涪陵地區茅口組熱液白云巖儲層預測研究

曾 臻，屈大鵬，李文成，肖 偉，李 錚

（1.中國石化勘探分公司，四川成都 610041；2.中國石化河南油田分公司科技處，河南南陽 473132）

川東南涪陵區塊地理位置處于重慶市萬縣以南、涪陵以北、墊江以東、忠縣以西的廣大地區，構造位置屬于四川盆地川東高陡褶皺帶萬縣復向斜與拔山寺向斜之間，北西側為云安廠-大天池高陡構造帶，南東向為高峰場-大池干高陡構造帶。區塊主體位于四川含油氣盆地川東南、川東北、鄂西-渝東天然氣高產富集區結合部，是四川含油氣盆地的重要組成部分。近期，涪陵地區相繼在臺緣礁灘、致密碳酸鹽巖、茅口組白云巖等勘探領域獲得突破，展示了良好的勘探前景。2015 年，yx1 井在涪陵南部鉆遇茅口組熱液白云巖儲層，酸化壓裂后測試獲1 110.00 m3/d 天然氣流，不產水，證實熱液白云巖新領域具有良好的勘探潛力；2016 年首口預探井——tl6 井鉆遇茅口組熱液白云巖儲層23.1 m，酸化壓裂后測試獲11.08×103m3/d 高產工業氣流。tl6 井的突破，成功實現了涪陵地區茅口組勘探由巖溶縫洞氣藏向層狀白云巖巖性氣藏的轉變。

熱液白云巖成因復雜，儲層普遍致密、非均質強、厚度薄、響應特征復雜，常規預測方法效果差[1-2]。為了開展川東南涪陵地區茅口組的整體評價，本次研究充分利用三維地震資料，與鉆測井資料結合，開展研究區內儲層的地質及地球物理特征研究，建立儲層地震響應特征識別模式；結合已有地震資料的解釋成果，依據本區熱液白云巖儲層的展布特點，初步形成利用宏觀的基底斷裂識別與地震相精細刻畫落實儲層發育區帶的技術，微觀的疊前密度反演直接預測與疊后擬聲波反演間接預測相結合，來落實茅口組熱液白云巖有利儲層。

1 白云巖儲層沉積相分析

茅口組晚期受峨眉地幔柱活動的強烈影響，沉積水體變淺，在川西及川東南地區發育淺灘沉積[3]。東吳運動的抬升，川東南及川西地區遭暴露溶蝕，有利于風化巖溶儲層發育，是巖溶儲層發育有利區（巖溶斜坡+淺灘沉積）[4]。東吳運動早期或晚期的巖漿活動，導致地幔深部的熱液沿深大斷裂向上運移[5]，在向上運移的過程中將棲霞組-茅口組的高能灘相灰巖交代或將早期細粉晶白云巖重結晶，形成了熱液白云巖[6]。四川盆地茅口組為緩坡型碳酸鹽巖臺地相沉積。根據巖石類型及其組合特征、巖石顏色、沉積構造、古生物化石及其生態特征、測井曲線以及地震資料綜合分析，可識別出碳酸鹽巖緩坡、斜坡及盆地等沉積相類型。近年的勘探研究分析表明，川東南地區茅口組為熱液白云巖儲層發育有利區[7]。

2 白云巖儲層地震相分析

利用研究區內yx1 井和tl6 井的合成記錄精細標定與北部泰來地區tl2 井的標定相結合，確定了8個主要反射層。本區主要目的層地震反射信噪比較高、反射層次豐富、連續性好、地質現象清楚，橫向上能連續對比追蹤，并具有較好相似性。依據不同的地質層位具有的不同反射特征，可以較好地識別大套地層層位。TP2 反射層地震剖面上表現為二三個強相位，界面標定在第二個強相位，為全區地震反射的主要標志層。研究表明，熱液白云化作用一般發生在構造活動比較強烈的盆地。大量文獻表明，熱液流體的大規模運移及由此引起的一系列地質作用都與斷裂有關[8]，并且與一些特殊的構造背景有一定的相關性，這些特殊的構造背景包括：①伸展斷層（斷層的上盤）；②扭張斷層（主要為深大走滑斷層，特別在釋壓斷錯處）；③上述各種斷層（包括轉換斷層）的交匯處。因此，精細刻畫研究區基底斷裂的分布，對熱液白云巖儲層預測具有重要的意義[9]。

