1 概况

四川盆地火成岩广泛发育，成都—简阳地区发育的二叠纪火成岩总体以溢流相的火山熔岩和爆发相的火山碎屑岩为主，属于外围局部喷发区。2018年在成都—简阳地区钻探的YT1井，在二叠系茅口组—龙潭组火成岩爆发相储层中测试获高产气流22.5×10⁴m³/d，实现了四川盆地火成岩勘探的重大突破，同时展现出四川盆地火成岩极大的勘探潜力^[1-2]。

YT1井三维区位于成都—简阳地区中部，构造位置位于川中古隆起平缓构造区内^[3], 区内火成岩大面积分布，具有多期叠合、储层厚度变化大、非均质性强的特点。围绕已钻井优选典型区域开展研究(图 1)，在研究过程中，存在三方面的难点：①多期喷发和侵入叠置，纵横向分布规律性不强，相带变化快，火山机构识别困难；②多口井钻遇多种岩性组合，地震反射特征多样，爆发相储层预测难度大；③没有统一的气水界面，甚至低部位产气高部位产水，受地震资料品质影响，储层含气性预测难度大。

在研究过程中，采用逐级递进法，按照火山通道—火山机构外形—近、远口相—爆发相的顺序逐级识别火山机构。在爆发相识别的基础上，借助相控融合反演技术，刻画有效储层展布规律，形成一套适用于多期次火成岩有效储层预测技术流程，以此推动火成岩优质储层评价，指导火成岩高产井位部署，提高火成岩储层钻探成功率。

2 火山机构识别

YT1井钻井资料揭示，二叠系火成岩顶部发育较薄的溢流相玄武岩，上部发育爆发相的火山碎屑岩、碎屑熔岩，下部发育侵入相的粒玄岩、灰绿玢岩^[4]，属近火山口相组合。合成地震记录道上(图 2)，火成岩顶面表现为低频、强振幅特征，内部纵向上分为上、下两段，上段喷溢相表现为低频中—强波谷的反射特征，下段侵入相表现为高频弱反射特征。上、下两段具有明显的速度差异，界面清楚，具有二元双重结构特征。在地震剖面上，火成岩整体表现为丘状杂乱反射特征，顶面强振幅、连续反射，局部存在规律性上拱突起，底界弱振幅、断续反射，与茅口组灰岩呈突变接触关系，与合成地震记录道一致。然而，火成岩内部地震剖面表现为中—弱振幅高频杂乱反射特征，上下段界面模糊，并伴有部分“斜层”响应，与合成地震记录道不同。井震特征均表明本区火成岩多期次发育，内部界面不清以及部分“斜层”特征，推测可能是火成岩侵入造成的响应。

应用逐级递进法(图 3)火山机构识别技术，通过火山通道识别火山机构位置，发育模式分析内部结构，近、远火山口相区分寻找火山机构主体，爆发相定位刻画储层分布。逐层次递进分析，解决多期次火成岩识别的问题。

2.1 火山通道

在地震剖面上，火山通道破碎带表现为中—弱振幅、同相轴错断特征^[5]。研究区内火山通道可分为两类(图 4a)：①破碎带少，代表喷发能量强，火山机构规模大；②破碎带多，代表喷发能量较弱，火山机构相对小。采用逐层剥离技术，分析火山通道平面特征，明确火山机构位置。火山通道在相干属性图(图 4b)上表现为环状特征，B层属性平面表现为大面积不相关的特征，表明此时期破碎带发育。三维可视化显示(图 4c)也可看到明显的火山通道立体结构。

2.2 发育模式

为了分析火成岩内部结构，寻找“斜层”响应的真实原因，依据已钻井信息，建立四种正演模型(图 5a)。①水平层状模型，基于理想水平层状介质下火成岩模型；②侵入岩向上穿层侵入模型，研究爆发相和侵入相界面的波组特征；③侵入岩未穿层侵入模型，火成岩顶面地层上拱形变，研究火成岩顶面波组特征；④侵入岩向上侵入，上拱挤压同时造成火成岩顶面地层上拱形变模型，研究侵入岩对火成岩内部结构在地震响应的影响。

对比上述四种模型正演结果(图 5b)，认为模型④与目前地震资料相似度较高。依据此模型，火山机构演化主要分为二期(图 6)。

Ⅰ期：茅口组上段—龙潭组沉积时期(图 6a)。茅口组上段沉积时期岩浆集中喷发，形成以玄武质碎屑熔岩、玄武质火山碎屑岩为主的早期爆发相储层。龙潭组沉积时期，泥页岩覆盖在龙潭组爆发相火成岩之上，形成良好盖层，火成岩顶面附近在地震资料上表现出明显的超覆特征。

