四川盆地东部涪陵—巴南地区茅口组储层特征及预测

2019-10-17孙庆莉杨晋蓉

天然气勘探与开发 2019年3期

徐姣孙庆莉段杰杨晋蓉龚立

中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司西南物探研究院

0 引言

四川盆地油气具有多年的勘探历史，在非常规及常规的油气勘探中取得了巨大成果。中国石油及中国石化在下二叠统茅口组的油气勘探活动中取得了相当丰富的成果，获得一大批具有工业气流的油气井，如HL1 井产气31.6×104m3/d，TL6 井产气39.0×104m3/d，SF1 井产气8.0×104m3/d，近年来在双鱼石地区钻遇茅口组裂缝型储层，并在栖霞组获得较高产量，ST12 井栖霞组测试27.0×104m3/d ，SY001-X132 栖霞组测试55.6×104m3/d，川东WT1井茅口组生屑泥晶灰岩储层段产气82.2×104m3/d，这些勘探成果表明四川盆地的茅口组具有较大的勘探潜力，尤其在南充—广安—板桥—卧龙河一带还发育白云岩储层[1-4]。但同时也发现茅口组储层类型相当复杂，控制因素繁多，储层分布呈不均匀状态。因此茅口组勘探开发前景良好但也伴随着较大风险[5-6]。

涪陵—巴南区块位于川东南中隆高陡构造区，工区及邻区钻井共有13 口。对其中的6 口井中的茅口组进行测试，T1 井和SH3 井获工业气流，其余井均有气显示，因此该区茅口组具有一定的勘探潜力。但以往该区针对茅口组储层的研究较少，不确定其到底是岩溶型储层还是裂缝型储层，对其茅口组沉积相的展布情况也不十分清楚[7]。

在储层预测研究中，大量实践证明要牢牢把握相控储层的预测原则。对相关勘探区要做好沉积相分析和储层特征研究，再根据储层异常区域确定出油气异常的分布范围[8-9]。笔者分析了区域内及邻区的钻、测井资料后，认为茅口组储层岩性以灰岩为主，是富含生物碎屑、溶孔、裂缝的综合型储集层。故利用二维地震资料对地震相、地震反射特征等进行分析并对储层有利区分布范围进行了预测，为后续茅口组气藏的勘探开发提供可靠的支撑和依据。

1 地质背景

1.1 构造特征

涪陵—巴南地区构造属于四川盆地川东南中隆高陡构造区明月峡大天池构造带南段和梓里场构造群。地腹浅层构造褶皱相对弱，断层规模相对较小；中层构造由于挤压应力作用纵横向的差异，褶皱增强，断裂尤其发育，构造主体与大断裂相伴生，背斜多变窄变陡甚至倒转，发育有姜家场构造、四合场构造、龙潭潜伏构造、太和场潜伏构造等（图1）。

1.2 钻探概况

图1 四川盆地涪陵—巴南地区上二叠统底界构造图

该勘探区及其邻区有不少钻井，也大部分钻遇了茅口组。涪陵—巴南工区内钻井资料较少，主要有TH1 井、SH2 井、SH3 井、T1 井、T2 井；邻区钻井资料比较丰富，西部钻井分别为FE1 井、FE2 井、FE3 井、FE4 井；北部钻井有C4 井、C9 井、C10 井、C20 井等；东北部钻井有TO11、TO8、X34、X 28 井等（图1b 右）。涪陵—巴南勘探区内钻井资料显示主要集中在茅三、茅二段，测试为微气，产量小（表1）。从表中还可以看到，茅三段厚度总体较薄并且较稳定，普遍介于20 ～30 m，茅四段在测区西边一带缺失，在测区东部一带介于8 ～15m，较薄，而下伏茅二、茅一段总体比较稳定。

表1 研究区及邻区钻井茅口组各段厚度及产能测试统计表

1.3 岩性特征和储集空间

涪陵—巴南勘探区内的茅口组可分为4 段。由于东吴运动，扬子海盆上升成陆，茅口组遭风化剥蚀，佛耳崖构造仅残留茅三段，甚至连茅三段也不完整，SH2、SH3 井保存了茅四段。茅口组下部岩性为灰色石灰岩、泥质灰岩夹黑色页岩，具明显眼球状构造，生物有腕足类如孔虫等。中部地层岩性为灰色厚层块状灰岩，有时含少量泥质，生物有珊瑚、腕足类、有孔虫等。上部地层岩性为灰白色块状灰岩、生物灰岩，含硅质结核及方解石晶体，顶部地层岩性为棕灰色石灰岩，夹生物灰岩，含少量泥质、碳质及黄铁矿粒[10]。

