XC地區(qū)茅口組巖溶儲層發(fā)育有利區(qū)預測

謝知含 ，侯宇 ，雷開強 ，孫志昀 ，王玉雪

（1.成都理工大學沉積地質(zhì)研究院，四川 成都 610059；2.中國石油東方地球物理公司西南物探研究院，四川 成都 610213；3.中國石油西南油氣田分公司川西北氣礦，四川 江油 621709）

0 引言

下二疊統(tǒng)茅口組是四川盆地重要的含油氣層系，前期勘探主要集中在川南和川東地區(qū)，發(fā)現(xiàn)了宋家場、自流井、陽高寺等多個石灰?guī)r巖溶縫洞型氣藏。川中地區(qū)NC1井茅口組鉆遇孔隙型白云巖氣層，獲高產(chǎn)工業(yè)氣流 44.740×104m3/d，MX39井獲工業(yè)氣流 24.697×104m3/d，展示了川中地區(qū)茅口組良好的勘探前景。

張亞等［1-2］對川中地區(qū)茅口組巖溶古地貌、斷溶體發(fā)育特征、白云巖特征及成因機理等開展了研究。戴曉峰等［3-4］對茅口組巖溶儲層地球物理特征進行了研究，認為巖溶儲層發(fā)育在茅口組中上部，茅口組內(nèi)部具有中強波峰反射的“亮點”特征，茅口組頂界具有弱振幅、低頻率的“暗點”特征。前人對儲層特征變化規(guī)律的研究各有優(yōu)勢［5-7］，常利用“暗點”“亮點”技術(shù)預測茅口組巖溶儲層和指導勘探布井。但在實際生產(chǎn)中，“暗點”“亮點”特征受巖性等多種因素的影響，具有不確定性。本文利用四川盆地XC地區(qū)三維地震資料和GST-MX地區(qū)鉆測井資料，在分析茅口組儲層地震響應特征的基礎(chǔ)上，開展了沉積相帶預測、古地貌恢復和屬性提取，進一步預測茅口組巖溶儲層發(fā)育有利區(qū)，為今后的勘探開發(fā)提供了可靠依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

川中地區(qū)構(gòu)造平緩，二疊系整體表現(xiàn)為由南向北下傾的單斜構(gòu)造，局部發(fā)育規(guī)模較小的低幅度背斜。二疊系沉積前，受加里東運動和云南運動的影響，四川盆地遭受剝蝕，準平原化作用后形成基底，具有小規(guī)模的地形起伏。地殼在二疊紀開始全面下沉，由于受到廣泛海侵，下二疊統(tǒng)覆蓋在志留系、奧陶系等地層之上。早二疊世末期，受東吳運動抬升的影響，下二疊統(tǒng)遭受不同程度的剝蝕，茅口組頂界形成區(qū)域性不整合面，發(fā)育風化殼巖溶儲層［8-9］。川中地區(qū)茅口組位于巖溶斜坡（見圖1），有利于形成巖溶儲層［1，9］。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)概況

茅口組時期為碳酸鹽巖臺地沉積，以開闊臺地相沉積為主。研究區(qū)沉積相以顆粒灘亞相為主，有利于后期巖溶改造［10］。四川盆地發(fā)育多條基底斷裂［11］，茅口組白云巖主要沿基底斷裂分布。研究區(qū)緊鄰F15基底斷裂帶，有利于形成斷溶體儲層。茅口組儲集空間類型為孔隙、溶洞和裂縫，以晶間孔、晶間溶孔為主，由于東吳期表生巖溶作用的影響，形成大量溶洞。茅口組白云巖多為晶粒白云巖。

2 有利區(qū)預測

研究區(qū)只有JT1井鉆遇茅口組，本文利用鄰區(qū)GST-MX的鉆測井資料分析儲層縱向分布規(guī)律。茅口組發(fā)育表生巖溶儲層和順層巖溶儲層，這些儲層主要分布在距茅口組頂界50 m范圍內(nèi)，單層厚度多小于10 m，距頂界越近，巖溶儲層越發(fā)育。GA地區(qū)GT2井茅口組上部儲層厚度為35 m，GC2井上部儲層厚度為24 m，G3井上部儲層不發(fā)育（G3井與GC2井相距3.8 km）。由疊前時間偏移剖面（見圖2）可以看出：GT2井和GC2井茅口組頂界為弱波峰反射，頂界之下為弱波谷反射，茅口組上部復波反射延伸至茅口組內(nèi)部；G3井茅口組儲層不發(fā)育，茅口組頂界呈強波峰反射。