通過研究區及鄰區過盆地15#基底斷裂剖面綜合分析看出，基底斷裂在地震剖面上具有以下特征：①斷點清晰，斷面直立，斷面兩側同相軸交叉或錯斷，多見斷點繞射；②斷層所經過之處，斷層兩側地層上隆；③斷裂向下貫穿基底，向上消失于吳家坪組、長興組中。利用地震時間切片、高精度相干及裂縫地震相屬性結合地震資料，精細落實基底斷裂，研究區處于走滑斷裂帶。

進行茅口組地震相分析，是通過地震層序內部地震反射特征的分析，目的在于結合地震相分析和區域地質資料進行沉積相帶的精細劃分，指導精細儲層預測[10]。本次采用非線性稀疏脈沖譜反演提高分辨率處理技術，有效提高了研究區茅三段地震資料分辨率，利用提高分辨率數據體和Stratimagic 的波形分類技術，根據層段內地震的振幅、頻率、相位等屬性對地震波進行分類，茅口組波形特征變化較大，通過比較劃分了7 類波形。

從涪陵地區平面地震相及沉積相平面圖來看，全區基本分為4 大類，第一類主要表現為茅三段波谷變寬，表現為非對稱特征，茅三段底部波峰振幅強弱橫向變化較快，單井相揭示該類地震相對應中緩坡生屑灘相；第二類主要表現為茅三段波谷振幅較弱，具有對稱特征，茅三段底部波峰振幅較弱，振幅強弱橫向無明顯變化，單井相揭示該類地震相對應中緩坡灘間相；第三類地震上主要表現為茅三段波谷較窄，具有對稱特征，茅三段底部波峰較平滑，振幅強弱橫向無明顯變化，單井相揭示該類地震相對應中緩坡洼地相；第四類主要表現為茅三段波谷較窄，底部波峰較平滑，振幅較強，橫向變化不明顯，單井相揭示該類地震相對應外緩坡相。

在單井地震相標定的基礎上，按照各類地震相特征，利用常規地震剖面結合提高分辨率地震剖面，在涪陵地區開展地震相追蹤，落實了涪陵地區茅三段地震相的展布，結合單井相分析，最終落實了涪陵地區茅三段沉積相分布，其中生屑灘相為熱液白云巖發育的有利相帶（圖1）。

3 白云巖儲層的地震屬性分析

圖1 涪陵地區茅三段沉積相平面分布

地震屬性分析是目前最常用的儲層預測和流體識別方法，結合研究區的實際情況，主要分析了振幅、能量、相位、頻率等地震屬性，開展研究區熱液白云巖儲層定性預測。

瞬時頻率屬性是復能量密度函數初始瞬間中心頻率的一種能量，可以有效地反映出地層的巖性、含油氣性的變化。從圖2 中可以清晰的看出，白云巖淺灘主要位于研究區中部位置，如圖中青綠色的部分，周緣粉色區域為灰色灰巖，預測結果與實鉆結果具有較高的吻合度。受構造運動的影響，白云巖淺灘遭暴露溶蝕，非均質性較強，與周緣致密的灰巖形成明顯的差異，應用瞬時頻率屬性可以較好地刻畫出白云巖儲層的邊界。

