巴西桑托斯盆地深水区S油田火成岩地震响应及分布特征

王朝锋，邵大力，唐鹏程，王红平，张勇刚

(中国石油 杭州地质研究院,杭州 310023)

巴西桑托斯盆地深水区S油田火成岩地震响应及分布特征

王朝锋，邵大力，唐鹏程，王红平，张勇刚

(中国石油 杭州地质研究院,杭州 310023)

通过钻井、录井、测井、岩心以及地震响应综合研究，确定了巴西桑托斯盆地深水区S油田发育两种岩性、四套火成岩体，分别为A层内部、C层内部、D层底部的玄武岩和D层顶部的辉绿岩，相对于玄武岩，辉绿岩发育规模小、厚度薄。火成岩在测井上表现为“两高一低“”曲线特征(高密度、高伽玛、低声波)，总体上物性较差，玄武岩平均孔隙度小于5%，局部发育孤立孔，裂缝较少，辉绿岩致密，无可见孔。厚层玄武岩夹薄层灰岩在地震剖面上表现为杂乱反射特征，厚层块状玄武岩表现为空白反射特征，辉绿岩表现为单轴强反射特征。综合地震属性明确了火成岩主要分布于伸展断层的上下两盘，推测与深大断裂有关。

火成岩发育模式； 碳酸盐岩储层； 桑托斯盆地

0 引言

近年来，巴西桑托斯盆地深水区盐下勘探取得了一系列重大发现，据IHS统计，截至2013年底，该盆地共发现了10个可采储量在1.4ⅹ108t以上的巨型油气田，总可采储量达51.5ⅹ108t吨油气当量。前人研究认为,桑托斯盆地是大陆漂移过程中形成的[1-2]，早白垩世南美和西非板块开始裂解，演化为裂谷型盆地，发育河流-湖相烃源岩和储层，其中巴列姆阶地层中发育湖相碳酸盐储层，平均净厚度为125 m，平均孔隙为10%～15%[3]，在阿普特阶盆地进入过渡期，形成巨厚的盐岩盖层，随后盆地进入漂移期，沉积海相的碳酸盐岩和碎屑岩，盐下油气成藏条件较好[4-5]。S油田位于桑托斯盆地东北部，如图1，2010年获得油气发现，巴西石油管理局(ANP)预测S油田男排可采储量为8×108～12×108桶。

Santos盆地是一个火成岩活动强烈的深水盆地。前人利用重磁资料和区域二维地震资料对桑托斯盆地的火山岩做了大量的研究，认为该盆地主要经历了四期火山活动[6-8]：①瓦兰今阶-欧特里夫阶；②阿普特阶；③圣通阶-坎潘阶；④始新统。其中，始新统火成岩分布较广，主要为侵入相[9]，其他三期主要为喷发相的玄武岩，阿普特阶早晚各有一期火成岩活动[10]。由于盐下勘探程度较低，钻井资料相对较少，对于火成岩发育的模式、分布规律的研究比较薄弱。

桑托斯盆地S油田多口钻井钻遇多套火成岩，证实火成岩的存在导致碳酸盐岩储层物性变差，且厚度预测不准。这里针对桑托斯盆地深水区S油田火成岩识别和分布存在的问题，研究火成岩测井、地震响应特征，预测火成岩的分布，以此为探井部署和地质评价提供参考。

图1 研究区位置图[4-5]Fig.1 Location of S oil field[4-5]

1 火成岩岩电及地震响应特征

研究区两口井well1和well2钻遇火成岩，其中well1井钻遇两套火成岩，分别位于D层顶部和A层上段(图2)。上部火成岩厚度为42 m，岩性为暗灰色辉绿岩，显晶质，长石和辉石斑晶，整体比较坚硬，在测井曲线上表现为高密度、高伽玛、低声波、高电阻，核磁测井显示具有低孔低渗的特点，平均孔隙度小于3%。下部火成岩厚度为148 m，未钻穿，岩性为暗灰色玄武岩，隐晶质，偶见辉石斑晶，局部可见孤立的杏仁孔，很少见到裂缝，整体比较坚硬，在电测曲线上表现为高密度、高伽马、低声波、低电阻，在核磁测井上具有低孔低渗的特点，平均孔隙度小于5%。

图2 巴西Santos盆地地层柱状图[7]Fig.2 Stratigraphy of Santos basin in Brazil[7]

图3 辉绿岩地震响应特征Fig.3 Seismic reflection characteristic of diabase

声波和密度测井揭示辉绿岩的速度和密度均大于碳酸盐岩，在地震剖面上表现为强振幅，由于厚度较薄，位于相邻的波峰-波谷之间，并且在辉绿岩发育的位置同相轴较宽，在道积分剖面上更易识别(图3)。而A层厚层玄武岩则表现为空白反射地震相(图4)。

