四川盆地中江—蓬莱地区灯二.体储层地震识别及有利区预测_赵虎.pdf

四川盆地中江蓬莱地区灯影组灯二段丘滩体储层测试高产，展现出巨大的勘探潜力，由于受沉积和溶蚀双重作用，储层非均质性强，气水关系复杂，除横向上存在致密带发育，纵向上也存在致密体隔挡层，形成不同气水界面的多个独立气藏。对此，研究拟从已钻井地震地质特征出发，建立灯影组丘滩体储层及致密体地震识别模式，再深入分析灯二上亚段古地貌沉积演化过程，精细刻画岩性圈闭，厘清有效储层空间展布规律。研究显示，丘滩体优质储层发育在灯二上亚段 2小层，厚度为 30110 m 不等，横向上发育在台缘带附近高地貌区域，呈连片状分布特征。而致密体发育在古地貌低部位，与震旦系裂谷有较好的耦合关系，对气藏有遮挡作用。实践表明，研究认识与实际钻井结果吻合度高，可为北斜坡灯影组气藏勘探提供技术支撑。关键词：四川盆地中江蓬莱地区；灯影组二段（灯二段）；丘滩体储层；致密体识别；岩性圈闭中图分类号：TE132.1+4 文献标志码：A 文章编号：1672-1926（2023）06-0980-120 引言 四川盆地震旦系灯影组蕴藏了我国迄今发现的最古老天然气藏，是四川盆地重要的勘探层系，长期以来饱受关注1-4。安岳气田5-6的发现拉开了四川盆地震旦系高效勘探的序幕，近几年勘探方向逐渐向川中德阳安岳古裂陷槽北斜坡拓展7-8。杨威等9在古隆起形成、演化的基础上，研究了四川盆地台内丘滩体规模储层的成因机制与特征。研究表明震旦统灯影组台内丘滩体主要受高石梯磨溪古隆起控制，丘滩体储层主要分布于古隆起核部10-11。魏国齐等12通过对德阳安岳裂陷及周缘构造、沉积、储集层及成藏组合等方面的深化研究，提出震旦系灯影组二段（后文简称灯二段）发育多条垒控丘滩带；丘滩体储层与该区发育的筇竹寺组烃源岩和深部震旦系烃源岩有效沟通，形成“上生下储”和“旁生侧储”源储配置关系；古地貌洼地致密岩性在侧向对油气形成封堵，具备形成大型岩性圈闭的条件13-14。鞠林波15利用谱反演高分辨率处理技术较好地突出了丘滩体包络面特征，识别出了丘滩体内部纹层状沉积特征。熊冉等16以露头地质模型为基础开展地震正演模拟研究，模拟不同频率下丘滩复合体的地震响应，并系统总结其地震反射特征表现为：高频、强振幅、较连续反射，丘状外形，充填结构；这为丘滩体的地震刻画提供了有效依据。苏建龙等17以相控思路为核心，结合地质、收稿日期：20221124；修回日期：20230206；网络首发日期：20230323.基金项目：中国石油西南石油大学创新联合体科技合作项目（编号：2020CX010201）资助.作者简介：赵虎（1983-），男，江苏淮安人，博士，教授，主要从事地球物理勘探方法与解释研究和教学工作.E-mail：.No.6赵 虎等：四川盆地中江蓬莱地区灯二段丘滩体储层地震识别及有利区预测物探资料从地震相带刻画、丘滩体地震识别和无井相控储层反演等方面，开展了灯四段丘滩体的相控储层预测研究，在元坝地区有效预测丘滩体储层发育范围。灯影组受沉积和溶蚀双重作用影响，储层非均质性强，随着研究区探井完钻发现，中江蓬莱地区气水关系复杂：除横向上发育致密带，纵向上也发育致密体隔挡层与断层共同作用，导致纵向隔挡层空间错位，从而形成具体不同气水界面的多个独立气藏，这与前期地质认识存在一定的差异。对此，本文研究拟从已钻井地震地质特征分析出发，建立灯影组丘滩体、致密带等地质体地震响应特征，再利用模型正演、古地貌分析、储层预测等手段，构建中江蓬莱地区灯影组丘滩体储层地震识别模式，进一步拓展中江蓬莱地区气藏边界，精细刻画岩性圈闭和储层空间展布特征，为四川盆地灯影组气藏勘探提供技术支撑。1 研究区概况 中江蓬莱地区位于四川省遂宁市安居区、资阳市乐至县境内，区域构造位于川中古隆平缓构造区，西邻苍山构造，东至蓬莱构造，南达拦江构造，北望金华镇构造（图 1）。受桐湾运动影响，研究区大部分缺失灯三段、灯四段，灯二段厚度由西北向东南逐渐变薄18-20。经长期风化剥蚀作用，德阳安岳裂陷槽北部及其边缘沉积台地边缘带，南部主要发育侵蚀裂陷槽，形成了北部沉积，南部侵蚀的槽台格局10，研究区主要位于裂陷槽北部，灯二段两级台缘分异处。2 地质特征 灯二段总体呈现向上逐渐变浅的沉积旋回特征21，导致其内部沉积环境存在明显差异（图 2）。