四川盆地中部下二疊統(tǒng)茅口組巖溶儲(chǔ)集層地震預(yù)測(cè)

戴曉峰，張明，江青春，馮周

（中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083）

四川盆地中部下二疊統(tǒng)茅口組巖溶儲(chǔ)集層地震預(yù)測(cè)

戴曉峰，張明，江青春，馮周

（中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083）

基于近年來(lái)新的測(cè)井和地震資料，綜合利用地球物理技術(shù)對(duì)四川盆地中部（川中地區(qū)）下二疊統(tǒng)茅口組巖溶儲(chǔ)集層開(kāi)展研究。定量巖石物理建模和分析表明，隨著孔隙度、泥質(zhì)含量以及含氣飽和度的增加，巖溶儲(chǔ)集層的縱、橫波速度和密度均呈減小的趨勢(shì)?；趲r石物理模型的地震正演分析結(jié)果證實(shí)，川中地區(qū)巖溶儲(chǔ)集層在茅口組頂面具有弱振幅、低頻率的“暗點(diǎn)”地震反射特征。通過(guò)地震屬性和波阻抗反演預(yù)測(cè)了4個(gè)規(guī)模有利巖溶儲(chǔ)集層發(fā)育帶。綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為川中地區(qū)茅口組巖溶儲(chǔ)集層具備形成上傾巖性尖滅型巖性氣藏的成藏條件，預(yù)測(cè)射洪西部和鹽亭地區(qū)為川中地區(qū)最為有利的勘探區(qū)帶。圖11表1參14

四川盆地中部；下二疊統(tǒng)；茅口組；巖溶儲(chǔ)集層；巖石物理建模；“暗點(diǎn)”反射特征；有利勘探區(qū)帶

引用：戴曉峰,張明,江青春,等.四川盆地中部下二疊統(tǒng)茅口組巖溶儲(chǔ)集層地震預(yù)測(cè)[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2017,44(1):79-88.

DAI Xiaofeng,ZHANG Ming,JIANG Qingchun,et al.Karst reservoirs seismic prediction of Lower Permian Maokou Formation in central Sichuan Basin,SW China[J].Petroleum Exploration and Development,2017,44(1):79-88.

0 引言

中國(guó)海相沉積盆地發(fā)現(xiàn)了大量巖溶型儲(chǔ)集層，如塔里木盆地、鄂爾多斯盆地、四川盆地等，并建成了輪南、靖邊、威遠(yuǎn)等多個(gè)大中型油氣田[1-9]。下二疊統(tǒng)茅口組巖溶儲(chǔ)集層是四川盆地主要產(chǎn)氣層之一，具有良好的勘探前景[10]。

茅口組巖溶儲(chǔ)集層具有很強(qiáng)的非均質(zhì)性，如蜀南地區(qū)納6井鉆進(jìn)時(shí)未見(jiàn)任何縫洞顯示，但在相距12 m的側(cè)鉆井中出現(xiàn)井漏及放空2.25 m。強(qiáng)烈的非均質(zhì)性限制了對(duì)茅口組巖溶儲(chǔ)集層的勘探，尋找有利巖溶儲(chǔ)集層發(fā)育區(qū)帶是目前面臨的主要難題。早期多利用構(gòu)造和巖溶的相關(guān)性對(duì)四川盆地進(jìn)行巖溶儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)[11]。近年來(lái)，地震解釋專家發(fā)現(xiàn)茅口組巖溶儲(chǔ)集層具有“亮點(diǎn)”地震反射特征，并以此來(lái)指導(dǎo)勘探布井。但是隨著地震資料的逐步覆蓋，發(fā)現(xiàn)“亮點(diǎn)”認(rèn)識(shí)存在不足，促使人們重新深入分析和認(rèn)識(shí)茅口組巖溶儲(chǔ)集層的地震響應(yīng)特征，提高儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)精度。

本文利用近年來(lái)新的鉆井和地震資料，基于地震正演開(kāi)展定量巖石物理建模和分析，重新研究四川盆地中部（川中地區(qū)）下二疊統(tǒng)茅口組巖溶儲(chǔ)集層的地球物理響應(yīng)特征，并預(yù)測(cè)有利巖溶儲(chǔ)集層發(fā)育區(qū)帶。

1 地質(zhì)概況

川中地區(qū)位于龍泉山深斷裂帶以東、川東高陡構(gòu)造帶以西的低緩構(gòu)造帶，南、北分別被川南低陡構(gòu)造帶和米倉(cāng)山—大巴山前緣褶皺帶所夾持，面積約6×104km2（見(jiàn)圖1）。

