排气烟囱的效应

　要　
　　(1)气烟囱是礁滩相气藏的典型特征。生物礁滩气藏作为一个独立的岩性圈闭,很容易形成应力集中,造成裂缝、断层发育,这是气烟囱形成的关键。其特征通常是中心相带杂乱反射,点礁下方有烟囱效应,台地边缘礁通常在上方有烟囱效应。
　　(2)礁滩相地质异常体通常控制了断层发育过程:礁滩相附近断层总是相对发育,断层样式可以有多种表现形式;礁的边缘一般存在较大的逆断层;礁滩相上方可以存在对冲的逆断层,其烟囱效应特别明显;如果礁滩相斜坡比较陡,可能存在沿着礁滩相顶面的产生多条逆冲断层。
　　(3)气烟囱的判断需要在层序地层特征分析的基础上进行,建议结合地震相特征分析。气烟囱效应通常表现是地震波杂乱、振幅变弱,与地震资料变差有相同的特征。川东北地区的地震资料普遍较差,使得气烟囱的判断较困难,地震资料的精细处理显得特别重要。
　　致谢:黄龙场宽线的重新处理由王玲完成,黑池梁二维测线精细处理得到李世琼的协助。
品质良好的地震剖面上出现的地震模糊带称为气烟囱,发现和识别气烟囱是寻找大型气藏的有效方法。四川盆地东北部长兴组气藏是礁滩相岩性气藏,礁、滩作为一个独立的岩性体,与周围的地层、岩性结构差异较大,由此在构造应力场中形成力学尖点,从而产生气烟囱效应。已知的黄龙场、普光等气田,其气烟囱普遍存在。点礁通常形成下方的气烟囱,台缘礁通常在上方形成气烟囱;礁滩相在构造运动中控制了断层的发育过程,凸起的礁滩相上方可能发育对冲断层;斜坡较陡的台缘礁可能发育叠置的逆冲断层;礁、滩两侧边缘的断层一般都比较发育。断层发育加强了气烟囱效应。模拟试验验证了地震剖面解释结果。根据气烟囱地震相特征,预测黑池梁存在一个大型气藏。
一、引　言
　　在品质非常好的常规地震剖面上,某些部位反射波突然出现杂乱反射、振幅大幅度减弱,这种地震模糊带现象称为气烟囱,或者烟囱效应。国内外勘探实践已经证明,气烟囱是大中型油气田存在的重要标志,大量有关专题对其形成机理、识别方法作了深入的研究[1-2]。川东北地区已知气田中,大型的生物礁、滩相气藏(如普光气田、黄龙场等气田)附近都有气烟囱地震响应特征,这种地震模糊带反复出现在生物礁气藏的上方、或者下方,具有很强的规律性。生物礁大致可分为台地边缘礁(简称台缘礁)、点礁和塔礁等3类。台地边缘礁的个体明显大于缓坡内的点礁;滩相是礁相附近伴生沉积相,通常出现在礁前的陆棚边缘,由生物碎屑或者颗粒岩构成。由于礁的相带不同,造成礁滩相规模不一,其围岩的岩性、结构也不同,因此气烟囱有多种表现。点礁识别相对困难,台缘礁烟囱效应比较明显,在精细处理的地震资料上有清楚的表现。总之,气烟囱是礁滩相气藏的典型特征。
二、已知礁、滩相气藏的气烟囱特征
　　1.黄龙场长兴组生物礁气藏气烟囱效应在层状均质围岩中,如果存在力学性质差异较大的岩性体,必然形成力学尖点,造成应力场集中、裂缝相对发育,由此使得振幅大幅度减弱;断层比较发育也使得反射波组变得杂乱,这是礁滩相气藏形成气烟囱的根本原因[3]。黄龙场气藏是较早发现的生物礁型气藏,在该构造上钻达长兴组的井有5口(黄龙1、2、3、4、5井),获气井2口(黄龙1、4井)。钻井揭示黄龙场气藏是点礁岩性气藏,为微晶灰岩中的一个透镜体(图1下),有关文献采用多信息技术进行过描述,有比较深入的研究[4-6]。黄龙场构造位于大巴山前缘和川东高陡构造群的交汇处,为一轴向北西的高丘状构造。由于地表为高山深谷地区,地震资料采集困难;构造形变强烈,地下构造成像困难,地震资料通常较差。黄龙场生物礁为规模很小的点礁,普通的地震资料实际上很难准确判断礁体分布[4,6]。为分析黄龙场生物礁地震响应特征,20世纪80年代采集过一条宽线。本次对这条宽线进行精细处理,发现黄龙场特征性的地震响应实际上是气烟囱效应(图1上)。从密度测井数据分析,黄龙场礁体密度比围岩密度更大,因此礁体更“硬”。这样的岩性体必然在构造应力场中形成应力集中,使得礁内部及其附近裂缝、断层发育,从而产生气烟囱效应。瞬时振幅对表达断层、波组中断效果突出,气烟囱效应用瞬时振幅表达(图1上)。