川西九龍山地區下二疊統高能灘地震預測

張延充 劉克難 彭才 楊慧芬 蒲平文

1.川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司 2.中國石油西南油氣田公司

川西九龍山地區下二疊統高能灘地震預測

張延充1劉克難1彭才1楊慧芬2蒲平文1

1.川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司 2.中國石油西南油氣田公司

近年來，在四川盆地環“開江—梁平海槽”兩側礁、灘進行的油氣勘探不斷獲得突破，發現了一批大型氣藏，地震相與沉積相綜合解釋技術對上二疊統生物礁和下三疊統鮞灘的勘探突破發揮了重要作用，但針對下二疊統的灘相勘探一直沒有新的突破。之前，對川西九龍山地區下二疊統棲霞組和茅口組的高能灘預測主要注重地質、測井研究，或利用地震反演方法開展儲層預測，從未對茅口組、棲霞組進行地震相研究。為此，針對該區棲霞組和茅口組均為典型的碳酸鹽緩坡沉積環境且不同的沉積環境具有不同的地震相特征，可利用地震相、沉積相綜合解釋技術，來預測有利的古地貌和沉積相帶，進而預測高能灘的發育有利區。通過地震相特征分析，下二疊統具有3大地震相特征：①地震反射時間厚度異常增加；②下二疊統內部反射同相軸增多；③下二疊統底界明顯超覆于志留系之上。利用這3種不同的地震相特征預測了有利于高能灘發育的古地貌區域。經實鉆證實，采用該預測方法能夠提高下二疊統高能灘儲層的鉆探成功率。

四川盆地 西北 早二疊世 地震勘探 儲集層 鮞灘 預測

九龍山構造位于四川盆地西北部蒼溪縣境內，構造上隸屬于四川盆地米倉山臺緣隆起與川北低平褶皺帶過渡區域，具有隆起幅度適中、圈閉面積大、保存條件好的特征。早期針對下二疊統茅口組部署了龍4井、扁1井、吳家1井，3口井均在茅口組鉆遇裂縫氣藏，通過沉積相分析，吳家1井和扁1井屬深緩坡相，龍4井為淺緩坡相。早期的沉積相研究主要從井出發，向外推測碳酸鹽巖的灘相發育有利區，或利用地震特殊處理預測手段對下二疊統茅口組、棲霞組開展儲層預測。近年來，針對上二疊統長興組生物礁和下三疊統飛仙關組鮞灘勘探，利用地震相與沉積相綜合解釋技術取得了較大的突破［1－7］，但從未對茅口組、棲霞組進行地震相和沉積相的綜合研究。因此有必要引入地震相和沉積相綜合解釋技術，在茅口組和棲霞組利用地震相分析技術，預測不同時期的古地貌與沉積相［6－8］，進而有針對性地在古高地尋找高能灘儲層發育區。

1 地質概況

二疊紀開始，地殼全面下沉，上揚子古陸全被淹沒，廣泛的海侵使下二疊統覆蓋在石炭系或志留系之上［8－9］。早期沉積的梁山組為厚度不大的陸源碎屑含煤巖石組合，或者鋁土質頁巖。隨后大規模海侵到來，主要發育正常淺海碳酸鹽巖盆地沉積，此時期地殼穩定、海域廣闊、生物繁盛，珊瑚、有孔蟲、?、腕足和藻類等生物均較發育。縱向上形成棲霞組和茅口組兩套海侵旋回。在棲一時期位于碳酸鹽深緩坡環境之中，主要堆積了一套厚層深灰和生物（屑）質泥晶灰巖，除局部有深水沉積的珊瑚礁灰巖存在外，無大型生物灘（礁）的存在，其儲集性能差，但具有良好的生油能力。棲二時期，隨海平面的下降和龍門山古斷裂重新活躍，本區為一個均斜緩坡沉積環境，有利于高能灘儲層發育。在米倉山臺緣隆起前緣的深、淺緩坡過渡帶上均可能有高能型生物灘的分布，淺水高能型生物灘體常暴露于水體之上，利于混合水白云化和多期成巖溶解作用的改造而形成良好儲層。

