川中地区茅口组白云岩储层地震表征研究_章学刚.pdf

收稿日期:2 0 2 2-1 1-1 3基金项目:湖北省教育厅科学技术研究项目(B 2 0 2 1 4 3 0)和荆州学院科研基金项目(2 0 2 1 KY 0 4)作者简介:章学刚(1 9 8 3-),男,湖北天门人,硕士研究生学历,讲师。研究方向:主要从事储层学及地震沉积学的教学与研究工作。川中地区茅口组白云岩储层地震表征研究章学刚,姚文礼,宋学锋(荆州学院 资源勘查工程学院,湖北 荆州 4 3 4 0 0 0)摘要:通过对川中地区茅口组白云岩储层的地震特征描述以及地震正演论证,分析总结了白云岩储层的地震表征,为岩溶型白云岩的储层预测提供相应的地震证据。白云岩储层在地震剖面上可见内幕透镜状强反射特征,且紧邻断裂,对应的同相轴上均有明显的“下凹”反射特征。以断裂为通道的热液可通过冷却、混合等多种模式对白云岩溶蚀,形成溶蚀孔隙,即岩溶型白云岩,是良好的储集空间。关键词:地震特征;白云岩储层;溶蚀;热液中图分类号:T E 6 3 1.4 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 6-7 9 8 1(2 0 2 3)0 4-0 1 2 1-0 4 四川盆地海相碳酸盐岩在天然气生产中具有极为重要的地位,其赋存的资源量占四川盆地常规气资源总量的8 5%,探明储量占比为7 0%,是实现四川盆地天然气效益勘探开发的主力层系1(马新华等,2 0 1 9)。中石油大庆油田在川中合川-潼南区块部署的潼探1井、合平1井、合深1井在茅口组下部钻遇明显的天然气异常及工业性气流,表明茅口组的勘探潜力巨大。茅口组储层类型多样,包括非常规泥灰岩储层和常规岩溶储层、白云岩储层等,研究区内合深4、南充7、广参2和涞井于二叠系茅口组二 段 均 发 育 白 云 岩,合 深4井 茅 二a小 段43 3 6.3 4 43 4 0.2 1 m井段发育一套白云岩储层,广参井茅二a小段46 1 746 2 0 m,46 3 046 3 2 m发育白 云 岩 储 层;南 充7井 茅 二b小 段44 3 244 3 8 m发育白云岩储层,涞1井茅二b小段41 4 841 5 3 m发育白 云岩储层,MX 3 9井43 9 4.944 2 9.9 m发育白云岩储层。从井上识别的储层范围有限,而要想从平面上预测储层的发育情况,则需要借助地震技术,本文旨在通过川中地区茅口组白云岩储层的地震特征进行分析总结,为岩溶型白云岩的储层预测提供相应的地震证据。1 岩溶型白云岩的岩石学特征研究区茅口组地层自下而上分别为茅一段、茅二段和茅三段,其中茅一段和茅二段又分为a、b、c三个小段,按地震地层学的分层方法,以岩相、常规测井曲线变化特征为依据将茅口组分为两套地震层序,它们的分界面之上地层(S B 1)基本呈退积型叠置结构,界面之下地层(S B 2)呈较明显的进积型叠置结构。上覆的地震层序S B 2包括茅口组二段a、b、c小段及茅口组三段,白云岩储层主要发育在茅口组二段即S B 2-T层序段内的a小段,即S B 2层序海侵体系域内,属于内幕储层,厚度变化较大,从几米到几十米的均有发育,但绝大多数都只有几米的厚度,其上下围岩均为灰岩,中间存在过渡性的白云质灰岩。研究区茅口组白云岩储层的厚度薄,横向连续性较差。如合深4井茅二a小段发育有45 m的中-细晶白云岩,早期孔洞及裂缝被半自形-自形白云石、沥青和方解石充填,残余少量晶间孔和晶间溶孔,三角形或多边形。白云石多为半自形晶,晶面污浊,少数具雾心亮边结构2,3,晶间孔内充填有机质和泥质,构造缝发育4。2 白云岩储层地震响应特征岩溶型白云岩地震响应特征是指在白云岩储层发育段,地震的内幕反射,包括其反射结构、几何形态、地震同相轴的振幅强弱、频率高低、连续性好坏等发生的变化5。