四川盆地飛仙關(guān)組高能鮞灘儲(chǔ)層地震層序識(shí)別

摘 要

摘要：四川盆地泛開江-梁平海槽的形成、發(fā)展和消亡過程對(duì)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組沉積相的演化和鮞灘儲(chǔ)層的分布有著明顯地控制作用，也因而決定了鮞灘氣藏的分布。鮞灘儲(chǔ)層的發(fā)育與沉
摘要：四川盆地泛開江-梁平海槽的形成、發(fā)展和消亡過程對(duì)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組沉積相的演化和鮞灘儲(chǔ)層的分布有著明顯地控制作用，也因而決定了鮞灘氣藏的分布。鮞灘儲(chǔ)層的發(fā)育與沉積前的古地貌密切相關(guān)，臺(tái)緣高能鮞粒灘儲(chǔ)層是飛仙關(guān)組最重要的儲(chǔ)層，尋找有利的古地貌和高能鮞灘儲(chǔ)層的關(guān)鍵是識(shí)別出飛仙關(guān)組早期高位域與晚期高位域的沉積特征。利用地震層序預(yù)測(cè)技術(shù)，將四川盆地飛仙關(guān)組飛一段至飛三段劃分成4套四級(jí)地震層序，利用地震層序分析方法研究飛四段沉積前各地震層序頂界古地貌格局、高能灘相的發(fā)育特征及遷移規(guī)律特征。從空間上直觀地了解不同時(shí)期古地貌的變遷情況，從區(qū)域上識(shí)別晚期高位域高能灘儲(chǔ)層發(fā)育的層段及所處古地貌位置。結(jié)論認(rèn)為：飛仙關(guān)組早期沉積是早期高位域的欠補(bǔ)償沉積，而非晚期高位域的快速充填沉積。實(shí)鉆證實(shí)，地震層序預(yù)測(cè)技術(shù)適用于勘探開發(fā)程度低的地區(qū)，可有效提高鮞灘儲(chǔ)層的鉆探成功率。
關(guān)鍵詞：四川盆地；早三疊世；儲(chǔ)集層；生物礁；灘；鮞狀結(jié)構(gòu)；地震相；地震層序
1 引言
    20世紀(jì)80～90年代通過對(duì)鉆井、地面露頭資料的研究發(fā)現(xiàn)，在川東和川北區(qū)塊晚二疊世末期分別存在開江-梁平海槽和廣元-旺蒼海槽，并從地質(zhì)上區(qū)域劃分了臺(tái)地-海槽的不同相帶，提出了臺(tái)地邊緣相帶是尋找礁、灘儲(chǔ)層巖性油氣藏的有利區(qū)帶，為四川盆地海相碳酸鹽巖巖性油氣勘探指明了方向。近年來，四川盆地在飛仙關(guān)組的鮞灘油氣藏勘探取得重大突破，先后在泛開江-梁平海槽周圍發(fā)現(xiàn)了鐵山坡、鐵山、渡口河、羅家寨、高峰場(chǎng)、七里北、普光等氣田，包括2006年最新發(fā)現(xiàn)的川中LG地區(qū)礁、灘氣藏，它們均與臺(tái)地邊緣的高能相帶有關(guān)。
