川南DTC構(gòu)造棲霞組有利儲層預(yù)測

陳曉東，施澤進，2，郗 誠

(1.成都理工大學(xué)，四川 成都 610059;2.成都理工大學(xué)國家重點實驗室，四川 成都 610059)

川南DTC構(gòu)造棲霞組有利儲層預(yù)測

陳曉東1，施澤進1，2，郗 誠1

(1.成都理工大學(xué)，四川 成都 610059;2.成都理工大學(xué)國家重點實驗室，四川 成都 610059)

碳酸鹽巖氣藏在四川盆地天然氣勘探中占有重要的位置。但是，有關(guān)該盆地棲霞組碳酸鹽巖的研究較少。在綜合分析測井、地震資料的基礎(chǔ)上，通過對研究區(qū)儲層波形的對比和平面分布的刻畫，利用相干屬性和疊前各向異性檢測對該區(qū)的裂縫和溶蝕孔洞進行預(yù)測，總結(jié)該區(qū)儲層的發(fā)育模式，提出了在溶蝕孔洞發(fā)育的斜坡帶中，具有中—強變振幅波谷反射特征的區(qū)域是最為有利的勘探區(qū)域，為棲霞組氣藏下一步的勘探提供了理論支持。

相干屬性;裂縫;溶蝕孔洞;碳酸鹽巖;儲層預(yù)測;棲霞組;DTC構(gòu)造

0 引言

四川盆地是中國最大的復(fù)合含油氣盆地，近年來，隨著對碳酸鹽巖儲集層的研究和勘探深入，碳酸鹽巖氣藏在四川盆地天然氣中的地位越來越重要［1-3］。該盆地棲霞組具有氣井88口，主要集中在瀘州古隆起地區(qū)［4］。棲霞組海相碳酸鹽巖儲集層基質(zhì)致密，孔滲條件較差，儲層類型主要為裂縫-孔隙型和裂縫-孔洞型。對四川盆地棲霞組—茅口組碳酸鹽巖氣藏儲滲空間的研究表明，溶洞的發(fā)育控制氣藏的產(chǎn)能和儲量規(guī)模，而裂縫的發(fā)育擴大了縫洞系統(tǒng)的連通性［5-7］。從野外剖面和鉆井揭示的情況來看，該區(qū)棲霞組普遍發(fā)育地表巖溶，處于古巖溶最發(fā)育的位置。

DTC構(gòu)造位于瀘州古隆起西緣，具有較好的勘探潛力，加強該區(qū)中二疊統(tǒng)棲霞組有利儲層的研究對提高碳酸鹽巖氣藏的認識和預(yù)測勘探有利區(qū)的分布具有重要的意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

DTC構(gòu)造位于瀘州古隆起西緣，宜賓縣境內(nèi)，屬于被喜山期構(gòu)造運動改造的燕山期古構(gòu)造，其背斜核心部位出露上侏羅統(tǒng)，翼部有白堊系出露，地層發(fā)育完整，層序正常。研究區(qū)棲霞組地層厚度約為120～140 m，下部為深灰色、灰黑色泥質(zhì)瀝青質(zhì)灰?guī)r和泥質(zhì)生物碎屑微晶灰?guī)r，底部常見眼球狀微晶灰?guī)r夾炭質(zhì)瀝青質(zhì)頁巖;上部為淺灰色、灰褐色微—亮晶生屑灰?guī)r，普遍白云巖化，溶孔較發(fā)育，其頂部的(顆粒)白云巖類構(gòu)成該區(qū)主要的儲集層位和儲集巖［4］。研究區(qū)棲霞組主要發(fā)育淺水開闊臺地和臺內(nèi)灘沉積。其中，SQ1時期主要發(fā)育淺水開闊臺地，泥質(zhì)含量較多，其對應(yīng)的棲一段發(fā)育有效儲層的難度較大;SQ2時期發(fā)育臺內(nèi)灘沉積微相，特別是HST時期(棲二段)，最有可能形成有利儲層。因此，該區(qū)有利沉積相帶主要集中在棲霞組的中上部，深度約為4 000 m。對錄井資料的分析認為，研究區(qū)棲霞組的儲層AC值較高，GR值和電阻率值較低。其中，W6井4 117～4 125 m井段為一個含氣層，具有典型的AC值明顯偏高、GR值明顯偏低和電阻率值相對較低的特征。

2 儲層縫洞預(yù)測

圖1為研究區(qū)相干檢測平面，黃色越深代表相干性越差，說明斷裂系統(tǒng)越發(fā)育。從實際檢測效果來看，對于構(gòu)造形變較大以及斷層發(fā)育的地方，不連續(xù)性檢測可以識別出來;而對于非構(gòu)造成因的裂縫，該方法不能有效識別，其原因主要是該段地層厚度較薄，而逆斷層對地震數(shù)據(jù)體單元的差異影響又非常大，因此相對而言，在非斷裂帶地層的地震橫向不連續(xù)性差異相對很小，導(dǎo)致最后的屬性值被逆斷層發(fā)育帶抬高。

