四川盆地龍崗地區(qū)沙溪廟組河道精細(xì)刻畫

陳緒強(qiáng)

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院,黑龍江大慶 163712）

1 概述

四川盆地侏羅系沙溪廟組于20 世紀(jì)70 年代開展勘探研究工作，當(dāng)前勘探成果主要集中在川東地區(qū)五寶場構(gòu)造、蜀南地區(qū)大塔構(gòu)造以及川中川西過渡帶的石龍場構(gòu)造等地區(qū)[1-2]。2006 年，川中八角場構(gòu)造J62井針對沙溪廟組沙二段進(jìn)行測試獲得天然氣6.2×104m3/d，由此八角場沙溪廟組氣藏被發(fā)現(xiàn)。2013～2016三年間，中江氣田對侏羅系沙溪廟組河道砂體部署實(shí)施開發(fā)井共99口，建成產(chǎn)能8.0×108m3/a[3-4]。近年來，中石油西南油氣田公司在川中秋林地區(qū)沙溪廟組致密氣勘探獲得重大突破，未來致密砂巖氣勘探是天然氣勘探最重要的領(lǐng)域之一。

為加快四川盆地龍崗地區(qū)沙溪廟組致密油氣勘探部署步伐，筆者針對龍崗地區(qū)沙溪廟組河道砂體開展精細(xì)刻畫。首先通過測井與地震響應(yīng)特征以及正演模擬分析，明確了主河道砂體的“亮點(diǎn)”反射特征，然后對三維地震資料應(yīng)用90°相位轉(zhuǎn)換和層序地層切片技術(shù)精細(xì)刻畫河道砂體，完成了研究區(qū)沙溪廟組16期主河道的精細(xì)刻畫。

2 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于川北坳陷帶東南部低緩構(gòu)造區(qū)（圖1），東部為川東高陡構(gòu)造帶，整體東南高西北低。根據(jù)川東北地區(qū)鉆探實(shí)踐，結(jié)合近年來四川盆地區(qū)域沉積研究成果證實(shí)，川東北陸相層系主要經(jīng)歷三期主要的構(gòu)造活動，即印支期構(gòu)造運(yùn)動、燕山期構(gòu)造運(yùn)動和喜山期構(gòu)造運(yùn)動，其中印支運(yùn)動中晚期為低速沉降期，燕山運(yùn)動期為快速沉降期，喜山運(yùn)動期為隆起剝蝕期。侏羅系地層沉積時期為燕山運(yùn)動期，陸相地層沉積連續(xù)，早侏羅世受龍門與秦嶺造山帶造山活動的應(yīng)力場調(diào)整作用影響，盆地沉降與沉積中心逐漸由川西龍門山山前轉(zhuǎn)移至川北大巴山山前，盆地地形地貌逐漸由“西低東高”轉(zhuǎn)化為“北低南高”態(tài)勢；中侏羅世盆地基本繼承早侏羅世地形地勢格局，但此時湖盆范圍萎縮，盆內(nèi)河道砂體逐漸發(fā)育，盆地沉積與沉降中心逐漸北移；晚侏羅世隨著湖盆進(jìn)一步萎縮，地形轉(zhuǎn)化為“西低東高”格局，盆地沉積與沉降中心也因此轉(zhuǎn)移至川西龍門山山前綿陽—廣元一帶，沉積物充填由此“西粗東細(xì)”，盆地總體轉(zhuǎn)換為相對單一的“西坳東抬”型前陸格架。白堊系地層沉積后，由于受到燕山晚幕和喜山期構(gòu)造運(yùn)動的影響，川東北地區(qū)地層遭受到不同程度的剝蝕；研究區(qū)地表主要出露地層為侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組地層，西北低構(gòu)造部位出露白堊系地層，東南高構(gòu)造部位則有露遂寧組和沙溪廟組地層露出地表，該地區(qū)沙溪廟組沙一段沉積時期處于河流與湖泊交匯過渡帶上，主要發(fā)育有扇三角洲亞相、三角洲前緣亞相及淺湖亞相，水動力條件較為復(fù)雜，從整個平面沉積相展布來看，北西主要發(fā)育扇三角洲前緣亞相，東南主要發(fā)育三角洲前緣亞相，沉積厚度在1400～1750m之間。區(qū)域上，沙溪廟組發(fā)育一套“葉肢介頁巖”，為沙一段與沙二段的分層標(biāo)志，儲層主要發(fā)育于沙一早期的濱淺湖砂壩、席狀砂和沙一中晚期的河道砂。

