川西九龍山地區(qū)下二疊統(tǒng)高能灘地震預(yù)測(cè)

張延充 劉克難 彭才 楊慧芬 蒲平文

1.川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司 2.中國(guó)石油西南油氣田公司

川西九龍山地區(qū)下二疊統(tǒng)高能灘地震預(yù)測(cè)

張延充1劉克難1彭才1楊慧芬2蒲平文1

1.川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司 2.中國(guó)石油西南油氣田公司

近年來(lái)，在四川盆地環(huán)“開(kāi)江—梁平海槽”兩側(cè)礁、灘進(jìn)行的油氣勘探不斷獲得突破，發(fā)現(xiàn)了一批大型氣藏，地震相與沉積相綜合解釋技術(shù)對(duì)上二疊統(tǒng)生物礁和下三疊統(tǒng)鮞灘的勘探突破發(fā)揮了重要作用，但針對(duì)下二疊統(tǒng)的灘相勘探一直沒(méi)有新的突破。之前，對(duì)川西九龍山地區(qū)下二疊統(tǒng)棲霞組和茅口組的高能灘預(yù)測(cè)主要注重地質(zhì)、測(cè)井研究，或利用地震反演方法開(kāi)展儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，從未對(duì)茅口組、棲霞組進(jìn)行地震相研究。為此，針對(duì)該區(qū)棲霞組和茅口組均為典型的碳酸鹽緩坡沉積環(huán)境且不同的沉積環(huán)境具有不同的地震相特征，可利用地震相、沉積相綜合解釋技術(shù)，來(lái)預(yù)測(cè)有利的古地貌和沉積相帶，進(jìn)而預(yù)測(cè)高能灘的發(fā)育有利區(qū)。通過(guò)地震相特征分析，下二疊統(tǒng)具有3大地震相特征：①地震反射時(shí)間厚度異常增加；②下二疊統(tǒng)內(nèi)部反射同相軸增多；③下二疊統(tǒng)底界明顯超覆于志留系之上。利用這3種不同的地震相特征預(yù)測(cè)了有利于高能灘發(fā)育的古地貌區(qū)域。經(jīng)實(shí)鉆證實(shí)，采用該預(yù)測(cè)方法能夠提高下二疊統(tǒng)高能灘儲(chǔ)層的鉆探成功率。

四川盆地 西北 早二疊世 地震勘探 儲(chǔ)集層 鮞灘 預(yù)測(cè)

九龍山構(gòu)造位于四川盆地西北部蒼溪縣境內(nèi)，構(gòu)造上隸屬于四川盆地米倉(cāng)山臺(tái)緣隆起與川北低平褶皺帶過(guò)渡區(qū)域，具有隆起幅度適中、圈閉面積大、保存條件好的特征。早期針對(duì)下二疊統(tǒng)茅口組部署了龍4井、扁1井、吳家1井，3口井均在茅口組鉆遇裂縫氣藏，通過(guò)沉積相分析，吳家1井和扁1井屬深緩坡相，龍4井為淺緩坡相。早期的沉積相研究主要從井出發(fā)，向外推測(cè)碳酸鹽巖的灘相發(fā)育有利區(qū)，或利用地震特殊處理預(yù)測(cè)手段對(duì)下二疊統(tǒng)茅口組、棲霞組開(kāi)展儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。近年來(lái)，針對(duì)上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組生物礁和下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組鮞灘勘探，利用地震相與沉積相綜合解釋技術(shù)取得了較大的突破［1－7］，但從未對(duì)茅口組、棲霞組進(jìn)行地震相和沉積相的綜合研究。因此有必要引入地震相和沉積相綜合解釋技術(shù)，在茅口組和棲霞組利用地震相分析技術(shù)，預(yù)測(cè)不同時(shí)期的古地貌與沉積相［6－8］，進(jìn)而有針對(duì)性地在古高地尋找高能灘儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)。

