托普臺北地區奧陶系蓬萊壩組地震地層學研究

徐 浩

（中國石化西北油田分公司勘探開發研究院，新疆烏魯木齊 830011）

塔河油田是塔里木盆地發現的第一個大型碳酸鹽巖整裝油氣田，主要產層為奧陶系一間房組喀斯特縫洞型儲層。而針對塔河油田奧陶系一間房下伏鷹山組和蓬萊壩組地層的探索也從未停止過。2012 年，在6～7區高精度三維地震資料精細解釋及碳酸鹽巖致密蓋層研究和預測的基礎上，以蓬萊壩組為主要目的層部署了塔深2 井，但因未鉆遇規模儲層而失利。經過思路調整，于2017 年在托甫臺西部次級斷裂帶控制區，針對蓬萊壩組縫洞體部署塔深6 井。

實際鉆井資料顯示奧陶系一間房組和鷹山組均為受走滑斷裂控制的喀斯特縫洞型儲層。一直以來都是用斷控型儲層的思路來指導蓬萊壩組勘探。經過不斷的探索，認為蓬萊壩組應為沉積相和斷裂共同控制作用。但是因為目前研究區鉆井較少，沉積相縱橫向展布特征不清楚，嚴重制約了勘探的進程。因此，本文利用現有地震資料及本區和鄰區的鉆井資料，對研究區開展地震地層學解釋。分析蓬萊壩組沉積相展布特征，指出有利相帶，指導下一步勘探部署方向。

地震地層學是以地震資料為基礎，進行地層劃分對比、沉積環境分析、巖相巖性預測的地層學分支學科[1]。自1977 年由Vail 等提出后，經過多年發展和完善，已形成一套較為完整的理論體系[2，3]。地震地層學理論依據是：地震反射同相軸基本上代表沉積等時面，而非巖性界面的反映。地震地層學可以克服空間采樣資料嚴重不足而造成的井間對比的不確定性，對于認識等時沉積面在空間上的橫向變化具有十分重要的作用[4-6]。本文主要利用研究區內高精度三維地震資料結合鄰區研究結果，開展地震地層學研究工作，分析托甫臺北奧陶系蓬萊壩組沉積亞相展布特征，指導油氣勘探。

1 概況

1.1 沉積背景

托普臺地區位于塔里木盆地北部沙雅隆起阿克庫勒凸起主體部位南段。奧陶系蓬萊壩組在全工區皆有分布，地層厚度變化小。塔里木盆地在這一時期主要表現為弱鑲邊碳酸鹽臺地沉積[7]。研究區內主要的沉積背景為局限臺地，沉積環境以潮坪為主[8]。為局限水體作用下的大套白云巖沉積層系，發育有臺內灘、顆粒灘、云坪等亞相。此時期后，海平面緩慢上升，水體由局限條件逐漸向半局限轉變[9]。到中下奧陶統鷹山組則轉變為半局限-半開闊臺地相。

1.2 儲層巖石學特征

從鉆井揭示來看，巖性以泥粉晶白云巖、細-中晶白云巖、粗晶白云巖三大類為主。此外，灰巖和少量含硅質云巖及含云硅質巖在局部層段發育，其中灰巖基本都是砂屑灰巖，部分白云巖化。儲層巖石類型主要為粉晶白云巖夾藻云巖、細晶白云巖及粉-細晶白云巖。

1.3 儲集空間類型

通過對沙88 井、塔深2 井等蓬萊壩組儲集空間類型的微觀（巖石薄片、鑄體巖石薄片、電鏡掃描等）和巖心觀察分析，蓬萊壩組儲層現今保留的儲集空間類型主要有裂縫、溶蝕孔（洞）、白云石晶間孔及風化裂隙等。

2 蓬萊壩組地震地層學解釋

托普臺北地區奧陶系蓬萊壩組以白云巖裂縫-孔洞型儲層為主，在地震剖面上主要表現為“串珠狀”反射、板狀強反射、塌陷等異常反射、雜亂強反射等特征（見圖1），與奧陶系碳酸鹽巖表層儲層地震響應特征具有一定的相似性。蓬萊壩組儲集體分布面積較大，中西部地區優質儲層主要沿著深大走滑斷裂帶展布，分布較為零散，東部局部地區呈較為密集的團塊狀分布。地震剖面上，串珠整體偏小、偏弱。于奇中地區蓬萊壩縫洞體較為發育，且多數縫洞體的發育分布與斷裂帶關系不緊密。現通過地震相定性定量分析，確定不同類型地震相的縱橫向展布特征。

