泰国Phetchabun盆地Wichian Buri次盆新生界火山岩岩性识别及岩相展布特征

引用本文

朱小二, 杨尚锋, 史超群. 泰国Phetchabun盆地Wichian Buri次盆新生界火山岩岩性识别及岩相展布特征[J].中国地质调查, 2019,6(2): 48-57.
ZHU Xiaoer, YANG Shangfeng, SHI Chaoqun. Lithology identification and lithofacies distribution of Cenozoic volcanic rocks in Wichian Buri Sub-basin of Phetchabun Basin, Thailand[J].Geological Survey of China, 2019,6(2): 48-57. 复制到剪切板

doi: 10.19388/j.zgdzdc.2019.02.06

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泰国Phetchabun盆地Wichian Buri次盆新生界火山岩岩性识别及岩相展布特征

朱小二¹, 杨尚锋¹, 史超群²

1.中国石油大学(北京)地球科学学院,北京 102249

2.中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司勘探开发研究院,库尔勒 841000

第一作者简介: 朱小二(1991—),男,博士,主要从事沉积学方面的研究。Email: 914035759@qq.com。

收稿日期: 2018-08-23

摘要

新生界火山岩是泰国Phetchabun盆地Wichian Buri次盆的主要含油气岩系,但因火山岩喷发环境复杂,喷发期次频繁,造成火山岩岩性复杂,识别难度较大,岩相展布不清,这些因素严重制约着油气的进一步勘探和开发。通过岩心、岩石薄片、测井及地震等资料分析,总结了研究区火山岩的岩性特征,并提出相应的识别方法,同时对火山岩的发育期次和岩相展布进行了研究。结果表明:①研究区火山岩类型丰富,从基性岩至酸性岩、熔岩至火山角砾岩都有发育,以偏碱性玄武岩为主; ②自然伽马、密度及光电吸收界面指数测井对火山岩成分变化最为敏感,成像测井可以提供火成岩的结构和构造信息,两者结合可准确地识别火山岩岩性; ③结合测井和地震响应特征,研究区新生界火山岩为3期喷发的产物,可识别出火山通道相、溢流相、爆发相和火山沉积相等岩相类型,并预测其分布规律。研究成果为研究区火山岩的岩性识别提供了有效手段,并明确了岩相展布特征,可为研究区的油气勘探和开发提供一定的依据。

关键词: 火山岩; 岩性识别; 岩相; Phetchabun盆地; Wichian Buri次盆

中图分类号:P588.14;P586;P618.13 文献标志码:A 文章编号:2095-8706(2019)02-0048-10

Lithology identification and lithofacies distribution of Cenozoic volcanic rocks in Wichian Buri Sub-basin of Phetchabun Basin, Thailand

ZHU Xiaoer¹, YANG Shangfeng¹, SHI Chaoqun²

1. College of Geosciences, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China

2. Exploration and Development Research Institute, Tarim Oilfield Branch Company, CNPC, Korla 841000, China

Abstract

The Cenozoic volcanic rocks are the main hydrocarbon-bearing layers in Wichian Buri Sub-basin of Phetchabun Basin in Thailand. However, the difficulties of lithology identification and uncertainty of lithofacies distribution have seriously restricted further exploration and development of hydrocarbon, due to various rock types related to the complex eruption environments and frequent eruption stages. In this paper, based on the data of cores, rock slice, logging and seismic, the characteristics of volcanic rocks in the study area were studied, and a set of methods for identifying volcanic rocks was established. Meanwhile, the volcanic eruption periods and lithofacies distribution were predicted. The research results show that: (1) weakly alkalic basalts are the main type in the multi-type volcanic rocks, ranging from basic to acid volcanic rocks and lava to pyroclastic in the study area; (2) GR, DEN and Pe well loggings are sensitive to the variation of volcanic rock composition, and FMI can provide information of textures and structures of volcanic rocks, so the combination of the two methods can effectively identify lithology of volcanic rocks; (3) Cenozoic volcanic rocks are the results of three-stage volcanic eruption, and several volcanic lithofacies, such as volcanic vent facies, effusive facies, explosive facies and volcanogenic sedimentary facies, and their distribution was identified and predicted. The conclusions in this paper can provide an effective method for lithology identification of Cenozoic volcanic rocks in study area, and make clear of its lithofacies distribution, which have a certain significance for further exploration and development of hydrocarbon in this area.

Keyword: volcanic rocks; lithology identification; lithofacies; Phetchabun Basin; Wichian Buri Sub-basin

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0 引言

自1907年墨西哥Vera Cruz盆地Furbero油田的白垩系— 新近系火山岩油气藏的发现后, 火山岩作为油气勘探的新领域, 越来越受到人们的重视^{[1, 2]}。全球已有超过50多个国家和地区300多个盆地陆续发现了与火山岩有关的油气藏或油气显示^{[3, 4]}, 其中不乏一些典型的大型火山岩油气藏, 例如印度尼西亚NW向Java盆地的Jatibarang油气藏^[4]、纳米比亚Orange盆地的Kudu气田^[4]、阿根廷Neuquen盆地的Medanito-25 de Mayo 油田等^[5]。我国也自20世纪50年代开始在准噶尔盆地、塔里木盆地、辽河盆地、松辽盆地和二连盆地等陆续发现大量火山岩油气藏, 尤其是徐深气田^{[6, 7]}、克拉美丽气田^{[8, 9]}和长深气田^{[7, 8, 10]}取得了较好的经济效益, 表明火山岩具有广阔的油气勘探前景。