1 地質(zhì)概況

二疊紀(jì)開(kāi)始，地殼全面下沉，上揚(yáng)子古陸全被淹沒(méi)，廣泛的海侵使下二疊統(tǒng)覆蓋在石炭系或志留系之上［8－9］。早期沉積的梁山組為厚度不大的陸源碎屑含煤巖石組合，或者鋁土質(zhì)頁(yè)巖。隨后大規(guī)模海侵到來(lái)，主要發(fā)育正常淺海碳酸鹽巖盆地沉積，此時(shí)期地殼穩(wěn)定、海域廣闊、生物繁盛，珊瑚、有孔蟲(chóng)、?、腕足和藻類(lèi)等生物均較發(fā)育?？v向上形成棲霞組和茅口組兩套海侵旋回。在棲一時(shí)期位于碳酸鹽深緩坡環(huán)境之中，主要堆積了一套厚層深灰和生物（屑）質(zhì)泥晶灰?guī)r，除局部有深水沉積的珊瑚礁灰?guī)r存在外，無(wú)大型生物灘（礁）的存在，其儲(chǔ)集性能差，但具有良好的生油能力。棲二時(shí)期，隨海平面的下降和龍門(mén)山古斷裂重新活躍，本區(qū)為一個(gè)均斜緩坡沉積環(huán)境，有利于高能灘儲(chǔ)層發(fā)育。在米倉(cāng)山臺(tái)緣隆起前緣的深、淺緩坡過(guò)渡帶上均可能有高能型生物灘的分布，淺水高能型生物灘體常暴露于水體之上，利于混合水白云化和多期成巖溶解作用的改造而形成良好儲(chǔ)層。

在茅口期為區(qū)域性下沉和持續(xù)的海侵，研究區(qū)總體為一個(gè)碳酸鹽均斜緩坡沉積環(huán)境（圖1），由南西向北東水體逐漸變深。茅一、茅二時(shí)期為晴天浪基面與風(fēng)暴浪基面之間的深水環(huán)境，受風(fēng)暴流作用的影響，沉積了一套中—薄生屑灰?guī)r，富含有機(jī)質(zhì)和泥質(zhì)，生油能力好。茅三段是繼茅口初期海平面上升后又持續(xù)下降至最低時(shí)的沉積，為水淺、能量大，淘洗強(qiáng)烈的環(huán)境特征，屬淺緩坡內(nèi)較高能生屑灘沉積。晶間孔及微裂縫發(fā)育，儲(chǔ)集條件好，并具混合水白云化特征，是儲(chǔ)集巖發(fā)育的有利相帶，儲(chǔ)層巖性主要為生屑灰?guī)r和白云巖。茅四時(shí)期為下二疊統(tǒng)最大的海侵時(shí)期，受“峨眉地裂運(yùn)動(dòng)”的拉張作用形成一近東西向的拉張斷陷盆地，并成為廣旺—開(kāi)江—梁平海槽的一部分，研究區(qū)為一套盆地相的硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖和泥晶灰?guī)r沉積。

圖1 九龍山地區(qū)茅三時(shí)期巖相古地理圖

勘探實(shí)踐表明：川西九龍山地區(qū)下二疊統(tǒng)有利的儲(chǔ)集相帶為棲二段、茅三段灘相，這類(lèi)灘相沉積時(shí)水體較淺，大多為潮間和潮下的高能環(huán)境，各類(lèi)粒屑灰（云）巖較發(fā)育。由于這類(lèi)粒屑灰（云）巖的結(jié)構(gòu)較粗、質(zhì)純、性脆，故在沉積、成巖過(guò)程中易被改造而產(chǎn)生多種空隙，包括一些原生孔隙、各種次生孔隙和構(gòu)造裂縫，從而改善碳酸鹽巖的儲(chǔ)滲性能，成為油氣富集的有利場(chǎng)所。

2 地震相與沉積相的綜合解釋

高能灘預(yù)測(cè)的重點(diǎn)在于預(yù)測(cè)有利的沉積古地理環(huán)境，在相對(duì)的高地勢(shì)，其水動(dòng)力能量高，篩選作用強(qiáng)烈，有利于碳酸鹽巖高能灘體的形成，若古地表暴露，有利于次生云化的儲(chǔ)層改良。如川東、川中地區(qū)飛仙關(guān)高能灘儲(chǔ)層的發(fā)育均受古地貌控制。因此如何利用地震資料通過(guò)地震相屬性預(yù)測(cè)不同時(shí)期的古地貌，進(jìn)而有針對(duì)性地在古高地尋找勘探有利區(qū)是高能灘預(yù)測(cè)的重點(diǎn)。通過(guò)地震相分析，該區(qū)下二疊統(tǒng)地震相具有3大特征（如圖2所示，該測(cè)線為圖4中的A線）：①地震反射時(shí)間厚度異常增加；②下二疊統(tǒng)內(nèi)部反射同相層增多；③下二疊統(tǒng)底界明顯超覆于志留系之上。

