曾 臻，屈大鵬，李文成，肖 偉，李 錚

（1.中國石化勘探分公司，四川成都 610041；2.中國石化河南油田分公司科技處，河南南陽 473132）

川東南涪陵區(qū)塊地理位置處于重慶市萬縣以南、涪陵以北、墊江以東、忠縣以西的廣大地區(qū)，構(gòu)造位置屬于四川盆地川東高陡褶皺帶萬縣復(fù)向斜與拔山寺向斜之間，北西側(cè)為云安廠-大天池高陡構(gòu)造帶，南東向?yàn)楦叻鍒?大池干高陡構(gòu)造帶。區(qū)塊主體位于四川含油氣盆地川東南、川東北、鄂西-渝東天然氣高產(chǎn)富集區(qū)結(jié)合部，是四川含油氣盆地的重要組成部分。近期，涪陵地區(qū)相繼在臺緣礁灘、致密碳酸鹽巖、茅口組白云巖等勘探領(lǐng)域獲得突破，展示了良好的勘探前景。2015 年，yx1 井在涪陵南部鉆遇茅口組熱液白云巖儲層，酸化壓裂后測試獲1 110.00 m3/d 天然氣流，不產(chǎn)水，證實(shí)熱液白云巖新領(lǐng)域具有良好的勘探潛力；2016 年首口預(yù)探井——tl6 井鉆遇茅口組熱液白云巖儲層23.1 m，酸化壓裂后測試獲11.08×103m3/d 高產(chǎn)工業(yè)氣流。tl6 井的突破，成功實(shí)現(xiàn)了涪陵地區(qū)茅口組勘探由巖溶縫洞氣藏向?qū)訝畎自茙r巖性氣藏的轉(zhuǎn)變。

熱液白云巖成因復(fù)雜，儲層普遍致密、非均質(zhì)強(qiáng)、厚度薄、響應(yīng)特征復(fù)雜，常規(guī)預(yù)測方法效果差[1-2]。為了開展川東南涪陵地區(qū)茅口組的整體評價(jià)，本次研究充分利用三維地震資料，與鉆測井資料結(jié)合，開展研究區(qū)內(nèi)儲層的地質(zhì)及地球物理特征研究，建立儲層地震響應(yīng)特征識別模式；結(jié)合已有地震資料的解釋成果，依據(jù)本區(qū)熱液白云巖儲層的展布特點(diǎn)，初步形成利用宏觀的基底斷裂識別與地震相精細(xì)刻畫落實(shí)儲層發(fā)育區(qū)帶的技術(shù)，微觀的疊前密度反演直接預(yù)測與疊后擬聲波反演間接預(yù)測相結(jié)合，來落實(shí)茅口組熱液白云巖有利儲層。

1 白云巖儲層沉積相分析

茅口組晚期受峨眉地幔柱活動的強(qiáng)烈影響，沉積水體變淺，在川西及川東南地區(qū)發(fā)育淺灘沉積[3]。東吳運(yùn)動的抬升，川東南及川西地區(qū)遭暴露溶蝕，有利于風(fēng)化巖溶儲層發(fā)育，是巖溶儲層發(fā)育有利區(qū)（巖溶斜坡+淺灘沉積）[4]。東吳運(yùn)動早期或晚期的巖漿活動，導(dǎo)致地幔深部的熱液沿深大斷裂向上運(yùn)移[5]，在向上運(yùn)移的過程中將棲霞組-茅口組的高能灘相灰?guī)r交代或?qū)⒃缙诩?xì)粉晶白云巖重結(jié)晶，形成了熱液白云巖[6]。四川盆地茅口組為緩坡型碳酸鹽巖臺地相沉積。根據(jù)巖石類型及其組合特征、巖石顏色、沉積構(gòu)造、古生物化石及其生態(tài)特征、測井曲線以及地震資料綜合分析，可識別出碳酸鹽巖緩坡、斜坡及盆地等沉積相類型。近年的勘探研究分析表明，川東南地區(qū)茅口組為熱液白云巖儲層發(fā)育有利區(qū)[7]。

2 白云巖儲層地震相分析

利用研究區(qū)內(nèi)yx1 井和tl6 井的合成記錄精細(xì)標(biāo)定與北部泰來地區(qū)tl2 井的標(biāo)定相結(jié)合，確定了8個主要反射層。本區(qū)主要目的層地震反射信噪比較高、反射層次豐富、連續(xù)性好、地質(zhì)現(xiàn)象清楚，橫向上能連續(xù)對比追蹤，并具有較好相似性。依據(jù)不同的地質(zhì)層位具有的不同反射特征，可以較好地識別大套地層層位。TP2 反射層地震剖面上表現(xiàn)為二三個強(qiáng)相位，界面標(biāo)定在第二個強(qiáng)相位，為全區(qū)地震反射的主要標(biāo)志層。研究表明，熱液白云化作用一般發(fā)生在構(gòu)造活動比較強(qiáng)烈的盆地。大量文獻(xiàn)表明，熱液流體的大規(guī)模運(yùn)移及由此引起的一系列地質(zhì)作用都與斷裂有關(guān)[8]，并且與一些特殊的構(gòu)造背景有一定的相關(guān)性，這些特殊的構(gòu)造背景包括：①伸展斷層（斷層的上盤）；②扭張斷層（主要為深大走滑斷層，特別在釋壓斷錯處）；③上述各種斷層（包括轉(zhuǎn)換斷層）的交匯處。因此，精細(xì)刻畫研究區(qū)基底斷裂的分布，對熱液白云巖儲層預(yù)測具有重要的意義[9]。

