川東建南地區(qū)飛仙關(guān)組地震儲層預(yù)測

秦 軍，葛 蘭，2，陳玉明，康 紅，劉 漪

（1江漢油田勘探開發(fā)研究院海相所；2江漢油田采氣廠）

川東建南地區(qū)飛仙關(guān)組地震儲層預(yù)測

秦 軍1，葛 蘭1，2，陳玉明1，康 紅1，劉 漪1

（1江漢油田勘探開發(fā)研究院海相所；2江漢油田采氣廠）

利用三維地震資料，采用屬性分析、波阻抗反演及厚度預(yù)測等技術(shù)對建南地區(qū)開展儲層預(yù)測工作。建南地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組厚400～550m，劃分為四個段，其中飛三段是主力產(chǎn)氣層系，儲層類型以孔隙型為主，局部發(fā)育孔隙-裂縫型，屬于特低孔、（特）低滲儲層。飛三段的沉積環(huán)境主要為開闊臺地、臺地邊緣淺灘及臺緣斜坡相帶。研究區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育鮞灘，但是鮞灘不一定發(fā)育儲層；巖性以泥晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、鮞灰?guī)r為主；儲集巖類中，按白云巖、顆?；?guī)r、泥(粉)晶灰?guī)r的巖性序列，物性逐漸變差，孔隙度與白云石含量呈正相關(guān)關(guān)系。飛三段儲層的雙側(cè)向電阻率為高電阻率背景下的相對低值，自然伽馬為低值，與上下致密灰?guī)r相比，具有聲波時差大、密度小、中子孔隙度大等特征。儲層的測井響應(yīng)特征及地震響應(yīng)特征分析表明，飛四段底部存在的低阻抗巖層是解決工區(qū)南、北鮞灘儲層預(yù)測的關(guān)鍵。

碳酸鹽巖儲層；地震儲層；儲層預(yù)測；飛仙關(guān)組；建南地區(qū)

三疊系飛仙關(guān)組的鮞粒灘是川東建南地區(qū)最有潛力的礁灘型油氣儲層。從上世紀(jì)90年代起，礁灘儲層預(yù)測就已經(jīng)引起了勘探工作者的重視，并提出了很多有意義的以地震資料為主的鮞粒灘儲層識別預(yù)測方法［1-6］。但局限于當(dāng)時的技術(shù)條件，鮞粒灘的識別主要利用了二維地震剖面，且以“地震相面法”為基礎(chǔ)。此外，由于本區(qū)儲層的埋藏深度一般比較大（大于3500 m），深層地震資料的分辨率低，鮞灘相儲層又屬復(fù)雜隱蔽性巖性儲層，識別難度大。近年來，隨著川東北長興組—飛仙關(guān)組礁灘相氣藏的勘探獲得了重大突破，相繼發(fā)現(xiàn)了普光、元壩等大氣田，極大地增強了人們在長興組—飛仙關(guān)組等碳酸鹽巖層系中尋找更多礁灘相氣藏的信心［7-12］。然而，因地震分辨率的限制和地震多解性的存在，深層礁灘儲層地震識別和預(yù)測技術(shù)仍然存在較多的問題，有待進一步提高。為進一步擴大建南氣田儲量規(guī)模，2007年中國石化勘探南方分公司在石柱復(fù)向斜部署了三維地震917km2。本文通過仔細(xì)剖析不同巖性組合下的地震響應(yīng)特征，充分利用三維地震資料開展儲層預(yù)測工作，采用屬性分析、波阻抗反演及厚度預(yù)測等技術(shù)，以期落實飛仙關(guān)組儲層的分布。

1 研究區(qū)背景

1.1 構(gòu)造背景

建南地區(qū)位于四川盆地東緣，構(gòu)造上處于川東高陡褶皺帶的中東部，研究范圍自西向東橫跨方斗山復(fù)背斜、石柱復(fù)向斜、齊岳山復(fù)背斜以及利川復(fù)向斜（跨出了盆地邊界）等次級構(gòu)造單元，總面積約10000km2（圖1）。本區(qū)為典型的侏羅山式褶皺變形區(qū)，受應(yīng)力條件和邊界條件的控制，表現(xiàn)為復(fù)背斜帶高陡、復(fù)向斜帶寬緩，隆坳相間，呈“S”形展布的區(qū)域構(gòu)造面貌，局部構(gòu)造沿高陡背斜和復(fù)向斜成排成帶分布①。2007年在研究區(qū)部署的三維地震917 km2（圖1，三維工區(qū)），測網(wǎng)密度 25 m×25 m，主體位于石柱復(fù)向斜，東西兩側(cè)分別跨入齊岳山復(fù)背斜和方斗山復(fù)背斜。