WELL2井在D层底部和C层中均钻遇厚层火成岩(图5)。D层下段火成岩夹薄层泥晶灰岩，C层火成岩夹薄层介壳灰岩，火成岩共计494 m，岩性为黑色、暗色-绿灰色玄武岩，隐晶质，见黄铁矿和杏仁状构造，遇盐酸反应，中等硬度，薄片观察结果为喷发溢流相，晶体以长石微晶为主，局部可见长石斑晶，基质以隐晶的玻璃质为主，微晶可见燕尾结构，指示快速冷却，杏仁气孔多被碳酸盐和石英充填。在电测曲线上表现为低声波、高密度、高伽马、低电阻，核磁测井显示具有低孔低渗的特点，平均孔隙度小于5%。玄武岩在地震剖面上表现为杂乱反射，与正常沉积的碳酸盐岩地层明显具有不协调性，并且上覆地层上超特征明显，如图5红色箭头所示。

火成岩在电测曲线上表现为“两高一低”特征(高密度、高伽玛，低声波)，核磁测井显示物性均较差，在地震剖面的反射特征与正常沉积的地层具有较大差异。

图4 过WELL1井地震剖面及地层柱状图Fig.4 Seismic and lithology section of well 1

2 火成岩平面分布特征

由于火成岩与主要目的层碳酸盐岩在产状和速度上均存在差异，所以在地震剖面上它们的反射结构和能量强弱均有所不同[11]，浅层辉绿岩在地震剖面上表现单轴强反射特征，而玄武岩主要表现为杂乱强反射的特征，这样可以通过三维地震属性进行火成岩平面分布预测。研究发现,均方根振幅能较好地反映火成岩平面分布，红色和黄色代表能量高值，辉绿岩在均方根振幅平面图表现为长条形，近断层分布，而且长轴方向与断层的走向相近，推断辉绿岩是通过断层上移，就近侵入早期沉积的地层中。玄武岩在平面上分布在断层的上下两盘，离断层距离越远厚度越薄(图6)。由此推断，火成岩分布主要受深大断裂控制。

图5 过WELL2井地震剖面Fig.5 Seismic and lithology section of well 2

图6 均方根振幅Fig.6 Root mean square amplitude(a)D层；(b)C层

3 火成岩发育模式

S油田盐下目的层目前已经发现4套火成岩:①A层玄武岩;②C层玄武岩，位于碳酸盐岩内部;③玄武岩位于D层底部;④套火成岩为辉绿岩，位于D层顶部。在C层、A层地层沉积整个过程均伴随着火山活动，所以整个地层从下向上均发育玄武岩，D层地层沉积时，只是在早期有火山爆发，岩浆沿断层向上运移，喷出地表分布于断层上、下两盘，形成玄武岩，正常沉积碳酸盐岩地层直接超覆其上，辉绿岩在微生物灰岩沉积之后顺层侵入，规模较小，厚度较薄。所以S油田的火成岩分布由基底大断层控制，在活动断层的根部形成火成岩通道，上、下两盘分布喷发相和侵入相的火成岩体，远离断层的位置不发育火山岩。

图7 S油田火成岩发育模式Fig.7 Igneous develop model in the S oil field

4 结论

Snatos盆地S油田盐下发育两类火成岩性体，A层内部、C层内部、D层底部的玄武岩和D层顶部的辉绿岩，火成岩具有高密度、高伽玛、低声波、低孔低渗的曲线特征。辉绿岩主要表现为单轴强振幅特征，而玄武岩既可以形成杂乱反射，又可以形成大片的空白反射，受深大断层控制，辉绿岩在平面上表现为长条形，玄武岩在平面表现为椭圆形，并且分布在断层的上、下盘，远离断层的位置基本不发育火成岩，因此井位的选择应尽量避开近断层的位置，尤其是有火山岩发育的断层上下盘位置。

[1]何娟,何登发,李顺利,等.南大西洋被动大陆边缘盆地大油气田形成条件与分布规律-以巴西桑托斯盆地为例[J].中国石油勘探,2011(3):57-67.HE J,HE D F,LI S L,et al.Formation and distribution of giant oil and gas fields in passive continental margin of South Atlantic Ocean——A Case Study of Santos Basin in Brazi[J].China petroleum exploration,2011(3):57-67.(In Chinese)

[2]ANNE-CLAIRE CHABOUREAU,FRANCOIS GUILLOCHEAU,CéCILE ROBIN,et al.Paleogeographic evolution of the central segment of the South Atlantic during EarlyCretaceous times:Paleotopographic and geodynamic implications[J].Tectonophysics,2013,604:191-223.