圖1 棲霞組不連續(xù)性檢測平面圖

疊前方位裂縫檢測技術(shù)是目前比較成熟的疊前技術(shù)手段之一，充分利用疊前CMP道集數(shù)據(jù)，考慮地震振幅能量、頻率、速度以及各種屬性在不同方位穿過裂縫時發(fā)生的不同變化，將地震攜帶的信息最大化挖潛。該方法能夠有效地預(yù)測出各種開啟裂縫，包括構(gòu)造成因的和后期溶蝕等成巖作用產(chǎn)生的裂縫。圖2中暖色調(diào)代表裂縫密度較高即裂縫相對較發(fā)育的區(qū)域，冷色調(diào)代表裂縫相對不發(fā)育的區(qū)域。從圖2中可以看出，棲霞組的裂縫主要發(fā)育在研究區(qū)內(nèi)較大的逆斷層附近，該類裂縫主要是以斷層破裂帶為主的構(gòu)造縫;其次發(fā)育在該區(qū)中、東部的斷層發(fā)育帶之間，該類裂縫基本都是成巖作用生成的次生縫洞系統(tǒng)。

圖2 棲霞組疊前各向異性檢測平面圖

通過對比可以發(fā)現(xiàn)，相干檢測方法能夠有效地識別出以斷層為主的斷裂系統(tǒng)，而對于后期形成的溶蝕縫、洞等則不能有效識別，而利用精度更高的疊前方位角道集能夠準確地預(yù)測出各類成因的開啟縫和溶洞。從各向異性預(yù)測的裂縫效果可以看出，研究區(qū)棲霞組的裂縫主要發(fā)育在逆斷層附近，其次是構(gòu)造縫后期被溶蝕形成的溶蝕縫、洞，主要分布在幾條大的斷裂帶之間的溶蝕斜坡帶。

3 儲層波形特征

圖3 過W6井主測線1842地震剖面

地震波形特征能夠在一定程度上反映儲層類型。W6井在棲霞組的日產(chǎn)氣量為2.448×105m3/d，圖3a為正極性波峰充填，而圖3b為相對應(yīng)的反極性波谷充填。從圖3中可以看出，棲霞組產(chǎn)氣層段主要分布在波谷當(dāng)中，因此，利用波谷充填能更清晰地識別儲層的波形特征。該儲層波形為中—強變振幅波谷反射，橫向反射不連續(xù)，振幅能量中—強交替變換(圖3b中紅色區(qū)域)。而在日產(chǎn)氣量3.076×105m3/d的W18井也表現(xiàn)出相同的特征，由此可知，該特征是研究區(qū)內(nèi)儲層的主要波形特征。

通過對研究區(qū)內(nèi)各類型井的總結(jié)和井震剖面對比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)反極性波谷充填時，微氣層和干層的波形為弱—中變振幅波谷反射，橫向連續(xù)性不強，而水層的波形為弱振幅波谷反射，橫向不連續(xù)。

圖4為過W3—W18—W2井連井地震剖面。W3井在棲霞組為微氣層，W18井為氣層，而W2井為水層。從圖4中可以直觀地看出，利用反極性波谷充填時各類儲層在波形反射特征上的區(qū)別(表1)。

圖4 過W3-W18-W2井連井線地震剖面

表1 棲霞組地震反射特征及分類

利用波形特征，可以對棲霞組整個層段的波谷進行最大能量的提取，而不會受到波峰的影響。圖5為棲霞組最大波谷平面分布圖，圖中黃色到紅色的暖色調(diào)代表波谷能量大的區(qū)域，冷色調(diào)代表波谷能量弱的區(qū)域。結(jié)合棲霞組儲層的波形特征，圖中黃色到紅色區(qū)域應(yīng)該為有利區(qū)域，即代表中—強波谷反射，而紅色區(qū)域則表示波谷為強反射，不具有氣層反射特征。從圖5中可以看出，一類波形有利區(qū)主要分布在研究區(qū)西北部構(gòu)造高點北西向的斜坡帶以及南部構(gòu)造高點南東向的斜坡帶，中間鞍部的斜坡帶則為二級波形有利區(qū)。斷層附近的強波谷反射多由斷層引起的，結(jié)合周邊地區(qū)及對其上茅口組儲層的綜合研究認為，棲霞組斷層附近應(yīng)該多為水層。

圖5 棲霞組最大波谷平面分布

4 儲層分布模式

棲霞組氣藏儲滲空間為構(gòu)造裂縫和巖溶孔洞相互連通組成的縫洞系統(tǒng)，而儲層極不發(fā)育的基質(zhì)孔隙構(gòu)成了縫洞系統(tǒng)之間的隔檔或分隔巖體，儲層非均質(zhì)性較強。

