石油圈
近些年來，隨著石油工業的發展和勘探技術的不斷提高，火山巖儲集層作為油氣勘探的新領域，已引起石油界和學者們的廣泛關注，火山巖油氣藏已成為當前國內外研究和開發熱點之一?；鹕綆r油氣藏在國外已有120多年的勘探歷史，我國則自20世紀50年代以來，經過多年的努力，在火山巖油氣藏勘探方面取得了重大突破，在松遼、準噶爾、三塘湖、渤海灣、二連、塔里木和四川等盆地都取得了重大突破，特別是松遼盆地和準噶爾盆地兩大火山巖油氣區已具較大規模?；鹕綆r儲層作為盆地深層的主體，必將成為今后相當長時期內油氣勘探的重要領域。
測井資料作為采集和應用最廣泛、精度最高的來自地下巖石物理性質的直接測量結果，在油氣藏評價中一直發揮著不可替代的重要作用。經過多年的技術研究和勘探實踐驗證，已經形成了許多成熟的測井理論、評價技術和方法，在多種類型儲層特別是沉積巖評價中應用效果良好。
但與沉積巖儲層相比，火山巖儲層的測井評價則更具挑戰性，主要表現在火山巖巖性和儲集空間復雜多樣以及由此造成的利用電阻率等測井資料評價含油性的困難等。國內外在火山巖油氣藏測井評價方面已經做了大量工作，取得了許多研究成果，比較有代表性的如《火山巖油氣藏測井評價技術及應用》（中國石油勘探與生產分公司，2009）中系統介紹了火山巖儲層巖性巖相識別、儲層識別及物性評價、油氣識別及飽和度計算等方面的思路和方法，并以新疆準噶爾盆地為主，給出了多個火山巖油藏測井評價的應用實例分析；《酸性火山巖測井解釋理論、方法與應用》（李寧等，2009）則從酸性火山巖測井響應特征分析、酸性火山巖巖心實驗出發，系統介紹了巖性判別、基質和裂縫孔隙度計算、基質和裂縫飽和度計算、滲透率計算等酸性火山巖測井解釋的理論和方法，并以東部松遼盆地為主給出了酸性火山巖測井地質應用實例。
總體看來，火山巖油氣藏的測井評價主要包括巖性巖相評價、儲層識別與物性參數評價、儲層流體性質評價等幾個方面，其中裂縫評價及孔隙度、流體飽和度等儲層參數的確定是儲集層評價的關鍵。評價所用測井資料仍以常規測井為主，而應用越來越廣泛的電成像、核磁共振、元素俘獲能譜、陣列聲波等特殊測井為火山巖儲層評價提供了更多更可靠的技術支持。
1火山巖巖相、巖性識別
巖性識別是火山巖儲層測井評價的基礎。通常是以常規測井資料為主，基于不同測井曲線的響應特征，通過構建各種形式的交會圖并借助于一些先進的數學分析方法進行巖性識別；而近些年來隨著微電阻率成像、陣列聲波、元素俘獲能譜等現代測井技術的不斷推廣應用，為巖性識別提供了更多更有利的技術思路?；鹕綆r巖相則能夠揭示火山巖空間展布規律和不同巖性組合之間的成因聯系，也是火山巖成因和物性研究的重要內容。
由于巖性變化復雜，火山巖巖性識別中特別需要重視巖心、薄片刻度測井的思想（匡立春等，2010）。當存在成像測井資料時，可以采用“成像測井識別巖性結構、常規測井識別巖石成分”的多層次綜合識別思想（王建國等，2008a；譚伏霖等，2011；張勇等，2012）。
1.1基于常規測井響應的巖性識別技術
主要利用不同巖性的火山巖在自然伽馬或伽馬能譜、密度、中子、聲波、電阻率和光電吸收截面指數等常規測井曲線上表現出的差異性，以曲線重疊圖、交會圖等方式判斷巖性。常用圖件包括M-N交會圖，聲波、密度、中子三孔隙度測井交會圖，自然伽馬-聲波時差交會圖、巖性指數-密度交會圖，電阻率-自然伽馬交會圖等。
早在1982年，AlbertoKhatchikian就在分析巖性密度、中子、聲波、自然伽馬和自然伽馬能譜等測井響應基礎上，以M-N交會圖為主進行火山巖巖性識別，陳冬等（2011）在準噶爾盆地火成巖巖性識別時也主要應用了M-N交會圖。范宜仁等（1999）針對克拉瑪依油田火山巖巖性識別，趙建和高福紅（2003）、馮翠菊（2004）、王樹寅（2006）、匡朝陽（2009）等針對大慶或東部地區火成巖巖性識別，邵維志等（2006）等對黃驊凹陷火成巖油藏評價，張家政和趙廣珍（2008）研究紅山嘴油田石炭系火山巖，寇彧等（2010）在克拉美麗氣田火山巖巖電研究時，譚伏霖等（2010，2011）、吳曉智等（2011，見圖1）、尚玲（2013）等研究準噶爾盆地火成巖油藏，趙宏波等（2014）研究鄂爾多斯盆地火成巖巖性時，均利用了不同巖性在這些測井曲線組合特征上的差異，采用了多種交會圖進行巖性識別?？