,岩性成分相对均一,因此,分频振幅属性主要反应的是裂缝发育带信息。S3q3粗面岩、S3q4玄武岩、S3q5玄武岩裂缝发育带分布规律:靠近断裂带裂缝相对发育,远离断裂带裂缝相对不发育。