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。
1火山巖巖相、巖性識別
1.3綜合多種測井資料進行巖性識別的數學方法
如上所述，目前發展了多種利用常規測井、電成像等特殊測井進行巖性識別的方法，為了綜合利用這些資料和技術、適應不同地區火山巖巖性的差異，在測井響應特征分析基礎上，常常綜合利用神經網絡（鄒長春等，1997）、對應分析和模糊數學（劉為付等，2002；潘保芝等，2003、2009；Panetal。，2003；趙武生等，2010；張伯新等，2010）、主成分分析（潘保芝，2002；潘保芝等，2009；范宜仁等，2012）、逐步判別（李祖兵等，2009）或Fisher判別（張家政等，2008、張家政和趙廣珍，2008；劉喜順等，2010；王坤等，2014）、層次分解（趙武生等，2010；譚伏霖等，2010）和支持向量機（牟丹等，2015）等數學方法提高利用測井資料識別巖性的能力。這些數學或計算機手段在不同地區適用性可能差別較大，需要結合實際地質情況優選使用。如湯小燕（2009a）、趙武生等（2010）、張瑩和潘保芝（2011a，b）、朱怡翔和石廣仁（2013）、周金昱（2014）等均利用了多種數學方法對樣本進行分析處理，通過對比選擇出適合研究區的巖性識別方法。
根據已有的研究成果和實踐認識，認為要特別強調巖心等第一性資料的重要性，在巖心分析基礎上，盡可能發揮元素俘獲能譜、電成像等各種特殊測井的作用，常規測井與特殊測井相結合是目前最有效的火山巖巖性識別途徑（張大權等，2015）。
1.4火山巖巖相的測井識別
巖相是火山巖成因和物性研究的重要內容?；鹕綆r巖相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，不同巖相帶火山巖儲層的孔隙和裂縫組合方式不同。目前利用測井資料識別火山巖巖相多采用測井相分析技術，比較有效的手段是常規測井與特殊測井相結合，前者主要根據曲線相對數值大小反映巖石成分，后者則主要從巖石結構和構造特征上區分不同巖相。
黃隆基和范宜仁（1997）提出了利用測井相分析技術進行火山巖巖相識別的基本思路，后來多人對此做了進一步利用和發展，如郭振華等（2006）、黃晨（2007）等分析了火山巖巖相與測井相的關系，將自然伽馬GＲ、電阻率Ｒt等測井數值劃分為不同的區間，根據GＲ-Ｒt不同數值區間的組合關系將火山巖巖相與測井相對應，利用這種對應關系由測井資料區分不同的巖相。朱愛麗等（1997）綜合利用了聲波時差、密度、中子、電阻率和自然伽馬測井，將這些曲線值分別劃分為高、中、低值區間，用于區分爆發相的凝灰巖、溢流相的玄武質角礫巖和溢流相或次火山相的致密玄武巖。張程恩等（2011，見圖3）對巖石薄片資料通過自然伽馬—釷含量（GＲTH）及自然伽馬—聲波時差（GＲ-AC）交會圖進行巖石結構劃分，利用巖石結構與巖相（爆發相、噴發相等）的對應關系區分火山巖巖相。徐晨等（2011）利用聲電成像測井進行了火山巖巖性和巖石結構類別的判別，在此基礎上大致判斷巖相類型。曾?。?015）采用巖心刻度測井，利用鉆井取心資料提取的巖性、結構、構造等特征標志，建立了常規測井識別火山巖成分、電成像測井識別火山巖結構構造的方法，最后利用測井識別的巖性、結構構造組合，可以有效評價火山巖相分布。
圖3.基于測井資料的巖石結構判定用于火山巖巖相劃分（張程恩等，2011）
但總體來看，目前還相對缺乏更有效的利用測井資料識別火山巖巖相的手段，特別是在取心分析等第一性資料相對匱乏時，僅憑測井資料識別巖相難度很大，還需要充分發揮地質、地震等專業領域的技術優勢，多學科有機結合以提高巖相劃分精度。
2火山巖有效儲層劃分及物性評價
火山巖儲層多為裂縫、孔隙雙重介質的儲層，其物性的定量評價通常也包括基質孔隙和裂縫參數兩部分。由于基質孔隙的評價技術相對比較成熟，這里主要根據火山巖特點，重點說明裂縫的識別及裂縫影響下的儲層物性評價。
2.1裂縫識別
從原理上講，由于各種測井方法都是巖石物理特性的綜合反映，裂縫作為巖石的組成部分，應該在各種測井資料上都有相應的特征。目前用于裂縫識別效果最好的是電成像測井，既可以對裂縫直觀識別，也可以進行定量評價。但由于成像測井發展較晚、資料獲取和處理成本高，其數量較少，在實際應用中需要發揮大量常規測井資料的作用。另外，陣列聲波、地層傾角等測井資料在裂縫識別中也得到了較好的利用。
（1）以常規測井為主的裂縫識別方法
基于常規測井的方法主要是通過測井原理分析，優選對裂縫比較敏感的雙側向、聲波、密度、中子等測井曲線，根據其測井響應組合特征，或者基于響應特征構建一些綜合參數，通過重疊圖、直方圖、相關分析或統計分析圖等方式實現對火山巖裂縫的識別。Ｒigby（1980）依據密度、中子和自然電位測井等研究了玄武巖、玄武角礫巖、安山巖和凝灰巖的裂縫識別問題，Sibbit和Faivre（1985）、Pezard和Anderson（1990）、羅光東和喬江宏（2010）應用雙側向電阻率差異判別裂縫狀態。閻新民（1994）、范宜仁等（1999）、緒磊（2009）等根據火山巖裂縫性儲層測井曲線的形態和數值特征，選用敏感參數組合，利用各類直方圖、相關分析圖、交會圖和逐步回歸等統計分析方法，建立了研究火山巖裂縫的方法。吳文圣等（2001）、王利華（2008）等主要分析利用了雙側向和微球型聚焦等電阻率曲線特征識別裂縫發育段并判斷其有效性。袁士義等（2004）給出了基于常規測井資料的孔隙結構指數法、孔隙度測井組合法等定量識別裂縫的技術和裂縫參數的計算方法；鄭雷清等（2009）利用聲波、密度、中子、電阻率和自然伽馬曲線構建了三條指示曲線，通過指示曲線的變化來識別裂縫發育段。彭永燦等（2008）則是根據裂縫的常規測井響應特征和電性劃分標準，將裂縫劃分并識別為三個不同的級別。
圖4.基于常規測井的多參數及綜合概率法判斷裂縫發育程度
綜合概率法是一種綜合各種常規測井資料識別裂縫的有效方法（潘保芝等，2003b；湯小燕等，2009b；龔佳等，2011；張程恩，2012），其基本原理就是將能夠有效指示裂縫的各項裂縫概率指標（測井曲線）按照其反映裂縫的能力進行加權，得到綜合概率值并據此進行裂縫識別，通常需要借助于成像測井段的裂縫識別結果去刻度其他測井資料以確定加權系數。趙海燕（2000）利用三孔隙度和雙側向電阻率差異共四條曲線加權建立了裂縫指示概率曲線。王擁軍等（2007）提出了鈾異常指標、次生孔隙度、視孔隙結構指數、深淺側向幅度差等特征指示參數，并在此基礎上進一步提出了裂縫概率函數、裂縫發育指數函數等火山巖裂縫綜合識別方法。圖4是西部某火山巖地層利用多參數及綜合概率法判斷裂縫發育程度的應用實例。
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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