随着我国油气资源“ 走出去” 战略的实施, 在国外油气勘探和开发过程中也遇到了一些火山岩油气藏^{[11, 12]}, 其中泰国Phetchabun盆地Wichian Buri次盆新生界火山岩油气藏是典型的例子。新生界火山岩已经成为Wichian Buri次盆油气勘探和开发的主要层系, 但由于火山岩喷发环境的复杂性, 喷发旋回和期次频繁, 岩性多样及后期风化蚀变程度不一, 导致火山岩的岩性识别和岩相展布研究较为困难, 已成为阻碍进一步勘探和开发的棘手问题。因此, 本文综合岩心、岩石薄片、测井及地震响应特征的分析, 对该区的火山岩特征开展了详细研究, 并建立了岩性识别和储层评价的方法, 以期对该区的火山岩油气勘探和开发提供相关依据。

1 研究区概况

新生代火山岩在泰国广泛分布, 这些岩浆活动大多和渐新世至中新世晚期印度板块与亚洲板块碰撞, 以及安达曼海海底扩张而形成的复杂区域构造应力导致的盆地伸展作用相关^{[3, 4, 5]}。Phetchabun盆地是位于泰国中部的一个SN向裂谷盆地, 长约120 km, 宽约30 km(图1(a))。该盆地被NE向断层分割为5个次盆, 其中最南部的为Wichian Buri次盆^{[14, 15, 16]}, 且内部沉积地层中分布有大量新生代火山岩系(图1(b))。

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	图1 Phetchabun盆地位置(左)及Wichian Buri次盆地质概况(右)Fig.1 Location of Phetchabu Basin(left) and geological sketch (right) of Wichian Buri Sub-basin

由于长期的油气勘探, 在前人对地震和测井数据、微体古生物及放射性同位素定年等大量研究工作基础之上, Phetchabun盆地(尤其Wichian Buri次盆)已经建立了较为完善的地层层序^[17](表1)。Phetchabun盆地的沉积岩层角度不整合于上覆二叠— 三叠系变质沉积岩和火山岩之上, 沉积岩层的底部被称为“ Basal Tertiary” ^[16], 为一套晚始新世以冲积扇沉积和火山岩为主的同裂谷期充填层序; 其上覆地层为以湖相— 河流相沉积为主的Wichian Buri群, 且Wichian Buri群以中中新统顶部的不整合面与晚中新世的Chaliang Lab组为界。Wichian Buri群可以细分为4个单元, 最底部的Unit 4主要由湖相富有机质黏土岩和少量粉砂岩、砂岩组成, 是主要的烃源岩层, 后期侵入有大量中基性岩床和岩墙; 其上的Unit 3、Unit 2、Unit 1也以河流相、三角洲相和湖相沉积为主, 且向上粉砂和砂质含量逐渐增加, 其中Unit 2和Unit 1之间存在一个喷发不整合面, 且以玄武质凝灰岩为标志, 代表了一次岩浆活动。Chaliang Lab组以湖相泥岩沉积为主, 夹少量河流相砂岩, 且以不整合面与上新统及第四系河流相沉积为界。

表1 泰国Phetchabun盆地地层层序 Tab.1 Stratigraphy sequence of Phetchabun Basin in Thailand

研究区位于Phetchabun盆地最南部的Wichian Buri次盆, 次盆内部断层发育, 以SN向、NW向以及NNW向正断层为主(图1b), 圈闭类型主要为断块型、背斜型以及断背斜型。研究区主要有砂岩和火山岩2大类油藏。根据产量和储量报告, 油气产量和储量均以火山岩为主, 分别占87.7%和76.8%。

2 火山岩岩性特征及识别

2.1 火山岩岩性特征

研究区新生代火山岩具有多次喷发的特点, 因而火山岩类型多样^[18]。本次研究主要通过选取研究区76口已钻遇火山岩钻井的取心或岩屑资料, 磨制普通薄片并进行镜下鉴定, 同时选取部分样品利用X射线荧光光谱仪(XRF)进行全岩主量元素测试, 同时采用国际地科联火成岩分类学分委会推荐的火山岩岩性分类法^{[19, 20]}进行化学分类, 考虑其结构和构造特征, 进而对研究区发育的火山岩进行全面的分类和命名。

为了方便不同样品之间对比, 考虑到燃烧损失量的差别, 在进行TAS图投点前, 将主量元素氧化物总量重新计算为100%, 且其中所有Fe都以Fe₂O₃来进行计算(表2)。TAS图投点结果(图2)显示: 研究区火山岩岩性变化大, 从基性至酸性都有分布, 主体以碱性玄武岩为主, 如粗面玄武岩、响岩质碱玄岩, 其次包括安山岩、玄武质安山岩及酸性的英安岩和流纹岩, 以及少量的碱玄质响岩和响岩。