由于研究区内白云岩储层厚度普遍较小,白云岩厚度均只有几米的厚度,难以形成同相轴的内部反射结构,故本次主要从几何形态、振幅、频率和连续性等方面来表征白云岩储层的地震特征。通常白云岩储层与其围岩会存在明121 2 0 2 3年第4期内蒙古石油化工显密度和地震波速度差别,导致其波阻抗也会存在一定的差异,特别是含气的岩层,在达到分辨率的情况下,两者的接触界面存在波阻抗差异反射界面,在地震同相轴上表现为振幅异常,另外储层的厚度、组合方式以及夹层厚度的变化等都可能存在较大的差异,这些因素也将导致地震反射特征出现变化。由于常规的地震数据是时间域的,而测井数据则是深度域的,如果要将时间域的地震层位与深度域的地质层位联系起来,通常需要井震标定,即通过测井的声波时差曲线和密度曲线,人工合成地震记录与实际地震记录进行匹配对比,完成井上分层与地震分层的精确标定(如图1-a)。茅口组白云岩储层发育时,在地震合成记录上同相轴数目增加,地震剖面上同相轴表征为“透镜状”强反射(如图1-b),即“亮点”响应,合深4井白云岩段为两波谷之间的强反射,白云岩储层发育。内部出现“波峰变强、频率变高”特征,即单位时窗内波峰数增加,波幅度增强。(a)(b)图1-a 白云岩储层地震合成记录响应图 图1-b 白云岩储层地震剖面响应图 从过广参2井、合深4井、涞1井以及南充7井的地震剖面看(图2),在S Q 2-T界面附近,均有明显的下凹反射特征,且地震振幅较强,连续性中-差。基于上述特征,通过地震识别白云岩发育区,大多紧邻断裂,对应的同相轴上均有明显的“下凹”反射特征6(图3),其余热液白云岩储集层的地震特征相关性明显。以断裂为通道的热液可通过冷却、混合等多种模式对白云岩溶蚀,形成溶蚀孔隙。在中二叠统茅口组沉积以后,四川盆地发生了多次的地质构造运动,期间产生的断裂,特别是深部大断裂为热液白云岩的形成提供了有利条件。断裂的活动导致热溶蚀的产生,深层热液将沿深部大断裂向上运移,当热液运移到茅口组顶部时,由于致密泥灰岩和泥云岩的封堵,热液的运移被减缓甚至停滞,促使围岩发生白云岩化,也同时发生溶蚀作用,产生溶蚀孔隙,从而在茅口组内部形成热液白云岩储层7,8,即岩溶型白云岩。断裂活动产生的裂隙一般较为平直,具有较强的方向性,会成对出现。3 白云岩储层地震正演特征地震正演模拟技术能有效确定储集层与地震特征的关系,揭示不同物性和岩性储层的地震响应特征9,1 0。本次通过对岩屑录井、地球物理测井等数据进行地震正演模拟,研究地震响应与白云岩储层之间的关系。从表1可以看出,区内白云岩储层的上下围岩存在过渡性岩性,岩性从上到下为石灰岩-白云质灰岩(或含白云灰岩)-灰质白云岩-石灰岩,白云岩层与上下围岩波阻抗值的差异较为明显,白云岩的阻抗值比石灰岩的阻抗值要高,但白云岩层段含气后波 阻 抗 值 明 显 降 低,如 合 深4井43 3 9.2 543 4 3.2 5 m井段。研究区为中缓坡的海相地层,地层基本水平,本次正演基于水平层状介质的射线追踪理论,参照表中各岩层的波阻抗值,模拟白云岩储层上覆地层和下伏地层均为石灰岩,中间白云岩储层从左往右逐渐由白云岩向灰质白云岩以及石灰岩过渡的地质模型,分别对磨溪3 9和合深4井处进行地震模拟,如图4所示,从左往右看正演剖面,原来的左侧一个波峰和一个波谷到右侧变为了一个大波峰,白云岩层的相位数多于石灰岩层,即白云岩的频率高于石灰岩;此外,在方框内左侧的振幅比幅值要高于右侧,即白云岩处振幅增强,正演结果与实际地震资料是吻合的,故基于振幅和频率的地震响应来预测白云岩是可行的。