[3]H.C.MATIAS,X.GUANGSHENG,R.MARGEM.Unlocking pandora-Insights from Pre-salt reservoirs in Campos and Santos Basins(Offshore Brazil)[C].77th EAGE Conference & Exhibition 2015 IFEMA Madrid,Spain,2015:1-4.

[4]邓超,白国平,仲米虹.巴西桑托斯盆地含油气系统划分与评价[J].海相油气地质,2014,19(3):35-42.DENG CHAO,BAI G P,ZHONG M H.Division and evaluation of petroleum systems in the Santos basin,Brazil[J].Marine origin petroleum geology,2014,19(3):35-42.(In Chinese)

[5]熊利平,邬长武,郭永强.巴西海上坎波斯与桑托斯盆地油气成藏特征对比研究[J].石油实验地质,2013,35(4):419-425.XIONG L P，WU C W，GUO Y Q.Petroleum accumulation characteristics in Campos and Santos Basins，offshore Brazil[J].petroleum geology & experiment,2013,35(4):419-425.(In Chinese)

[6]W.MOHRIAK.Salt tectonics,volcanic centers,fracture zones and their relationship with the origin and evolution of the South Atlantic Ocean:geophysical evidence in the Brazilian and West African margins[C].7th International Congress of the Brazilian Geophysical Society,2001 (7):1594.

[7]W.MOHRIAK,M.NEMCOK,G.ENCISO.South Atlantic divergent margin evolution:rift-border uplift and salt tectonics in the basins of SE Brazil[J].Geological Society,London,Special Publications,2008,294:365-398.

[8]GOMES,P.O.,PARRY,J,MARTINS,W..The outer high of the santos basin,southern sao paulo plateau,brazil:tectonic setting,relation to volcanic events and some comments on hydrocarbon potential[C].AAPG International Conference and Exhibition,Cape Town,South Africa,2008:1-13.

[9]SZATMARI,P.&MOHRIAK,W.U..Plate model of post-breakup tectono-magmatic activity in SE Brazil and the adjacent Atlantic[J].V Simposio Nacional de Estudos Tectonicos,1995(5):213-214.

[10]SE′RGIO GOULART OREIRO,JOSE′ ANTO,NIO CUPERTINO,PETER SZATMARI.Influence of pre-salt alignments in post-Aptian magmatism in the Cabo Frio High and its surroundings,Santos and Campos basins,SE Brazil:An example of non-plume-related magmatism[J].Journal of South American Earth Sciences,2008,25:116-131

[11]陈广坡,潘文庆,郑多明,等.碳酸盐岩潜山中火成岩体的地震识别与预测-以塔里木油田英买力地区为例[J].石油地球物理勘探,2007,42(1):87-93 CHEN G P,P W Q,ZHENG D M,et al.Seismic identification and prediction of igneous rocks in carbonate buried hill:case in Yinmaili area of Tarim oilfield[J].Oil Geophysical Prospecting,2007,42(1):87-93.(In Chinese)

The seismic reflection and distribution characteristics of igneous rocks in S deep water oilfield,Santos basin of brazil

WANG Chao-feng,SHAO Da-li,TANG Peng-cheng,WANG Hong-ping,ZHANG Yong-gang

(Hangzhou Institute of Petroleum Geology,Hangzhou 310023,China)

Two lithologies,four igneous bodies in S deep water oilfield,Santos Basin of Brazil are determined using drilling,logging,core and seismic reflection comprehensively.Basalt is inside the A layer,C layer and bottom of the D layer.Diabase is on the top of D layer.Comparing with basalt,the scale of diabase is smaller in vertical and horizontal directions.The characteristics of igneous in the log are two high and one low (high-density,high gamma,low sonic wave).Their physical property is poor and the average porosity of basalt is not more than 5%.A few pore in the basalt is not connectivity while fracture is rarely recognized,so the igneous are very hard.The characteristics of carbonate interlayer between the thick basalts in seismic profile are chaotic reflection configuration.And thick basalts are shaped blank reflection.The characteristics of diabase are single event and strong reflection.The views could be determined that the igneous ware formed at the two sides of normal faults by combined analysis seismic attributes and the volcano eruption was linked the faults.

igneous rock development mode; carbonate reservoir; Santos basin

2015-09-16 改回日期：2015-11-04

王朝锋(1985-)，男，硕士，从事地震综合解释，E-mail：wangcf_hz@petrochina.com.cn。

1001-1749(2016)06-0805-05

P 631.2