在茅口期為區域性下沉和持續的海侵，研究區總體為一個碳酸鹽均斜緩坡沉積環境（圖1），由南西向北東水體逐漸變深。茅一、茅二時期為晴天浪基面與風暴浪基面之間的深水環境，受風暴流作用的影響，沉積了一套中—薄生屑灰巖，富含有機質和泥質，生油能力好。茅三段是繼茅口初期海平面上升后又持續下降至最低時的沉積，為水淺、能量大，淘洗強烈的環境特征，屬淺緩坡內較高能生屑灘沉積。晶間孔及微裂縫發育，儲集條件好，并具混合水白云化特征，是儲集巖發育的有利相帶，儲層巖性主要為生屑灰巖和白云巖。茅四時期為下二疊統最大的海侵時期，受“峨眉地裂運動”的拉張作用形成一近東西向的拉張斷陷盆地，并成為廣旺—開江—梁平海槽的一部分，研究區為一套盆地相的硅質巖、硅質泥巖和泥晶灰巖沉積。

圖1 九龍山地區茅三時期巖相古地理圖

勘探實踐表明：川西九龍山地區下二疊統有利的儲集相帶為棲二段、茅三段灘相，這類灘相沉積時水體較淺，大多為潮間和潮下的高能環境，各類粒屑灰（云）巖較發育。由于這類粒屑灰（云）巖的結構較粗、質純、性脆，故在沉積、成巖過程中易被改造而產生多種空隙，包括一些原生孔隙、各種次生孔隙和構造裂縫，從而改善碳酸鹽巖的儲滲性能，成為油氣富集的有利場所。

2 地震相與沉積相的綜合解釋

高能灘預測的重點在于預測有利的沉積古地理環境，在相對的高地勢，其水動力能量高，篩選作用強烈，有利于碳酸鹽巖高能灘體的形成，若古地表暴露，有利于次生云化的儲層改良。如川東、川中地區飛仙關高能灘儲層的發育均受古地貌控制。因此如何利用地震資料通過地震相屬性預測不同時期的古地貌，進而有針對性地在古高地尋找勘探有利區是高能灘預測的重點。通過地震相分析，該區下二疊統地震相具有3大特征（如圖2所示，該測線為圖4中的A線）：①地震反射時間厚度異常增加；②下二疊統內部反射同相層增多；③下二疊統底界明顯超覆于志留系之上。

在相鄰的川中、川北正常淺海碳酸鹽巖臺地區域，其下二疊統的波組特征主要由下二疊統頂、底2個連續強反射夾1個茅口組底界的中強地震反射構成。圖3為川中地區“開江—梁平海槽”兩側地震測線拼接圖，圖中下二疊統頂和下二疊統底兩套強反射特征明顯，下二疊統內部茅口組底界反射為中強反射。本區下二疊統內部反射層增多，出現多套連續反射層。在相對古高地，海水較淺，沉積的碳酸鹽巖質相對單一，內部通常不形成較大的阻抗差，因此內部無明顯反射層，只有在古斜坡—凹陷區的較深水或深水區，海水較深，沉積的石灰巖中富含泥質甚至夾薄層泥巖帶，下二疊統內部容易形成較連續的反射層。因此在茅口組、棲霞組內部地震反射層增多表明其沉積環境較深，反射層較少的區域為古地貌相對較高區域，為高能灘儲層發育的有利區。