1.2 儲層沉積相特征

已有的研究表明，飛仙關(guān)組三段（T1f3）是研究區(qū)的主力產(chǎn)氣層系②鄭有恒，嚴(yán)金泉，萬云強，等.建南地區(qū)天然氣勘探目標(biāo)優(yōu)選（R）.江漢油田勘探開發(fā)研究院，2004：8-20.。通過詳細(xì)的沉積特征研究，飛三段的沉積環(huán)境沿西向東方向依次為開闊臺地、臺地邊緣淺灘以及臺緣斜坡，各相帶可進一步細(xì)分出若干亞相（表1，圖2）。

建南地區(qū)飛三段沉積時期為一持續(xù)的海退過程，但也有多次較小規(guī)模的海侵，沉積相帶呈近南北向條帶狀展布，由早到晚自西向東遷移。該時期研究區(qū)主體為臺地邊緣淺灘環(huán)境和臺緣斜坡環(huán)境（圖2），其中的三維工區(qū)也主要處在臺地邊緣和臺緣斜坡區(qū)。

圖1 建南地區(qū)構(gòu)造及研究區(qū)位置

表1 建南及周緣地區(qū)飛仙關(guān)組三段沉積相劃分表

圖2 建南及周緣地區(qū)飛仙關(guān)組三段沉積相圖

2 儲層基本地質(zhì)特征

建南地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組厚400～550 m，可劃分為四個段（圖3），其中一、三段以灰白色—灰色中—厚層石灰?guī)r為主，二、四段以紫紅色中—薄層泥灰?guī)r、泥巖為主。飛仙關(guān)組三段是工區(qū)內(nèi)主力產(chǎn)氣層系，儲層類型以孔隙型為主，局部發(fā)育孔隙-裂縫型儲層③李世杰,張藍(lán),王興志.石柱區(qū)典型氣藏特征研究（R）.江漢油田勘探開發(fā)研究院,2005：52-58.。

圖3 建南地區(qū)J42井飛仙關(guān)組巖性柱狀圖

2.1 飛三段以特低孔、（特）低滲儲層為主

飛仙關(guān)組三段以顆?；?guī)r發(fā)育為特征，巖性以石灰?guī)r、鮞?；?guī)r為主，有少量核形石、藻灰?guī)r及含泥灰?guī)r，顆?；?guī)r中普遍含生物碎屑。沉積構(gòu)造較為發(fā)育，見水平平行層理、斜層理及交錯層理。飛三段的區(qū)域厚度為115～225 m，自東北向西南明顯增厚。顆?；?guī)r累計厚度30～130 m，平均75 m，一般占地層的40%～60%，最高達(dá)92%（J35井），主要分布于飛三段中下部，但在新(場)2井—茨竹1井一線以東地區(qū)（如J42井，圖2）則分布于飛三段中上部（圖3）。

根據(jù)25口井2 606塊孔隙度巖心和18口井1038塊滲透率巖心分析資料，飛三段儲層以特低孔、（特）低滲為主，主要有以下幾個方面的特征。

建南地區(qū)飛三段孔隙度0.003%～13.4%，平均1.24%；滲透率（0.001～853）×10-3μm2，平均 1.46×10-3μm2。從建南地區(qū)飛三段物性直方圖（圖4）上可以看出， 87.38%的樣品為特低孔，72.74%的樣品為特低滲，反映出建南地區(qū)飛三段物性較差，以特低孔、(特)低滲儲層為主。