灯二下亚段（SQ1）整体处于深水环境，沉积主要表现为丘核、丘间频繁叠置，以泥晶白云岩、致密藻白云岩、凝块白云岩互层为主，沉积的岩体致密，发育孤立孔洞，丘滩体储层发育差 图 3（a），图 3（b），图 4（b）。灯二上亚段（SQ2）处于浅水环境，中下部水体能量强，氧气充足，微生物大规模生长发育，并粘黏沉积颗粒和灰岩等形成厚度大、储集性能好的丘滩体储层，储集岩以藻凝块云岩、藻砂屑云岩、藻格架云岩为主 图 3（c），图 3（d）。受桐湾运动影响，灯二段长时间暴露，在风化剥蚀和大气淡水淋雨改造的作用下，灯二段丘滩体上形成大量溶洞、孔洞和溶缝，形成以裂缝孔洞型储层为主的岩溶储层图 4（a）。灯二段顶部丘滩体发育接近海平面，可容纳其生长的空间不足而抑制丘滩体继续发育，且丘滩体受波浪作用破碎形成砂屑白云岩随着波浪运移至丘滩体两侧，在成岩过程中发生重结晶作用导致灯二段顶部储层发育较差 图 3（e），图 3（f），因此，优质储层发育在灯二上亚段的中上部。3 丘滩体储层及致密体地震识别模式建立 3.1丘滩体储层识别模式及特征研究区灯二段丘滩体储层以裂缝孔洞型储层为主，主要发育于灯二上亚段中上部，油气填充后的地层速度比围岩地层速度明显降低，声波曲线明显增大（图 5 蓝色箭头），合成记录中表现出中振幅亮点反射。同时，在灯二段内部有一些 GR 值突增的层段，结合前期地质认识，此处为致密的泥晶云岩发育区（图 5 紫色箭头），作为隔层有效分割 2套不同气水系统，表现为中弱波谷的反射特征。总结研究区所有井的储层响应特征，建立了丘滩体储层 3 种识别模式，模式 1：SQ2 上部亮点、中弱振幅、波形杂乱、不稳定；模式 2：SQ2中上部复波、波形不稳定；模式 3：SQ2上部长波谷、波形连续性一般，中部中强波峰（图 6）。通过连井剖面可以发现气层（图 7绿色框）主要发育在灯二上亚段 2 小层和 3 小层下部，灯二上亚段 2小层气层最发育，表现为中弱波峰反射、连续性图 1研究区位置Fig.1Location of study area981Vol.34天然气地球科学一般，反射同相轴中断处出现复波或亮点反射，其能量强区域气层发育较差，杂乱区域气层发育较好。差气层（图 7 紫色框）主要发育在灯二上亚段 3小层，表现为中弱波谷、复波、弱振幅，连续性一般，其能量强区域通常不发育气层或发育差气层。这一结论进一步佐证了前文单井分析的结论（储层主要发育于灯二段中上部），储层发育于灯二上亚段 2小层和 3小层下部。3.2致密体识别模式研究区灯影组底部存在震旦系裂谷 图 8 绿色箭头，图 9（b）下震旦系裂谷发育，研究表明其形成时间早于德阳安岳裂陷槽，是产生灯影组台缘“隆凹”格局的主要原因，从而进一步控制了丘滩相储层和致密体的发育和展布。灯影组沉积期与裂谷存在明显的继承关系，裂谷存在使灯二段沉积时期该处地层填充，形成古地貌低洼区域，由于该区域水体较深，水动力较弱，易沉积泥晶云岩，其岩性致密，从而对油气形成了遮挡作用。研究区灯二上亚段丘滩体发育区平均滩地比达 到 了 70%，而 致 密 体 发 育 区 滩 地 比 只 有 16%（ZS101 井），明显低于丘滩相，图 8 过 ZS101 井ZS103 井的地震剖面同时显示，在 2 口井之间的地震反射特征与其他区域明显不同。综合地震地质资料，建立研究区致密体识别模式：SQ2 上部长波谷，SQ2 中下部波峰反射、强能量，整体连续性好。该反射模式主要位于 ZS101 井PT107井之间及北部区域，古地貌台内洼地区域（图 9蓝色方框）。图 2中江蓬莱地区灯影组二段综合柱状图Fig.2Comprehensive histogram of the Deng2 Member in Zhongjiang-Penglai area982No.6赵 虎等：四川盆地中江蓬莱地区灯二段丘滩体储层地震识别及有利区预测图 3中江蓬莱地区灯二段地质特征Fig.3Geological characteristics of Deng2 Member in Zhongjiang-Penglai area（a）砂屑粉晶云岩，丘核丘滩间微相；（b）灰色泥晶白云岩，含泥白云岩，丘间洼地；（c）溶孔，孔隙度 12.78%；（d）灰褐色溶孔洞白云岩；（e）褐色藻、融孔白云岩；（f）灰褐色融孔白云岩图 4中江蓬莱地区灯二段储层电成像Fig.4Electrical imaging of Deng2 Member in Zhongjiang-Penglai area（a）灯二段 SQ2中上部岩溶储层发育模式；（b）灯二段 SQ1底部孤立发育储层模式983Vol.34天然气地球科学为了验证建立的丘滩体储层及致密体识别模式是否正确，建立了研究区典型地质模型，采用波动方程正演模拟方法（主频为 25 Hz的雷克子波）对其正演计算（图 10）。