通過研究區(qū)及鄰區(qū)過盆地15#基底斷裂剖面綜合分析看出，基底斷裂在地震剖面上具有以下特征：①斷點(diǎn)清晰，斷面直立，斷面兩側(cè)同相軸交叉或錯斷，多見斷點(diǎn)繞射；②斷層所經(jīng)過之處，斷層兩側(cè)地層上??；③斷裂向下貫穿基底，向上消失于吳家坪組、長興組中。利用地震時間切片、高精度相干及裂縫地震相屬性結(jié)合地震資料，精細(xì)落實(shí)基底斷裂，研究區(qū)處于走滑斷裂帶。

進(jìn)行茅口組地震相分析，是通過地震層序內(nèi)部地震反射特征的分析，目的在于結(jié)合地震相分析和區(qū)域地質(zhì)資料進(jìn)行沉積相帶的精細(xì)劃分，指導(dǎo)精細(xì)儲層預(yù)測[10]。本次采用非線性稀疏脈沖譜反演提高分辨率處理技術(shù)，有效提高了研究區(qū)茅三段地震資料分辨率，利用提高分辨率數(shù)據(jù)體和Stratimagic 的波形分類技術(shù)，根據(jù)層段內(nèi)地震的振幅、頻率、相位等屬性對地震波進(jìn)行分類，茅口組波形特征變化較大，通過比較劃分了7 類波形。

從涪陵地區(qū)平面地震相及沉積相平面圖來看，全區(qū)基本分為4 大類，第一類主要表現(xiàn)為茅三段波谷變寬，表現(xiàn)為非對稱特征，茅三段底部波峰振幅強(qiáng)弱橫向變化較快，單井相揭示該類地震相對應(yīng)中緩坡生屑灘相；第二類主要表現(xiàn)為茅三段波谷振幅較弱，具有對稱特征，茅三段底部波峰振幅較弱，振幅強(qiáng)弱橫向無明顯變化，單井相揭示該類地震相對應(yīng)中緩坡灘間相；第三類地震上主要表現(xiàn)為茅三段波谷較窄，具有對稱特征，茅三段底部波峰較平滑，振幅強(qiáng)弱橫向無明顯變化，單井相揭示該類地震相對應(yīng)中緩坡洼地相；第四類主要表現(xiàn)為茅三段波谷較窄，底部波峰較平滑，振幅較強(qiáng)，橫向變化不明顯，單井相揭示該類地震相對應(yīng)外緩坡相。

在單井地震相標(biāo)定的基礎(chǔ)上，按照各類地震相特征，利用常規(guī)地震剖面結(jié)合提高分辨率地震剖面，在涪陵地區(qū)開展地震相追蹤，落實(shí)了涪陵地區(qū)茅三段地震相的展布，結(jié)合單井相分析，最終落實(shí)了涪陵地區(qū)茅三段沉積相分布，其中生屑灘相為熱液白云巖發(fā)育的有利相帶（圖1）。

3 白云巖儲層的地震屬性分析

圖1 涪陵地區(qū)茅三段沉積相平面分布

地震屬性分析是目前最常用的儲層預(yù)測和流體識別方法，結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況，主要分析了振幅、能量、相位、頻率等地震屬性，開展研究區(qū)熱液白云巖儲層定性預(yù)測。

瞬時頻率屬性是復(fù)能量密度函數(shù)初始瞬間中心頻率的一種能量，可以有效地反映出地層的巖性、含油氣性的變化。從圖2 中可以清晰的看出，白云巖淺灘主要位于研究區(qū)中部位置，如圖中青綠色的部分，周緣粉色區(qū)域?yàn)榛疑規(guī)r，預(yù)測結(jié)果與實(shí)鉆結(jié)果具有較高的吻合度。受構(gòu)造運(yùn)動的影響，白云巖淺灘遭暴露溶蝕，非均質(zhì)性較強(qiáng)，與周緣致密的灰?guī)r形成明顯的差異，應(yīng)用瞬時頻率屬性可以較好地刻畫出白云巖儲層的邊界。