圖4 建南地區(qū)飛仙關(guān)組三段儲層物性直方圖

2.2 飛三段儲層以白云巖物性最好

飛三段儲集巖類中，按白云巖→顆?；?guī)r→泥（粉）晶灰?guī)r的巖性序列，物性逐漸變差，以白云巖的物性最好且孔隙度與白云石含量呈正相關(guān)關(guān)系。白云巖的孔隙度為3.28%～13.4%，平均高達(dá)9.61%；滲透率為（0.06～9.2）×10-3μm2，平均達(dá) 2.63×10-3μm2（各巖類樣品的平均值僅為0.98×10-3μm2）。顆粒灰?guī)r次之，孔隙度一般在1%～3%之間，平均1.2%；滲透率一般小于 1×10-3μm2，平均 0.2×10-3μm2。泥（粉）晶灰?guī)r物性最差，孔隙度一般小于1%，平均0.45%；滲透率一般小于 1×10-3μm2，平均 0.11×10-3μm2。

3 儲層地震特征

3.1 巖石物性

建南三維工區(qū)內(nèi)的鉆井主要集中在工區(qū)西南部（圖2），飛三段巖性主要有泥晶灰?guī)r、鮞?；?guī)r、砂屑灰?guī)r、粒屑灰?guī)r、白云巖及泥質(zhì)灰?guī)r，儲集巖主要為鮞粒灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、粒屑灰?guī)r及白云巖。飛三段儲層的雙側(cè)向電阻率為高電阻率背景下的相對低值，自然伽馬為低值，與上下致密灰?guī)r相比，具有聲波時差大、密度小、中子孔隙度大等特征。

通過對研究區(qū)多口井飛三段儲層進行巖石物理分析，把各類灰?guī)r儲層按氣層、含氣層和干層進行分類統(tǒng)計（表2），結(jié)果顯示，各類灰?guī)r氣層、含氣層及干層在速度和波阻抗上可以較好區(qū)分，而密度和自然伽馬則無法區(qū)分開來。干層和部分含氣層速度較大、波阻抗較高，氣層具有低速度、低阻抗的特點。

表2 儲層巖石物性統(tǒng)計表

3.2 地震響應(yīng)特征

通過地震合成記錄（圖5）發(fā)現(xiàn)，相位1對應(yīng)飛四段底，相位3對應(yīng)飛三段底，儲層發(fā)育在相位3上部。測井資料（圖6）顯示，該區(qū)嘉一段低阻灰?guī)r與飛四上段（3 688～3 717 m）致密層（與嘉一段對比其速度變化不大，密度明顯變大）可形成相位1。在飛四段下部3717～3730m段，存在一套高自然伽馬值的含云灰?guī)r，其速度為5880m/s，密度2.75g/cm3，波阻抗為1.61×107kg/m3·m/s。而飛三段頂部有一套灰?guī)r地層其速度為6450m/s，密度2.7g/cm3，波阻抗為1.74×107kg/m3·m/s。上下地層之間存在較大的波阻抗差異，因此，可形成相位2。飛三段內(nèi)低速儲層與飛三段內(nèi)高速灰?guī)r存在的速度差異，可形成相位3。

分析發(fā)現(xiàn)，在三維工區(qū)東北部，飛四段下部的這套低阻層不存在，故按此層的存在與否建立了兩種正演模型。

根據(jù)建南地區(qū)J46井（圖2）以南各井測井及鉆井巖性資料統(tǒng)計得到的物性參數(shù)，設(shè)計了一個鮞粒灰?guī)r儲層楔狀體地質(zhì)模型（圖7），其中飛四段底部存在低阻抗層。具體參數(shù)如下：嘉一段速度6 400m/s，密度2.68 g/cm3；飛四上段的速度6 400 m/s,密度2.75g/cm3；飛四下段速度 5880m/s,密度 2.75 g/cm3；飛三段內(nèi)部圍巖速度6 450m/s、密度2.7g/cm3,儲層速度6 000 m/s、密度2.7 g/cm3。楔狀體（起始厚度60m）反映了鮞?；?guī)r儲層發(fā)育的位置以及厚度變化情況。從正演模型的地震響應(yīng)可以看出：當(dāng)鮞粒灰?guī)r儲層發(fā)育在飛三段底部時，出現(xiàn)相位3；當(dāng)儲層厚度逐漸變薄且鮞粒灘向上遷移時，出現(xiàn)復(fù)波；最后儲層厚度小于地震分辨率時，出現(xiàn)雙強相位（僅出現(xiàn)相位1和相位2）。