在相鄰的川中、川北正常淺海碳酸鹽巖臺(tái)地區(qū)域，其下二疊統(tǒng)的波組特征主要由下二疊統(tǒng)頂、底2個(gè)連續(xù)強(qiáng)反射夾1個(gè)茅口組底界的中強(qiáng)地震反射構(gòu)成。圖3為川中地區(qū)“開(kāi)江—梁平海槽”兩側(cè)地震測(cè)線拼接圖，圖中下二疊統(tǒng)頂和下二疊統(tǒng)底兩套強(qiáng)反射特征明顯，下二疊統(tǒng)內(nèi)部茅口組底界反射為中強(qiáng)反射。本區(qū)下二疊統(tǒng)內(nèi)部反射層增多，出現(xiàn)多套連續(xù)反射層。在相對(duì)古高地，海水較淺，沉積的碳酸鹽巖質(zhì)相對(duì)單一，內(nèi)部通常不形成較大的阻抗差，因此內(nèi)部無(wú)明顯反射層，只有在古斜坡—凹陷區(qū)的較深水或深水區(qū)，海水較深，沉積的石灰?guī)r中富含泥質(zhì)甚至夾薄層泥巖帶，下二疊統(tǒng)內(nèi)部容易形成較連續(xù)的反射層。因此在茅口組、棲霞組內(nèi)部地震反射層增多表明其沉積環(huán)境較深，反射層較少的區(qū)域?yàn)楣诺孛蚕鄬?duì)較高區(qū)域，為高能灘儲(chǔ)層發(fā)育的有利區(qū)。

圖2 九龍山地區(qū)下二疊統(tǒng)地震相特征圖

下二疊統(tǒng)除具有上述特征外，其頂、底地震反射時(shí)差變化幅度較相鄰區(qū)域更明顯。在川東上萬(wàn)平方千米的廣大區(qū)域，下二疊統(tǒng)頂、底時(shí)差主要在100～120 ms間，時(shí)差變化幅度僅20 ms（圖4），而九龍山構(gòu)造僅有1 500余平方千米，其時(shí)差卻在95～135 ms間變化，時(shí)差變化幅度差可達(dá)40 ms（圖3）。根據(jù)近年來(lái)對(duì)橫跨“梁平—開(kāi)江海槽”大剖面地震相解釋發(fā)現(xiàn)，在海槽段，雖整個(gè)上二疊統(tǒng)存在沉積厚度減?。〞r(shí)差減少）的現(xiàn)象，但下二疊統(tǒng)卻出現(xiàn)了沉積厚度增加（時(shí)差增大）現(xiàn)象。這說(shuō)明在川東地區(qū)早二疊世茅口—棲霞期的臺(tái)凹沉積是一種充填模式。一般在相同的沉積環(huán)境下，地層沉積的厚度是穩(wěn)定的，地層變薄的原因主要是沉積時(shí)存在古地貌的相對(duì)高低，或是沉積后期位于構(gòu)造高部位遭受剝蝕所致，但本區(qū)茅口組無(wú)剝蝕現(xiàn)象，因此沉積厚度主要受由古地貌控制。下二疊統(tǒng)時(shí)差厚度相對(duì)小的地方為古地貌相對(duì)高的位置；時(shí)差厚度大的地方為古地貌低的位置，通過(guò)厚度恢復(fù)能反映出當(dāng)時(shí)古地貌的主要形態(tài)（圖4）。

圖3 川中“開(kāi)江—梁平海槽”兩側(cè)下二疊統(tǒng)地震相特征圖

圖4 九龍山地區(qū)下二疊統(tǒng)地震相、沉積相預(yù)測(cè)圖

從下二疊統(tǒng)底部和志留系地震反射結(jié)構(gòu)特征看，下二疊統(tǒng)底反射層有超覆現(xiàn)象，在下二疊統(tǒng)時(shí)差由120 ms朝100 ms變化范圍內(nèi)，明顯可見(jiàn)下二疊統(tǒng)底界反射層由大時(shí)差方向朝小時(shí)差方向超覆在中志留統(tǒng)殘余剝蝕面上（圖3）。當(dāng)海水快速上升時(shí)，在原有的相對(duì)高地形頂部會(huì)形成明顯的超覆地層，下二疊統(tǒng)底部地層超覆（上超）在志留系殘余剝蝕面上，說(shuō)明在下二疊統(tǒng)早期，志留系具有相對(duì)高、低古背景。下二疊統(tǒng)低界超覆區(qū)域?yàn)橹玖粝迪鄬?duì)高地勢(shì)區(qū)域，在該區(qū)域?yàn)槔^承性的古高地沉積，這種繼承性的沉積影響了下二疊統(tǒng)的古地貌特征，從而影響高能灘發(fā)育的分布區(qū)域。