圖1 研究區(qū)位置圖

3 河道砂體刻畫

3.1 河道砂體測井與地震響應(yīng)特征

根據(jù)測井曲線分析（圖2），龍崗地區(qū)侏羅系沙溪廟組縱向上發(fā)育多套具有一定厚度規(guī)模的河道砂體，巖性以中—細(xì)砂巖，或含礫砂巖為主，間夾粉砂或泥質(zhì)薄層，自然伽馬測井曲線呈鐘形或鋸齒狀箱形，沉積微相為三角洲前緣水下分流河道；測井結(jié)果顯示，河道砂體聲波時差在190～210μs/m 之間，密度在2.2～2.6g/cm3之間，自然伽馬在40～70API之間，砂體儲層電阻率在100～1000Ω·m時，含油氣性較好，而在RT大于1000Ω·m時，巖性致密，含油氣性較差，與圍巖相比具有低自然伽馬、低聲波時差、高電阻率的測井曲線特征，密度與圍巖相差不大。

圖2 A1井測井曲線與合成記錄標(biāo)定圖

對龍崗地區(qū)已鉆井開展精細(xì)合成地震記錄標(biāo)定，由于河道砂體與圍巖相比密度相差不大，聲波時差較低，因此整體表現(xiàn)為高聲波阻抗特征，在地震剖面上河道砂體頂界面對應(yīng)強(qiáng)波峰的地震反射特征，河道砂體底界面則表現(xiàn)為強(qiáng)波谷的地震反射特征，與圍巖相比具有明顯的“亮點(diǎn)”特征形態(tài)，合成記錄標(biāo)定結(jié)果與地震剖面相關(guān)性較好。

3.2 河道砂體正演分析

基于研究區(qū)已鉆井的河道砂體測井曲線特征開展巖石物理分析，建立河道砂體正演模型（圖3），設(shè)置沙溪廟組河道砂體聲波時差為200μs/m，密度為2.5g/cm3，圍巖聲波為230μs/m，密度為2.45g/cm3，不連續(xù)河道間聲波為210μs/m，密度為2.47g/cm3，利用主頻為35Hz的雷克子波對河道砂體模型進(jìn)行地震正演模擬分析，從正演地震剖面結(jié)果可以看出，主河道砂體具有較強(qiáng)的反射能量，河道頂?shù)追謩e對應(yīng)強(qiáng)波峰反射和強(qiáng)波谷反射，“亮點(diǎn)”特征明顯，主河道邊部反射能量減弱，不連續(xù)河道間處振幅較弱、產(chǎn)狀下拉，正演剖面與實(shí)際地震剖面河道反射特征一致，可以有效地識別出主河道。

圖3 河道砂體地震正演模擬圖

3.3 河道砂體精細(xì)刻畫

龍崗地區(qū)三維地震資料滿覆蓋面積為2600km2，采集覆蓋次數(shù)為70 次，面元為25m×25m，沙溪廟組主頻約為35Hz，地震資料滿足沙溪廟組河道精細(xì)刻畫要求。

