川東建南地區(qū)石炭系地震儲層預(yù)測

秦 軍，陳曉宇，劉 超，易晶晶

（中國石化江漢油田勘探開發(fā)研究院）

川東建南地區(qū)石炭系地震儲層預(yù)測

秦 軍，陳曉宇，劉 超，易晶晶

（中國石化江漢油田勘探開發(fā)研究院）

川東建南地區(qū)上石炭統(tǒng)黃龍組殘余厚度一般在0～30m，巖性以白云巖、石灰?guī)r和角礫巖為主，且以前兩類的儲集物性較好。白云巖類是工區(qū)石炭系最重要的儲集層，在白云巖類儲層中又以針孔白云巖最好；石灰?guī)r類儲層中以角礫狀灰?guī)r較好。利用三維地震資料所作的屬性定量分析、波阻抗反演及厚度預(yù)測等儲層預(yù)測工作表明，黃龍組儲層較圍巖具有高阻抗的特點，其中物性最好的針孔白云巖表現(xiàn)為高阻抗背景下的低阻抗特征，物性較差的角礫白云巖表現(xiàn)為高阻抗特征。儲層的測井響應(yīng)特征及地震響應(yīng)特征分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)卣鹌拭娲嬖陔p強(qiáng)相位（雙軌特征）時，黃龍組地層存在，而當(dāng)?shù)卣鹌拭娉尸F(xiàn)單軌特征時，則黃龍組地層不存在；地震振幅強(qiáng)弱與黃龍組厚度密切相關(guān)。利用地震屬性及波阻抗反演技術(shù)同時預(yù)測儲層厚度，其結(jié)果與實鉆結(jié)果相當(dāng)吻合。

碳酸鹽巖儲層；白云巖儲層；地震特征；儲層預(yù)測；黃龍組；石炭系；建南地區(qū)

四川盆地東部上石炭統(tǒng)黃龍組自1977年鉆獲工業(yè)氣流以來,已成為四川盆地最重要的天然氣產(chǎn)層之一［1］。黃龍組經(jīng)過三十多年的研究已取得了豐碩的成果［2-6］,然而如何利用新的三維地震資料來預(yù)測有利儲集體的展布等研究工作仍顯薄弱［7-10］。筆者已在川東建南地區(qū)開展過對三疊系飛仙關(guān)組的地震儲層預(yù)測［11］，并取得了良好的效果。本文是在此研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步開展的對上石炭統(tǒng)黃龍組儲層的預(yù)測，以期進(jìn)一步拓寬本區(qū)的勘探領(lǐng)域。

1 研究區(qū)背景

1.1 構(gòu)造背景

建南地區(qū)位于四川盆地東緣，構(gòu)造上處于川東高陡褶皺帶的中東部，本次研究范圍自西向東橫跨方斗山復(fù)背斜、石柱復(fù)向斜、齊岳山復(fù)背斜以及利川復(fù)向斜（跨出了盆地邊界）等次級構(gòu)造單元，總面積約10000km2（圖1）［11］。2007年在研究區(qū)部署的三維地震917km2（圖1，三維工區(qū)），測網(wǎng)密度25 m×25 m。主體位于石柱復(fù)向斜，東西兩側(cè)分別跨入齊岳山復(fù)背斜和方斗山復(fù)背斜。

圖1 建南地區(qū)構(gòu)造及研究區(qū)位置［11］

1.2 儲層沉積相特征

研究區(qū)內(nèi)黃龍組是在東高西低、南高北低的古地理格局下由華南海海水廣泛侵入而沉積的一套碳酸鹽巖地層。自下而上，陸源物質(zhì)含量逐漸減少，其沉積環(huán)境由潮上→潮間→潮下逐漸變化，反映出海侵一直持續(xù)擴(kuò)大；橫向上由東向西、由南向北，陸源碎屑成分顯著減少，碳酸鹽成分則明顯增多，表明黃龍期海水是由西向東、由北向南逐漸推進(jìn)的。黃龍期區(qū)內(nèi)主體應(yīng)為局限海臺地潮間坪沉積①方志雄，梁西文，張柏橋，等.中揚子西部震旦—三疊系儲層及控制因素研究［R］.江漢油田勘探開發(fā)研究院，2008：65.（圖2）。