4 白云巖儲層預(yù)測

利用鉆井曲線資料，開展熱液白云巖巖電特征分析，茅三段熱液白云巖具有“一低四高”的巖電特征，即低自然伽馬、高縱橫波速度、高電阻率、高密度、高中子。白云巖和生屑灰?guī)r、泥灰?guī)r和灰?guī)r在波阻抗上存在較大重疊，單純依靠波阻抗反演無法識別熱液白云巖及儲層，但是密度曲線對白云巖比較敏感，直方圖分析顯示以密度門檻值為2.726 g/cm3可以較好區(qū)分白云巖及其他巖性，在密度反演的基礎(chǔ)上（圖3），利用密度門檻值大于2.726 g/cm3提取制 作茅三段熱液白云巖分布平面圖及熱液白云巖厚度圖，可以看出研究區(qū)茅三段熱液白云巖厚度為0～37.5 m，厚度大于20.0 m 的白云巖連片發(fā)育。

圖2 涪陵地區(qū)茅三段瞬時頻率

圖3 茅三段密度反演分析

涪陵地區(qū)茅口組巖性復(fù)雜，單獨(dú)應(yīng)用密度作為門檻值可能造成高孔白云巖丟失和部分高密度灰?guī)r混入。多參數(shù)自動降維技術(shù)[11]是利用編程的方式實(shí)現(xiàn)輸彈性參數(shù)對以及參考曲線（巖性曲線等）輸入，將彈性參數(shù)對曲線進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，從1°開始，分別計(jì)算每增加1°旋轉(zhuǎn)后曲線與參考曲線的相關(guān)系數(shù)；將彈性參數(shù)對曲線旋轉(zhuǎn)獲得的最大相關(guān)系數(shù)及旋轉(zhuǎn)角度輸出，應(yīng)用參數(shù)對及旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算新的儲層識別參數(shù)，去除了人為因素的不確定性，建立新的儲層識別因子，提高儲層的預(yù)測精度（圖4）。

圖4 降維前（左）和降維后（右）巖性-密度交會分析

利用孔隙度和密度兩個參數(shù)進(jìn)行降維，將兩個參數(shù)利用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變成一個反映巖性的參數(shù)LI，具體轉(zhuǎn)化公式為：

式中：LI 為巖性降維參數(shù)，無量綱；POR 為孔隙度，%；RHOB 為密度，g/cm3。應(yīng)用多參數(shù)降維反演，開展白云巖的預(yù)測識別，從圖5 中可以看出，熱液白云巖的發(fā)育受構(gòu)造控制較為明顯，以近北東向?yàn)橹?，以茍家場高陡斷裂帶為界，熱液白云巖發(fā)育分為南北兩個區(qū)域；以基底斷裂為界，又可將熱液白云巖分為東西兩個區(qū)域，如圖中紅色、黃綠色的區(qū)域，受溶蝕和熱液的改造，其內(nèi)部非均質(zhì)性較強(qiáng)，局部發(fā)育厚層白云巖儲層。

圖5 多參數(shù)降維預(yù)測白云巖平面分布

川中-川東地區(qū)在茅三段發(fā)育一套厚度為20.0～30.0 m 白云巖、硅質(zhì)白云巖儲層?？v向上發(fā)育有2 套熱液白云巖，主要集中在茅三段中下部，平面上主要沿15#基底斷裂分布，其平面展布與基底斷裂的北西走向一致，白云巖儲層受基底斷裂影響，呈北西向展布，區(qū)域上呈連續(xù)穩(wěn)定層狀分布。為加強(qiáng)茅口組白云巖展布精細(xì)研究，在儲層精細(xì)預(yù)測的基礎(chǔ)上，結(jié)合基底斷裂、地震相等有利因素，在涪陵地區(qū)南部地區(qū)茅三段識別了高安、中豐場兩個巖性圈閉，厚度為15.0～20.0 m（圖6），圈閉邊界清晰可靠[12-13]。

圖6 涪陵地區(qū)茅口組熱液白云巖預(yù)測厚度

5 結(jié)論

（1）通過熱液白云巖響應(yīng)模式和地震相分析建立了4 種沉積相地震識別模式，中緩坡生屑灘相表現(xiàn)為連續(xù)中強(qiáng)波峰反射特征，灘間相為寬波谷反射、茅三段底界波峰振幅較弱，中緩坡洼地相表現(xiàn)為波谷振幅強(qiáng)、茅三段底部波峰中強(qiáng)連續(xù)反射特征，外緩坡相表現(xiàn)為茅三段底部波峰能量較強(qiáng)，波峰橫向較為平滑。

（2）基底斷裂在地震剖面上具有斷點(diǎn)清晰，斷面直立，斷面兩側(cè)同相軸交叉或錯斷，多見斷點(diǎn)繞射，斷層所經(jīng)過之處，斷層兩側(cè)地層上隆，斷裂向下貫穿基底，向上消失于吳家坪組、長興組中。

（3）多參數(shù)自動降維技術(shù)將彈性參數(shù)對曲線旋轉(zhuǎn)獲得的最大相關(guān)系數(shù)及旋轉(zhuǎn)角度輸出，應(yīng)用參數(shù)對及旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算新的儲層識別參數(shù)，去除了人為因素的不確定性，可以建立新的儲層識別因子，提高儲層的預(yù)測精度。