地震資料90°相位轉(zhuǎn)換是指將地震資料的相位進(jìn)行90°旋轉(zhuǎn)的技術(shù),使地震資料上的反射波同相軸與地質(zhì)上的巖性地層對應(yīng)起來,從而將地質(zhì)意義賦予到地震反射同相軸上[5-6]。90°相位轉(zhuǎn)換可以將反射主瓣轉(zhuǎn)移至地層中心，同時可以提高分辨率，使地震資料的反射同相軸與測井曲線特征相對應(yīng)，基于原始地震數(shù)據(jù)、運(yùn)算速度快、不需要井資料以及模型的約束是該技術(shù)的特點(diǎn)。本次研究區(qū)三維地震資料范圍較大，非常適合采用90°相位轉(zhuǎn)換技術(shù)。對研究區(qū)地震資料應(yīng)用90°相位轉(zhuǎn)換技術(shù)（圖4），在90°相位轉(zhuǎn)換地震剖面上河道砂體對應(yīng)整個波峰從而突出了砂體的信息，與河道砂體測井曲線特征吻合較好。

圖4 過A1井零相位地震剖面（左）與90°相位地震剖面（右）

龍崗地區(qū)沙溪廟組河道發(fā)育，許多同相軸因頻率變化而發(fā)生變化，因此，這些同相軸與地質(zhì)時間界面不平行，層序地層切片技術(shù)則極大地減緩了穿時問題[7-8]。首先追蹤兩個不隨頻率變化而變化，相對穩(wěn)定的等時地層界面對應(yīng)的地震同相軸作為參考界面，在本次研究中我們追蹤沙溪廟組底界和沙二段底界作為參考界面，沙溪廟組底界為沙溪廟組底部砂泥巖與下伏涼高山組頁巖的分界面，沙二段底界則存在一個相對穩(wěn)定的“葉肢介頁巖”層，因此這兩個層位界面都是相對穩(wěn)定的等時界面，在兩個參照層之間利用等比例插值的方法以約2ms 的間隔內(nèi)插建立層序地層模型；然后利用層序地層模型在90°相位轉(zhuǎn)換地震數(shù)據(jù)體上提取最大波峰振幅屬性制作層序地層切片，對河道砂體開展精細(xì)刻畫（圖5）。

圖5 沙一段層序地層振幅屬性切片圖

優(yōu)選河道邊界清楚的最大波峰振幅屬性的層序地層切片對河道進(jìn)行識別，如果一條河道在單層層序地層切片顯示不清楚，可結(jié)合上下相鄰的切片來開展河道邊界的精細(xì)刻畫；利用此方法針對龍崗研究區(qū)沙溪廟組共刻畫出16 期152 條主河道，河道砂體面積累計達(dá)到4403km2，河道砂體走向以北東—南西向展布為主，不同河道寬度變化較大，從二、三百米到上千米，規(guī)模最大的河道擺動帶寬度能達(dá)到11～15km，已鉆井證實(shí)河道砂體厚度最大能達(dá)到36m。

4 結(jié)論

（1）龍崗地區(qū)沙溪廟組河道圍巖相比具有低自然伽馬、低聲波時差、高電阻率的測井曲線特征，密度與圍巖相差不大，整體表現(xiàn)為高聲波阻抗特征，在地震剖面上具有“亮點(diǎn)”特征形態(tài)，河道砂體頂界面表現(xiàn)為強(qiáng)波峰的地震反射特征，河道砂體底界面表現(xiàn)為強(qiáng)波谷的地震反射特征。

（2）根據(jù)正演模擬分析，主河道砂體具有較強(qiáng)的反射能量，河道頂?shù)追謩e對應(yīng)強(qiáng)波峰反射和強(qiáng)波谷反射，“亮點(diǎn)”特征明顯，主河道邊部反射能量減弱，不連續(xù)河道間處振幅較弱、產(chǎn)狀下拉，正演剖面可以有效地識別出主河道。

（3）應(yīng)用90°相位轉(zhuǎn)換和層序地層切片的方法，可以有效地對龍崗地區(qū)沙溪廟組主河道砂體開展精細(xì)刻畫，共識別出16 期152 條主河道，累計面積達(dá)到4403km2，河道砂體走向以北東-南西向展布為主，不同河道寬度變化較大，從二、三百米到上千米，規(guī)模最大的河道擺動帶寬度能達(dá)到11～15km，已鉆井證實(shí)河道砂體最大厚度能達(dá)到36m。