川南DTC地区茅口组地球物理特征

侯 宇 雷开强 孙 甫 裴雪梅 游李伟 彭业君 傅谢媛

（中国石油东方地球物理勘探公司西南物探研究院，四川 成都 610213）

0 引言

自1955年在四川盆地圣灯山构造L10井茅口组获工业气流以来，川南地区在下二叠统共发现300多个气藏。前人研究认为川南地区茅口组为裂缝—岩溶储层[1-2]，溶洞沿断裂、裂缝发育，因此先以“一占一沿”“一占三沿”“三占三沿”打构造的勘探模式，后主要以“大断层远离，中小断层紧挨”等打中小断层上盘裂缝发育带的勘探思路，获得了一批工业气流井[3-6]。但岩溶储层具有较强的非均质性，即使距离很近，岩溶发育程度差异也很大。如N6井直眼钻到 2 474.81 m茅口组无显示，工程事故后开窗侧钻，直眼与斜眼相距69.03 m，斜眼钻至井深2 336 m放空2.25 m，在茅口组三段—茅口组二段b亚段获气14.19×104m3／d。即使钻遇茅口组岩溶储层的井，部分单井虽然测试产气量较高，投产初期产气量也较大，但在生产过程中，产气量与压力都下降较快，单位压力产气量越来越小，其原因为虽然该单井的岩溶、裂缝发育，但裂缝的连通范围有限，因此该井所控制的储量不大。笔者利用川南DTC地区的三维地震资料，在开展岩溶储层识别的基础上，利用振幅—相干属性融合技术寻找茅口组小断裂和岩溶共同形成的规模较大的岩溶—裂缝系统，避免钻井钻入被封隔的单一岩溶系统，以期为茅口组下一步的油气勘探开发提供参考。

图1 川南DTC地区地腹构造特征图

1 区域概况

中二叠世沉积后，受东吴运动影响，在川南地区形成区域性的泸州古隆起，茅口组遭受不同程度的剥蚀，对茅口组裂缝—岩溶储层的形成具有重要的控制作用。

1.1 区域构造特征

DTC地区位于川东南中隆高陡构造区的自流井构造群，其西与天宫堂构造毗邻，北为观音场构造，东与青杠坪构造相望，南接宜宾构造。其地面构造为一个简单、平缓、完整且较为对称的短轴背斜，两翼倾角不大。浅层形态较为简单，构造轴向为北东向，由于受北西向断层切割，构造向东延伸，呈穹窿状背斜。中层构造较为复杂，断裂发育，褶皱作用强烈。DTC地区受北北东向断裂的切割形成两个高点，构造轴线呈双轴人字形。川南DTC地区地腹构造特征见图1，由图1可知，浅层构造应力以南西向为主，主要发育近北西向断裂。中层构造应力以东南向为主，主要发育北北东向断裂。

1.2 地质背景分析

中二叠世茅口期末受东吴运动的影响，川南地区剧烈抬升，遭受长期风化剥蚀，茅口组灰岩顶部形成古岩溶风化壳[7]。DTC地区位于古岩溶斜坡，古岩溶斜坡对岩溶发育控制作用明显。钻井揭示DTC地区玄武岩发育，而峨眉山玄武岩的喷发提供了大量酸性气体，与大气混合可形成具溶蚀性的酸雨，这为茅口组顶部和上部沿裂隙和张性断裂发育形成侵蚀岩溶及中下部沿顺层裂缝发育层间岩溶带提供了有利条件[8]。

2 地质特征

研究区中西部龙潭组中上部为页岩与凝灰质粉砂岩不等厚互层，龙潭组下部为玄武岩夹泥岩、凝灰质粉砂岩、碳质页岩，玄武岩底部直接与茅口组灰岩呈假整合接触。研究区东部龙潭组不发育玄武岩，泥页岩直接与茅口组灰岩呈假整合接触。玄武岩具有由西向东逐渐减薄的趋势。研究区茅口组主要为一套沉积稳定且巨厚的生物碎屑灰岩，茅口组地层基质孔隙不发育，孔隙度一般都小于2%。在溶蚀作用强烈的地方孔隙较发育，储层的储集空间主要为岩溶孔隙、裂缝[9]。钻井证实茅口组存在大量岩溶，储层类型主要为碳酸盐岩裂缝溶洞型。DTC地区钻至茅口组井共16口，其中7口井有井漏显示，4口井出现井喷现象，4口井有井涌显示，9口井出现气侵现象。在钻录井上的表现充分表明茅口组存在发育良好的储层，为古岩溶发育的宏观标志。

3 缝洞体的地震响应特征

通过对DTC地区气井分析认为，茅口组缝洞体地震响应特征为缝洞体距离上二叠统底界较近时，有茅口组顶界反射振幅能量减弱，透镜体或眼球状反射、相位杂乱、与上二叠统底界斜交的强反射同相轴。如：T1井累计产气22 657.1×104m3，累计产水275 806 m3，茅口组四段和茅口组一段b亚段发生了井漏。从过T1井的地震剖面可知，T1井小号段茅口组内部有一斜强反射，相位杂乱。T4井茅口组四段至茅口组二段a亚段测试产气19.13×104m3／d，累计产气16 403.7×104m3，累计产水68 959 m3。在地震剖面上，T4井小号段茅口组内部也出现斜强反射，伴有上二叠统底界振幅减弱、相位杂乱的现象（图2）。同时茅口组发育断层，在断层附近由于裂缝的沟通及后期溶蚀作用，常发育低速缝洞体。根据模型正演显示（图3）可知，缝洞体发育致使茅口组顶界反射振幅变弱，同时茅口组内部形成斜强反射，且斜交于茅口组顶界的强反射层上，在斜亮点的尖灭上倾方向，上二叠统底界振幅减弱且出现上凸现象。