圖2 GT2—GC2—G3井連井地震剖面

研究區(qū)JT1井茅二、茅三段共發(fā)育1套氣層、3套差氣層。在疊前時間偏移剖面上，JT1井茅口組頂界波峰振幅減弱，頂界之下波谷能量也變?nèi)酰┛诮M內(nèi)部出現(xiàn)弱波峰反射，并向CDP共深度點道集小號段延伸。

2.1 沉積相帶預測

沉積相是儲層形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。分析研究區(qū)JT1等井可知：顆粒灘亞相由灰—淺灰色生屑灰?guī)r夾薄層白云巖組成，在疊前時間偏移剖面上，茅口組內(nèi)部具有斷續(xù)、弱振幅或者雜亂反射；灘間海亞相由生屑泥晶灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r組成，在疊前時間偏移剖面上，茅口組內(nèi)部具有平行、較連續(xù)的中強振幅反射。研究區(qū)大部分區(qū)域的波形特征為斷續(xù)、弱振幅反射，東南部發(fā)育平行、較連續(xù)的中強振幅反射，表明研究區(qū)大部分區(qū)域為顆粒灘亞相，東南部為灘間海亞相。

2.2 古地貌恢復

地層殘余厚度較大的巖溶高地或巖溶斜坡的巖溶作用強烈，是巖溶儲層發(fā)育的有利區(qū)。地層殘余厚度較小的洼地、溝槽地區(qū)，由于遭受水流沖蝕，地層剝蝕過于強烈或局部塌陷，地層殘余厚度相對較小。后期充填作用強烈，破壞了縫洞系統(tǒng)的有效性，不利于巖溶儲層發(fā)育。研究區(qū)茅口組地層殘余厚度由南向北逐漸減小，南部為巖溶高地，北部為巖溶相對低洼地區(qū)。

2.3 屬性提取

基于茅口組儲層地震響應特征，提取頂界最大波峰振幅、頂界之下最大波谷振幅和內(nèi)部最大波峰振幅屬性（見圖3）。由于茅口組頂界振幅屬性受上覆龍?zhí)督M巖性變化影響較大，結(jié)合巖溶古地貌恢復，認為頂界最大波峰振幅屬性不能準確反映儲層上部發(fā)育程度（見圖3a）。暖色的弱振幅區(qū)主要位于巖溶古地貌相對洼地，這與地質(zhì)規(guī)律相矛盾。因此，本文利用茅口組頂界之下最大波谷振幅屬性預測茅口組上部儲層發(fā)育程度，利用內(nèi)部最大波峰振幅屬性預測茅口組內(nèi)部儲層發(fā)育程度。暖色系的弱波谷振幅區(qū)主要由北東向西南延伸，呈扇形分布，研究區(qū)東北部零星分布團塊狀的弱振幅（見圖3b）。暖色系的中強波峰振幅區(qū)主要分布在JT1井南部、研究區(qū)中東部和東南部（見圖3c）。研究區(qū)東南部雖然位于暖色的強波峰振幅區(qū)，但是結(jié)合相帶預測成果，強振幅可能不是儲層響應，而是巖性響應。

前人研究認為，斷裂和裂縫對巖溶儲層發(fā)育具有控制作用，斷裂附近溶蝕作用更強烈［13］，因此，需結(jié)合曲率屬性尋找?guī)r溶儲層發(fā)育有利區(qū)。研究區(qū)的曲率屬性主要表現(xiàn)為4種類型（見圖3d）：類型1分布在JT1井附近，呈串珠狀分布，由西北向東南方向延伸16.0 km，面積約90.4 km2；類型2分布在研究區(qū)中東部，呈短軸狀分布，面積約148.0 km2；類型3分布在研究區(qū)西南部，呈條帶狀分布，由西南向東北方向延伸12.8 km，面積約43.0 km2；類型4分布在研究區(qū)北西部和北東部，呈線狀分布。

圖3 茅口組地震屬性分布

3 儲層分類

本文綜合分析了茅口組沉積相帶、古地貌恢復、振幅屬性及曲率異常等，將研究區(qū)儲層分為3類。

第1類為表生巖溶儲層，面積約671 km2。表生巖溶以大氣淡水產(chǎn)生的地表徑流為主，溶蝕過程中常形成溶溝、溶洞和溶縫等［12］。研究區(qū)為巖溶高地，顆粒灘亞相發(fā)育，北西向和北東向線狀曲率異常與茅口組頂界之下波谷弱振幅區(qū)的對應關(guān)系較好，曲率異常兩側(cè)上部儲層相對發(fā)育（見圖4。圖4a，4b中的黑色線為曲率異常）。

