龍門山山前帶地震勘探進展及鉆井跟蹤評價

李 青 劉定錦 毛小平

(1.西南石油大學石油工程學院 2.中國石油集團川慶鉆探鉆采工程公司地球物理勘探公司 3.中國石油西南油氣田公司川東北氣礦)

1 龍門山山前帶地震勘探背景及難點

龍門山前陸褶皺沖斷帶地處松潘—甘孜褶皺帶的東緣，北起廣元，南達雅安天全，全長約500 km，寬約30 km，是四川盆地的西部邊界，同時也是青藏高原的東界(圖1)。前人通過大量的地面地質調查及重、磁資料分析, 根據地面斷裂、構造特征及巖石組合性質,通常將龍門山構造帶以安縣為界南北分為兩段,自東向西劃分為“山前帶、前山帶、后山帶”等三個次級構造帶[1，2]。在山前帶的推覆體下盤和前山帶廣大地區，由于長期處在構造活動帶的邊緣，構造圈閉發育，具有形成大中型油氣田的良好地質背景，一直是油氣勘探的重點領域。通過多年油氣勘探，在山前隱伏帶發現了平落壩、邛西、大邑、鴨子河、中壩及河灣場等氣田。但在前山帶由于地處盆山過渡帶，構造演化歷經晚古生代至三疊世早期拉張到印支期褶皺回返，至喜山期強烈推覆隆升，區內深大斷裂發育，其構造、斷裂體系復雜多樣，整體而言勘探研究和認識程度均較低。復雜的地震地質條件給地震勘探帶來極大挑戰。從上世紀80年代中期開始,陸續在龍門山推覆構造帶開展了地震勘探工作, 1986年原中美合作1828隊對龍門山北段前山帶進行了二維地震詳查， 1996年TAXECO公司對龍門山南段進行了二維地震勘探，但由于地震地質條件惡劣和當時地震勘探技術方法局限, 獲得的資料品質較差，構造成像未取得突破性的進展，油氣勘探工作一直舉步維艱。

圖1 龍門山前陸褶皺沖斷帶區域地質圖

2 山地二維地震勘探技術攻關，大力突破復雜構造難以地震成像問題

2000年以來，隨著前陸褶皺沖斷帶油氣勘探理論和方法的不斷發展，特別是地震勘探裝備和技術的快速發展，對沖斷帶的油氣地震勘探工作起到極大促進作用。2001年～2006年以山前帶為勘探主攻目標，中石油西南油氣田公司相繼在龍門山北段的礦山梁、天井山、楓順場，龍門山南段的蓮花山、張家坪、高家場和霧中山開展了二維地震勘探攻關[3，4]，形成了基于地表條件的動態觀測系統設計和寬線組合優化參數的野外高覆蓋采集技術，以疊前組合去噪、沖斷帶復雜地表條件下的靜校正和疊前時間偏移為核心的地震勘探目標處理技術，以地震地質綜合構造解析、平衡剖面和模型正演迭代建模、構造約束的變層速度模型時深轉換為主的逆掩推覆帶地震地質綜合解釋技術[5]。

龍門山山前帶二維地震勘探技術的進步，使得從無到有獲得了地腹地質構造的地震反射，同時山前帶逆掩推覆構造成像問題取得突破性進展，獲得了可用于構造解釋的地震剖面，對沖斷帶的油氣地震勘探工作起到極大促進作用，進一步深化了對山前帶逆掩推覆構造的認識。多輪二維地震詳查基本查清了區內的構造格局以及與山前隱伏構造間的接觸關系，在山前帶發現了礦山梁、寶輪、核桃坪、張家坪、碧峰峽及銀天坪等潛伏構造，在北段的二疊系碳酸鹽巖和南段的三疊系須家河陸相碎屑巖中均取得突破，如礦1井、蓮花1-1井、張家1井獲得了工業油氣流，揭示了山前帶廣闊的油氣勘探前景，推動了龍門山山前帶油氣勘探的進程。