Ⅱ期(图 6b)：龙潭组上段沉积时期或更晚，深部岩浆沿原火山通道再次上涌，侵入爆发相火成岩底部，形成火成岩下段侵入相的粗粒玄武岩及辉绿岩。分析认为，该期火山侵入能量相对较弱，副火山通道围绕原火山通道附近密集发育，多通道侵入爆发相火成岩，形成爆发相内局部侵入岩，TF101井、TF8井等井在上段爆发相中均钻遇厚度不等的粗粒玄武岩和辉绿岩。

结合演化模式进一步建立本区火成岩发育模式(图 7)。本区火成岩围绕早期火山通道分布，岩浆从主火山通道喷出后，在茅口组顶部形成碎屑熔岩和碎屑岩，岩浆顺着主、副火山通道侵入爆发相火成岩，形成侵入相的粒玄岩和辉绿岩。

2.3 近、远火山口相及爆发相

依据堆积物特点及距离火山口的距离，平面上将火山岩划分为近火山口相和远火山口相。近火山口相主要发育爆发相的玄武质碎屑融岩、玄武质火山碎屑岩及侵入相的粗粒玄武岩及辉绿岩。远火山口相主要发育溢流相的玄武岩。本区的储层主要发育在近口爆发相，因此，采用敏感属性融合技术和低频数据体辅助技术，结合地震响应特征，在近火山口相中识别爆发相，为储层预测奠定基础。

在地震剖面上，依据近口相表现为低频、杂乱不连续反射，而远口相表现为高频、连续反射。近口相在相干剖面上表现出不相关的特征，远口相在瞬时频率剖面上表现出中高频的特征，选取这两种属性刻画近、远口相。在此基础上，通过低频(15Hz)正演(图 8)，发现爆发相在低频地震剖面上特征更加清楚。多参数测试后，应用13~18Hz低频体，辅助火成岩爆发相识别刻画。

3 储层预测

根据钻井资料分析，上段爆发相储层的储集空间主要为各种次生孔隙和裂缝。火成岩岩性二元双层结构及火成岩内部特征正演模拟均表明，爆发相储层的形成和改造与岩浆侵入及后期成岩演化作用相关。除脱玻化作用形成的次生孔隙外，推测晚期岩浆侵入时，通过热液熔蚀作用对爆发相储层进行改造，对该区储层形成产生重要影响。

由于本区火成岩岩性变化快，因此针对敏感曲线进行合并交会分析，明确测井表现特征，在前期爆发相识别的基础上，依据地质架构指导建立双层地质模型，采用融合反演技术，解决多岩性组合中的储层预测问题。

3.1 敏感曲线分析

并非所有的火山碎屑岩均能形成储层。本区钻遇的多种类型火成岩可合并为四大类型：低阻抗火山碎屑岩+碎屑熔岩(储层)、高阻抗火山碎屑岩、玄武岩+灰绿玢岩+粒玄岩(侵入岩)、凝灰岩+泥岩+煤。自然伽马曲线和纵波阻抗曲线对储层表现敏感，对其进行交会分析，储层表现为低伽马、中低阻抗特征。

3.2 相控融合反演

通过前期识别的爆发相建立双层地质架构模型，结合区内已有钻井的测井曲线进行叠后地震反演处理，分别得到纵波阻抗体和伽马体。纵波阻抗反演主要识别低阻抗储层，预测结果与井曲线特征吻合。但TF2井上部凝灰岩无法通过纵波阻抗识别。自然伽马反演解决了凝灰岩识别的问题，但TF8井下部高阻抗火山碎屑岩仍无法识别。因此，对两类反演数据体进行融合计算，综合识别火成岩爆发相储层。

从储层预测结果剖面上看(图 9)，上段爆发相储层表现为低阻抗的特征，横向波阻抗差异较大，能量强弱不均，说明爆发相储层内部横向差异较大。反演结果(图 10)表明，储层在工区西部集中连片发育，厚度存在较大差异，储层厚度较大、孔隙度较高的区域主要分布在YT1—TF2井附近，呈不规则的带状或椭圆状特征，与晚期火山通道分布趋势一致，进一步说明了晚期岩浆侵入对储层的改造作用。反演结果与钻井吻合较好。在连片发育区，存在局部厚度减薄的区域，推测可能受多个相对独立火成岩体相互叠置影响。

4 认识

(1) 井震结合，建立研究区火成岩演化模式：茅口组上段—龙潭组沉积时期集中喷发形成储层，晚期侵入改造储层，使爆发相火成岩的不均质性变强，成藏影响因素复杂。

(2) 应用逐级递进法，在正演模拟的基础上，明确火山机构内部结构特征，分层次识别，解决多期次火成岩识别的问题。

(3) 由于火成岩喷发和侵入的特征没有规律，多个相对独立火成岩体相互叠置，导致井中钻遇的岩性差异大，利用相控融合反演解决多岩性组合储层预测难问题。