發布時間：2020-01-18所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：塔里木盆地哈拉哈塘地區二疊系發育大規�；鹕交顒�，為準確了解厚層火山巖對下伏地層地震成像的影響，在實際鉆測井資料及三維地震資料的基礎上，建立寒武系白堊系簡化地質模型，并采用有限差分法求解彈性波波動方程，開展波動方程正演模擬，真實還原地
摘要：塔里木盆地哈拉哈塘地區二疊系發育大規�；鹕交顒�，為準確了解厚層火山巖對下伏地層地震成像的影響，在實際鉆測井資料及三維地震資料的基礎上，建立寒武系—白堊系簡化地質模型，并采用有限差分法求解彈性波波動方程，開展波動方程正演模擬，真實還原地震成像過程，明確二疊系火成巖體對下伏地層地震成像的影響，以期對哈拉哈塘地區古生界油氣勘探開發起到一定的借鑒作用。結果表明：高速、高密度的二疊系英安巖對下伏地層地震成像有屏蔽作用，下伏地層反射波振幅強度相對于覆蓋區外圍明顯減弱;由于巖性的橫向突變，致使其下伏地層的地震成像形態發生明顯變形及構造異常，而并非斷裂帶或火山通道的地震響應;雜亂反射帶及火成巖下伏區域奧陶系大型縫洞集合體波場復雜，成像速度較難準確求取，存在偏移假象，“串珠狀”地震反射難以收斂。
關鍵詞：二疊系;火成巖體;地震成像;正演模擬;碳酸鹽巖
0引言
哈拉哈塘地區位于塔里木盆地塔北隆起中部哈拉哈塘凹陷，北接輪臺凸起，南靠滿加爾凹陷，西抵英買力低凸起，東臨輪南低凸起，是油氣運移的有利指向區，蘊藏著豐富的油氣資源，年產石油超百萬噸，目前已成為塔里木盆地重點勘探區[1，2]。哈拉哈塘地區二疊系發育大規�；鹕交顒樱瑢倭压然鹕綆r特征的板內火山巖，是早二疊世大火成巖省后期熱事件的產物[3-6]，多旋回的火山噴發使火成巖體巖性平面上存在突變現象，哈拉哈塘中部區域主要為火山爆發相和溢流相，外圍區域主要為火山沉積相[7，8]�；鸪蓭r的存在對地震波具有強烈的屏蔽和吸收作用，常出現強反射和多次波，同時也伴隨強轉換波出現，從而使波場復雜化，造成下伏地層地震資料品質較差，嚴重制約了對下伏油氣藏的認識[9-12]。
由于研究區高速、高密度二疊系火成巖體的存在，導致巖性在縱、橫向上發生劇烈變化，致使其下伏地層地震成像形態發生明顯變形及構造異常，且雜亂反射帶及火成巖下伏區域奧陶系大型縫洞集合體波場復雜，存在偏移假象。本文在精細地質建模與彈性波波動方程正演模擬的基礎上，真實還原地震成像過程，明確二疊系火成巖體對下伏地層地震成像的影響，以期對哈拉哈塘地區古生界海相地層勘探開發起到一定的借鑒作用。
1彈性波波動方程正演模擬
彈性波波動方程正演模擬就是假設地下地質情況為已知，應用地震波的運動學和動力學基本原理，模擬出所給地質模型的地震響應[13]。正演全流程主要包括地質模型建立、彈性波波動方程正演計算和地震數據處理3個部分(圖1)[14-16]。
1.1地質模型建立
環哈拉哈塘地區二疊紀巖漿巖通過垂直的火山通道到達地表，在地表形成了一層平行分布的噴發巖[7];其存在2次火山噴發旋回，形成下部玄武巖、上部英安巖或單一英安巖的垂向火山噴發序列[17]。
為了保證正演模擬具有針對性，建立模型時主要參考哈拉哈塘地區實際地震、鉆井、測井資料來確定主要參數，并采用交互式手繪多邊形的方式建立簡化地質模型(圖2)。
統計4口井的實際測井資料，確定白堊系、侏羅系、三疊系、二疊系、石炭系、泥盆系、志留系、奧陶系(包括桑塔木組、一間房組、鷹山組、蓬萊壩組)及寒武系上、中、下統的地層厚度與平均速度。其中，確定二疊系火成巖體中英安巖平均速度為5068m/s，外圍區火山碎屑巖平均速度為4218m/s。
為明確火成巖體對奧陶系大型縫洞集合體地震成像的影響，依據實際鉆井資料，模型中奧陶系一間房組及鷹山組中模擬排列8個溶洞儲集體，英安巖覆蓋區正下方3個，英安巖與火山碎屑巖邊界處正下方2個，外圍區3個，其中規模均設置為30m×30m;并根據聲波、密度曲線等測井資料，確定其縱波速度為3001m/s。即該8個溶洞儲集體的規模大小、速度及密度均設定為一致。
該模型橫向長度范圍設為-6000～18000m，縱向深度范圍設為4000～10000m。采用點震源進行激發，依據哈拉哈塘地區深層實際地震資料，主頻定為30Hz，炮距為100m，道距為25m，最大炮檢距為6000m。采集參數的設置滿足了對火成巖下伏地層的照明要求。
1.2彈性波波動方程正演計算