3 預(yù)測(cè)效果分析

孤立的一種地震相屬性，會(huì)有多種不同的沉積相解釋?zhuān)鲜?種彼此有聯(lián)系的地震相變化，反映出該區(qū)在茅口—棲霞期的古沉積環(huán)境的共同點(diǎn)。將下二疊統(tǒng)的等厚線、下二疊統(tǒng)底界超覆線及下二疊統(tǒng)內(nèi)部反射層減少的異常區(qū)域綜合疊加成圖（圖4）。從疊合圖看，本區(qū)中部龍4井—JLSL17井一帶在下二疊世早期可能存在一個(gè)朝東北傾伏的大型古鼻狀構(gòu)造，吳家1、扁1井區(qū)均分別位于東部?jī)A伏端上的深水古斜坡坡上。按古地貌分析（下二疊統(tǒng)等厚圖），吳家1、扁1井茅口組、棲霞組古地理位置比龍4井和JLSL17井低。根據(jù)下二疊統(tǒng)底界的超覆范圍來(lái)看，志留系殘余古高地主要位于JLSL17井附近和龍4井以西區(qū)域。按茅口組、棲霞組內(nèi)部反射層特征分析，龍4井區(qū)下二疊統(tǒng)內(nèi)部地震反射層較少，其古地理位置相比JLSL17井更加有利。綜合3種不同的特征來(lái)看，最有利于高能灘發(fā)育的區(qū)帶應(yīng)主要位于JLSL17井附近和龍4井以西附近的淺水區(qū)，這一預(yù)測(cè)結(jié)果與地質(zhì)綜合推測(cè)基本相同。

本次預(yù)測(cè)成果經(jīng)JLSL16井實(shí)鉆證實(shí)，在茅口組獲氣，從平面成果圖分析，JLSL16井應(yīng)與龍4井具有相似的沉積環(huán)境。圖5為過(guò)JLSL16井下二疊統(tǒng)頂層拉平地震剖面（該測(cè)線為圖4中測(cè)線B），圖中3種不同的地震相特均表明JLSL16井在茅三時(shí)期該區(qū)域?yàn)闉┫鄡?chǔ)層發(fā)育有利區(qū)，預(yù)測(cè)成果與實(shí)鉆結(jié)果吻合。

4 結(jié)論

川西九龍山地區(qū)下二疊統(tǒng)棲霞組、茅口組為典型的碳酸鹽緩坡沉積環(huán)境，沉積環(huán)境主要受下伏志留系相對(duì)淺水和深水古環(huán)境的控制。探索性地采用地震相與沉積相的綜合解釋技術(shù)，預(yù)測(cè)高能灘發(fā)育的有利區(qū)域。通過(guò)地震相分析，下二疊統(tǒng)內(nèi)部地震反射時(shí)間厚度異常增加，反射同相軸增多，底界明顯超覆于志留系上，3種不同的地震相特征表明下二疊統(tǒng)為志留系殘余古高地繼承性沉積，古地貌特征決定了本區(qū)高能灘的有利發(fā)育區(qū)。利用3種地震相特征綜合分析，預(yù)測(cè)了高能灘發(fā)育的有利區(qū)域，經(jīng)實(shí)鉆證實(shí)，地震相與沉積相分析方法能提高下二疊統(tǒng)高能灘儲(chǔ)層的鉆探成功率。

圖5 JLSL16井地震相特征分析圖

［1］文應(yīng)初，王一剛，程緒彬，等.四川地區(qū)早三疊世飛仙關(guān)期碳酸鹽臺(tái)地增生與有利儲(chǔ)集相帶展布［J］.天然氣工業(yè)，1988，8（2）：18－23.

［2］王一剛，洪海濤，夏茂龍，等.四川盆地二疊、三疊系環(huán)海槽礁、灘富氣帶勘探［J］.天然氣工業(yè)，2008，28（1）：22－25.

［3］PALAZ I.碳酸鹽巖地震學(xué)［R］.賈振遠(yuǎn)，孟爾盛，譯.北京：中國(guó)石油學(xué)會(huì)物探專(zhuān)業(yè)委員會(huì)，1998：1－425.