表2 全岩地化分析数据 Tab.2 Whole-rock geochemistry analysis

样品号	w_B/%
样品号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe^T	MnO		MgO		CaO		Na₂O	K₂O	P₂O₅	烧失量	总量
1	71.50	0.65	13.34	4.81	0.07		0.50		0.37		2.55	5.63	0.14	0.49	100.10
2	77.44	0.16	11.79	1.58	0.02		0.02		0.21		3.23	4.96	0.03	0.28	99.72
3	77.64	0.13	11.72	2.84	0.05		0.03		0.25		2.07	4.91	0.05	0.43	100.10
4	72.27	0.29	13.97	1.80	0.05		0.14		0.36		4.29	4.79	0.06	1.31	99.33
5	55.86	1.26	19.14	4.30	0.14		1.15		2.47		7.72	4.74	0.37	2.51	99.66
6	76.95	0.33	11.96	1.69	0.03		0.04		0.36		2.91	4.54	0.04	0.78	99.63
7	68.36	0.59	15.01	3.02	0.05		0.02		1.41		2.73	4.52	0.05	3.74	99.50
8	55.66	1.08	19.71	3.83	0.10		1.00		2.49		8.02	4.24	0.35	3.10	99.58
9	53.75	1.61	18.95	5.18	0.13		1.78		3.68		7.16	4.22	0.52	2.59	99.57
10	59.77	1.02	16.27	8.28	0.11		2.57		4.47		2.80	3.48	0.29	0.45	99.51
11	62.95	0.78	15.67	5.09	0.08		1.68		4.26		2.81	3.48	0.25	2.35	99.40
12	69.55	0.27	13.51	1.56	0.03		0.29		1.49		3.21	3.35	0.07	5.86	99.19
13	63.13	0.85	15.84	4.95	0.08		1.73		4.10		3.54	3.23	0.32	2.09	99.86
14	55.78	1.91	17.27	10.27	0.17		2.57		4.98		3.00	3.04	0.32	1.25	100.60
15	48.48	2.02	18.23	8.33	0.14		2.51		6.14		6.28	2.85	0.97	3.59	99.54
16	48.89	1.74	16.94	9.00	0.09		5.40		6.24		3.78	2.72	0.82	3.90	99.52
17	47.42	1.71	15.57	9.48	0.14		6.40		4.43		3.13	2.68	0.99	7.60	99.55
18	47.31	1.97	17.93	8.12	0.15		4.53		9.70		3.55	2.56	1.02	2.70	99.54
19	60.95	0.77	15.68	5.09	0.18		1.27		5.27		2.72	2.47	0.25	2.35	97.00
20	61.15	1.12	16.25	6.61	0.09		1.71		4.77		4.12	2.46	0.43	1.15	99.86
21	49.36	1.27	18.48	6.29	0.11		3.21		8.00		5.15	2.46	1.04	4.20	99.57
22	47.54	2.01	15.38	11.06	0.14		9.61		8.07		2.48	2.38	0.42	0.65	99.74
23	48.32	1.72	16.38	8.90	0.15		4.83		7.56		4.11	2.38	0.89	4.50	99.74
24	56.78	1.91	17.27	9.27	0.12		2.87		4.98		2.80	2.34	0.28	1.45	100.10
25	60.48	1.18	16.75	7.17	0.12		1.01		5.01		4.02	2.31	0.41	1.01	99.47
26	53.78	2.01	16.27	11.27	0.17		3.27		5.28		2.50	2.14	0.26	1.45	98.40
27	48.92	1.34	18.74	6.37	0.12		2.74		7.58		6.06	2.14	1.02	4.51	99.54
28	48.72	1.73	17.08	9.24	0.21		5.54		8.61		3.09	1.92	0.44	3.10	99.68
29	47.62	1.75	16.32	9.60	0.15		4.96		8.54		3.71	1.88	0.64	4.60	99.77
30	49.86	2.67	14.23	12.11	0.22		3.27		7.72		4.72	1.84	1.20	1.80	99.64
31	47.42	1.74	16.43	9.15	0.15		6.76		8.28		3.32	1.83	0.36	4.21	99.65
32	47.26	1.76	16.25	9.79	0.14		4.93		8.64		3.68	1.80	0.62	4.80	99.67
33	45.52	1.84	15.78	9.07	0.14		6.18		10.17		3.57	1.75	0.82	4.90	99.74
34	48.28	1.38	17.34	8.81	0.13		4.04		8.77		3.96	1.72	0.56	4.70	99.69
35	47.49	1.80	15.70	10.36	0.14		5.13		9.02		3.92	1.68	0.64	3.80	99.68
36	46.86	1.63	16.17	9.94	0.15		5.4		8.19		3.71	1.66	0.66	4.90	99.27
样品号	w_B/%
样品号	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe₂O_3T		MnO		MgO		CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	烧失量	总量
37	48.47	1.83	15.30	11.04		0.17		7.87		8.49	2.49	1.59	0.56	1.95	99.76
38	44.00	2.17	16.94	10.65		0.14		4.57		10.79	4.25	1.57	1.71	2.70	99.49
39	49.14	1.81	17.50	10.77		0.15		5.62		8.09	3.37	1.51	0.31	1.41	99.68
40	48.47	1.65	16.48	9.32		0.15		3.98		8.91	4.06	1.51	0.62	4.50	99.65
41	48.75	2.18	17.18	13.73		0.19		4.58		6.76	3.88	1.33	0.4	1.01	99.99
42	48.04	1.33	16.69	7.67		0.15		3.97		10.86	3.06	1.32	0.32	6.38	99.79
43	47.64	1.69	16.77	9.49		0.14		5.18		10.01	3.82	1.17	0.55	3.20	99.66
44	48.26	1.38	17.14	8.77		0.15		5.66		9.14	3.94	1.08	0.30	3.90	99.72
45	47.29	1.81	16.93	9.01		0.14		5.22		10.26	3.96	1.01	0.41	3.60	99.64
46	48.53	2.15	16.88	12.05		0.17		5.77		8.71	2.63	0.90	0.36	1.89	100.00
47	48.14	1.62	16.19	11.31		0.19		7.41		10.16	2.84	0.81	0.33	0.81	99.81
48	46.85	1.51	17.03	10.59		0.16		6.95		10.50	3.38	0.65	0.56	1.59	99.77
49	47.90	1.55	17.01	11.17		0.17		7.51		9.86	2.38	0.37	0.21	1.74	99.87