图2 过T1井和T4井的偏移剖面图

图3 模型正演图

4 缝洞体异常分布特征

目前预测岩溶缝洞体系统的主要方法有高精度相干、地震属性提取、叠前裂缝检测、频谱分解、波阻抗反演等[10]。笔者根据DTC地区茅口组典型气井得到缝洞体地震响应特征，利用时间厚度、振幅属性和叠后裂缝检测对茅口组缝洞体异常分布进行刻画。

4.1 时间厚度特征

沿断裂或者裂缝的缝洞体发育时，茅口组内部出现斜强反射，且在斜亮点的尖灭上倾方向，上二叠统底界振幅减弱且出现上凸现象，因此提取茅口组时间厚度。时间厚度较厚的暖色区域沿北西向呈条带状分布，与通过相面法拾取的斜强反射区域（黑色虚线区域）具有较好的对应关系（图4a）。

4.2 振幅属性特征

缝洞体地震响应特征表现为茅口组顶界反射振幅减弱、茅口组内部出现斜强反射。由于研究区部分区域玄武岩覆盖在茅口组石灰岩之上，部分区域龙潭组泥页岩与茅口组石灰岩呈假整合接触，茅口组顶界振幅强弱除与茅口组储层发育与否有关外，还与茅口组上覆地层岩性有关，因此只提取茅口组中上部的振幅属性。振幅属性见图4b，从图4b可知，强振幅主要沿北东向和北西向呈条带状分布。北西向强振幅区的展布规律与茅口组时间厚度较厚区和茅口组内部斜强反射区域基本一致，北东向的强振幅区与上二叠统底界断裂发育基本一致。

4.3 叠后裂缝特征

图4 DTC地区茅口组属性图

DTC地区储层类型为受岩溶影响的缝洞型储层，小断层的发育对缝洞型储层具有较强的控制作用。叠后裂缝属性见图4c，从图4c可知，研究区主要发育两个方向的裂缝系统，其中近北东向的裂缝系统与上二叠统底界断裂方向基本一致；近北西向的裂缝系统与茅口组时间厚度较厚区和斜强反射区域具有较好的对应关系。研究认为，DTC地区在东吴期茅口组出露地表，发育古岩溶，在印支期岩浆的局部侵入下产生张性裂缝发育带，到了燕山—喜马拉雅期受到北东方向的应力作用，产生北西向断层。这股应力同时作用于上二叠统，只是由于茅口组上覆柔性地层龙潭组和须家河组的泥岩作用，浅层的断层没有断至二叠系，只是在茅口组内刚性地层薄弱地带产生了北西向小断裂。

5 裂缝—岩溶系统分布

陈立官等人研究认为，古岩溶有利于形成褶皱和断层[4]102，而东吴运动之后，特别是燕山—喜马拉雅期形成的小断裂、裂缝有利于沟通被封隔的古岩溶，裂缝与古岩溶共同作用形成了更大规模的岩溶—裂缝体系[3，11]。DTC地区相干—裂缝属性融合平面图见图5，从图5可以看出，茅口组岩溶缝洞体储层一般都沿断裂发育，强振幅区域一般沿高相干异常分布。北北东向和北西向裂缝系统与岩溶共同形成了规模较大的岩溶—裂缝发育系统。综合构造因素分析认为，图5中红色线条区域为裂缝—岩溶发育有利区。研究区西部沿T12井和T1井发育的北北东向断层和沿T1井和T4井发育的北西向裂缝系统，与茅口组内部的古岩溶共同组成了规模较大的裂缝—岩溶系统。研究区东南部虽然裂缝也较发育，但古岩溶呈团状分布，裂缝—岩溶系统明显不如研究区西部T12井、T1井和T4井附近发育，实际井也印证了预测结果。根据井间连通性分析，T12井、T4井和T1井都属于T4井裂缝—岩溶圈闭，该圈闭自投产以来至2014年底累计产气4.04×108m3，剩余储量为1.36×108m3。研究区T6井测试产气28×104m3，投产初期产气量大，但生产过程中产气量与压力都下降较快，单位压力产气量越来越少，至停产累计产气483.2×104m3。分析其原因在于虽然T6井裂缝发育，但由于裂缝连通的古岩溶有限，使该井所控制的储量较小。

图5 DTC地区相干—裂缝属性融合平面图

6 结论

1）研究区茅口组裂缝溶洞型储层在常规地震时间剖面上常表现为茅口组顶界反射振幅能量减弱，透镜体或眼球状反射、相位杂乱。

2）沿断层发育的缝洞体使茅口组顶界反射振幅变弱，同时茅口组内部形成斜强反射，斜交于茅口组顶界的强反射层上，在斜亮点的尖灭上倾方向，上二叠统底界振幅减弱且出现上凸现象。

3）利用相面法、振幅属性、裂缝预测、时间厚度等多种方法都能较好地刻画茅口组缝洞体横向展布特征。

4）利用裂缝与振幅属性融合技术刻画茅口组裂缝和古岩溶共同作用的裂缝—岩溶系统，寻找较大规模的裂缝—岩溶系统，为茅口组缝洞体研究提供一种新的思路。

5）裂缝—岩溶发育有利区呈网状分布，主要沿北北东向断裂和北西向断裂分布，同时在研究区东南部也有零星分布。