圖5 建南地區(qū)J41井地震合成記錄

圖6 建南地區(qū)J431井測井圖

圖7 建南地區(qū)飛仙關(guān)組四段底部低阻抗模型

根據(jù)J46井以北各井測井及鉆井巖性資料統(tǒng)計得到的物性參數(shù)，筆者也設(shè)計了一個鮞?；?guī)r儲層楔狀體地質(zhì)模型（圖8），正演結(jié)果顯示，此模型飛四段底部不存在低阻抗層。模擬飛三段鮞灘儲層分別發(fā)育在上部和下部兩種情況，從正演模型的地震響應(yīng)可以看出：當(dāng)儲層發(fā)育在飛三段上部時，相位1和相位2之間的時差變大，且儲層越厚時差越大；當(dāng)儲層發(fā)育在飛三段下部時，相位1與相位2之間出現(xiàn)一個弱波蜂，儲層厚度越大，兩個相位之間的時差就越大，且相位2振幅也越強。那么根據(jù)相位1與相位2之間的時差大小可以選擇合適的方式來進行儲層預(yù)測。圖9為相位1與相位2之間的時差厚度圖，從中可以看出，J41井東北部時差大，相位2的強振幅區(qū)代表儲層發(fā)育區(qū)；J41井西南部相位1與相位2時差小，儲層發(fā)育表現(xiàn)為相位3強振幅區(qū)及復(fù)波發(fā)育區(qū)。儲層不發(fā)育時一般表現(xiàn)為雙強相位。

圖8 建南地區(qū)飛仙關(guān)組四段底部高阻抗模型

3.3 地震屬性分析

通過前面的分析可以看出，工區(qū)南部，相位3可以很好地反映儲層的分布，而在工區(qū)北部，相位2可以很好地反映儲層的分布。因此分別利用相位2和相位3沿層提取多種地震屬性，它們可以反映儲層厚度及物性的變化。

圖10為相位3的振幅能量屬性，太平鎮(zhèn)斷層以南紅色區(qū)域表示預(yù)測儲層分布區(qū)。預(yù)測結(jié)果與實鉆井情況基本一致，如J15、J27井飛三段儲層均發(fā)育，儲層呈現(xiàn)連片分布的特點；在JP12與J36井之間還有一塊紅色異常區(qū)，可能為儲層發(fā)育區(qū)。

圖11為相位2復(fù)波分布區(qū)（用綠色表示），儲層以分散分布為主，鮞?；?guī)r儲層相對薄，物性相對差，如 J41、J431 井。

從圖12頻率衰減屬性上也可以看出，工區(qū)內(nèi)J28井西南部頻率衰減要高于東北部，這也與工區(qū)西南部儲層厚度比東北部要厚相對應(yīng)，從此屬性上分析，工區(qū)西南部含氣性也要好于東北部。

3.4 波阻抗反演

前面基礎(chǔ)資料分析表明，飛三段儲層波阻抗低于圍巖，波阻抗反演剖面上為低阻抗。圖13為過J61—J38—J35井波阻抗反演剖面，通過鉆遇儲層標(biāo)定，可以看出飛三段氣層段的低阻抗特征明顯，波阻抗變化反映了儲層橫向變化，尖滅點反映清晰。

圖9 建南地區(qū)飛仙關(guān)組三段相位1—相位2時差等厚圖

圖10 建南地區(qū)飛仙關(guān)組三段相位3振幅能量屬性圖

圖11 建南地區(qū)飛仙關(guān)組三段相位2復(fù)波分布范圍圖

圖12 建南地區(qū)飛仙關(guān)組三段頻率衰減屬性平面圖

圖13 過J61—J38—J35井波阻抗反演剖面

利用這種低阻抗特征，通過波阻抗反演數(shù)據(jù)體的屬性提取進行飛三段儲層波阻抗屬性分析。圖14為飛三段平均波阻抗屬性平面圖，JP12井西南部的波阻抗低于東北部，且是連片分布，說明工區(qū)內(nèi)西南部儲層較東北部發(fā)育，儲層物性好，含氣性好，這與實際地質(zhì)鉆井情況相吻合。