表2 全岩地化分析数据 Tab.2 Whole-rock geochemistry analysis

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	图2 泰国Wichian Buri次盆新生界火山岩化学分类TAS图Fig.2 Lithology identification TAS of Cenozoic volcanic rocks in Wichian Buri Sub-basin, Thailand

在确定研究区火山岩化学分类后, 结合岩心、岩石薄片分析岩石的结构构造差异, 认为研究区火山熔岩和火山碎屑岩都有发育。其中火山熔岩包括玄武岩、安山岩、英安岩及流纹岩等喷出岩和部分辉长岩等次火山岩(图3); 火山碎屑岩主要包括凝灰岩和角砾岩, 成分以流纹质、安山质及玄武质为主, 火山碎屑岩也可以向熔岩和沉积岩过渡, 形成火山碎屑熔岩和沉火山碎屑岩。在显微镜下, 玄武岩由于结晶程度的差异, 具有典型的间粒、间隐等结构, 在结晶较好的板条状斜长石格架内充填细小的辉石、磁铁矿以及隐晶质物质, 气孔和杏仁构造发育(图3(a), (b), (c)), 多为溢流相沉积; 辉长岩多呈次辉绿、辉长结构, 斜长石和辉石晶体较粗大, 半自形— 自形斜长石格架内充填它形辉石(图3(i)), 此类岩石多为火山通道内的次火山作用的产物。

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	图3-1 泰国Wichian Buri次盆新生界典型火山岩显微照片Fig.3-1 Photomicrographs of typical Cenozoic volcanic rocks in Wichian Buri Sub-basin, Thailand

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	图3-2 泰国Wichian Buri次盆新生界典型火山岩显微照片Fig.3-1 Photomicrographs of typical Cenozoic volcanic rocks in Wichian Buri Sub-basin, Thailand

2.2 火山岩岩性识别

通过岩心、薄片和地球化学等方法划分火山岩的岩石类型虽然准确, 但是具有不连续、成本高的问题, 而利用地震资料划分精度又相对较低, 无法满足勘探和开发的需求, 因而利用测井资料建立研究区火山岩岩性识别方法十分必要^[21]。研究区内, 由于沉积岩与火山岩在组成成分、结构和构造等方面具有较大差异, 一般容易区分, 沉积岩对应的电阻率测井数值明显低于火山岩, 且由于沉积岩岩性变化较快, 测井曲线起伏明显, 而火山岩多呈齿状。本次研究主要在岩心划分结果的基础上, 通过选择对火山岩成分较为敏感的测井曲线, 建立相应识别模版, 区分火山岩成分的差异; 同时, 借助成像测井(FMI)资料识别火山岩的结构和构造特征, 进而识别火山岩岩石类型。

尽管研究区的火山岩岩性较为复杂, 但测井曲线响应特征的差异主要是火山岩的致密程度和化学成分的差异所致。根据前人经验^[22]及本次研究结果, 发现自然伽马(GR)、密度(DEN)和光电吸收截面系数(Pe)等3种测井对研究区火山岩岩性较为敏感。其中, GR曲线通常是对地层中U、Th、K等放射性元素释放伽马射线的强度进行测量, 而在火山岩中K元素的含量增加, 酸度增大, GR值也随着逐渐增大^{[21, 22, 23]}; DEN曲线是根据康普顿效应测量地层的体积密度, 在火山岩中随着酸性的增加, SiO₂含量增加, 而铁镁质矿物含量减少, 因而随着火山岩酸性增强, DEN值逐渐减小^{[21, 22, 23]}, 但也受孔隙、裂缝、流体以及后期蚀变等因素的影响; Pe曲线主要是测量岩石的光电吸收截面指数, 其受流体影响较小, 主要取决于岩石矿物成分及其含量^[24], 在火山岩中随着酸性增强, Pe值逐渐降低^[25]。交会图法是常用的岩性识别方法^[23]。本次研究主要在对取心段岩性识别的基础上, 经取心深度校正, 建立岩性和测井曲线间的响应关系, 并绘制自然伽马(GR)、密度(DEN)、光电吸收截面指数(Pe)测井交会图(图4)。结果表明, 所建测井识别图能够较好地将取心段不同岩性进行区分。

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	图4 泰国Wichian Buri次盆新生界火山岩常规测井识别图Fig.4 Lithology identification crossplots of conventional logging about Cenozoic volcanic rocks in Wichian Buri Sub-basin, Thailand

对火山岩岩性的识别离不开对其构造和结构的识别, 这里主要借助成像测井(FMI)资料进行识别。对于具有不同结构和构造的火成岩, 它们的成像测井响应特征如图5所示。

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	图5 泰国Wichian Buri次盆新生界典型火山岩常规测井响应特征Fig.5 Conventional logging of typical structures in Cenozoic volcanic rocks in Wichian Buri Sub-basin, Thailand