圖1 研究區(qū)位置圖

川中地區(qū)二疊系總體表現(xiàn)為南淺北深、向北傾斜的大型低緩斜坡構(gòu)造，除局部存在少量背斜構(gòu)造外，整體以低幅度的褶皺構(gòu)造為主。茅口組主要為海相碳酸鹽巖沉積。中二疊世末期，受東吳運(yùn)動(dòng)引起的構(gòu)造差異抬升影響，茅口組頂部出露地表，地層受到強(qiáng)烈剝蝕，上部茅四段全部缺失，不整合面之下殘余茅三段、茅二段和茅一段，殘余地層厚度為200～220 m。茅口組與上覆龍?zhí)督M呈假整合接觸，為四川盆地區(qū)域性不整合面。

茅口組頂部不整合面上、下巖性特征差異明顯，界線清楚且容易識(shí)別。已鉆井揭示，在川中地區(qū)不整合面之上的上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M由灰黑、黑色炭質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r夾煤層組成。不整合面之下茅二段及茅三段上部為灰色、深灰色中—厚層灰?guī)r，其中茅三段頂部發(fā)育一套20～30 m厚的亮晶生物灰?guī)r，分布相對(duì)穩(wěn)定，在川西北到川中至蜀南均有分布，為有利儲(chǔ)集層的發(fā)育部位。

目前川中地區(qū)已基本被線距2 km的二維地震資料所覆蓋，控制面積達(dá)40 000 km2，在二維區(qū)中部還包含一個(gè)面積2 770 km2的三維地震覆蓋區(qū)（見(jiàn)圖1）。大部分鉆遇茅口組的探井位于三維區(qū)，具有豐富的成像測(cè)井和取心資料。

2 巖溶儲(chǔ)集層地球物理特征

2.1 巖溶儲(chǔ)集層測(cè)井響應(yīng)

川中地區(qū)32口井測(cè)井評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，有28口井茅口組頂部灰?guī)r具有和蜀南地區(qū)巖溶儲(chǔ)集層相同的測(cè)井響應(yīng)特征（高伽馬值、低電阻率），揭示川中地區(qū)茅口組存在較強(qiáng)的巖溶作用。以MX11井為例，茅二段下部致密灰?guī)r自然伽馬值為20 API左右，緊鄰不整合面的茅三段灰?guī)r（4 220.0～4 234.5 m）自然伽馬值為30～40 API，地層電阻率也明顯偏低，測(cè)井解釋該段灰?guī)r地層孔隙增大、泥質(zhì)含量變高；成像測(cè)井顯示茅口組頂部有明顯泥質(zhì)充填特征，局部可見(jiàn)垂直溶蝕孔、少量裂縫，巖溶儲(chǔ)集層特征顯著。三維區(qū)內(nèi)28口探井中有5口井在鉆遇茅口組頂部時(shí)出現(xiàn)井漏，反映茅口組存在一定的巖溶作用。

三維區(qū)26口井沿茅口組頂面拉平的測(cè)井解釋結(jié)果對(duì)比（見(jiàn)圖2）顯示出2個(gè)特征：①茅口組包含頂部和下部?jī)商缀瑲鈱佣危敳繗鈱訖M向連續(xù)發(fā)育，厚度為100 m，下部?jī)H有零星薄層發(fā)育；②越靠近頂部不整合面，儲(chǔ)集層物性越好。由此得到川中地區(qū)茅口組巖溶儲(chǔ)集層縱向變化的普遍規(guī)律：巖溶儲(chǔ)集層發(fā)育程度受頂部不整合面控制，距離不整合面越近，巖溶作用越強(qiáng)，儲(chǔ)集層物性及含氣性越好。

2.2 地震巖石物理建模

地震巖石物理建模是實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)集層定量預(yù)測(cè)的核心技術(shù)之一。通過(guò)選擇合理的巖石物理模型，以測(cè)井曲線為約束，構(gòu)建一套適用于研究區(qū)儲(chǔ)集層性質(zhì)、巖石基質(zhì)、孔隙、孔隙流體和彈性參數(shù)的數(shù)學(xué)模型。巖石物理建模按過(guò)程可以劃分為建立干巖石骨架模型、孔隙流體模型和飽和巖石模型3個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)[12]。