一般来说，茅口组的储层岩性为质纯性脆的生物灰岩，沉积物以生物碎屑为主，原生粒间孔和生物体腔孔都很发育，但由于杂基充填作用、压实作用和胶结作用，原生孔隙消亡，变为致密岩。通过对勘探区及邻区内完井报告的分析总结（表2），茅口组主要为致密深色灰岩，普遍含生物碎屑。受构造运动影响，产生构造裂缝，局部缝较为发育，少见溶孔，云化作用少而不均，局部见硅化。储集层类型主要为裂缝型及少量受裂缝和岩溶作用控制的分布极不均匀的孔隙(洞) — 裂缝型[11-12]。

2 地球物理响应特征

茅口组的地震响应特征分析，主要从测井资料响应及相关钻井的茅口组地震反射特征入手。

2.1 测井响应特征

图2 是SH2、C12 和TO8 井测井曲线及地震合成记录，SH2、C12 井茅四段分别为18 m 和16 m，从图中可以看出：茅口组（P1m— P2l）的时间厚度值约90 ms 左右；茅三段、茅四段主要表现为高速、低伽马特征，茅四段底在合成记录上表现为半波峰，茅三段底表现为紧邻的半波谷；储层主要发育在茅口组顶部，表现为一定的低速、低伽马特征。储层速度范围介于5 800 ～6 000 m/s，储层段附近出现局部跳波现象。

表2 研究区及邻区钻井茅口组相关岩性物性情况表

图2 SH2、C12、TO8 井合成地震记录对比图

TO8 井茅四段缺失，图中可以看出：茅四段缺失时，茅口组（P1m－P2l）的时间厚度值约80 ms左右；茅三段主要表现为高速、低伽马特征；茅四段缺失时，茅三底表现为半波峰特征[13-14]。

2.2 地震响应特征

图3 为过SH2 井的叠前时间偏移剖面，二叠系上统底界（P2l）为连续稳定的强波峰，茅口组内部始终表现为一复波或者分开的亚平行的双弱波峰；储层段在P2l向下的半峰半谷间，地震上不易识别明显特征，但有断层方面的指向性。钻井揭示茅口组底部和栖霞组内部钻遇小断层，附近裂缝较发育( 图中的箭头处可见层内波组有错断现象)。图4 为过T1 井的叠前时间偏移剖面，从图中可以看出，P2l表现为连续稳定的强波峰，茅口组内部始终表现为一复波或者分开的亚平行的双弱波峰；储层段薄且发育在中下部弱波峰附近，伴随其上或下部发育微型断层。总的来看，茅口组储层附近往往发育微型层间断层，裂缝相对发育。

图3 过SH2 井叠前时间偏移剖面图

图4 过T1 井叠前时间偏移剖面图

根据过井剖面茅口组储层的地震响应特征，参照邻区蜀南地区的已有成果，采用茅口组岩溶储层的地震响应模式来指导本次储层预测。以往研究表明，四川盆地茅口组主要为海相碳酸盐岩，其成分为不同比例的方解石和白云石，易于溶解，茅口组沉积期后的东吴运动使茅口组石灰岩暴露地表并经大气淡水溶蚀淋滤，形成大量的溶蚀孔洞和溶蚀缝，成为了天然气的有效储层，所以古岩溶储层在钻井过程中普遍会存在井漏、井涌、放空和跳钻等现象，在录井上也表现为气测异常以及气侵显示。也正是由于岩溶作用下形成的缝洞破坏了岩石原有的层状结构，使得地震反射振幅发生变化，强弱相位也明显发生转换，同时缝洞区域速度降低会增加反射时差，就会形成相应的局部反射异常现象，所以在地震剖面上，茅口组古岩溶常常表现出“下拉式弱反射”“眼球状”“斜亮点”“同相轴错断”“同相轴分叉及合并”等反射特征，这些异常特征容易被追踪和刻画[15-16]。图5 为蜀南地区过Dong20 的地震剖面，总体上，茅口组顶部同相轴为连续强波峰显示，但是在井位储层附近区域出现同相轴局部扭曲（半个相位的错断）、内部斜亮点的地震响应特征（图5 中蓝色箭头），出现这些特征的区域即为储层有利区[17-19]。

3 储层有利区预测

通常情况下，地下水的径流强度是影响石灰岩的岩溶发育主要因素，另外，断裂发育致使岩石破碎也会使岩溶得到进一步的发育。所以，推测断层附近及靠近地貌高部位储层相对发育。恢复古地貌对该区茅口组储层预测具有重要意义。现阶段，古地貌的恢复方法有多种，可以通过镜像法、残留厚度法等来实施古地貌的恢复[20-21]。

在本次涪陵—巴南勘探区的古地貌恢复计算中，主要使用残留厚度法来实施。如图6 为研究区叠前时间偏移剖面，可见工区范围内茅口组时间厚度值存在厚薄变化，西部偏薄，主要介于75 ～80 ms；东部稍厚，介于90 ～95 ms。茅口组内部地震相以亚平行、局部断续弱反射为主。提取茅口组时间厚度值（图7），图中红线是以80 ms 为界作大致区分，表明勘探区存在东边厚西边薄的趋势，分析茅口组沉积前的古地貌为西高东低，西部地区茅四段基本剥蚀。