综合所述, 利用常规测井(GR、DEN和Pe测井曲线)判别火山岩成分, 并结合成像测井(FMI)识别火山岩的结构和构造, 进而可以对各测井段的火山岩的岩性进行详细、准确的识别和定名。

总体上, 火山熔岩表现为块状构造, 整体由色调均匀的高阻亮色基质组成(图6(a)), 部分气孔和杏仁构造发育, 表现为亮色斑点状或拉长的蠕虫状(图6(b)), 可能为溢流相的上部或者下部的残余气孔或后期溶蚀形成的扩大孔; 熔结火山碎屑岩为爆发相和溢流相间的过渡沉积类型, 在成像测井上表现为大小不均的高阻亮色角砾, 且具有微弱的定向性(图6(c))。由此可见, 成像测井能够较好地区分火山碎屑岩和熔岩类。

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	图6 泰图Wichian Buri次盆新生界FMI测井响应特征Fig.6 FMI logging response of typical structures in Cenozoic volcanic rocks in Wichian Buri Sub-basin, Thailand

3 火山岩发育期次及岩相展布

火山岩岩相控制着储集空间的发育程度和组合规律^[26], 是火山岩油气勘探和开发中必不可少的研究内容。本次在岩性识别的基础上, 结合测井、地震等资料对研究区新生界火山岩发育期次和岩相展布进行了研究。

研究区新生界火山岩是多期次、间歇喷发过程中叠置、沉积而成, 而不同期次的火山岩在物质成分、结构和构造的差异是划分火山喷发旋回和期次的基础^[27]。不同火山喷发旋回或同一喷发旋回的不同喷发期次之间, 由于喷发能量变化和岩浆作用, 导致火山岩岩性在纵向上具有规律性的变化。通常单一期次中, 随着喷发的持续, 形成的火山岩中SiO₂含量具有逐渐增加的趋势, 与之对应的测井曲线也具有韵律性响应特征, 地震反射在连续性和成层性、振幅强度等方面也有不同的响应特征(图7)。

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	图7 泰国Wichian Buri次盆新生界火山岩测井响应特征Fig.7 Logging responses of Cenozoic volcanic rocks in Wichian Buri Sub-basin, Thailand

在岩性识别的基础上, 通过对火山岩旋回、期次界面上的沉积夹层、风化壳、岩性界面和火山灰层的识别^[27], 可以划分出单井剖面的火山岩发育期次。从划分结果来看, 单一期次喷发过程中, 火山岩由中基性逐渐过渡为中酸性, GR测井值逐渐增大, DEN测井值和Pe测井值逐渐减小; 而不同期次间火山岩由中酸性向基性突变, GR测井值变小, DEN测井值和Pe测井值增大(图7)。

同样, 一般火山岩与沉积岩间的波阻抗差异大, 在地震剖面上同一期次形成的火山岩通常表现为强振幅连续反射特征。同时, 结合钻测井资料, 对横向上可对比的不同火山岩相类型的地震反射结构、振幅强弱和连续性等变化进行研究。在地震剖面上, 火山通道相为强振幅弱连续的杂乱反射, 与区域性断层相伴生, 由下向上延伸、切割围岩地层, 呈丘状体和倒喇叭状产出; 近火山口的溢流相和爆发相表现为层状、连续、强振幅反射, 并与火山通道相相连, 且爆发相较溢流相的地震同相轴连续性略差、振幅略弱; 向外缘逐渐减薄过渡为中连续、中振幅、高频反射特征的远火山口的火山沉积相沉积; 而与火山通道相伴生的次火山岩相以强振幅、强连续性发射为特征, 平行或切割围岩层面分布(图8(a))。因此, 结合测井岩性识别和地震相分析, 能够对火山岩的岩相分布进行较好的划分。但在判定单一期次火山岩岩相时, 必须满足以下条件: ①地震剖面上连续可追踪; ②测井曲线上可以识别和对比。根据研究, 本地区新生界火山岩主要为3期喷发— 沉积形成(图8(b))。

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	图8 泰国Wichian Buri次盆新生界火山岩测井地震响应特征Fig.8 Seismic responses of Cenozoic volcanic rocks in Wichian Buri Sub-basin, Thailand

火山通道具有独特的丘状外形以及杂乱的反射结构, 提取和分析地震相干、地震倾角-方位角等属性切片, 可以对火山口等火山机构进行有效识别。切片表明, 研究区新生代火山喷发方式主要为裂隙式中心喷发, 地层中火山口保存较为完整, 在切片上表现为弱相干、杂乱反射的环状分布(图9(a), (b))。因此, 在结合测井和地震资料分析的基础上, 可以恢复研究区火山岩岩相的平面分布情况, 发现研究区新生代大约共有10座火山活动, 平面上从火山口向其外围依次分布近火山口的溢流相和爆发相沉积以及远火山口的火山沉积相沉积(图9(b)、图9(c))。中基性火山岩喷发所形成的火山机构通常为沿断层呈串珠状的穹状火山, 而中酸性火山喷发所形成的火山机构多为孤立的中心式破火山口形态。

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	图9 泰国Wichian Buri次盆新生界火山岩地震相干性、倾角-方位属性切片图及火山岩岩相Fig.9 Seismic coherence and dip-azimuth orientation attribute slices, and lithofacies of Cenozoic volcanic rocks in Wichian Buri Sub-basin, Thailand