4 儲層預(yù)測

利用波阻抗反演結(jié)果，編制了飛三段有利儲層預(yù)測厚度圖（圖15），可以看出，工區(qū)內(nèi)J30井西南儲層連片發(fā)育且厚度較大，平均厚度30m，在工區(qū)西南部的J35井、J45井、J61井等多口井獲得工業(yè)氣流。儲層的分布范圍受沉積相的控制，當(dāng)工區(qū)西南部鮞粒灘壩發(fā)育時，東北部則為臺緣斜坡相；而工區(qū)東北部鮞粒灘壩發(fā)育時，西南部為臺地相，發(fā)育厚度較薄、能量較弱的小型臺內(nèi)鮞灘。飛三段中上部的鮞粒灘體主體位于J30井東北，與預(yù)測情況基本一致，鮞?；?guī)r厚度相對較薄,且較致密,不發(fā)育溶蝕孔洞,儲集性能較差。但由于鮞粒灘壩向潮坪轉(zhuǎn)化的暴露過程中,該區(qū)地理位置較高,蒸發(fā)潮坪白云石化和混合水白云石化作用較強烈,在鮞?；?guī)r中形成儲集性能較好的白云巖夾層,極大改善了鮞粒灘壩的儲集性能。在工區(qū)東北部的J28、J41和J42等井飛仙關(guān)組鮞?；?guī)r和白云巖互層狀儲集層中獲得工業(yè)產(chǎn)能，只是白云巖呈透鏡狀,分布不連續(xù),厚度突變,僅形成巖性圈閉氣藏。

圖14 建南地區(qū)飛三段平均波阻抗屬性平面圖

圖15 建南地區(qū)飛三段儲層厚度預(yù)測圖

5 討 論

川東建南地區(qū)飛三段儲層作為研究區(qū)內(nèi)重要儲層，勘探難度逐年增大。研究區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育鮞灘，但鮞灘不一定發(fā)育儲層。本文通過深入分析儲層的測井響應(yīng)特征及地震響應(yīng)特征，發(fā)現(xiàn)飛四段底部存在一套低阻抗巖層，它是解決工區(qū)南、北鮞灘儲層預(yù)測的關(guān)鍵。通過正演模型發(fā)現(xiàn)工區(qū)西南部以相位3的存在代表儲層的發(fā)育，且相位3振幅越強，儲層厚度越大；工區(qū)東北部以寬的雙強相位出現(xiàn)代表儲層發(fā)育區(qū)，且下部相位2的振幅越強，儲層厚度越大。在以上分析的基礎(chǔ)上綜合地震多屬性分析技術(shù)及地震反演技術(shù)預(yù)測的儲層發(fā)育有利區(qū)，可以作為對全區(qū)進行勘探部署的依據(jù)。

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Reservoir Prediction of Lower Triassic Feixianguan Formation in Jiannan Area,Sichuan Basin

Qin Jun,Ge Lan,Chen Yuming,Kang Hong,Liu Yi

Lower Triassic Feixianguan Formation is 400～550m thick in Jiannan area.It can be divided into four members,among which the 3rd member(T1f3)is the main gas pay bed.The T1f3reservoir is porous or porous-fractured locally but is the one with very low porosity and low permeability.The sedimentation environment of it commonly is the open platform and platform marginal shoal and slope facies.It is commonly composed of micritic limestone,calcarenite and oolite.The reservoir loggings shows low resistivity values of LLd and LLs corresponding to the background of high resistivity value,low values of GR,high values of AC,low values of DEN,and high value of CNL.Based on the analysis of reservoir logging response characteristics and seismic response characteristics, it is indicated that a set of lowimpedance layers exists at the bottom of the 4th member(T1f4),which will be the key to solve the prediction of beachfacies oolite reservoir distributed in the south and north parts of this area.

Lower Triassic;Feixianguan Formation;Carbonate reservoir;Seismic reservoir;Seismic attribute;Reservoir prediction;Sichuan Basin

TE112.23；P631.445

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2011.02.002

1672-9854(2011)-02-0009-09

2010-11-08

秦 軍：1981生，工程師。2004年畢業(yè)于長江大學(xué)，2007年于長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院地球探測與信息技術(shù)專業(yè)碩士研究生畢業(yè)，現(xiàn)從事儲層預(yù)測與地震解釋工作。通訊地址：433124湖北省潛江市；電話：（0728）6502636-816

① 林娟華，凡睿，付宜興，等.建南及周緣地區(qū)地質(zhì)綜合評價（R）.江漢油田勘探開發(fā)研究院，2002-2003：9-14.

吳厚松

Qin Jun：male,Master,Engineer.Add:Exploration and Development Research institute,SINOPEC Jianghan Oilfield Company,Qianjiang，Hubei,433124 China