    地質(zhì)學(xué)家已對(duì)礁灘特征、分布、控制因素等作過較為深入的研究，并取得了顯著的進(jìn)展[1～4]，鮞灘儲(chǔ)層的發(fā)育與沉積前的古地貌關(guān)系密切[2，5～6]。但以前的研究都是針對(duì)局部區(qū)域或某一層段，利用鉆井資料來進(jìn)行預(yù)測(cè)。隨著勘探的深入，需要從整體上來把握鮞灘儲(chǔ)層的發(fā)育規(guī)律。因此，筆者通過地震層序的研究，分析整個(gè)四川盆地飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層分布規(guī)律及其主控因素，研究飛仙關(guān)組不同時(shí)期的臺(tái)緣帶朝海槽方向的遷移規(guī)律，預(yù)測(cè)不同時(shí)期的古地貌，有針對(duì)性地在古高地或臺(tái)緣帶尋找勘探有利區(qū)，為后期的油氣勘探及開發(fā)提供有益的思路。結(jié)合以往的研究成果，飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層發(fā)育主要形成于晚期高位域。因此識(shí)別出晚期高位域特征是尋找高能鮞灘儲(chǔ)層的關(guān)鍵。
1 飛仙關(guān)組早期、晚期高位域沉積特征
    四川盆地上二疊統(tǒng)一下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組的三級(jí)層序的劃分按沉積體系域理論分為低位體系域、海侵體系域、高位體系域。低位體位域(LST)為龍?zhí)督M(P2l)，海侵體系域(TST)為長興組(P2ch)，高位體系域(HST)為飛仙關(guān)組(T1f)。飛仙關(guān)組高位體系域進(jìn)一步劃分為早期高位體系域(EHST)和晚期高位體系域(LHST)。圖1為飛仙關(guān)組早、晚期高位域的沉積特征，其中層序A為高位早期，層序B-D為高位晚期，而B、層序C是鮞灘儲(chǔ)層發(fā)育的主要層序。
    飛仙關(guān)組高位早期沉積特點(diǎn)以富泥、少粒準(zhǔn)層序沉積為主，高位晚期沉積則以少泥、富粒準(zhǔn)層序沉積為主。鮞粒灘是潮下高能帶的沉積體，它發(fā)育在碳酸鹽巖臺(tái)地與斜坡過渡帶以及臺(tái)地內(nèi)潮汐通道、潮汐三角洲和其他臺(tái)內(nèi)有地形坡度變化的潮下高能環(huán)境。鮞粒灘相可分為臺(tái)緣鮞粒灘和臺(tái)內(nèi)鮞粒灘兩類，臺(tái)緣鮞粒灘是碳酸鹽臺(tái)地上淺水和臺(tái)地外斜坡深水的過渡相帶，該相帶是潮汐能量和風(fēng)能能量的主要耗散帶，故形成粒度粗、厚度大的鮞粒灘，且主要平行分布于臺(tái)緣帶。臺(tái)內(nèi)鮞粒灘形成的水動(dòng)力條件相對(duì)臺(tái)緣帶要低，厚度通常較臺(tái)緣鮞粒灘薄，且隨沉積地貌的變化而遷移[2，5]。臺(tái)緣鮞粒灘與臺(tái)內(nèi)鮞粒灘的分布如圖1所示，臺(tái)緣鮞粒灘具有儲(chǔ)層厚度大、孔隙度高的特點(diǎn)，是飛仙關(guān)組最重要的儲(chǔ)層。因此尋找飛仙關(guān)組儲(chǔ)層的關(guān)鍵是尋找臺(tái)緣高能鮞粒灘。
 