圖2 九龍山地區下二疊統地震相特征圖

下二疊統除具有上述特征外，其頂、底地震反射時差變化幅度較相鄰區域更明顯。在川東上萬平方千米的廣大區域，下二疊統頂、底時差主要在100～120 ms間，時差變化幅度僅20 ms（圖4），而九龍山構造僅有1 500余平方千米，其時差卻在95～135 ms間變化，時差變化幅度差可達40 ms（圖3）。根據近年來對橫跨“梁平—開江海槽”大剖面地震相解釋發現，在海槽段，雖整個上二疊統存在沉積厚度減薄（時差減少）的現象，但下二疊統卻出現了沉積厚度增加（時差增大）現象。這說明在川東地區早二疊世茅口—棲霞期的臺凹沉積是一種充填模式。一般在相同的沉積環境下，地層沉積的厚度是穩定的，地層變薄的原因主要是沉積時存在古地貌的相對高低，或是沉積后期位于構造高部位遭受剝蝕所致，但本區茅口組無剝蝕現象，因此沉積厚度主要受由古地貌控制。下二疊統時差厚度相對小的地方為古地貌相對高的位置；時差厚度大的地方為古地貌低的位置，通過厚度恢復能反映出當時古地貌的主要形態（圖4）。

圖3 川中“開江—梁平海槽”兩側下二疊統地震相特征圖

圖4 九龍山地區下二疊統地震相、沉積相預測圖

從下二疊統底部和志留系地震反射結構特征看，下二疊統底反射層有超覆現象，在下二疊統時差由120 ms朝100 ms變化范圍內，明顯可見下二疊統底界反射層由大時差方向朝小時差方向超覆在中志留統殘余剝蝕面上（圖3）。當海水快速上升時，在原有的相對高地形頂部會形成明顯的超覆地層，下二疊統底部地層超覆（上超）在志留系殘余剝蝕面上，說明在下二疊統早期，志留系具有相對高、低古背景。下二疊統低界超覆區域為志留系相對高地勢區域，在該區域為繼承性的古高地沉積，這種繼承性的沉積影響了下二疊統的古地貌特征，從而影響高能灘發育的分布區域。

3 預測效果分析

孤立的一種地震相屬性，會有多種不同的沉積相解釋，但上述3種彼此有聯系的地震相變化，反映出該區在茅口—棲霞期的古沉積環境的共同點。將下二疊統的等厚線、下二疊統底界超覆線及下二疊統內部反射層減少的異常區域綜合疊加成圖（圖4）。從疊合圖看，本區中部龍4井—JLSL17井一帶在下二疊世早期可能存在一個朝東北傾伏的大型古鼻狀構造，吳家1、扁1井區均分別位于東部傾伏端上的深水古斜坡坡上。按古地貌分析（下二疊統等厚圖），吳家1、扁1井茅口組、棲霞組古地理位置比龍4井和JLSL17井低。根據下二疊統底界的超覆范圍來看，志留系殘余古高地主要位于JLSL17井附近和龍4井以西區域。按茅口組、棲霞組內部反射層特征分析，龍4井區下二疊統內部地震反射層較少，其古地理位置相比JLSL17井更加有利。綜合3種不同的特征來看，最有利于高能灘發育的區帶應主要位于JLSL17井附近和龍4井以西附近的淺水區，這一預測結果與地質綜合推測基本相同。

本次預測成果經JLSL16井實鉆證實，在茅口組獲氣，從平面成果圖分析，JLSL16井應與龍4井具有相似的沉積環境。圖5為過JLSL16井下二疊統頂層拉平地震剖面（該測線為圖4中測線B），圖中3種不同的地震相特均表明JLSL16井在茅三時期該區域為灘相儲層發育有利區，預測成果與實鉆結果吻合。

4 結論

川西九龍山地區下二疊統棲霞組、茅口組為典型的碳酸鹽緩坡沉積環境，沉積環境主要受下伏志留系相對淺水和深水古環境的控制。探索性地采用地震相與沉積相的綜合解釋技術，預測高能灘發育的有利區域。通過地震相分析，下二疊統內部地震反射時間厚度異常增加，反射同相軸增多，底界明顯超覆于志留系上，3種不同的地震相特征表明下二疊統為志留系殘余古高地繼承性沉積，古地貌特征決定了本區高能灘的有利發育區。利用3種地震相特征綜合分析，預測了高能灘發育的有利區域，經實鉆證實，地震相與沉積相分析方法能提高下二疊統高能灘儲層的鉆探成功率。

圖5 JLSL16井地震相特征分析圖

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［2］王一剛，洪海濤，夏茂龍，等.四川盆地二疊、三疊系環海槽礁、灘富氣帶勘探［J］.天然氣工業，2008，28（1）：22－25.