［4］楊雨，文應(yīng)初.川東北開(kāi)江—梁平海槽發(fā)育對(duì)T1f鮞粒的預(yù)測(cè)［J］.天然氣工業(yè)，2002，22（增刊1）：30－32.

［5］張延充，楊?lèi)?ài)國(guó)，梅燕，等.泛開(kāi)江—梁平海槽及勘探有利相帶地震預(yù)測(cè)［J］.天然氣工業(yè)，2009，29（10）：28－30.

［6］張延充，彭才，楊雨，等.四川盆地飛仙關(guān)組高能鮞灘儲(chǔ)層地震層序識(shí)別［J］.天然氣工業(yè)，2010，30（3）：8－11.

［7］彭才，張延充，梅燕，等.川中地區(qū)飛仙關(guān)組高能鮞灘儲(chǔ)層地震預(yù)測(cè)［J］.石油物探，2010，49（5）：504－508.

［8］陳漢軍，吳亞軍.川北閬中—南部地區(qū)茅口組礁灘相儲(chǔ)層預(yù)測(cè)［J］.天然氣工業(yè)，2008，28（11）：22－24.

［9］黃先平，楊天泉，張紅梅，等.四川盆地下二疊統(tǒng)沉積相及其勘探潛力區(qū)研究［J］.天然氣工業(yè)，2004，24（1）：10－14.

Seismic prediction of high－energy beach reservoirs in the Lower Permian of the Jiulongshan area，western Sichuan Basin

Zhang Yanchong1，Liu Kenan1，Peng Cai1，Yang Huifang2，Pu Pingwen1
（1.Geophysical Exploration Company，Chuanqing Drilling Engineering Co.，Ltd.，CNPC，Chengdu，Sichuan610050，China；2.Southwest Oil ＆Gasfield Company，PetroChina，Chengdu，Sichuan610051，Chi－na）

NATUR.GAS IND.VOLUME 31，ISSUE 6，pp.42－45，6／25／2011.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

In recent years，the hydrocarbon exploration of reef and beach reservoirs is very successful on both sides of the"Kaijiang－Liangping"trough in the Sichuan Basin，with the discovery of many large gas reservoirs.Integrated interpretation of seismic facies and sedimentary facies plays a key role in the breakthrough of exploration of the Upper Permian bioherm and the Lower Triassic oolitic beach reservoirs.However，the exploration of the Lower Permian reservoirs of beach facies is still unsuccessful.Previous prediction of high－energy beach facies in the Lower Permian Qixia and Maokou formations was mainly based on geologic and logging data or through seismic inversion，and no research was performed on their seismic facies.Both the Qixia and Maokou formations are typical deposits formed on carbonate ramp which shows unique characteristics of seismic facies，thus integrated interpretation technique of seismic facies and sedimentary facies can be used to predict favorable paleogeography and sedimentary facies belts，and further to recognize zones with well－developed reservoirs of high－energy beach facies.The Lower Permian shows 3 major features of seismic facies，including the increase of reflection time－thickness；the increase of reflection events within the Lower Permian；and the obvious overlapping of the lower boundary of the Lower Permian on the Silurian.These three features of seismic facies are used to predict favorable areas for the development of high－energy beach reservoirs.The drilling results verify the accuracy of the prediction.

Sichuan Basin，west，north，Early Permian，seismic exploration，reservoir，oolitic beach，prediction

張延充，1959年生，高級(jí)工程師；長(zhǎng)期從事生物礁與鮞灘、高陡復(fù)雜構(gòu)造的地震勘探解釋工作。地址：（610213）四川省成都市華陽(yáng)鎮(zhèn)華陽(yáng)大道一段1號(hào)。電話(huà)：（028）82975976。E－mail：zyc739＠163.com

張延充等.川西九龍山地區(qū)下二疊統(tǒng)高能灘地震預(yù)測(cè).天然氣工業(yè)，2011，31（6）：42－45.

10.3787／j.issn.1000－0976.2011.06.007

2011－02－08 編輯 韓曉渝）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2011.06.007

Zhang Yanchong，senior engineer，born in 1959，has long been engaged in seismic interpretation of bioherm，oolitic beach and highlysteep complex structures.

Add：No.1，Sec.1，Huayang Avenue，Huayang Town，Chengdu，Sichuan 610213，P.R.China

Tel：＋86－28－8297 5976 E－mail：zyc739＠163.com