4 结论

结合岩心、薄片、地化测试、地震和测井等资料对泰国Phetchabun盆地Wichian Buri次盆新生界火山岩的岩性特征、识别方法以及岩相分布等进行了详细研究, 主要得到以下结论。

(1)岩心观察、薄片鉴定以及地化分析结果表明, 研究区新生界火山岩类型丰富, 但以碱性玄武岩为主, 部分安山岩和酸性英安岩、流纹岩, 以及少量的辉绿岩、火山熔岩和火山碎屑岩皆有发育。

(2)在岩心岩性识别的基础上, 对研究区火山岩进行测井识别, 认为自然伽马(GR)、密度(DEN)和光电吸收截面指数(Pe)等测井曲线对火山岩成分最为敏感, 并建立相应识别模版; 结合成像测井(FMI)对火山岩的结构和构造进行分析, 可以对研究区火山岩储层进行较好的识别和定名。

(3)研究区火山岩在测井和地震剖面上具有明显的期次性, 综合分析不同火山岩相在测井和地震剖面上响应特征的差异, 可将研究区火山岩划分为火山通道相、溢流相、爆发相和火山沉积相等岩相类型。经预测, 其具有不同期次的火山垂向叠置、同期次的火山岩按前述岩相顺序由中心向外依次分布的规律。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

文献选项

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2008

0.0

赵文智, 邹才能, 冯志强, 等. 松辽盆地深层火山岩气藏地质特征及评价技术[J]. 石油勘探与开发, 2008, 35(2): 129-142.

Abstract The significant breakthrough of natural gas exploration in deep-seated volcanic rocks of Songliao Basin, China, demonstrates that the volcanic rocks as reservoirs can form natural gas accumulations where excellent source–reservoir–caprock assemblages exist. This paper reveals several features of volcanic gas accumulations: (1) Two types of gas reservoirs, including hydrocarbons and non-hydrocarbons, are developed; the former is organic and usually trapped in shallower volcanics associated with sub-deep-seated faults, while the latter is mainly inorganic and accumulated in deep-seated volcanics associated with large-scale deep-cut basement faults. (2) Lower Cretaceous Shahezi Formation coal series source rocks, Yingcheng Formation volcanics, and Denglouku Formation mudstone form good source–reservoir–seal associations that control the major volcanic plays. (3) Volcanic crater and eruptive facies spread along deep-seated faults, so discordogenic faults control the distribution of large-scale volcanic gas reservoirs. (4) Fracture zones, accompanied with large-scale faults, control the distribution of high-yield zones. (5) Effusive volcanic rocks in the deep parts of sags have huge thickness and touch extensively with source rocks, so the gas accumulation potential is promising if reservoirs exist. Evaluation techniques can be summarized in three steps: (1) Determining the distribution of volcanic rocks by joint inversion of gravitational, magnetic, and seismic data. (2) Predicting the distribution of volcanic reservoirs by multiple methodologies. (3) Predicting the distribution of gas-bearing volcanic rocks by integrated methods, including gas detention.

... 新近系火山岩油气藏的发现后,火山岩作为油气勘探的新领域,越来越受到人们的重视^[1,2] ...

2010

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王洛, 李江海, 师永民, 等. 准噶尔盆地滴西地区石炭系火山岩识别与预测[J]. 岩石学报, 2010, 26(1): 242-254.

The important industrial gas has been developed from the Carboniferous volcanic reservoir in Dixi area, Junggar basin. However, it makes the research to the Carboniferous volcanic rocks in this area difficult for its complex diagenesis environment, incomplete preservation due to deuteric weathering and denudation, and diverse lithology. In this paper, the characteristics of Batamayineishan Formation of Carboniferous volcanic rocks in Dixi area were studied in detail. The features of rock cores, thin sections and response of well logging were analyzed. A suit of methods for identifying the lithology were presented. The seismic response characteristics of typical combined rocks were summarized and the distribution of dominant lithology was predicted. The research shows that the distribution of volcanic rocks can be divided into 3 segmentations, the east, the centre and the west, for the top zone of Batamayineishan Formation in the research area. From the viewpoint of lithology, the east segment is mainly acidic volcanic rocks, the west segment is mainly basic volcanic rocks, and the basic, intermediate and acidic volcanic rocks are all well developed in the centre segment. From the viewpoint of occurrence, effusive occurrence dominates the east and west segments, both effusive and intrusive occurrence are well developed in the centre segment. The characteristics of multi-stage of the volcanic rocks can be found, the volcanic edifices are overlayed one by one and show some relationship for time and space. Stratovolcano edifice is well developed in the research area. The methods used in this paper are available to the anatomy of volcanic rocks and volcanic edifices in other areas of this basin, and they also can be used as some basis for the exploration and development of the oil and gas in this area.