在地震剖面上，表生巖溶儲層表現(xiàn)為茅口組頂界反射波同相軸相對平滑，局部略有撓曲，振幅減弱，復波反射延伸進入茅口組內(nèi)部（見圖4c的藍色箭頭）。北西向和北東向線狀曲率異常可能為地表徑流侵蝕和沖刷作用形成的溶蝕程度較低的溶蝕溝谷，溝谷附近溶蝕作用強烈。研究區(qū)中南部巖溶斜坡的地表徑流向北東區(qū)域的巖溶相對低洼區(qū)域聚集。由于巖溶洼地地形平緩，為匯水區(qū)，不利于巖溶儲層形成，研究區(qū)北部巖溶儲層發(fā)育程度較低。研究區(qū)東南部雖然位于巖溶高地，但屬于灘間海亞相，泥質(zhì)含量較高，溶蝕作用較弱，巖溶儲層發(fā)育程度也較低。

圖4 表生巖溶儲層地震屬性與地震剖面響應特征

第2類為順層巖溶儲層，面積約172 km2。巖溶高地由于長期處于裸露風化狀態(tài)，易遭受大氣淡水淋濾，巖溶儲層除了受到地表水侵蝕和沖刷作用形成表生巖溶外，還有因垂向滲濾作用形成的垂向溶蝕帶和順層巖溶。研究區(qū)南部古地貌高差較大，地形相對較陡，除了發(fā)育表生巖溶儲層外，還發(fā)育順層巖溶儲層。JT1井附近為串珠狀展布的曲率異常（見圖5）。在地震剖面上，表現(xiàn)為明顯下凹異常反射，內(nèi)部為斷續(xù)、中強波峰反射（見圖5c的藍色箭頭）。研究區(qū)西南部茅口組頂界溶蝕作用強，下切谷和溶蝕溝谷發(fā)育。由于侵蝕溝谷區(qū)巖溶作用強，茅口組表生巖溶和順層巖溶作用都較強。茅口組頂界之下最大波谷振幅為弱振幅區(qū)（表生巖溶作用強），茅口組內(nèi)部最大波峰振幅為相對強振幅區(qū)（順層巖溶作用強）。無論上部的表生巖溶儲層，還是內(nèi)部的順層巖溶儲層，離溶蝕溝谷越近，儲層越發(fā)育，受溶蝕作用的影響越強。

圖5 順層巖溶儲層地震屬性與地震剖面響應特征

第3類為斷溶體儲層，面積約186 km2。走滑斷層對碳酸鹽巖儲層及油氣成藏有明顯的控制作用［13-14］。研究區(qū)中東部和西南部斷層相對發(fā)育。在地震剖面上，大部分斷裂斷至基底，近直立發(fā)育，部分斷裂呈“花狀”構(gòu)造，內(nèi)部反射較雜亂。茅口組頂界反射較密集，呈撓曲形態(tài)，向上為凸起丘狀反射（見圖6）。平面上有2種斷層：一種為多條短軸狀斷層構(gòu)成的雁列狀斷層組，另一種為較光滑的線形斷層。走滑斷層發(fā)育區(qū)與茅口組內(nèi)部中強波峰振幅對應關(guān)系較好。走滑斷層可能為深層熱液、熱水及巖漿通道，熱液和熱水作用提高了碳酸鹽巖儲層的白云巖化程度，形成了優(yōu)質(zhì)儲層。茅口組內(nèi)部強波峰振幅可能為熱液作用形成的斷溶體儲層。

圖6 斷溶體儲層地震屬性與地震剖面響應特征

4 結(jié)論

1）茅口組內(nèi)部泥質(zhì)含量增加時，利用“亮點”技術(shù)預測儲層發(fā)育程度具有不確定性，需要結(jié)合沉積相綜合分析。茅口組上覆龍?zhí)督M巖性變化較大時，利用茅口組頂界之下最大波谷振幅屬性預測儲層發(fā)育程度，預測效果較好。

2）茅口組巖溶儲層發(fā)育主要受沉積相、古地貌、斷層等因素的綜合控制。研究區(qū)主要發(fā)育表生巖溶儲層、順層巖溶儲層和斷溶體儲層。