结果显示：丘滩体储层（图 10黄色和蓝色箭头）表现为弱亮点、断续反射，致密体表现为强振幅、连续反射，与实际地震剖面吻合度高；同时震旦系裂谷反射特征与实际地震剖面也高度吻合（图 10紫色箭头）。图 5PT101井合成地震记录及测井解释Fig.5Synthetic seismogram and log interpretation of Well PT101图 6中江蓬莱地区丘滩体储层 3种识别模式Fig.6Three identification modes of mound-beach reservoir in Zhongjiang-Penglai area（a）模式 1；（b）模式 2；（c）模式 3984No.6赵 虎等：四川盆地中江蓬莱地区灯二段丘滩体储层地震识别及有利区预测4 古地貌演化 中江蓬莱地区内灯影组二段整体位于台地边缘相带，古地貌是控制丘滩体储层发育的关键因素，丘滩体发育受水动力条件及古地貌共同控制，因此，恢复研究区古地貌沉积演化特征对研究该区丘滩体储层发育有重要意义。将丘滩体集中发育区（灯二上亚段）分为 3 个小层，总结其单井地震反射特征，结合连井剖面特征进行全区同相轴追踪，建立 3 个小层地震反射特征：灯二上亚段 3 小层底部反射特征为中弱波峰转波谷，灯二上亚段 2小层底部反射特征为中弱波谷，灯二 SQ2底反射特征为中强波谷。拉平灯影组顶，利用印模法逐一恢复灯二段上亚段古地貌沉积演化过程（图 11）。结果表明：研究区整体继承了“隆凹”格局的沉积特征，至灯二上亚段 1小层沉积期 图 11（a）表现出西低东高的古地貌特征（黄红暖色调代表古地貌较高部位，绿蓝冷色调代表古地貌低洼区），该时期丘滩体储层零星发育于古地貌高处，主要位于PT1 井区附近；而西侧 ZS101 井PT107 井之间存在明显的台缘洼地，致密体发育。到灯二上亚段 2小层沉积期台缘洼地逐渐被填平补齐，ZS101PT107PT105 井区仍处于古地貌低部位，致密体发育；但高地貌连片分布，位于图 7ZS102井ZS101井PT106井PT103井PT1井PT101井PS5井连井地震剖面Fig.7ZS102-ZS101-PT106-PT103-PT1-PT101-PS5 wells-tie seismic profile图 8致密体发育典型地震剖面Fig.8Typical seismic profile of tight body development985Vol.34天然气地球科学图 9灯一段+灯二下亚段厚度与致密体异常及震旦裂谷发育区耦合关系Fig.9The coupling relationship between the thickness of the first member of Dengying Formation+the lower sub-member of Deng2 Member and the density anomaly and the Sinian rift development zone（a）灯一段+灯二下亚段厚度；（b）致密体异常（上）及震旦裂谷（下）发育区图 10中江蓬莱地区典型丘滩体储层地质概念模型及正演模型剖面Fig.10Geological conceptual model and forward model profile of typical mound-shoal reservoir in Zhongjiang-Penglai area（a）中江蓬莱地区典型丘滩体储层地质概念模型；（b）中江蓬莱地区典型丘滩体储层正演模型剖面986No.6赵 虎等：四川盆地中江蓬莱地区灯二段丘滩体储层地震识别及有利区预测PT106 井PT101 井PT104 井的合围区域，丘滩体之间频繁叠置，形成规模大，发育厚度大的丘滩体，其后期又受橦湾运动剥蚀作用的影响，进一步改造储层，在台缘带形成丘滩体和岩溶共同作用的最佳复合体储层。