准噶尔盆地腹部滴西地区石炭系火山岩储层中已获重要的工业气流。然而由于成岩环境复杂,岩性多变,火山机构受后期风化剥蚀和构造作用的影响,保存不完整,使得该区火山岩研究难度大,认识程度较低。本文对滴西地区石炭系巴塔玛依内山组火山岩特征进行了研究,分析了该区典型岩性的岩心、岩石薄片及测井响应特征,提出了一套火山岩测井识别的方法。在此基础上,总结了典型岩性组合的地震反射特征,并对岩性的展布情况进行了预测。最后,对火山岩形成的环境进行了探讨。研究结果显示,滴西地区巴塔玛依内山组顶面的火山岩分布具有一定的分段特征,可以分为东部、中部、西部三段: 从成分上看,东部以酸性岩为主,西部以基性岩为主,中部则酸性岩、中性岩和基性岩皆较发育; 从火山岩产状上看,东部和西部以喷出产状为主,中部则侵入产状和喷出产状皆发育。巴塔玛依内山组火山岩体具有多期次的特点,各火山机构彼此叠置,时间和空间上具有一定的相关性。层状火山机构发育。本文的研究方法对准噶尔盆地内石炭系火山岩研究及火山机构的解剖具有借鉴意义,同时也为该区的油气勘探和开发提供一定的依据。

... 新近系火山岩油气藏的发现后,火山岩作为油气勘探的新领域,越来越受到人们的重视^[1,2] ...

1994

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... 全球已有超过50多个国家和地区300多个盆地陆续发现了与火山岩有关的油气藏或油气显示^[3,4],其中不乏一些典型的大型火山岩油气藏,例如印度尼西亚NW向Java盆地的Jatibarang油气藏^[4]、纳米比亚Orange盆地的Kudu气田^[4]、阿根廷Neuquen盆地的Medanito-25 de Mayo 油田等^[5] ...

... 1 研究区概况新生代火山岩在泰国广泛分布,这些岩浆活动大多和渐新世至中新世晚期印度板块与亚洲板块碰撞,以及安达曼海海底扩张而形成的复杂区域构造应力导致的盆地伸展作用相关^[3,4,5] ...

2003

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2007

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2008

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... 我国也自20世纪50年代开始在准噶尔盆地、塔里木盆地、辽河盆地、松辽盆地和二连盆地等陆续发现大量火山岩油气藏,尤其是徐深气田^[6,7]、克拉美丽气田^[8,9]和长深气田^[7,8,10]取得了较好的经济效益,表明火山岩具有广阔的油气勘探前景 ...

2010

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2009

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2015

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陈萍, 张玲, 王惠民. 准噶尔盆地油气储量增长趋势与潜力分析[J]. 石油实验地质, 2015, 37(1): 124-128.

The Junggar Basin is one of early explored petroliferous basins in China. Since the discovery of the Karamay Oil Field in 1955, over 30 oil fields have been found. The geologic features, hydrocarbon accumulation mechanisms and distribution characteristics of the Junggar Basin were studied in this paper. The basin has undergone rapid and effective exploration in past years, which helped potential prediction. The present estimate of recoverable oil and gas resources in the basin is 45.3% and 30.3%, respectively. Exploration is in the middle and late stages. There are (9.42~16.92)×10 8 t oil remaining unproved. Lithologic, igneous rocks and tight sandstones are the main targets for future exploration in the basin.

1. SINOPEC Petroleum Exploration & Production Research Institute, Beijing 100083, China; 2. SINOPEC Star Petroleum Co Ltd, Beijing 100083, China

准噶尔盆地是我国最早发现油气的沉积盆地之一, 自1955年发现克拉玛依油田以来,已探明30多个油气田.通过对盆地地质特征、成藏机制以及储量分布特征分析,重点探讨了近年来盆地快速、高效勘探的成功经验,并以油气储量发现为主线,结合盆地勘探程度和储量增长变化趋势,预测了盆地未来储量增长和勘探潜力.目前盆地油、气探明程度为45.3%和30.3%,正处在中期—中晚期勘探阶段,预测还应有(9.42~16.92) × 10 8 t的石油地质储量待探明;岩性、火山岩、致密砂岩等隐蔽性油气藏是盆地今后油气勘探的主要目标.

2014

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魏国齐, 杨威, 李剑, 等. 中国陆上天然气地质特征与勘探领域[J]. 天然气地球科学, 2014, 25(7): 957-969.

The main subaerial gas-bearing basins in China include craton basins,foreland basins,intracontinental rift (fault-depression) basins and strike-slip (pull-apart) basins.In these basins,four kinds of gas source rocks are mainly developed,including coal bed,terrestrial dark shale,marine dark shale and carbonate.Clastic reservoirs,carbonate reservoirs and volcanic reservoirs,which have low-middle porosity and permeability,are the three main reservoir types.Various types of gas pools are found and classified into four types such as structural gas pool,structural-stratigraphic gas pool,stratigraphic-lithological gas pool and fractured gas pool.Large gas fields in different basins have different controlling factors.Take large gas fields in craton basin as an example,their formation is controlled by paleo uplift,reef flat in platform margin,and large gentle slope,etc.Five gas regions have been discovered in subaerial region,including the Ordos,Tarim,Chuanyu,Qaidam and Eastern gas region.The gas regions are distributed in Precambrian,Palaeozoic,Mesozoic and Cenozoic strata.The gas resource is most abundant in craton and foreland basins.There are many exploration fields in future.It is evaluated that there are 33 favourable exploration regions,84.6×10 4 km 2 exploration area and 50.9×0 12 m 3 potential resource distributed in craton basin,foreland basin,and rift basin (the deep zone of Songliao Basin),which indicates a wide exploration prospect.The succeeded exploration fields include biogas,coal bed gas and shale gas etc.These exploration fields,which have great exploration potential,are the exploration emphasis in the future.

