XC地区茅口组岩溶储层发育有利区预测

2021-06-07谢知含侯宇雷开强孙志昀王玉雪

断块油气田 2021年2期

谢知含，侯宇，雷开强，孙志昀，王玉雪

（1.成都理工大学沉积地质研究院，四川成都 610059；2.中国石油东方地球物理公司西南物探研究院，四川成都 610213；3.中国石油西南油气田分公司川西北气矿，四川江油 621709）

0 引言

下二叠统茅口组是四川盆地重要的含油气层系，前期勘探主要集中在川南和川东地区，发现了宋家场、自流井、阳高寺等多个石灰岩岩溶缝洞型气藏。川中地区NC1井茅口组钻遇孔隙型白云岩气层，获高产工业气流 44.740×104m3/d，MX39井获工业气流 24.697×104m3/d，展示了川中地区茅口组良好的勘探前景。

张亚等［1-2］对川中地区茅口组岩溶古地貌、断溶体发育特征、白云岩特征及成因机理等开展了研究。戴晓峰等［3-4］对茅口组岩溶储层地球物理特征进行了研究，认为岩溶储层发育在茅口组中上部，茅口组内部具有中强波峰反射的“亮点”特征，茅口组顶界具有弱振幅、低频率的“暗点”特征。前人对储层特征变化规律的研究各有优势［5-7］，常利用“暗点”“亮点”技术预测茅口组岩溶储层和指导勘探布井。但在实际生产中，“暗点”“亮点”特征受岩性等多种因素的影响，具有不确定性。本文利用四川盆地XC地区三维地震资料和GST-MX地区钻测井资料，在分析茅口组储层地震响应特征的基础上，开展了沉积相带预测、古地貌恢复和属性提取，进一步预测茅口组岩溶储层发育有利区，为今后的勘探开发提供了可靠依据。

1 地质概况

川中地区构造平缓，二叠系整体表现为由南向北下倾的单斜构造，局部发育规模较小的低幅度背斜。二叠系沉积前，受加里东运动和云南运动的影响，四川盆地遭受剥蚀，准平原化作用后形成基底，具有小规模的地形起伏。地壳在二叠纪开始全面下沉，由于受到广泛海侵，下二叠统覆盖在志留系、奥陶系等地层之上。早二叠世末期，受东吴运动抬升的影响，下二叠统遭受不同程度的剥蚀，茅口组顶界形成区域性不整合面，发育风化壳岩溶储层［8-9］。川中地区茅口组位于岩溶斜坡（见图1），有利于形成岩溶储层［1，9］。

图1 研究区地质概况

茅口组时期为碳酸盐岩台地沉积，以开阔台地相沉积为主。研究区沉积相以颗粒滩亚相为主，有利于后期岩溶改造［10］。四川盆地发育多条基底断裂［11］，茅口组白云岩主要沿基底断裂分布。研究区紧邻F15基底断裂带，有利于形成断溶体储层。茅口组储集空间类型为孔隙、溶洞和裂缝，以晶间孔、晶间溶孔为主，由于东吴期表生岩溶作用的影响，形成大量溶洞。茅口组白云岩多为晶粒白云岩。

2 有利区预测

研究区只有JT1井钻遇茅口组，本文利用邻区GST-MX的钻测井资料分析储层纵向分布规律。茅口组发育表生岩溶储层和顺层岩溶储层，这些储层主要分布在距茅口组顶界50 m范围内，单层厚度多小于10 m，距顶界越近，岩溶储层越发育。GA地区GT2井茅口组上部储层厚度为35 m，GC2井上部储层厚度为24 m，G3井上部储层不发育（G3井与GC2井相距3.8 km）。由叠前时间偏移剖面（见图2）可以看出：GT2井和GC2井茅口组顶界为弱波峰反射，顶界之下为弱波谷反射，茅口组上部复波反射延伸至茅口组内部；G3井茅口组储层不发育，茅口组顶界呈强波峰反射。

图2 GT2—GC2—G3井连井地震剖面

研究区JT1井茅二、茅三段共发育1套气层、3套差气层。在叠前时间偏移剖面上，JT1井茅口组顶界波峰振幅减弱，顶界之下波谷能量也变弱，茅口组内部出现弱波峰反射，并向CDP共深度点道集小号段延伸。

2.1 沉积相带预测

沉积相是储层形成的物质基础。分析研究区JT1等井可知：颗粒滩亚相由灰—浅灰色生屑灰岩夹薄层白云岩组成，在叠前时间偏移剖面上，茅口组内部具有断续、弱振幅或者杂乱反射；滩间海亚相由生屑泥晶灰岩和生物碎屑灰岩组成，在叠前时间偏移剖面上，茅口组内部具有平行、较连续的中强振幅反射。研究区大部分区域的波形特征为断续、弱振幅反射，东南部发育平行、较连续的中强振幅反射，表明研究区大部分区域为颗粒滩亚相，东南部为滩间海亚相。

2.2 古地貌恢复

地层残余厚度较大的岩溶高地或岩溶斜坡的岩溶作用强烈，是岩溶储层发育的有利区。地层残余厚度较小的洼地、沟槽地区，由于遭受水流冲蚀，地层剥蚀过于强烈或局部塌陷，地层残余厚度相对较小。后期充填作用强烈，破坏了缝洞系统的有效性，不利于岩溶储层发育。研究区茅口组地层残余厚度由南向北逐渐减小，南部为岩溶高地，北部为岩溶相对低洼地区。