①干巖石骨架的彈性模量主要由基質(zhì)成分、孔隙及孔隙空間形態(tài)決定。川中地區(qū)茅口組巖溶儲(chǔ)集層的巖性比較單一，以灰?guī)r為主，局部由于上覆地層坍塌含有少量泥質(zhì)，因此設(shè)定基質(zhì)包含灰?guī)r和泥質(zhì)兩種固體礦物成分，采用Hashin-Shtrikman上下邊界平均方法計(jì)算基質(zhì)的等效彈性模量、采用算術(shù)平均方法計(jì)算基質(zhì)的等效密度。據(jù)成像測(cè)井資料分析結(jié)果，茅口組儲(chǔ)集層孔隙空間包括溶孔和高角度構(gòu)造裂縫2種類型。但通過(guò)巖心觀察統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，裂縫性儲(chǔ)集層所占比例很少，裂縫孔隙度所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于溶孔孔隙度，其對(duì)儲(chǔ)集層整體彈性性質(zhì)影響也要小得多。因此，本文主要考慮溶孔這一種情況，采用Xu-White模型計(jì)算儲(chǔ)集層巖石骨架彈性模量。

圖2 三維區(qū)26口井測(cè)井解釋結(jié)果對(duì)比圖（沿茅口組頂面拉平）

②茅口組巖溶儲(chǔ)集層孔隙流體成分包含氣、水兩相，采用Batzle & Wang方法計(jì)算不同流體體積模量，利用Wood公式計(jì)算得到氣、水組合的等效彈性模量。

③在完成干巖石骨架及孔隙流體的等效彈性模量基礎(chǔ)上，采用Gassmann方程計(jì)算飽和巖石的等效彈性參數(shù)。

確定巖石物理模型后，以GS1井地震和測(cè)井資料為約束，迭代修改各模型參數(shù)以提高模擬曲線和實(shí)測(cè)曲線的吻合程度，最終標(biāo)定基本的巖石、流體彈性參數(shù)。GS1井巖石物理模型擬合的縱橫波速度、密度曲線和實(shí)測(cè)測(cè)井曲線基本一致，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.85以上。

2.3 儲(chǔ)集層巖石物理正演

物性是決定巖溶儲(chǔ)集層優(yōu)劣的主要因素，在完成巖石物理模型標(biāo)定后，對(duì)巖溶儲(chǔ)集層段進(jìn)行孔隙度巖石物理正演，即分別將孔隙度增加1%、2%、3%、4%，代入巖石物理模型正演模擬對(duì)應(yīng)的縱、橫波速度和密度。以GS1井3 949.5～3 952.2 m巖溶儲(chǔ)集層段為例，孔隙度為4%時(shí)的實(shí)測(cè)縱、橫波速度分別為6 115 m/s和3 192 m/s，密度為2.628 g/cm3。當(dāng)孔隙度增加到5%時(shí)，正演縱、橫波速度分別為5 980 m/s和3 151 m/s，密度為2.612 g/cm3。正演模擬結(jié)果顯示隨著孔隙度變大，縱、橫波速度和密度均明顯下降（見(jiàn)圖3）。

圖3 GS1井巖溶儲(chǔ)集層變孔隙度巖石物理正演圖

進(jìn)一步分析不同儲(chǔ)集層性質(zhì)（巖性、物性和含氣性）與波阻抗之間的關(guān)系。根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況設(shè)定巖石組分、孔隙度、含氣飽和度的變化范圍：①川中地區(qū)茅口組頂部巖性以灰?guī)r為主，泥質(zhì)含量普遍不高，因此將儲(chǔ)集層的泥質(zhì)含量變化范圍設(shè)定為0～10%，②測(cè)井解釋和試氣結(jié)果表明儲(chǔ)集層含氣飽和度變化范圍為0～100%。③目前已鉆井巖溶儲(chǔ)集層孔隙度主要分布在1%～6%，因此孔隙度變化范圍設(shè)定為0～8%。

利用巖石物理模型正演計(jì)算相應(yīng)的速度和密度，定量對(duì)比分析儲(chǔ)集層性質(zhì)對(duì)波阻抗的影響程度（見(jiàn)表1），得到4點(diǎn)結(jié)論：①隨著泥質(zhì)含量增加，灰?guī)r波阻抗降低。泥質(zhì)含量為0時(shí)的純灰?guī)r波阻抗為1.715×1010g/(m2·s)，當(dāng)泥質(zhì)含量增加10%后，波阻抗為1.642× 1010g/(m2·s)。②儲(chǔ)集層含氣飽和度越高，波阻抗越小。當(dāng)儲(chǔ)集層孔隙度為3%時(shí)，隨著含氣飽和度由0變?yōu)?00%，波阻抗相應(yīng)減小0.041×1010g/(m2·s)。川中地區(qū)巖溶儲(chǔ)集層總體相對(duì)致密，因此含氣性對(duì)波阻抗影響相對(duì)較小。③孔隙度對(duì)波阻抗影響最為顯著。孔隙度為0的100%純灰?guī)r的波阻抗為1.715×1010g/(m2·s)；孔隙度為8%時(shí)的波阻抗為1.350×1010g/(m2·s)。由此可見(jiàn)物性對(duì)儲(chǔ)集層波阻抗的影響遠(yuǎn)大于泥質(zhì)含量和含氣飽和度。④溶蝕作用越強(qiáng)，溶蝕孔洞越發(fā)育，泥質(zhì)含量越高，儲(chǔ)集層波阻抗越小。