在瞬时振幅剖面上,可以看到礁滩相气藏具有的气烟囱地震响应特征:①礁内部反射波杂乱,图中椭圆内是生物礁发育部位的对比,黄龙1、4井长兴组生物礁部位反射波明显中断,黄龙2井是没有生物礁发育的部位,所以黄龙2井长兴组有连续地震波组;②方框是气烟囱效应,下二叠统顶、志留系底通常是连续稳定反射波组,但在生物礁下方很强的反射波组中断,并且形成一个杂乱反射条带,气烟囱在礁的下方特别突出。③礁下方,Tp2波组有下拉现象,这是断层、裂缝发育使得速度降低造成的;④礁附近断层特别发育,这种现象和模拟试验结果一致[3]。剖面上的3口钻井都钻遇生物碎屑滩相储层,其中普光2、普光3井钻遇的生物礁滩储层最厚、最好,滩体最厚达300 m,分布面积大于100km2。钻井资料证实,普光礁滩相为台地边缘礁滩相,礁滩的规模较大,是目前国内发现的最大气田之一2003年采集了三维地震资料,资料信噪高,地震响应特征清晰,这个礁滩相具有很典型的层序地层学特征[3]。在过井线的瞬时振幅剖面上,普光3、普光2井都见到滩体上方有典型气烟囱效应(图2上):普光3井气烟囱最为明显,浅部地层见到对冲逆断层,波组下塌;普光2井也能见到对冲断层,但不如普光3井明显,其左侧是滩体边缘,有一条逆冲断层;滩体中心都有杂乱地震反射响应特征。
　　对比普光、黄龙场礁滩相气藏可以看到:共同特征是礁滩相边缘都有逆冲断层,礁滩中心都是杂乱反射;不同点是黄龙场气烟囱明显出现在气藏下方,而普光气烟囱明显出现在上方。这是由于普光礁滩相分布面积更大造成。从一个模拟试验结果分析(图2下)[7],如果底部为透镜状凸起(即礁滩相),在两侧的挤压应力作用下,凸起上方可以形成对冲断层;边缘可以产生逆冲断层。普光气田位于大巴山弧形构造带、川东北高陡构造带(即雪峰山类前陆盆地)之间,燕山期—喜山期几乎同时发生较大规模的构造运动[8],此时的应力场对称[7]。
三、一个预测的气田———黑池梁
礁滩相气藏
　　黑池梁构造位于米仓山和大巴山山前接合带、通南巴构造带的东北角,2002~2003年在地表地质调查中发现了南江铁厂河生物礁,其规模约5 km2。黑池梁构造距铁厂河有60 km,在地震剖面上发现了气烟囱地震相特征,主要根据气烟囱效应部署了黑池1井(已钻至4500 m深度)。黑池梁构造受到米仓山、大巴山强烈造山运动影响,沉积相特征受到较大破坏,2003年的二维资料没有发现层序地层特征,气烟囱效应可靠性也不是太好。在三维地震资　普光构造生物礁滩气烟囱效应(上)和模拟试验对比(引自钟嘉猷[8])料上,通南巴构造带具有典型的层序地层特征(图3),并且和苍溪大型台地边缘相地震相对称[3]。由此预测黑池梁可能存在较大的一个气田,2006年同时部署2口井。2004年新采集了高叠加次数的地震震资料,作精细处理后可以看到礁滩相的气烟囱效应(图3、图4)。图3上是上二叠统底部反射拉平的
地震剖面,可以看到礁滩相中心明显的杂乱反射、波组不连续、振幅明显变弱。礁滩相边缘也存在逆冲断层,和普光气田相同。拉平的剖面突出了沉积相特征,可以看到楔型反射特征、下超现象,和普光的层序地层特征相同[3]。通南巴构造带上已钻2口深井,河坝1井在长兴组钻遇的为深海盆地相,川涪82井钻到飞仙关组二段底。根据地震剖面特征、河坝1井钻井资料、以及北部铁厂河露头资料,建立了通南巴构造带长兴组沉积相模式(图3下)。根据这些认识部署了马2井,但目前分析马2井仍然不在礁滩相中心。这一认识有待验证。
　　烟囱效应产生和礁滩相附近断层大量发育有关,裂缝、断层使得反射波组杂乱、振幅减弱。而断层的发育完全受到礁滩相分布、规模控制。黑池梁礁滩相中心上方逆断层特别发育(图4),与模拟试验结果相同。从图4可以看到,沿着礁滩相顶部发育3
条逆冲断层,逆冲断层一直冲入浅部陆相地层中,这一断层模式显然和普光的对冲断层不同。从构造背景分析,黑池梁在二叠系沉积时期位于秦岭海陆棚边缘,沉积相更深[8],这样环境的陆棚边缘生物礁更黑池梁礁滩相顶部断层特征和斜坡挤压模拟试验对比图(模拟试验引自钟嘉猷[7])加高大[5],并且存在明显斜坡。由于嘉陵江组厚大的膏岩层,沿着礁滩相斜坡很容易产生逆冲断层(图4下),地震剖面特征和模拟试验特征相同