221 内蒙古石油化工2 0 2 3年第4期 图2 过井白云岩储层的地震剖面图图3 热液白云岩沿断裂下凹反射表1 白云岩储层及其围岩的阻抗和岩性统计表井名井段密度(g/c m3)声波速度(米/秒)阻抗(秒,平方米)岩性磨溪3 94 3 6 6.9 24 3 7 9.9 52.7 0 16 2 3 6.7 4 71 6 8 4 5 4 5 0灰褐色石灰岩4 3 7 9.9 54 3 8 9.9 52.7 0 56 2 4 1.8 0 81 6 8 8 4 0 9 0褐灰色白云质灰岩4 3 8 9.9 54 4 0 6.9 22.6 9 05 4 5 1.6 7 11 4 6 6 4 9 9 0深灰色白云质灰岩4 4 0 6.9 24 4 2 3.9 92.6 8 46 0 2 9.2 21 6 1 8 2 4 3 0灰色灰质白云岩4 4 2 3.9 94 4 2 9.9 52.7 7 36 3 0 3.1 8 31 7 4 7 8 7 3 0黑灰色灰质白云岩4 4 2 9.9 54 4 3 2.9 82.7 3 26 1 2 4.5 6 11 6 7 3 2 3 0 0灰色石灰岩合深443 2 3.8 843 3 3.3 82.7 3 164 9 6.9 2 41 7 7 4 3 1 0 0灰黑色石灰岩43 3 3.3 843 3 5.8 82.7 6 667 7 1.8 11 8 7 3 0 8 3 0灰黑色含白云灰岩43 3 5.8 843 3 9.2 52.7 9 166 3 9.1 3 61 8 5 2 9 8 3 0黑灰色灰质白云岩43 3 9.2 543 4 3.2 52.7 2 957 6 9.2 7 51 5 7 4 4 3 5 0黑灰色白云岩43 4 3.2 543 4 7.02.7 7 764 6 9.9 7 81 8 0 2 5 4 4 0黑灰色灰质白云岩43 4 7.043 5 8.8 82.7 4 764 6 3.9 9 91 7 7 5 6 6 0 0深灰色含白云灰岩321 2 0 2 3年第4期章学刚等 川中地区茅口组白云岩储层地震表征研究图4(a)合深4井正演模拟剖面 (b)磨溪3 9井正演模拟剖面4 结论从研究区内白云岩储层地震反射的几何形态、振幅强弱、频率高低、连续性等特征以及地震正演结果来看,茅口组白云岩储层显示为“振幅变强、频率变高”。在地震反射的几何形态上存在明显的下凹反射特征,内幕反射特征为地震振幅较强,连续性中-差。在白云岩发育区,可见内幕透镜状强反射特征,且紧邻断裂,故下凹异常反射区和断裂发育区比较好的白云岩内幕储层发育区。参考文献1 马新华,杨雨,文龙,等.四川盆地海相碳酸盐岩大中型气田分布规律及勘探方向J.石油勘探与开发,2 0 1 9,4 6(1):1-1 3.2 姜伟.东营凹陷古生界碳酸盐岩古潜山优质储层特征D.中国石油大学(华东),2 0 1 7.3 银河,王亚辉,刘娟.中国南海西沙地区西科1井中新统梅山组白云岩特征及成因J.石油与天然气地质,2 0 1 9,4 1(1):2 0 9-2 1 3.4 吴悦.四川盆地川中地区二叠系茅口组岩溶储层特征研究D.西安石油大学,2 0 1 9.5 徐扬威.地震储层预测在新农地区潜江组三段油层的应用D.长江大学,2 0 1 4.6 王兆峰.缝洞型碳酸盐岩储集体特征及预测 以A油田P z段为例J.石油与天然气地质,2 0 1 2,3 3(3):4 5 9-4 6 6.7 白光辉.开江地区茅口组岩溶古地貌恢复及储层预测研究D.西安石油大学,2 0 1 9.8 舒晓辉,张军涛,李国蓉,等.四川盆地北部栖霞组-茅口组热液白云岩特征与成因J.石油与天然气地质,2 0 1 2,3 3(3):4 4 2-4 5 0.9 何治亮,魏修成,钱一雄,等.海相碳酸盐岩优质储层形成机理与分布预测J.石油与天然气地质.2 0 1 1,3 2(4):4 8 9-4 9 8.1 0 张云银,张建宁.准噶尔车排子地区沙湾组含有砂 岩 地 震 正 演 模 拟.J.2 0 1 0,3 7(1):3 8-4 2.421 内蒙古石油化工2 0 2 3年第4期