表1 3種儲(chǔ)集層性質(zhì)與對(duì)應(yīng)的巖石物理正演彈性參數(shù)

綜上分析，波阻抗對(duì)川中地區(qū)茅口組灰?guī)r巖溶氣層具有較好的指示能力：儲(chǔ)集層物性越好、含氣性越高，波阻抗越低。

2.4 地震正演

以區(qū)域地質(zhì)背景為基礎(chǔ)，結(jié)合GS1井鉆井和測(cè)井資料，選取茅口組頂部不整合面上、下地層的波阻抗平均值，建立平行地層波阻抗背景模型，茅口組致密灰?guī)r波阻抗為1.715× 1010g/(m2·s)，上覆泥灰?guī)r波阻抗為0.758×1010g/(m2·s)。在背景模型上設(shè)計(jì)了3個(gè)儲(chǔ)集層模型。模型A、B沿茅口組頂部設(shè)計(jì)一個(gè)厚30 m橫向穩(wěn)定分布的儲(chǔ)集層段。模型A用于分析孔隙度變化的地震響應(yīng)特征（見(jiàn)圖4a），當(dāng)孔隙度由6%降到1%，對(duì)應(yīng)波阻抗從1.495×1010g/(m2·s)上升到1.667×1010g/(m2·s)。模型B用于分析含氣飽和度變化的地震響應(yīng)特征（見(jiàn)圖4b），當(dāng)含氣飽和度由100%降到0，對(duì)應(yīng)波阻抗從1.531×1010g/(m2·s)上升到1.573×1010g/(m2·s)。地層厚度往往是影響地震響應(yīng)特征的主要因素，模型C設(shè)計(jì)了一個(gè)孔隙度為3%、波阻抗為1.573×1010g/(m2·s)、厚度從50 m逐漸變薄至尖滅的楔狀體（見(jiàn)圖4c）。

圖4 茅口組儲(chǔ)集層模型及地震正演剖面

將3個(gè)儲(chǔ)集層模型和30 Hz雷克子波褶積，正演形成相應(yīng)地震合成記錄剖面。

圖4d為儲(chǔ)集層模型A對(duì)應(yīng)的地震正演剖面。對(duì)應(yīng)儲(chǔ)集層底部出現(xiàn)微弱波峰反射，即在寬緩波谷背景下出現(xiàn)弱“亮點(diǎn)”波峰反射特征，但該弱波峰能量弱，并且儲(chǔ)集層孔隙度越低，對(duì)應(yīng)波峰能量越強(qiáng)，表明該弱“亮點(diǎn)”并不能指示儲(chǔ)集層發(fā)育程度。而儲(chǔ)集層頂面（茅口組頂面）地震反射表現(xiàn)為十分清晰的橫向變化規(guī)律，從左至右弱振幅波峰逐漸變?yōu)檩^強(qiáng)振幅波峰，并且頻率逐漸提高，和孔隙度有較好的相關(guān)性。

圖4e為儲(chǔ)集層模型B對(duì)應(yīng)的地震正演剖面。對(duì)應(yīng)儲(chǔ)集層底部出現(xiàn)微弱波峰反射，但同相軸連續(xù)性差，儲(chǔ)集層底部弱反射振幅和含氣飽和度沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)比茅口組頂部地震反射，隨含氣飽和度降低，波峰反射振幅值存在由弱到強(qiáng)的變化規(guī)律，變化幅度略小于孔隙度正演結(jié)果，頻率則無(wú)明顯變化。

圖4f為儲(chǔ)集層模型C對(duì)應(yīng)的地震正演剖面。對(duì)應(yīng)儲(chǔ)集層底部的微弱波峰橫向上連續(xù)性差，和儲(chǔ)集層厚度相關(guān)性非常差。相反，地震正演剖面上茅口組頂部地震反射清晰地表現(xiàn)出由弱振幅波峰變?yōu)閺?qiáng)振幅波峰，地震頻率也明顯提高。