2.3 属性提取

基于茅口组储层地震响应特征，提取顶界最大波峰振幅、顶界之下最大波谷振幅和内部最大波峰振幅属性（见图3）。由于茅口组顶界振幅属性受上覆龙潭组岩性变化影响较大，结合岩溶古地貌恢复，认为顶界最大波峰振幅属性不能准确反映储层上部发育程度（见图3a）。暖色的弱振幅区主要位于岩溶古地貌相对洼地，这与地质规律相矛盾。因此，本文利用茅口组顶界之下最大波谷振幅属性预测茅口组上部储层发育程度，利用内部最大波峰振幅属性预测茅口组内部储层发育程度。暖色系的弱波谷振幅区主要由北东向西南延伸，呈扇形分布，研究区东北部零星分布团块状的弱振幅（见图3b）。暖色系的中强波峰振幅区主要分布在JT1井南部、研究区中东部和东南部（见图3c）。研究区东南部虽然位于暖色的强波峰振幅区，但是结合相带预测成果，强振幅可能不是储层响应，而是岩性响应。

前人研究认为，断裂和裂缝对岩溶储层发育具有控制作用，断裂附近溶蚀作用更强烈［13］，因此，需结合曲率属性寻找岩溶储层发育有利区。研究区的曲率属性主要表现为4种类型（见图3d）：类型1分布在JT1井附近，呈串珠状分布，由西北向东南方向延伸16.0 km，面积约90.4 km2；类型2分布在研究区中东部，呈短轴状分布，面积约148.0 km2；类型3分布在研究区西南部，呈条带状分布，由西南向东北方向延伸12.8 km，面积约43.0 km2；类型4分布在研究区北西部和北东部，呈线状分布。

图3 茅口组地震属性分布

3 储层分类

本文综合分析了茅口组沉积相带、古地貌恢复、振幅属性及曲率异常等，将研究区储层分为3类。

第1类为表生岩溶储层，面积约671 km2。表生岩溶以大气淡水产生的地表径流为主，溶蚀过程中常形成溶沟、溶洞和溶缝等［12］。研究区为岩溶高地，颗粒滩亚相发育，北西向和北东向线状曲率异常与茅口组顶界之下波谷弱振幅区的对应关系较好，曲率异常两侧上部储层相对发育（见图4。图4a，4b中的黑色线为曲率异常）。

在地震剖面上，表生岩溶储层表现为茅口组顶界反射波同相轴相对平滑，局部略有挠曲，振幅减弱，复波反射延伸进入茅口组内部（见图4c的蓝色箭头）。北西向和北东向线状曲率异常可能为地表径流侵蚀和冲刷作用形成的溶蚀程度较低的溶蚀沟谷，沟谷附近溶蚀作用强烈。研究区中南部岩溶斜坡的地表径流向北东区域的岩溶相对低洼区域聚集。由于岩溶洼地地形平缓，为汇水区，不利于岩溶储层形成，研究区北部岩溶储层发育程度较低。研究区东南部虽然位于岩溶高地，但属于滩间海亚相，泥质含量较高，溶蚀作用较弱，岩溶储层发育程度也较低。

图4 表生岩溶储层地震属性与地震剖面响应特征

第2类为顺层岩溶储层，面积约172 km2。岩溶高地由于长期处于裸露风化状态，易遭受大气淡水淋滤，岩溶储层除了受到地表水侵蚀和冲刷作用形成表生岩溶外，还有因垂向渗滤作用形成的垂向溶蚀带和顺层岩溶。研究区南部古地貌高差较大，地形相对较陡，除了发育表生岩溶储层外，还发育顺层岩溶储层。JT1井附近为串珠状展布的曲率异常（见图5）。在地震剖面上，表现为明显下凹异常反射，内部为断续、中强波峰反射（见图5c的蓝色箭头）。研究区西南部茅口组顶界溶蚀作用强，下切谷和溶蚀沟谷发育。由于侵蚀沟谷区岩溶作用强，茅口组表生岩溶和顺层岩溶作用都较强。茅口组顶界之下最大波谷振幅为弱振幅区（表生岩溶作用强），茅口组内部最大波峰振幅为相对强振幅区（顺层岩溶作用强）。无论上部的表生岩溶储层，还是内部的顺层岩溶储层，离溶蚀沟谷越近，储层越发育，受溶蚀作用的影响越强。

图5 顺层岩溶储层地震属性与地震剖面响应特征

第3类为断溶体储层，面积约186 km2。走滑断层对碳酸盐岩储层及油气成藏有明显的控制作用［13-14］。研究区中东部和西南部断层相对发育。在地震剖面上，大部分断裂断至基底，近直立发育，部分断裂呈“花状”构造，内部反射较杂乱。茅口组顶界反射较密集，呈挠曲形态，向上为凸起丘状反射（见图6）。平面上有2种断层：一种为多条短轴状断层构成的雁列状断层组，另一种为较光滑的线形断层。走滑断层发育区与茅口组内部中强波峰振幅对应关系较好。走滑断层可能为深层热液、热水及岩浆通道，热液和热水作用提高了碳酸盐岩储层的白云岩化程度，形成了优质储层。茅口组内部强波峰振幅可能为热液作用形成的断溶体储层。