2.1 地震相定性分析

通過對托普臺北高精度三維地震反射特征進行分析歸納總結，根據地震相單元的外形、邊界反射結構和內部反射結構特征，將本區地震相劃分為6 種類型：串珠狀、排骨狀、雜亂狀、與斷裂伴生狀、板狀和弱反射狀。其中與后期構造有關的主要為與斷裂伴生狀和串珠狀地震相（見圖2），其余均為與沉積有關的地震相（見圖3）。

串珠狀：在本區主要表現為“兩黑夾一紅”的特征，局部地區為“兩紅夾一黑”。振幅強，橫向連續性差，中高頻率。多為孤立型串珠，局部斷裂較為發育，在振幅變化率平面屬性上主要表現為孤立的點狀。

圖1 托普臺北蓬萊壩組地震反射剖面

圖2 研究區蓬萊壩組與后期改造有關地震相定性分析

圖3 研究區蓬萊壩組與沉積有關地震相定性分析

斷裂伴生狀：外形特征類似于火山通道相，其主要特征為與斷裂相伴生的串珠狀反射特征，形態不規則，強-中振幅，差連續性，高-中或中-低頻率。斷裂發育，多與深大斷裂相伴生。

排骨狀：連續強反射，延伸較近，強振幅，中高頻。附近斷裂較發育，局部可見深大斷裂。如塔深6 井。

雜亂狀：外形多為不規則的灘狀、丘狀等。內部為不規則的雜亂狀、斷續反射，中-強振幅，中高頻。在工區內共有16 處發育。斷裂較為發育，局部發育深大斷裂。

板狀：板狀、舌頭、帚狀，連續強反射，延伸較遠，較強振幅，中-高頻。層間斷裂較為發育，局部見深大斷裂。

弱反射：表現為弱振幅，連續性中-低，頻率低的特征。斷裂不發育，多為基巖反射特征。

2.2 地震相定量分析

研究表明，源于地下巖石物理特性的各種地震屬性隱含了地層巖性、巖相、儲層物性、流體成分和斷裂等相關信息，雖然這些信息可能受到不同因素的影響，但是他們確實隱含在地震數據中[10]。如塔河油田使用振幅變化率屬性來識別喀斯特縫洞型儲層，強振幅則代表著縫洞體發育程度。因此定量地震相分析技術就是在豐富的地震屬性中提取到有用的信息，并加以描述刻畫，從而明確地震相的展布特征。

圖4 積分能譜蓬萊壩組頂面0～30 mRMS 屬性圖

通過對多種屬性的綜合分析，最終選定最能反映本區地震反射特征的振幅變化率、積分能譜和有色反演，進行三頻聯動解釋，明確地震相平面展布特征。

2.2.1 積分能譜 積分能譜是振幅譜中低頻到子波主頻的積分。在薄互層頂底反射系數比約為-1 情況下，在調諧厚度范圍，積分能譜和凈毛比關系密切。研究發現積分限越窄，調諧厚度越大，積分限有擴大線關系應用范圍的作用[11]。近年來，積分能譜被廣泛應用于喀斯特縫洞型儲集體的預測中，其優勢在于對儲層厚度特別敏感。而喀斯特縫洞型儲層有別于其他類型的儲層，其在縱向上發育程度較高。因此，積分能譜對于刻畫研究區地震相較為可靠。

本次研究計算了積分能譜體，并提取了奧陶系蓬萊壩組頂面（T78）往下30 ms 的均方根振幅屬性圖（見圖4）。從屬性圖可以看出，北部能量較強區域呈現片狀分布，南部以點、現狀分布為主，沿著斷裂帶則呈條帶狀展布。TP193 井南部強能量呈塊狀分布。

2.2.2 有色反演 有色反演是一種頻率域測井約束波阻抗反演技術，其核心是設置一個合適的算子，使地震頻譜和井的波阻抗頻譜相匹配，然后通過褶積完成反演，其過程無需子波提取，從井震標定到反演均快捷方便[12]。他的優勢在于，可針對多體構造層序進行解釋；通過解釋后，可用于地震相研究。塔河油田主力產區發育多層縫洞的特征，因此有色反演對于解釋本區的地震相具有明顯的優勢。

圖5 有色反演蓬萊壩組頂面0～30 mRMS 屬性圖

本次主要提取了有色反演體蓬萊壩組頂面（T78）往下30 ms 均方根振幅屬性對本區地震相進行分析（見圖5）。通過平面剖面對比，地震相特征吻合度較高，基本反映了本區不同類型地震相的展布特征。從圖5 中可以看出，東部以沿著斷裂帶呈條帶狀展布為主，西部為片狀展布，局部孤立點狀分布，往南逐漸減弱。