该层段发现多个测试高产的井，如 PT1 井（测 试 122104 m3/d）、PT101 井（测 试220.88104 m3/d）、PT102井（测试77.74104 m3/d）、ZS103 井（测试约 100104 m3/d）等在该小层都获得了较高的测试产量，进一步证明了优质储层发育在灯二上亚段 2小层。到灯二上亚段 3 小层沉积期，研究区内古地貌高部位向西侧转移，ZS101 井ZS102 井呈现出古地貌高部位，同时受桐湾运动的影响，海平面继续上升，但由于顶部空间不足而抑制丘滩体的发育，水动力条件进一步增强，导致丘滩体储层受波浪作用破碎，并发生重结晶作用使地层沉积物性变差。因此灯二上亚段小层顶部为差气层或不发育储层。同时研究区内该小层受不同程度的剥蚀，储层整体厚度较薄，这一现象与单井储层的发育规律基本一致。5 丘滩体储层展布特征刻画及有利区预测 根据研究区测井资料，对研究区内灯二段所有井进行交会统计分析，得到储层非储层段的波阻抗声波时差交会图、波阻抗自然伽马交会图和波阻抗地层真电阻率交会图（图 12），分析出各自阻抗值、声波时差、自然伽马和电阻率值的变化范围（表 1）。从图 13中可以看出储层段和非储层段存在差异，为地震反演中储层和非储层段识别提供了依据，进而达到提升储层预测准确性的目的。灯二上亚段储地比在 0.45以上，横向上优势区域位于PT101PT1PT106PT105PT102 井区附近，劣势区域位于中江 101 井区以东至 PT107 井区之间 图 13（a）。为了进一步厘清灯二上亚段储层发育特征，将其分为 3 个小层进行分析。结果表明：1 小层储层非均质性强，厚度在 1050 m 之间，存在多个岩性单元，厚储层主要分布在研究区东侧，PT101PS5 井区、PT103PT108 井区、PT102PT105 井区附近区域，ZS101 井区附近几乎无储层发育，孔隙度在 2.5%4%之间 图 13（b）。2小层储层大面积分布，厚度在 50140 m 之间，厚储层主要 分 布 在 PT101PT102PT103 井 区、PT105PT107PT108 井 区、ZS102ZS103 井 区 附 近 区域，ZS101 储层较薄，孔隙度在 3.2%4.6%之间图 13（c）。3 小层储层面积大、厚度较薄，厚度在图 11灯二段上亚段古地貌演化Fig.11Paleogeomorphologic evolution of the upper sub-member of Deng2 Member987Vol.34天然气地球科学2545 m 之间，厚储层主要分布在研究区西侧，在PT1PT105PT108井区、PT106PT107PT109井区、ZS102ZS103 井区附近区域，ZS103 储层发育相对较好，孔隙度在 3%4.4%之间 图 13（d）。3个小层的储层分布整体呈现出向西迁移的特征。由于研究区存在 2 个气水线界面（以 F32 断层图 12研究区灯二段储层非储层响应特征Fig.12Reservoir-non-reservoir response characteristics of the Deng2 Member in the study area（a）灯二段储层与非储层波阻抗声波时差交会图；（b）灯二段储层与非储层波阻抗自然伽马交会图；（c）灯二段储层与非储层波阻抗电阻率交会图表 1中江蓬莱地区灯二段丘滩体测井响应特征Table 1Logging response characteristics of mound-beach body in Deng 2 Member of Zhongjiang-Penglai area储层非储层声波时差/（s/m）46604046自然伽马/API10202060电阻率/（m）70020 0000100 000波阻抗/（g/cm3）（m/s）14 50017 50017 50020 000图 13中江蓬莱地区灯二上亚段储层分布Fig.13Reservoir distribution map of the upper sub-member of the Deng2 Member in Zhongjiang-Penglai area（a）灯二上亚段储层与地层比；（b）灯二上亚段 1小层储层厚度；（c）灯二上亚段 2小层储层厚度；（d）灯二上亚段 3小层储层厚度；（e）灯二上亚段 2小层有效储层厚度；（f）灯二上亚段 3小层有效储层厚度988No.6赵 虎等：四川盆地中江蓬莱地区灯二段丘滩体储层地震识别及有利区预测为界），东侧气水线5 560 m（低于5 560 m 主要发育水层，高于5 560 m 主要发育气层、差气层），西侧气水线5 670 m，因此分布绘制了 2 小层及3 小层有效储层厚度（气水线以上储层），1 小层储层整体位于气水线以下 图 13（e），图 13（f）。