3 山地三維地震勘探攻關，提高復雜構造地震成像精度

隨著油氣勘探開發的深入，二維地震勘探技術在地震地質條件差、構造關系復雜的山前斷裂帶勘探中的局限性表現越加明顯，特別是構造和斷裂體系的多解性直接導致了以上三疊統為目的層的蓮花1井、張家1井、核桃1井、核桃2井等探井實鉆過程中都出現了較大的構造形態和深度誤差，二維地震已經遠遠不能滿足龍門山山前帶油氣勘探開發的需求，開展山前帶三維地震勘探迫在眉睫。

三維地震勘探具有空間采樣密度高、信息豐富、反映的地質現象清晰等特征，是復雜油氣藏勘探開發中不可缺少的關鍵技術，但地形起伏大，地震地質條件復雜多變的山前帶基本屬于三維地震勘探的“禁區”。早期川西地區的三維地震勘探主要針對前陸盆地的白馬廟、平落壩—邛西、大邑和新場等地區開展，并取得了良好的效果，形成并不斷完善了表層結構調查與遙感地理信息系統相結合的復雜地表的精細設計、全三維寬方位設計、復雜區激發接收的野外采集技術、山地三維起伏地表靜校正、疊前偏移等處理技術和復雜構造建模、三維可視化、疊前疊后儲層綜合預測等解釋技術。

2007年四川盆地勘探歷史上針對龍門山沖斷帶開展了首次三維勘探，即龍門山南段的蓮花山—張家坪地區三維地震勘探，三維區部署在雅安—邛崍境內，覆蓋山前帶的蓮花山-張家坪潛伏構造。區內以山地地形為主，山巒起伏，巖陡壁峭，地勢由東向西逐漸變高，最高海拔約1970m，最低海拔600m，相對高差近1370m，山地面積占工區總面積80%以上，植被覆蓋率達95%以上。

野外施工采用10×7次覆蓋， 8kg～14kg藥量，≥15m單深井激發的方式采集，最終獲得了較高品質的地震資料(圖2)。室內處理中，針對該山地地震資料靜校正問題突出等特點，以提高資料成像質量為核心，重點開展有效的靜校正方法和合理選取成像速度等針對性處理工作，最終獲得了反射層次豐富，波組特征清楚，波形活躍的較高品質的地震剖面。

圖2蓮花山—張家坪三維地震監視記錄

三維地震勘探大幅度提高了地震構造成像效果及精度，與二維地震資料相比(圖3)，地震剖面信噪比、同相軸的連續性、斷點位置等方面明顯改善，反射層次更加豐富，清晰地展示了龍門山山前帶前展示構造特征[6]：蓮花山主體構造受西傾的龍門山前緣L型滑脫逆沖斷層控制，被東傾的次級反沖斷層切割形成一系列背沖構造。構造成像更加清晰明確。

在地震資料解釋過程中，充分利用三維地震資料優勢，采用VSP測井、聲波合成記錄、大斜度井實際軌跡投影等方式準確標定地震地質層位，采用地震、鉆井、地面地質資料相結合的“戴帽”技術、三維空間可視化解釋技術精細解釋構造的細節變化和斷層展布規律，從而準確落實了構造細節和各斷層體系之間的關系。在二維地震勘探成果上(圖4右)，蓮花山構造僅受①號和⑤號斷層控制，為一個形態相對比較簡單完整的斷背斜，而三維地震成果(圖4左)細節更加豐富，蓮花山構造整體上為一個受①號和⑩號斷層控制的北傾鼻狀斷塊構造，主體被②號、⑤號等斷層切割。因此，該區的構造形態、斷層組合關系在三維成果與二維成果中展示的結果存在明顯差異，如⑤號斷層的平面位置、向南延伸的長度以及與①號斷層的接觸關系均不一樣，在三維成果中，⑤號斷層更靠近蓮花000-X2井，并且向南與①號斷層相碰(圖4)。構造形態較二維成果更完整，蓮花山構造主體在三維成果中被⑤號斷層切割成了上、下盤兩個斷高，形態完全不一致。