對(duì)比以上結(jié)果發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)集層底部弱波峰“亮點(diǎn)”和儲(chǔ)集層性質(zhì)相關(guān)性差，并且能量弱，具有很強(qiáng)的多解性。與之相反，儲(chǔ)集層頂面對(duì)應(yīng)的弱波峰、低頻率特征十分明顯，而且具有相同的變化趨勢(shì)，共同指示高孔隙度巖溶氣層：波峰振幅和頻率越低，儲(chǔ)集層厚度越大、物性越好，含氣飽和度越高。

2.5 典型井巖溶儲(chǔ)集層地震特征

通過(guò)巖石物理建模、儲(chǔ)集層巖石物理正演和地震正演合成記錄技術(shù)，定量分析并論證了有利巖溶儲(chǔ)集層在茅口組頂面具有弱振幅、低頻率的“暗點(diǎn)”反射特征。將三維區(qū)內(nèi)測(cè)井資料和地震剖面對(duì)比發(fā)現(xiàn)茅口組巖溶儲(chǔ)集層發(fā)育的井普遍具有“暗點(diǎn)”特征，進(jìn)一步證實(shí)巖石物理分析的可靠性。MX21井巖溶儲(chǔ)集層不發(fā)育，井震標(biāo)定顯示茅口組頂部對(duì)應(yīng)強(qiáng)波峰地震反射（見(jiàn)圖5a），符合川中地區(qū)龍?zhí)督M底部正常的強(qiáng)波峰地震反射特征。MX11井自然伽馬和成像測(cè)井顯示具有強(qiáng)烈的巖溶作用，緊鄰不整合面下發(fā)育大套儲(chǔ)集層，井震標(biāo)定結(jié)果顯示茅口組頂部對(duì)應(yīng)寬緩波峰反射（見(jiàn)圖5b），振幅值明顯低于川中地區(qū)龍?zhí)督M底部正常的強(qiáng)波峰地震反射振幅。

圖5 MX21井和MX11井儲(chǔ)集層及地震特征對(duì)比

3 利用地震屬性預(yù)測(cè)儲(chǔ)集層有利區(qū)

3.1 屬性優(yōu)選和可靠性驗(yàn)證

基于巖溶儲(chǔ)集層在茅口組頂面具有弱振幅、低頻率的“暗點(diǎn)”反射特征，地震屬性提取和分析主要集中在振幅和頻率這2類相關(guān)參數(shù)。

首先在三維區(qū)內(nèi)利用已鉆井對(duì)地震屬性進(jìn)行優(yōu)選和可靠性驗(yàn)證。根據(jù)測(cè)井評(píng)價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)了29口井茅口組巖溶儲(chǔ)集層厚度，并將其與多個(gè)地震屬性進(jìn)行相關(guān)性分析，確定振幅和頻率類最優(yōu)的地震屬性分別為均方根振幅和瞬時(shí)頻率。將巖溶儲(chǔ)集層厚度疊加到地震屬性圖上對(duì)比顯示：頻率和已知井符合率不高（見(jiàn)圖6a），如西南部GS7井附近顯示低頻率，地震預(yù)測(cè)巖溶儲(chǔ)集層發(fā)育，但周邊4口井的測(cè)井解釋認(rèn)為巖溶儲(chǔ)集層厚度均很薄；均方根振幅屬性圖上顯示有3個(gè)分帶性明顯的低振幅區(qū)，和已知井符合率明顯高于頻率（見(jiàn)圖6b），如測(cè)井解釋儲(chǔ)集層厚度大的井（MX11、GS1井等）均位于低值區(qū)，儲(chǔ)集層厚度小于5 m的井（GS7井）位于高值區(qū)。

29口井的測(cè)井解釋儲(chǔ)集層厚度（孔隙度大于2%）和地震均方根振幅具有較好的負(fù)相關(guān)性（見(jiàn)圖7），表明地震均方根屬性能夠有效地指示巖溶儲(chǔ)集層厚度。

3.2 儲(chǔ)集層有利區(qū)預(yù)測(cè)