［3］PALAZ I.碳酸鹽巖地震學［R］.賈振遠，孟爾盛，譯.北京：中國石油學會物探專業委員會，1998：1－425.

［4］楊雨，文應初.川東北開江—梁平海槽發育對T1f鮞粒的預測［J］.天然氣工業，2002，22（增刊1）：30－32.

［5］張延充，楊愛國，梅燕，等.泛開江—梁平海槽及勘探有利相帶地震預測［J］.天然氣工業，2009，29（10）：28－30.

［6］張延充，彭才，楊雨，等.四川盆地飛仙關組高能鮞灘儲層地震層序識別［J］.天然氣工業，2010，30（3）：8－11.

［7］彭才，張延充，梅燕，等.川中地區飛仙關組高能鮞灘儲層地震預測［J］.石油物探，2010，49（5）：504－508.

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Seismic prediction of high－energy beach reservoirs in the Lower Permian of the Jiulongshan area，western Sichuan Basin

Zhang Yanchong1，Liu Kenan1，Peng Cai1，Yang Huifang2，Pu Pingwen1
（1.Geophysical Exploration Company，Chuanqing Drilling Engineering Co.，Ltd.，CNPC，Chengdu，Sichuan610050，China；2.Southwest Oil ＆Gasfield Company，PetroChina，Chengdu，Sichuan610051，Chi－na）

NATUR.GAS IND.VOLUME 31，ISSUE 6，pp.42－45，6／25／2011.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

In recent years，the hydrocarbon exploration of reef and beach reservoirs is very successful on both sides of the"Kaijiang－Liangping"trough in the Sichuan Basin，with the discovery of many large gas reservoirs.Integrated interpretation of seismic facies and sedimentary facies plays a key role in the breakthrough of exploration of the Upper Permian bioherm and the Lower Triassic oolitic beach reservoirs.However，the exploration of the Lower Permian reservoirs of beach facies is still unsuccessful.Previous prediction of high－energy beach facies in the Lower Permian Qixia and Maokou formations was mainly based on geologic and logging data or through seismic inversion，and no research was performed on their seismic facies.Both the Qixia and Maokou formations are typical deposits formed on carbonate ramp which shows unique characteristics of seismic facies，thus integrated interpretation technique of seismic facies and sedimentary facies can be used to predict favorable paleogeography and sedimentary facies belts，and further to recognize zones with well－developed reservoirs of high－energy beach facies.The Lower Permian shows 3 major features of seismic facies，including the increase of reflection time－thickness；the increase of reflection events within the Lower Permian；and the obvious overlapping of the lower boundary of the Lower Permian on the Silurian.These three features of seismic facies are used to predict favorable areas for the development of high－energy beach reservoirs.The drilling results verify the accuracy of the prediction.

Sichuan Basin，west，north，Early Permian，seismic exploration，reservoir，oolitic beach，prediction

張延充，1959年生，高級工程師；長期從事生物礁與鮞灘、高陡復雜構造的地震勘探解釋工作。地址：（610213）四川省成都市華陽鎮華陽大道一段1號。電話：（028）82975976。E－mail：zyc739＠163.com

張延充等.川西九龍山地區下二疊統高能灘地震預測.天然氣工業，2011，31（6）：42－45.

10.3787／j.issn.1000－0976.2011.06.007

2011－02－08 編輯 韓曉渝）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2011.06.007

Zhang Yanchong，senior engineer，born in 1959，has long been engaged in seismic interpretation of bioherm，oolitic beach and highlysteep complex structures.

Add：No.1，Sec.1，Huayang Avenue，Huayang Town，Chengdu，Sichuan 610213，P.R.China

Tel：＋86－28－8297 5976 E－mail：zyc739＠163.com