Langfang Branch,PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development,Langfang 065007,China

中国陆上含天然气盆地主要有克拉通盆地、前陆盆地、陆内裂谷（断陷—拗陷）盆地和走滑（拉分）盆地。发育煤层、陆相暗色泥岩、海相暗色泥岩和海相碳酸盐岩4类气源岩；储层主要为碎屑岩、碳酸盐岩和火山岩储层，以中—低孔渗为主；天然气藏类型多样，主要发育构造气藏、构造—岩性气藏、地层—岩性气藏和裂缝性气藏4种类型。不同类型盆地大气田形成的主控因素不同，如克拉通盆地大气田主要受古隆起、台缘礁滩、大型缓坡等因素控制。中国陆上已形成鄂尔多斯、塔里木、川渝、柴达木及东部5大气区，天然气田（藏）从前寒武系、古生界、中生界至新生界均有分布；从盆地类型看，以克拉通盆地和前陆盆地资源最为丰富。天然气下一步勘探重点领域较多，在克拉通盆地、前陆盆地及裂谷盆地（松辽盆地深层），评价有利勘探区带（块）33个，勘探面积为84.6×10 4 km 2 ，资源潜力近50.9×10 12 m 3 ，体现了广阔的勘探前景；天然气勘探接替领域主要有生物气、煤层气和页岩气等，在中国勘探潜力较大，是未来勘探的重点。

2015

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... 战略的实施,在国外油气勘探和开发过程中也遇到了一些火山岩油气藏^[11,12],其中泰国Phetchabun盆地Wichian Buri次盆新生界火山岩油气藏是典型的例子 ...

2015

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... 战略的实施,在国外油气勘探和开发过程中也遇到了一些火山岩油气藏^[11,12],其中泰国Phetchabun盆地Wichian Buri次盆新生界火山岩油气藏是典型的例子 ...

1988

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2001

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... 该盆地被NE向断层分割为5个次盆,其中最南部的为Wichian Buri次盆^[14,15,16],且内部沉积地层中分布有大量新生代火山岩系(图1(b)) ...

2011

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... 该盆地被NE向断层分割为5个次盆,其中最南部的为Wichian Buri次盆^[14,15,16],且内部沉积地层中分布有大量新生代火山岩系(图1(b)) ...

1993

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... 该盆地被NE向断层分割为5个次盆,其中最南部的为Wichian Buri次盆^[14,15,16],且内部沉积地层中分布有大量新生代火山岩系(图1(b)) ...

... ^[16],为一套晚始新世以冲积扇沉积和火山岩为主的同裂谷期充填层序 ...

2013

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... 由于长期的油气勘探,在前人对地震和测井数据、微体古生物及放射性同位素定年等大量研究工作基础之上,Phetchabun盆地(尤其Wichian Buri次盆)已经建立了较为完善的地层层序^[17](表1) ...

2017

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... 1 火山岩岩性特征研究区新生代火山岩具有多次喷发的特点,因而火山岩类型多样^[18] ...

1979

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... 本次研究主要通过选取研究区76口已钻遇火山岩钻井的取心或岩屑资料,磨制普通薄片并进行镜下鉴定,同时选取部分样品利用X射线荧光光谱仪(XRF)进行全岩主量元素测试,同时采用国际地科联火成岩分类学分委会推荐的火山岩岩性分类法^[19,20]进行化学分类,考虑其结构和构造特征,进而对研究区发育的火山岩进行全面的分类和命名 ...

1991

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2017

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... 2 火山岩岩性识别通过岩心、薄片和地球化学等方法划分火山岩的岩石类型虽然准确,但是具有不连续、成本高的问题,而利用地震资料划分精度又相对较低,无法满足勘探和开发的需求,因而利用测井资料建立研究区火山岩岩性识别方法十分必要^[21] ...

... 其中,GR曲线通常是对地层中U、Th、K等放射性元素释放伽马射线的强度进行测量,而在火山岩中K元素的含量增加,酸度增大,GR值也随着逐渐增大^[21,22,23] ...

... DEN曲线是根据康普顿效应测量地层的体积密度,在火山岩中随着酸性的增加,SiO₂含量增加,而铁镁质矿物含量减少,因而随着火山岩酸性增强,DEN值逐渐减小^[21,22,23],但也受孔隙、裂缝、流体以及后期蚀变等因素的影响 ...

2017

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... 根据前人经验^[22]及本次研究结果,发现自然伽马(GR)、密度(DEN)和光电吸收截面系数(Pe)等3种测井对研究区火山岩岩性较为敏感 ...

2017

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... 交会图法是常用的岩性识别方法^[23] ...

1993

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... Pe曲线主要是测量岩石的光电吸收截面指数,其受流体影响较小,主要取决于岩石矿物成分及其含量^[24],在火山岩中随着酸性增强,Pe值逐渐降低^[25] ...

2010

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... Pe曲线主要是测量岩石的光电吸收截面指数,其受流体影响较小,主要取决于岩石矿物成分及其含量^[24],在火山岩中随着酸性增强,Pe值逐渐降低^[25] ...

2003

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... 3 火山岩发育期次及岩相展布火山岩岩相控制着储集空间的发育程度和组合规律^[26],是火山岩油气勘探和开发中必不可少的研究内容 ...

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... 研究区新生界火山岩是多期次、间歇喷发过程中叠置、沉积而成,而不同期次的火山岩在物质成分、结构和构造的差异是划分火山喷发旋回和期次的基础^[27] ...

... 在岩性识别的基础上,通过对火山岩旋回、期次界面上的沉积夹层、风化壳、岩性界面和火山灰层的识别^[27],可以划分出单井剖面的火山岩发育期次 ...