基于以上認(rèn)識(shí)，對(duì)川中地區(qū)二維地震資料沿茅口組頂部20 ms時(shí)窗提取均方根振幅，并進(jìn)行去噪處理后得到最終屬性圖顯示，均方根振幅整體上具有西南低、東北高的趨勢(shì)（見(jiàn)圖8）。川中地區(qū)西部構(gòu)造斜坡低部位處于大范圍振幅低值區(qū)；南充北部為振幅高值區(qū)；中南部三維區(qū)處于中等—較弱的振幅值區(qū)間。川中地區(qū)存在4個(gè)較大規(guī)模的均方根振幅低值區(qū)，即中部的三維區(qū)北、西部的射洪西、鹽亭南及鹽亭西北部的梓潼地區(qū)。三維區(qū)北部已鉆井測(cè)井解釋結(jié)果證實(shí)發(fā)育厚度較大的巖溶儲(chǔ)集層，由此推測(cè)射洪西部、鹽亭南部這兩個(gè)區(qū)域可能是川中地區(qū)巖溶儲(chǔ)集層發(fā)育的最有利區(qū)帶。

圖6 三維區(qū)內(nèi)茅口組頂面瞬時(shí)頻率和均方根振幅屬性圖

圖7 地震均方根振幅與巖溶儲(chǔ)集層厚度關(guān)系圖

4 利用地震反演預(yù)測(cè)儲(chǔ)集層厚度

4.1 巖溶儲(chǔ)集層波阻抗特征

GS1井茅口組頂部巖溶儲(chǔ)集層在測(cè)井曲線上表現(xiàn)為高自然伽馬值、低電阻率、中高聲波時(shí)差和井徑增大的特點(diǎn)，孔隙度3%～6%，綜合解釋為物性及含氣性較好的大套巖溶氣層。該井地質(zhì)資料齊全、測(cè)井質(zhì)量好、巖溶儲(chǔ)集層發(fā)育，選擇該井進(jìn)行波阻抗特征分析。

為了便于對(duì)比和說(shuō)明，按照孔隙度將茅口組巖溶儲(chǔ)集層劃分為3個(gè)區(qū)間：小于2%為非儲(chǔ)集層、2%～4%為有效儲(chǔ)集層、大于4%為有利儲(chǔ)集層。

GS1井茅口組波阻抗統(tǒng)計(jì)直方圖顯示（見(jiàn)圖9）：非儲(chǔ)集層波阻抗最高，主體分布范圍（1.67～1.73）× 1010g/(m2·s)，峰值1.71×1010g/(m2·s)；有效儲(chǔ)集層波阻抗居中，主體分布范圍（1.62～1.69）×1010g/(m2·s)，峰值1.65×1010g/(m2·s)；有利儲(chǔ)集層波阻抗最低，主體分布范圍（1.47～1.56）×1010g/(m2·s)，峰值1.52×1010g/(m2·s)。表明川中地區(qū)茅口組波阻抗隨著物性變好而變小。有利儲(chǔ)集層和非儲(chǔ)集層波阻抗主體分布范圍基本不重疊，區(qū)分能力強(qiáng)。根據(jù)這個(gè)規(guī)律將1.66×1010g/(m2·s)定為劃分門(mén)檻值，可以劃分出全部有利儲(chǔ)集層和大部分有效儲(chǔ)集層。

4.2 地震反演預(yù)測(cè)巖溶儲(chǔ)集層

勘探初期地震反演主要目的是研究?jī)?chǔ)集層橫向變化宏觀規(guī)律以發(fā)現(xiàn)規(guī)模儲(chǔ)集層。川中地區(qū)二維地震資料覆蓋面積40 000 km2，鉆井?dāng)?shù)量少，采用井控作用較弱的稀疏脈沖波阻抗反演方法。通常地震反演盡量使用最大數(shù)量的井進(jìn)行插值來(lái)建立高精度初始模型。但川中地區(qū)面積大、鉆井分布極不均勻，且?guī)r溶儲(chǔ)集層橫向非均質(zhì)性強(qiáng)，因此本次反演更加強(qiáng)調(diào)建立穩(wěn)定的波阻抗低頻模型。根據(jù)這個(gè)思路，選擇4口關(guān)鍵井（NC1井、GT2井、MX11井、GS1井）對(duì)波阻抗進(jìn)行低頻濾波后用于初始模型的建立。通過(guò)波阻抗反演剖面和已鉆井儲(chǔ)集層對(duì)比，波阻抗反演與已知井有非常好的符合率。根據(jù)巖溶儲(chǔ)集層波阻抗范圍，在波阻抗反演體上將儲(chǔ)集層雕刻出來(lái)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算得到地震反演儲(chǔ)集層厚度圖（見(jiàn)圖10）。

波阻抗反演預(yù)測(cè)儲(chǔ)集層厚度分布和均方根振幅屬性預(yù)測(cè)儲(chǔ)集層有利區(qū)帶分布具有較好的一致性，即西部巖溶儲(chǔ)集層厚度大于東北部。波阻抗反演預(yù)測(cè)的4個(gè)儲(chǔ)集層厚度較大的區(qū)域和地震屬性解釋結(jié)果吻合，厚度大于20 m的區(qū)域均位于地震屬性預(yù)測(cè)的有利儲(chǔ)集層發(fā)育區(qū)范圍內(nèi)，進(jìn)一步落實(shí)了巖溶儲(chǔ)集層發(fā)育帶。