锪⒋旱龋?010）利用交會圖版進行火成巖巖性識別并總結分析了從基性巖到酸性巖的自然伽馬、密度、聲波時差等曲線的變化規律。姜傳金等（2014）研究認為利用密度和縱波速度交會可以很好地區分基性、中性和酸性火山巖巖性。張大權等（2015）分析選用了自然伽馬、密度和聲波時差對火山巖巖性識別，利用GＲ-Ｒt/AC交會圖區分火山巖與沉積巖，在此基礎上根據GＲ-DEN交會圖與GＲ-AC交會圖區分出火山巖類型。
圖1.典型交會圖法識別火山巖巖性（吳曉智等，2011）
結合巖心、地層測試、鉆錄井等資料分析不同類型火山巖的常規測井響應規律，并輔以成像、陣列電阻率可提高常規測井識別巖性的效果。Yuan等（2006）綜合利用了縱橫波時差、中子、密度和深、淺側向電阻率重疊圖、交會圖進行巖性識別，并認為結合陣列感應測井、地層測試和鉆井等信息會明顯提升識別效果。鄭雷清等（2009）結合薄片分析資料將火山巖進行了分類，然后根據測井響應特征構建了孔隙結構指數和巖性指數兩個綜合參數，利用兩參數的交會圖，并結合成像資料定結構，達到了有效識別巖性的目的。
1.2基于成像等特殊測井的巖性識別
近些年來應用越來越廣泛的元素俘獲測井、核磁共振測井和電成像測井等特殊測井技術為火山巖巖性識別提供了更有效的技術支持。如Li等（2006）綜合利用元素俘獲測井、核磁測井和電成像測井，通過神經網絡方法進行了火山巖結構分析和巖性識別。
通常，對巖性最有效的評價方法是取心觀察分析，但巖心數量少、費用高。電成像測井則可在一定程度上替代實際巖心，在圖像上顯示的顆粒大小、形狀、磨圓度、球度、粒序或韻律等均可作為巖性判斷的重要直觀依據（陳鋼花，2001）。胡剛等（2011）基于計算機圖形學算法與支持向量機（SVM）分類器原理，提出了利用成像測井圖像紋理特征自動識別火成巖巖性的新方法，巖性識別率得以明顯提高。張瑩等（2007）利用FMI成像測井結合常規測井曲線首先將砂泥巖與火山巖區分開來，然后利用FMI動態圖像分析總結出了火山熔巖類（流紋巖、英安巖、安山巖、玄武巖）和火山碎屑巖類（火山角礫巖、凝灰巖）的FMI圖像識別模式；王坤等（2014，見圖2）利用鉆井取心資料與成像測井響應的相關關系建立了火山巖巖性的成像測井識別圖版；王智等（2010）綜合利用電成像FMI和元素俘獲ECS測井從成分和結構上識別火山巖巖性，并對噴發旋回進行了劃分。
圖2.不同巖性成像測井特征（王坤等，2014）
由于不同巖性具有不同的巖石強度，因此可以利用陣列聲波測井（DSI、XMAC等）提供的縱、橫波速度及速度比等資料，結合密度測井估算的巖石強度參數如泊松比、體積模量、切變模量等，用于區分巖性（劉呈冰等，1999；劉之的等，2010a）效果較好。
火山巖巖性復雜，礦物成分多變，若由測井資料處理得到巖石的礦物組成，則可以結合巖心分析較準確地識別巖性。目前以斯倫貝謝的元素俘獲能譜測井ECS為代表，測井時能同時測量和記錄非彈性散射與俘獲伽馬，通過處理可以得到H、Cl、Si、Ca、Fe、S、Ti、Gd、O、Mg、B、C等組成巖石的常見元素含量，并進一步定量得到地層礦物含量，根據不同礦物含量可以較好地識別火成巖巖性，目前應用效果較好。如袁祖貴等（2004）對ECS測井在地質及石油工程中多方面的應用進行了討論；王飛等（2008）根據ECS測井處理結果，利用元素含量交會圖和主成分分析建立了火山巖巖性的識別方法；楊英波等（2011）首先根據Si-Fe交會圖把火山巖分為基性巖、中性巖、酸性巖三大類，再根據全堿含量與特征元素交會圖對巖性進一步細分和識別。
版權聲明|來源：《地球物理學進展》，作者：張福明等，版權歸原作者所有。
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