在模型建立的基礎上，采用彈性波波動方程進行全波場數值模擬。依據虎克定律和牛頓第二定律導出各向同性、完全彈性、非均質介質中的波動方程式為：
2、正演模擬結果與分析
2.1二疊系火成巖體對下伏地層構造成像的影響
火成巖具有高速、高密度的特點，其對下伏地層具有明顯的屏蔽作用，使得下伏地層地震成像形態發生明顯變形，甚至與原構造相反。由克�；舴虔B前時間域偏移記錄(圖4)可見，火成巖覆蓋區地層反射同相軸發生明顯上移，相對于外圍區，其同相軸凸起幅度有所增加;由于火成巖的屏蔽作用，其下伏地層反射波振幅強度明顯減弱;奧陶系灰巖頂界地震反射同相軸橫向變化劇烈。這種現象對構造解釋將會產生嚴重誤導。
2.2二疊系火成巖體造成的斷裂假象
由波場快照可見，在英安巖與火山碎屑巖交界處，由于兩者波阻抗差異較大，地震波場產生了明顯的繞射現象(圖5)。英安巖邊緣以下地層反射同相軸發生錯斷，出現類似于斷層及斷層破碎帶的雜亂反射帶，深達基底，且越深入下部地層，雜亂反射帶越寬(圖4)。該地震成像特征不僅可見于哈拉哈塘三維區實際地震剖面(圖6)，在二疊系相干屬性平面圖中的“雙軌”狀環形斷裂(圖7)中也有所呈現。單從地震反射同相軸的錯斷上判斷，很容易將該破碎帶解釋為斷裂破碎帶或者巖漿通道。
在地質現象中，鮮有環形斷裂出現，而斷裂呈環形且表現為“雙軌”的平面形態則幾乎不可能存在(圖7)。松遼盆地火山巖正演模擬也發現了類似現象，隨著火成巖體厚度增大，下伏連續地層反射中斷現象更加明顯，以致出現斷層和假構造現象[19]。
從二疊系相干屬性平面圖中可以發現多處明顯的環形火山口(圖7)，該成像應為二疊紀火山噴發的通道，火山口周邊均為英安巖，向遠端過渡為火山碎屑巖，這種模式符合正常的火山噴發模式。而如果將雜亂反射帶認定為火山通道，則火山通道一側為英安巖，另一側為火山碎屑巖，明顯與火成巖地質發育模式不符。
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斷裂體系對奧陶系碳酸鹽巖儲層的發育與油氣成藏具有至關重要的作用[20]。斷裂活動會導致次一級斷裂及裂縫發育、深部熱流體上涌、表生巖溶作用深度加大，進而改善碳酸鹽巖儲集性能[21，22]。哈拉哈塘地區海相油氣的來源主要為中、上奧陶統烴源巖和寒武系烴源巖[1，2，23-25]，北東向和北西向走滑斷裂帶主斷裂經歷多期活動，對哈拉哈塘地區油氣縱向運移起到了至關重要的作用，近年來哈拉哈塘地區也已形成了以斷裂為核心的井位部署思路，并取得了良好的勘探實效。因此明確該雜亂反射帶是否為深大斷裂對哈拉哈塘地區油氣勘探具有重要的意義。
2.3二疊系火成巖體對奧陶系大型縫洞集合體成像的影響
塔里木盆地碳酸鹽巖作為增儲上產的重要領域，其鉆探目標的選擇多為串珠狀反射，而二疊系火成巖體的存在對奧陶系縫洞型儲層的地震成像產生了一定的影響。碳酸鹽巖溶洞與地層的強波阻抗界面會形成多次繞射，對這些多次波進行克�；舴虔B前時間域偏移成像，可在垂直方向形成多個強能量團，即“串珠”(圖4)。
從波場快照(圖5)上可以發現，幾個大型縫洞集合體在地震剖面上均產生了明顯的繞射現象�？讼；舴虔B前時間域偏移剖面上，英安巖覆蓋區外圍奧陶系大型縫洞集合體繞射收斂較好，形成較為規則的“串珠”狀地震反射;而覆蓋區及雜亂反射帶大型縫洞集合體繞射波相對豐富，收斂程度較低(圖4，圖6)。
3結論
(1)由于高速、高密度的火成巖對下伏地層的屏蔽作用，哈拉哈塘地區二疊系英安巖覆蓋區下伏地層反射波振幅強度相對于外圍區明顯減弱;同時由于巖性的橫向突變，火成巖下伏地層的地震成像形態發生明顯變形，甚至與原構造相反。
(2)正演結果表明英安巖邊緣以下地層反射同相軸發生錯斷，出現類似于斷層及斷層破碎帶的雜亂反射帶，深達基底，且越深入下部地層，雜亂反射帶越寬。哈拉哈塘地區地震剖面上從二疊系向下顯示的雜亂反射帶，以及二疊系相干屬性平面圖中呈環帶型展布的雜亂反射帶，均是由二疊系火成巖速度突變、地震多次波造成的成像特征，而并非斷裂帶或火山通道造成的地震響應，對溝通深部油源及改善碳酸鹽巖儲層沒有作用，在勘探開發部署時應注意。
(3)二疊系英安巖覆蓋區外圍奧陶系大型縫洞集合體繞射收斂較好，形成較為規則的“串珠”狀地震反射，而其覆蓋區及雜亂反射帶大型縫洞集合體波場相對復雜，成像速度求取困難，繞射波難以完全收斂。
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