圖8 川中地區(qū)茅口組頂部地震均方根振幅屬性圖

圖9 GS1井不同類別儲(chǔ)集層波阻抗統(tǒng)計(jì)直方圖

5 有利巖溶儲(chǔ)集層綜合評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)

5.1 成藏條件分析

川中地區(qū)整體處于構(gòu)造斜坡區(qū)，已有的少量構(gòu)造圈閉均已被勘探。因此，巖性氣藏是今后川中地區(qū)主要的勘探方向?；趦?chǔ)集層預(yù)測(cè)結(jié)果，川中地區(qū)茅口組巖溶儲(chǔ)集層可以形成規(guī)模巖性氣藏的依據(jù)如下。

①基本成藏條件好。前人對(duì)川中地區(qū)茅口組成藏條件研究認(rèn)為生烴條件較好、龍?zhí)督M泥巖蓋層形成有效的封堵、區(qū)域不整合面有利于油氣運(yùn)移[11,13]。

圖10 川中地區(qū)波阻抗反演預(yù)測(cè)巖溶儲(chǔ)集層厚度圖

②巖溶儲(chǔ)集層易于形成巖性氣藏。巖溶儲(chǔ)集層平面非均質(zhì)性強(qiáng)，非儲(chǔ)集層巖性致密，能夠在側(cè)向上形成良好的油氣封堵條件。蜀南地區(qū)在包括向斜區(qū)的不同構(gòu)造部位均發(fā)現(xiàn)了巖溶氣藏。如云錦向斜氣藏的巖溶儲(chǔ)集層主要發(fā)育在茅口組中上部100 m的范圍內(nèi)，具有巖性氣藏特征[14]，鉆探9口井中獲氣井7口，鉆探成功率77.8%，單井平均產(chǎn)量21.3×104m3/d，勘探效果良好。

③川中地區(qū)低部位巖溶儲(chǔ)集層匹配斜坡構(gòu)造背景可以形成構(gòu)造上傾巖性尖滅型的巖性氣藏。已鉆井顯示川中地區(qū)下二疊統(tǒng)氣藏并不受構(gòu)造圈閉控制。如位于斜坡高部位的GT2井茅三段4 578.0～4 587.2 m試氣時(shí)氣水同出（產(chǎn)氣337 m3/d、產(chǎn)水26 m3/d），而構(gòu)造位置低467 m的NC1井茅二段5 045～5 061 m試氣時(shí)產(chǎn)氣44.74×104m3/d。分析認(rèn)為NC1井主要依靠巖性遮擋成藏。位于構(gòu)造上傾方向的巖性尖滅對(duì)橫向運(yùn)移的油氣具有封堵和聚集作用，從而形成有效的巖性圈閉。川中低緩斜坡構(gòu)造西北低、東南高，目前通過(guò)地震技術(shù)預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)的射洪西部、鹽亭大型巖溶體均位于斜坡低部位，巖溶儲(chǔ)集層沿斜坡西南上傾方向厚度逐漸減薄、物性變差，易于在構(gòu)造上傾方向形成構(gòu)造上傾巖性尖滅型巖性氣藏。

④川中地區(qū)巖溶巖性氣藏規(guī)模大。巖性氣藏規(guī)模主要受儲(chǔ)集層分布面積和構(gòu)造幅度控制。儲(chǔ)集層分布面積越大、構(gòu)造幅度越小，氣藏潛在規(guī)模越大。目前預(yù)測(cè)巖溶發(fā)育區(qū)面積7 500 km2。川西地區(qū)構(gòu)造平緩，地層傾角僅1.7°，有利于形成低幅度、大面積巖性氣藏。

5.2 有利區(qū)帶評(píng)價(jià)

根據(jù)構(gòu)造上傾巖性尖滅型巖性氣藏成藏條件，預(yù)測(cè)射洪西部和鹽亭地區(qū)為川中地區(qū)最為有利的勘探區(qū)帶。評(píng)價(jià)依據(jù)有以下3點(diǎn)。

①有利巖溶儲(chǔ)集層厚度大、面積廣。以地震反演巖溶儲(chǔ)集層厚度20 m為下限，預(yù)測(cè)射洪西部巖溶體有利面積1 500 km2、鹽亭巖溶體有利面積1 350 km2。