二疊世東吳運動第二幕使研究區(qū)內(nèi)中二疊統(tǒng)抬升，較長時間暴露于大氣淡水環(huán)境下，具備形成大型或較大型巖溶洞穴的必要條件。通過相干檢測和疊前各向異性裂縫檢測的對比發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)的溶蝕孔洞分布主要受到大型斷裂和局部構(gòu)造的控制。大型構(gòu)造斷層和局部潛高都是有利的流體補給區(qū)，地層水通過裂縫系統(tǒng)組成的滲濾通道形成地下徑流區(qū)，斷層下盤和局部潛高的巖溶斜坡帶都有較好的溶蝕縫洞發(fā)育。相對于北部，研究區(qū)中部巖溶相對發(fā)育，而南部由于大型構(gòu)造斷層較少，缺乏地層水的供給，溶蝕能力較弱，無法形成大型的縫洞系統(tǒng)，同時構(gòu)造位置較低，導(dǎo)致南部氣井只有微量氣產(chǎn)出。由于大型斷層破壞了儲層的封閉性，導(dǎo)致研究區(qū)內(nèi)大型斷層附近水井較多，包括茅口組在內(nèi)的部分井也顯示出該特點，主要原因可能是大型構(gòu)造斷裂及其周圍的儲滲系統(tǒng)使得茅口組和棲霞組的儲層彼此連通，具有統(tǒng)一的氣水界面，天然氣充注量的不足導(dǎo)致深部的棲霞組儲層以地層水為主。因此，有利儲層應(yīng)與大型構(gòu)造斷裂保持一定距離的，而W18、W6井所在潛高的北部斜坡帶是較好的勘探目標。

圖6為研究區(qū)北西向的儲層分布模式示意圖。南北部的溶蝕高地構(gòu)造位置較高，斷層斷距較大，地層水充足，易于向構(gòu)造低部位側(cè)向滲流，背斜核部發(fā)育的斷裂系統(tǒng)擁有較好的滲流通道，溶蝕斜坡可形成好的儲層。同時，波形顯示該溶蝕斜坡位于一類波形有利區(qū)，綜合研究認為，南北部的溶蝕斜坡是該區(qū)天然氣藏的一類有利區(qū)。而中間鞍部的溶蝕斜坡位于構(gòu)造較高位置，地層水的橫向運移能力不如南北部的溶蝕斜坡，波形顯示其位于二類波形有利區(qū)，綜合研究認為，中間鞍部為二類有利區(qū)。

圖6 儲層分布模式示意圖

5 結(jié)論

(1)通過對棲霞組波形特征的分析認為，氣層主要表現(xiàn)為中—強變振幅波谷反射;水層為弱振幅波谷反射;微氣層為弱—中變振幅波谷反射;非氣層為弱振幅波谷反射(純巖性體不含氣)或者連續(xù)強振幅波谷反射(巖性變化)。

(2)使用相干屬性和疊前各向異性技術(shù)對棲霞組進行裂縫檢測，從實際效果來看，相干屬性能夠有效地識別出以斷層為主的斷裂系統(tǒng)，對于后期形成的溶蝕縫、洞等不能有效識別，而利用精度更高的疊前方位角道集能夠較準確地預(yù)測出各類成因的開啟縫和溶洞。

(3)從各向異性預(yù)測的裂縫效果可以看出，裂縫除了在逆斷層附近發(fā)育外，還分布在研究區(qū)西北部構(gòu)造高點北西向的斜坡帶、南部構(gòu)造高點南東向的斜坡帶以及中部。

(4)結(jié)合鉆井資料顯示，提出了3個有利的勘探區(qū)域，總結(jié)了棲霞組儲層的發(fā)育模式，認為與大型構(gòu)造斷裂保持一定距離的局部潛高斜坡帶是最好的勘探區(qū)域。

［1］蔣小瓊，管宏林，鄭和榮，等.四川盆地普光氣田飛仙關(guān)組白云巖儲層成因探討［J］.石油實驗地質(zhì)，2014，36(3):332-336.

［2］劉德良，等.四川盆地構(gòu)造與天然氣聚集區(qū)帶綜合研究［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2000:20-65.

［3］李其榮，杜本強，隆輝，等.蜀南地區(qū)天然氣地質(zhì)特征及勘探方向［J］.天然氣工業(yè)，2009，29(10):21-27.

［4］陳宗清，四川盆地中二疊統(tǒng)棲霞組天然氣勘探［J］.天然氣地球科學(xué)，2009，20(3):325-334.

［5］趙文革，等.四川盆地下二疊統(tǒng)碳酸鹽巖氣藏儲滲空間研究［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2006，25(5):9-12.

［6］Rǜger A.Variation of P-wave reflectivity with offsetand azimuth in anisotropic media［J］.Geophysics，1998，63 (3):935-947.

［7］James N P，Choquette P W.Paleokarst［M］.New York: Spring Verlag，1985:1-14.

編輯黃華彪

TE122.2

A

1006-6535(2015)05-0038-04

20150615;改回日期:20150803

國家自然科學(xué)基金“優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲層識別及預(yù)測技術(shù)”(40739903)

陳曉東(1985-)，男，2008年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)勘查技術(shù)與工程專業(yè)，現(xiàn)為成都理工大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)在讀博士研究生，主要從事儲層地質(zhì)及儲層預(yù)測的研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.05.007