圖2 建南及周緣地區(qū)黃龍組沉積相圖①

2 儲層基本地質(zhì)特征

建南地區(qū)石炭系主要包括上統(tǒng)黃龍組（C2h）和下統(tǒng)和洲組（C1h）（圖3）。黃龍組在晚石炭世末期曾遭受云南運動強(qiáng)烈的古巖溶作用(風(fēng)化剝蝕)，區(qū)內(nèi)殘余厚度一般在0～30m，巖性為角礫狀白云巖與白云巖互層，頂部角礫狀白云巖中見針孔。下石炭統(tǒng)和洲組與下伏志留系呈假整合接觸，其巖性為致密石英砂巖，不具備儲集性能。鉆井資料及野外剖面觀察資料均證實建南地區(qū)石炭系儲層主要集中在黃龍組，且儲層的厚薄主要取決于黃龍組的地層殘余厚度（圖4）。例如三維工區(qū)東北部黃龍組殘余厚度最大25 m左右，是儲層發(fā)育的相對有利區(qū)，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)工業(yè)性氣藏，如建28、建34井區(qū)；工區(qū)西南部由于強(qiáng)烈的剝蝕作用影響，致使大部分地區(qū)缺失了黃龍組，造成了石炭系勘探的失利，如建 27、建47井。

2.1 黃龍組儲集物性較好

總的來講工區(qū)內(nèi)黃龍組的儲集物性中等—好，孔隙度平均 3.8%，滲透率平均 0.69×10-3μm2，自東向西逐漸變好。通過鉆井及地表露頭勾繪出孔隙度平面分布圖（圖5）①，其中東部靠近剝蝕區(qū)邊緣干溪口—石獅子地區(qū)儲層孔隙度低，一般小于2%，在西南部豐都一帶平均孔隙度可達(dá)6%～7%。

圖3 建南地區(qū)石炭系綜合柱狀圖

圖4 建南地區(qū)黃龍組殘余厚度分布圖

圖5 石柱復(fù)向斜石炭系黃龍組儲層孔隙度等值線圖①

2.2 黃龍組儲層以白云巖類物性最好

建南地區(qū)石炭系黃龍組儲層按巖石類型主要分為白云巖、石灰?guī)r和角礫巖三大類，前兩類的儲集物性較好。白云巖類包括針孔白云巖、結(jié)晶白云巖、角礫白云巖、顆粒白云巖，石灰?guī)r類包括角礫灰?guī)r、晶?；?guī)r及顆?；?guī)r。大量巖心的實測資料表明，白云巖類的物性又明顯好于石灰?guī)r類，前者的平均孔隙度大于4%，最大孔隙度可達(dá)21.11%，后者的孔隙度一般小于1.6%（表1）。

通過對比上述7種儲集巖的物性數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，白云巖類儲集物性比石灰?guī)r類要好得多。在白云巖類中又以針孔白云巖儲集物性最好，其次是結(jié)晶白云巖、角礫白云巖；石灰?guī)r類儲層中以角礫狀灰?guī)r相對較好，結(jié)晶灰?guī)r和顆?；?guī)r均比較差。

3 儲層地震預(yù)測

3.1 巖石物理分析

建南地區(qū)黃龍組的巖石地球物理特性以中低自然伽馬值、中高電阻率值、高速度、高密度等為特征，而其上、下相鄰地層則均以高伽馬、低電阻、低速度、低密度為特征，因此黃龍組儲層較圍巖具有高阻抗的特點。但在黃龍組儲層中物性最好的針孔白云巖卻表現(xiàn)為高阻抗背景下的低阻抗特征，而物性較差的角礫白云巖則表現(xiàn)為高阻抗特征。

3.2 地震響應(yīng)特征

通過地震合成記錄（圖6）發(fā)現(xiàn)，TP1（相位 1）對應(yīng)二疊系下統(tǒng)梁山組的底，石炭系黃龍組位于相位1下方10 ms的位置，當(dāng)黃龍組存在時，地震剖面上表現(xiàn)為典型的“雙軌”特征，即相位1和相位2同時具有強(qiáng)振幅特點。圖7是JS1（建深1）井的一維去儲層實驗，原始儲層厚度25 m(圖7a)，將黃龍組儲層減薄20 m(圖7b)，也就是所剩儲層厚度僅為5 m，發(fā)現(xiàn)相位2明顯變?nèi)?；若將黃龍組儲層加厚10 m(圖7c)，即儲層厚度達(dá)35 m，則發(fā)現(xiàn)相位2明顯變強(qiáng)。當(dāng)黃龍組不存在時，地震剖面上表現(xiàn)為“單軌”特征，相位1為強(qiáng)振幅，而相位2為弱振幅。