②儲(chǔ)集層沿上傾方向相變明顯，易形成巖性遮擋。反演儲(chǔ)集層厚度圖顯示射洪西部巖溶體隨著東南方向構(gòu)造逐漸抬升，厚度由20 m突變?yōu)?～5 m，周邊形成明顯的致密巖性環(huán)狀條帶，尖滅線清晰。均方根振幅屬性圖顯示鹽亭發(fā)育一北西向異常條帶，該條帶南北兩側(cè)低振幅異常邊界清晰，沿斜坡向東南高部位逐漸尖滅。

③地震剖面上巖溶儲(chǔ)集層的反射特征顯著。兩個(gè)巖溶體在茅口組頂面均具有顯著的“暗點(diǎn)”反射特征，過(guò)射洪西部巖溶異常體的地震剖面顯示，在茅口組頂部明顯可見(jiàn)巖溶體上傾尖滅線（見(jiàn)圖11）。茅口組內(nèi)部地層在異常條帶兩側(cè)具有不同的地震相特征：巖溶體兩側(cè)地震反射連續(xù)性較好，為臺(tái)內(nèi)洼地的低能灘；巖溶體內(nèi)部對(duì)應(yīng)近雜亂的地震反射，指示臺(tái)內(nèi)高能灘。高能灘相碳酸鹽巖含量高、顆粒粗，更有利于形成溶蝕孔洞。并且地震剖面上可見(jiàn)明顯“串珠狀”溶洞型巖溶儲(chǔ)集層反射特征。

圖11 射洪西部巖溶異常體地震剖面（地震剖面位置參見(jiàn)圖10）

6 結(jié)論

受不整合風(fēng)化面控制，川中地區(qū)下二疊統(tǒng)茅口組巖溶儲(chǔ)集層縱向上主要集中在頂部100 m范圍之內(nèi)。隨著孔隙度、泥質(zhì)含量和含氣飽和度的增加，巖溶儲(chǔ)集層的縱、橫波速度和密度均呈減小的趨勢(shì)，其中孔隙度對(duì)波阻抗影響最為顯著。川中地區(qū)有利巖溶儲(chǔ)集層在茅口組頂面具有弱振幅、低頻率的“暗點(diǎn)”反射特征，儲(chǔ)集層厚度越大、物性越好、含氣飽和度越高，茅口組頂面地震反射振幅越弱、頻率越低。預(yù)測(cè)川中地區(qū)有4個(gè)以射洪西部和鹽亭為代表的規(guī)模有利巖溶儲(chǔ)集層發(fā)育帶。川中地區(qū)下二疊統(tǒng)烴源巖發(fā)育、生氣強(qiáng)度高，預(yù)測(cè)巖溶儲(chǔ)集層平面展布規(guī)模廣、縱向厚度大、儲(chǔ)集層和構(gòu)造背景匹配好，綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為具備形成大規(guī)模巖溶巖性氣藏的成藏條件，勘探潛力大。

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（編輯 王暉）

Karst reservoirs seismic prediction of Lower Permian Maokou Formation in central Sichuan Basin,SW China

DAI Xiaofeng,ZHANG Ming,JIANG Qingchun,FENG Zhou
(PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development,Beijing 100083,China)

Based on the new well logging and seismic data of recent years in central Sichuan Basin,the comprehensive study of the karst reservoirs in the Lower Permian Maokou Formation was carried out using new geophysical technology.The quantitative rock physical modeling and analysis demonstrated that the velocity and density of the reservoir decrease with the increase of porosity,shale volume and gas saturation.Seismic forward modeling analysis based on rock physical modeling confirmed that the reflection characteristics of the karst reservoirs show ‘dim point’ at top of the Maokou Formation,which is weak amplitude and low frequency.Through seismic attributes and wave impedance inversion,four large areas of favorable karst reservoirs are predicted.Based on the comprehensive evaluation,it is thought that karst lithologic reservoirs in up-dip direction can be formed,and the west to Shehong and Yanting are the most favorable exploration areas in the central Sichuan Basin.

central Sichuan Basin; Lower Permian; Maokou Formation; karst reservoir; rock physical modeling; dim point; favorable exploration area

TE122.2

：A

1000-0747(2017)01-0079-10

10.11698/PED.2017.01.09

戴曉峰（1973-），男，湖北黃岡人，碩士，中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院高級(jí)工程師，主要從事地震解釋和儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)工作。地址：北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號(hào)，中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院物探技術(shù)研究所，郵政編碼：100083。E-mail：dai_xf@petrochina.com.cn

2016-05-31

2016-12-19