實鉆井證實，三維地震精度更高，成果更可靠。

圖4 蓮花山構造須三底界三維地震(左)與二維地震(右)構造成果對比

4 強化鉆井跟蹤地震地質評價，進一步提高鉆探成功率

在鉆井實施過程中，特別針對復雜構造、復雜地層，要充分利用地震勘探成果結合測井及地質綜合分析，研究鉆探中可能出現的問題，及時跟蹤研究設計鉆探目標是否存在及是否準確，以有效指導鉆探目標調整和整體勘探開發部署。

蓮花山—張家坪地區利用前期的二維地震勘探成果部署了一批勘探開發井位，其中蓮花000-X2井部署在構造高部位，平面圖上靶點兩側有二維地震測線控制，二維地震測線剖面資料可靠，圈閉可靠性高。該井設計為定向井，要求鉆至須二段頂界時閉合距要達到1210m以上。由于受地表條件限制，目標靶點位置(圖4右圖紅五星位置)位于二維測線尾端的無地震資料控制區。但該井在鉆進過程中發現在設計深度目的層段與同井場的直井存在明顯差異，鉆探靶點在二維成果上與實際情況可能存在誤差。對比分析三維地震資料，其展示的主體構造并不是如二維地震資料成果所展示的一個由①號和⑤號斷層挾持的完整斷背，而是由①號和⑩號斷層控制，中間被⑤號斷層切割并向南收斂于①號斷層的北傾斷塊(圖4、圖5)。在三維地震數據體中，從蓮花000-X2井井口出發，沿設計井斜軌跡，分析認為目標靶點須家河組須二段頂界位置，應該位于向西不超過XLine500線的地方，鉆井工程上必須控制井斜方位，才能保證鉆達目標,否則將進入⑤號斷層西翼復雜帶。

圖5 過蓮花000-X2井三維地震構造解釋剖面圖

在實鉆過程中，由于蓮花000-X2井是大斜度鉆進，在進入須家河組以后，井斜調整采取的工程措施存在較大的難度，糾斜后，須家河組須二段的頂界深度位置仍然超過了XLine500的安全控制點(圖5)，錄井及電測解釋顯示連續見到多套須二段上部砂巖，綜合解釋確定進入斷層復雜帶，未鉆達主體目標。鉆探雖失敗，但從反面驗證了三維地震資料構造解釋的正確性及其對提高鉆探成功率指導作用的重要性。

5 結論與認識

對于地形起伏大、地震地質條件復雜多變的山前帶，采用基于地表條件的動態觀測系統設計和寬線組合高覆蓋采集技術的二維地震勘探是目前獲得該區構造成像較為有效的方法，基本上可以解決山前帶構造詳查需要。而三維地震勘探則能達到地質目標的準確成像，是山前帶復雜油氣藏進行精細高效開發所必不可少的技術。加強鉆井跟蹤地震地質評價是提高鉆探成功率和實現效益勘探的必要手段。隨著山地地震勘探技術的進步，必將持續深化對龍門山沖斷帶的認識，推進龍門山山前帶油氣勘探開發進程。

1 羅志立.龍門山造山帶的崛起和四川盆地的形成與演化[M].成都：成都科技大學出版社，1994.

2 劉樹根.龍門山沖斷帶與川西前陸盆地的形成演化[M].成都：成都科技大學出版社，1993.

3 肖富森,李政文，張華軍，等.龍門山構造帶北段地震、地質綜合解釋[J].天然氣工業,2005,(05)：37-39.

4 戴勇,李正文,張華軍，等.川西南部地區上三疊統構造及斷裂特征[J].天然氣工業，2006,26(1):43-45.

5 張華軍，王海蘭，肖富森，等.基于反射層的變層速度模型時深轉換方法[J].天然氣工業，2003,23(1).

6 朱志澄.逆沖推覆構造(第二版)[M].北京：中國地質大學出版社，1991.