表1 川東建南地區(qū)石炭系黃龍組儲集巖物性統(tǒng)計

圖6 建南地區(qū)JS1井合成記錄

圖7 建南地區(qū)JS1井一維去儲層實驗

3.3 地震屬性分析

通過以上分析，工區(qū)內(nèi)相位2的振幅強(qiáng)弱可以反映黃龍組儲層的有無。圖8為相位2最大振幅屬性，其中紅色區(qū)域代表黃龍組儲層發(fā)育區(qū)，預(yù)測結(jié)果與實鉆情況基本一致，如JS1、J42井黃龍組儲層均發(fā)育，儲層呈現(xiàn)連片分布的特點。通過統(tǒng)計儲層厚度與井點處黃龍組地震均方根振幅的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)兩者之間有很好的相關(guān)性（圖9）。利用此相關(guān)關(guān)系將地震屬性轉(zhuǎn)化為定量的儲層厚度（圖10），通過對比，可以看出預(yù)測厚度與實鉆情況基本一致（表2）。

圖8 相位2最大振幅屬性

圖9 振幅與儲層厚度交會圖

3.4 波阻抗反演及儲層厚度預(yù)測

前已述及，石炭系儲層較圍巖具有高阻抗特點，若儲層物性變好，阻抗則會變低。圖11為過J42井波阻抗反演剖面，通過鉆遇儲層標(biāo)定，可以看出黃龍組儲層較圍巖具有高阻抗特點，波阻抗變化反映了儲層橫向變化，其中淡藍(lán)色低阻抗區(qū)，可能是物性更好的針孔白云巖儲層區(qū)。

圖10 研究區(qū)儲層厚度預(yù)測圖

表2 研究區(qū)石炭系儲層的實鉆與預(yù)測厚度對比

圖11 過J42井波阻抗反演剖面

利用這種高波阻抗特點，通過波阻抗反演數(shù)據(jù)體提取黃龍組波阻抗平面圖（圖12），從該圖可以看出，在工區(qū)中部紫色區(qū)具有明顯的高阻抗特點，且高阻抗區(qū)連片分布，JS1、J42井都位于高阻抗區(qū)，預(yù)測圖與實鉆情況（表2）相吻合。利用波阻抗反演結(jié)果預(yù)測黃龍組有利儲層厚度如圖13所示，可以看出工區(qū)中部儲層連片發(fā)育，如JS1井周緣，儲層平均厚度超過20m，在構(gòu)造高部位的J13、J28井均獲得工業(yè)氣流。將利用屬性定量預(yù)測的儲層厚度與波阻抗反演計算預(yù)測的儲層厚度與實鉆情況加以對比（表2），可以看出，兩種預(yù)測方法所得結(jié)果基本和實鉆情況誤差不大。研究區(qū)儲層厚度一般在20～25m，誤差大都小于2m，在統(tǒng)計的8口井中，有5口井的誤差小于等于2m，兩口井比較偏大，誤差達(dá)到了5m和6.5m。因此總體上看，用上述兩種方法做儲層定量計算對川東石炭系儲層厚度預(yù)測具有較好效果。

圖12 建南地區(qū)黃龍組波阻抗平面圖

圖13 利用波阻抗預(yù)測儲層厚度分布圖

4 討 論

川東建南地區(qū)石炭系黃龍組儲層物性好、分布范圍廣，是研究區(qū)內(nèi)的重要儲層。如何利用多種方法預(yù)測儲層厚度，是今后勘探的重點。本文通過一維正演模型尋找儲層的敏感性地震參數(shù)，并將敏感性地震參數(shù)與黃龍組儲層厚度建立了定量關(guān)系，最終預(yù)測出黃龍組分布范圍。同時在此基礎(chǔ)上利用屬性技術(shù)和波阻抗反演技術(shù)預(yù)測儲層厚度，這兩種方法的預(yù)測結(jié)果基本相同，并與實際鉆井結(jié)果基本一致。因此可以認(rèn)為多方法定量預(yù)測儲層分布是比較有效的，這是今后儲層預(yù)測發(fā)展的一個方向，其預(yù)測結(jié)果能夠作為勘探部署的依據(jù)。

［1］陳宗清.川東石炭系氣藏分布規(guī)律與深化勘探［J］.中國海上油氣(地質(zhì))，2001，15(3)：182-186.