通過積分能譜、有色反演及地震剖面聯合分析，認為排骨狀、串珠狀、板狀主要分布在研究區北部，板狀地震相呈片狀分布，排骨狀地震相形態不規則，串珠狀地震相呈星型展布。

與斷裂伴生串珠狀地震相呈北東南西向展布（見圖6）。

圖6 托普臺北奧陶系蓬萊壩組地震相平面展布特征

3 地震相轉沉積相

3.1 單井沉積相分析

因工區內鉆井資料較少，且缺少相應的測井曲線。本次研究主要是利用塔河工區范圍內同一時期沉積背景相同的井進行井震沉積相聯合分析，類比到本研究區，從而預測本區沉積亞相，為鉆井提供有力支撐。

3.1.1 TS1 井 塔深1 井位于托普臺北東部桑塔木工區內，該區在奧陶系蓬萊壩組主要為局限臺地相，根據測錄井資料，及巖性觀察可進一步將其劃分為潮坪相、臺內灘、灘間海等亞相，其中優勢相帶為潮坪相。通過井震對比研究，認為TS1 鉆遇蓬萊壩組地層，地震資料顯示為弱反射。結合鷹山組內幕鉆揭井情況，可確認弱反射為基巖響應特征。潮坪相可進一步劃分為云坪、灰質云坪。

3.1.2 S88 井 S88 井位于托普臺北部，塔河6/7 區，該區在蓬萊壩組主要為局限臺地相沉積。根據測錄井資料及巖性觀察可進一步將其劃分為顆粒灘、灰坪、灰云坪亞相。通過井震對比研究，認為S88 井鉆遇蓬萊壩組地層地震資料顯示為排骨狀反射。由此推斷，排骨狀反射特征為顆粒灘亞相的地震響應。

3.1.3 YM321 井 YM321 井位于英買32 井區，從單井上來看，蓬萊壩組中細晶白云巖與泥粉晶白云巖呈互層狀交互發育。主要發育臺內灘和灘間海亞相。地震剖面上為雜亂狀反射特征。從地震資料對比情況來看，其反射特征和托普臺北蓬萊壩組地震響應特征相似。根據區域沉積背景，認為托普臺北地區同樣存在此二種亞相。

圖7 托普臺北奧陶系蓬萊壩組沉積相平面展布特征

3.2 沉積相平面展布

在利用地震多屬性劃分地震相的基礎上，結合鉆井、測井及典型地震相特征，充分應用三維地震資料，根據研究區內鉆井資料所揭示地層的顏色、厚度及巖性，地震相的反射振幅、內部反射結構和連續性與沉積相之間的關系[13]，綜合運用地層切片技術，對研究區進行沉積相研究，得到托普臺北奧陶系蓬萊壩組沉積相平面展布圖（見圖7）。

從圖7 可以看出，該時期地層主要為局限-半局限臺地相。主要發育顆粒灘、臺內灘、灰質云坪、云坪等亞相。有利區帶主要集中在工區北部，目前區內暫無井揭露，正鉆井TS6 井所處位置為顆粒灘。

4 實鉆分析

前期部署的塔深6 井目前已完鉆，從鉆探情況來看，巖性以灰色或灰白色角礫狀硅質巖、灰色層狀硅質巖、灰色礫屑白云巖等為主。從單井沉積相劃分來看，該井奧陶系蓬萊壩組屬于顆粒灘相，與預測沉積相一致。

該井在蓬萊壩組鉆遇兩次井漏和放空，分別距蓬萊壩組頂面98 m 和126.73 m。油氣顯示情況：奧陶系錄井顯示層段共計22 層，其中蓬萊壩組弱含氣4 m/1層，熒光3.84 m/5 層，油跡1.88 m/3 層。油氣顯示揭示了該區奧陶系蓬萊壩組具有良好的油氣勘探前景。

5 結論

（1）通過地震相定性定量分析，認為塔里木盆地托普臺北工區奧陶系蓬萊壩組共有6 種類型的地震相，其中與后期改造有關的地震相主要有串珠狀和斷裂伴生狀；與沉積有關的地震相主要有雜亂狀、排骨狀、板狀和弱反射。

（2）運用鄰區實鉆井地震相沉積相類比，明確本區蓬萊壩組沉積相主要為局限-半局限臺地相。主要發育臺內灘、顆粒灘、灰質云坪和云坪等亞相。其中顆粒灘灘相為有利相帶。