4 白云巖儲層預測

利用鉆井曲線資料，開展熱液白云巖巖電特征分析，茅三段熱液白云巖具有“一低四高”的巖電特征，即低自然伽馬、高縱橫波速度、高電阻率、高密度、高中子。白云巖和生屑灰巖、泥灰巖和灰巖在波阻抗上存在較大重疊，單純依靠波阻抗反演無法識別熱液白云巖及儲層，但是密度曲線對白云巖比較敏感，直方圖分析顯示以密度門檻值為2.726 g/cm3可以較好區分白云巖及其他巖性，在密度反演的基礎上（圖3），利用密度門檻值大于2.726 g/cm3提取制 作茅三段熱液白云巖分布平面圖及熱液白云巖厚度圖，可以看出研究區茅三段熱液白云巖厚度為0～37.5 m，厚度大于20.0 m 的白云巖連片發育。

圖2 涪陵地區茅三段瞬時頻率

圖3 茅三段密度反演分析

涪陵地區茅口組巖性復雜，單獨應用密度作為門檻值可能造成高孔白云巖丟失和部分高密度灰巖混入。多參數自動降維技術[11]是利用編程的方式實現輸彈性參數對以及參考曲線（巖性曲線等）輸入，將彈性參數對曲線進行坐標旋轉，從1°開始，分別計算每增加1°旋轉后曲線與參考曲線的相關系數；將彈性參數對曲線旋轉獲得的最大相關系數及旋轉角度輸出，應用參數對及旋轉角度計算新的儲層識別參數，去除了人為因素的不確定性，建立新的儲層識別因子，提高儲層的預測精度（圖4）。

圖4 降維前（左）和降維后（右）巖性-密度交會分析

利用孔隙度和密度兩個參數進行降維，將兩個參數利用坐標旋轉變成一個反映巖性的參數LI，具體轉化公式為：

式中：LI 為巖性降維參數，無量綱；POR 為孔隙度，%；RHOB 為密度，g/cm3。應用多參數降維反演，開展白云巖的預測識別，從圖5 中可以看出，熱液白云巖的發育受構造控制較為明顯，以近北東向為主，以茍家場高陡斷裂帶為界，熱液白云巖發育分為南北兩個區域；以基底斷裂為界，又可將熱液白云巖分為東西兩個區域，如圖中紅色、黃綠色的區域，受溶蝕和熱液的改造，其內部非均質性較強，局部發育厚層白云巖儲層。

圖5 多參數降維預測白云巖平面分布

川中-川東地區在茅三段發育一套厚度為20.0～30.0 m 白云巖、硅質白云巖儲層。縱向上發育有2 套熱液白云巖，主要集中在茅三段中下部，平面上主要沿15#基底斷裂分布，其平面展布與基底斷裂的北西走向一致，白云巖儲層受基底斷裂影響，呈北西向展布，區域上呈連續穩定層狀分布。為加強茅口組白云巖展布精細研究，在儲層精細預測的基礎上，結合基底斷裂、地震相等有利因素，在涪陵地區南部地區茅三段識別了高安、中豐場兩個巖性圈閉，厚度為15.0～20.0 m（圖6），圈閉邊界清晰可靠[12-13]。

圖6 涪陵地區茅口組熱液白云巖預測厚度

5 結論

（1）通過熱液白云巖響應模式和地震相分析建立了4 種沉積相地震識別模式，中緩坡生屑灘相表現為連續中強波峰反射特征，灘間相為寬波谷反射、茅三段底界波峰振幅較弱，中緩坡洼地相表現為波谷振幅強、茅三段底部波峰中強連續反射特征，外緩坡相表現為茅三段底部波峰能量較強，波峰橫向較為平滑。

（2）基底斷裂在地震剖面上具有斷點清晰，斷面直立，斷面兩側同相軸交叉或錯斷，多見斷點繞射，斷層所經過之處，斷層兩側地層上隆，斷裂向下貫穿基底，向上消失于吳家坪組、長興組中。

（3）多參數自動降維技術將彈性參數對曲線旋轉獲得的最大相關系數及旋轉角度輸出，應用參數對及旋轉角度計算新的儲層識別參數，去除了人為因素的不確定性，可以建立新的儲層識別因子，提高儲層的預測精度。