［2］郭一華.川東地區(qū)石炭系儲層成巖作用與天然氣成藏規(guī)律［J］．西南石油學(xué)院學(xué)報，1994，16(1)：1-10.

［3］鄭榮才，李德敏，張哨楠.川東黃龍組天然氣儲層的層序地層學(xué)研究［J］．沉積學(xué)報，1995，13(增刊)：1-9．

［4］鄭榮才，張哨楠，李德敏.川東黃龍組角礫巖成因及其研究意義［J］．成都理工學(xué)院學(xué)報，1996，23(1)：8-18．

［5］鄭榮才，彭軍，高紅燦．渝東黃龍組碳酸鹽巖儲層的古巖溶特征和巖溶旋回［J］．地質(zhì)地球化學(xué)，2003，31(1)：28-35．

［6］鄭榮才，胡忠貴，鄭超，等．渝北—川東地區(qū)黃龍組古巖溶儲層穩(wěn)定同位素地球化學(xué)特征［J］．地學(xué)前緣，2008，15(6)：303-311．

［7］王一剛，文應(yīng)初，劉志堅．川東石炭系碳酸鹽巖儲層孔隙演化中的古巖溶和埋藏溶解作用［J］．天然氣工業(yè)，1996，16(6)：18-24．

［8］李淳．川東地區(qū)上石炭統(tǒng)碳酸鹽巖成巖作用［J］．石油大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，1998，22(5)：19-22．

［9］胡忠貴，鄭榮才，文華國，等．川東鄰水—渝北地區(qū)石炭系黃龍組白云巖成因［J］．巖石學(xué)報，2008，24(6)：1369-1378．

［10］文華國，鄭榮才，沈忠民，等．四川盆地東部黃龍組古巖溶地貌研究［J］.地質(zhì)論評，2009，55(6)：816-827．

［11］秦軍，葛蘭，陳玉明，等.川東建南地區(qū)飛仙關(guān)組地震儲層預(yù)測［J］.海相油氣地質(zhì)，2011，16(2)：9-17.

Reservoir Prediction of Carboniferous Dolostone Strata in Jiannan Area in the Eastern Part of Sichuan Basin

Qin Jun,Chen Xiaoyu,Liu Chao,Yi Jingjing

The Upper Carboniferous Huanglong Formation is generally up 0～30m in residual thickness in Jiangnan area，the eastern part of Sichuan Basin.Dolostone,limestone and breccia are common in Huanglong Formation,among which the formers are of better reservoir property.The dolostone comprises the most important reservoir in Carboniferous strata.Pinhole dolostone is of the best reservoir property in the dolostone reservoir while brecciated limestone is good in limestone reservoir.Based on the attribute quantitative analysis，wave impedance inversion and thickness prediction from 3-D seismic data，it is indicated that the Upper Carboniferous Huanglong reservoir rock is characterized by higher impedance than its wall rock.In the Huanglong reservoir，the pinhole dolostone is characterized by low impedance under the background of high impedance while the breccia dolostone shows high impedance.The analysis of log and seismic response characteristics of the reservoir has shown that Huanglong Formation is present when the double strong phase occurs in seismic profiles while Huanglong Formation is not present when the single strong phase occurs，which indicates that seismic intensity is closely relative with the thickness of Huanglong Formation.The result of predicting reservoir thickness by seismic attributes and wave impedance inversion is well accorded with that by drilling.

Carboniferous;Huanglong Formation;Carbonate reservoir;Dolostone reservoirs;Seismic characteristics;Reservoir prediction;Jiangnan Area;Sichuan Basin

TE112.23

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2012.01.002

1672-9854(2012)-01-0010-07

2011-06-25

秦 軍：1981生，碩士，工程師。2004年畢業(yè)于長江大學(xué)，2007年于長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院地球探測與信息技術(shù)專業(yè)碩士研究生畢業(yè),現(xiàn)從事儲層預(yù)測與地震解釋工作。通訊地址：430223湖北省武漢市東湖高新區(qū)大學(xué)園路18號；電話：(027)52307252

吳厚松

Qin Jun：male,Master,Geologic Engineer.Add:Exploration and Development Research Institute,SINOPEC Jianghan Oilfield Company,18 Daxueyuan Rd.,Donghu,Wuhan,Hubei,430223,China