2 小层有效储层连片分布，厚度在 30110 m 之间，厚储层基本沿台缘带分布，PT1 井区附近区域最优。3 小层有效储层大面积分布，存在多个岩性单元，厚度在 540 m 之间，厚储层主要分布在研究区中西部，PT106ZS102 井附近区域，西侧储层优于东侧。结合岩性圈闭边界（图 14 绿色虚线）、断层（图14 红色虚线）、气水界线、储层有效厚度、孔隙度等资料，绘制了研究区丘滩体储层勘探有利区分布图。结果表明：研究区最有利的勘探区位于灯二段台缘带附近；2小层有效储层整体较厚，但面积较小，3 小层有效储层较薄，但面积较大，二者叠合处为最有利的勘探区域。6 结论（1）多种资料证实，研究区建立的 3种丘滩体储层及一种致密体识别模式与单井及实际地震剖面吻合度高。致密体发育区与震旦系裂谷，以及灯二段沉积古地貌有很好的耦合关系，进一步佐证了致密带发育在古地貌低部位区域（台洼区域），该区域水体较深，水动力较弱，易沉积泥晶云岩，对丘滩体气藏有遮挡作用，有利于发育灯影组大型岩性圈闭。（2）灯二段优质储层发育于灯二上亚段中上部2小层内部，地震反射特征较为明显，为勘探的重点层系。横向上发育在台缘带附近高地貌区域，2 小层厚度大、面积小，3小层厚度薄、面积大，二者叠合处为最有利的勘探区域。（3）研究显示蓬深 5 井区及以东区域储层发育较好，与前期地质认识不一致（致密体发育区），建议对蓬深 5井以东区域进行进一步探边研究。参考文献（References）1 陈文正.再论四川盆地威远震旦系气藏的气源 J.天然气工业，1992，12（6）：28-32.CHEN W Z.Gas source of the Weiyuan Sinian gas reservoir in the Sichuan Basin J.Natural Gas Industry，1992，12（6）：28-32.2 陈宗清.四川盆地震旦系灯影组天然气勘探 J.中国石油勘探，2010，15（4）：1-14，18.图 14中江蓬莱地区灯二段丘滩体储层有利区分布Fig.14The distribution map of favorable reservoir area of the Deng2 Member in Zhongjiang-Penglai area989Vol.34天然气地球科学CHEN Z Q.Natural gas exploration in Sinian Dengying Formation，Sichuan Basin J.China Petroleum Exploration，2010，15（4）：1-14，18.3 洪海涛，谢继容，吴国平，等.四川盆地震旦系天然气勘探潜力分析 J.天然气工业，2011，31（11）：37-41.HONG H T，XIE J R，WU G P，et al.Natural gas exploration potential of the Sinian System in the Sichuan Basin J.Natural Gas Industry，2011，31（11）：37-41.4 邹才能，杜金虎，徐春春，等，四川盆地震旦系寒武系特大型气田形成分布、资源潜力及勘探发现 J.石油勘探与开发，2014，41（3）：278-293.ZOU C N，DU J H，XU C C，et al.Formation，distribution，re-source potential and exploration discovery of Sinian-Cambrian giant gas field in Sichuan Basin J.Petroleum 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