2 早期、晚期高位域的地震層序識(shí)別
   礁、灘的發(fā)育與其沉積前的古地貌關(guān)系密切，在高地或淺水臺(tái)地邊緣，其水動(dòng)力相對(duì)較強(qiáng)，有利于礁或?yàn)┑纳L。若古高地暴露地表，則更有利于石灰?guī)r的次生白云化改造，促使優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育[7～8]。斜坡陡緩程度反映了水體能量的高低，圖2為開江-梁平海槽東、西兩側(cè)地震剖面，在海槽東西側(cè)具有明顯的前積和發(fā)散反射結(jié)構(gòu)，其中前積反射結(jié)構(gòu)為早期高位體系域所具有的特征，發(fā)散反射結(jié)構(gòu)為晚期高位體系域所具有的特征。兩種反射結(jié)構(gòu)表明：飛仙關(guān)組沉積早期是繼承上二疊統(tǒng)沉積方式的欠補(bǔ)償沉積，而非快速充填沉積。
 
   針對(duì)四川盆地在飛仙關(guān)期臺(tái)地不斷增生、海槽充填消失的高位域沉積特征，利用地震層序分析方法預(yù)測(cè)飛仙關(guān)組內(nèi)部不同時(shí)期古地貌格局、高能灘(鮞粒壩灘)相遷移規(guī)律及主控因素。測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)具有分辨率高的特點(diǎn)，利用其資料劃分的層序分辨率高。因此在劃分地震層序時(shí)需要將測(cè)井資料與地震資料相結(jié)合，以地震數(shù)據(jù)為主來劃分地震層序。
   圖3是開江-梁平海槽西側(cè)分別位于臺(tái)地、生物巖隆和海槽的3口井的連井圖，利用測(cè)井資料與地震資料將飛一段至飛三段劃分出4套地震層序，合成地震記錄中黃色區(qū)域?yàn)閮?chǔ)層段。層序A為高位早期，水體較深，儲(chǔ)層基本不發(fā)育。層序B-C為高位晚期，儲(chǔ)層開始發(fā)育，CZLb井位于臺(tái)緣帶上，儲(chǔ)層段聲波曲線明顯降低，其儲(chǔ)層厚度較大，合成記錄上儲(chǔ)層底部地震反射明顯增強(qiáng)；開闊臺(tái)地內(nèi)CZLa井在層序B-C內(nèi)雖有一定的儲(chǔ)層發(fā)育，但厚度明顯變薄，合成記錄上儲(chǔ)層底部反射異常與臺(tái)緣帶反射相比異?，F(xiàn)象降低；位于深水海槽內(nèi)CZLc井在層序B-C內(nèi)無儲(chǔ)層發(fā)育。
    飛仙關(guān)組地震層序劃分需要遵循3個(gè)原則：①把飛仙關(guān)組內(nèi)部區(qū)域上能對(duì)比的(整合或不整合面)地震反射層作為等時(shí)面；②重點(diǎn)選擇反射外形發(fā)生明顯變化的界面作為地震層序界面；③將地震層序劃分與鉆井地質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，以尋找有利于灘儲(chǔ)層發(fā)育層段。圖4是對(duì)海槽西部川中某地震剖面的地震層序劃分，與測(cè)井資料相結(jié)合，共分為4層地震層序。層序A具有高位早期相對(duì)深水沉積特點(diǎn)，以泥巖沉積為主，高能鮞灘儲(chǔ)層不發(fā)育，其底部泥質(zhì)含量較高，地震發(fā)射較強(qiáng)。層序B-C具有高位晚期(LHST)淺水沉積特點(diǎn)，高能鮞灘儲(chǔ)層相對(duì)發(fā)育，在淺水區(qū)沉積多為鮞粒灰?guī)r、細(xì)晶灰?guī)r，泥質(zhì)含量少。在臺(tái)緣帶由于儲(chǔ)層厚度大，其底部地震反射異常明顯(紅色虛線)，在臺(tái)地內(nèi)部層序底部反射為中強(qiáng)(綠色虛線)。在海槽帶，由于水體變深，儲(chǔ)層不發(fā)育。
    飛仙關(guān)內(nèi)部不同時(shí)期的地震層序區(qū)域空間變化反映出早期鮞粒壩灘發(fā)育帶主要應(yīng)受地震層序A頂界古地貌控制；而層序B朝深水區(qū)遷移；層序C在臺(tái)緣帶地勢(shì)較高，有利于儲(chǔ)層白云化，因此該期為鮞灘儲(chǔ)層白云巖化的關(guān)鍵期；層序D沉積時(shí)地勢(shì)趨于平緩，海水能量變低，不利于高能灘發(fā)育。
   通過對(duì)海槽兩側(cè)大量的地震資料做地震層序分析，鮞灘儲(chǔ)層主要位于臺(tái)地邊緣及臺(tái)地上相對(duì)高地勢(shì)區(qū)域，具有呈片、分布范圍廣的特征，在海槽西部區(qū)東北緣和東南緣一帶，明顯見到有利于儲(chǔ)層發(fā)育的高能臺(tái)緣帶朝海槽快速遷移的古地貌證據(jù)。
 
3 應(yīng)用效果
    應(yīng)用地震層序分析技術(shù)尋找高能鮞灘儲(chǔ)層發(fā)育的地震層序，從而尋找鮞灘儲(chǔ)層發(fā)育的時(shí)間與空間。利用上述方法預(yù)測(cè)的CZLd井鉆遇飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層厚47m，獲得工業(yè)氣流，同時(shí)鉆遇長興組生物礁儲(chǔ)層并獲得工業(yè)氣流。如圖5為過該井的測(cè)井資料與地震資料相結(jié)合的地震層序劃分，合成記錄中黃色部分為測(cè)井解釋儲(chǔ)層。
    從圖5中可以看出，高位早期層序A飛一段底部沉積大量泥巖，在臺(tái)地內(nèi)部與海槽區(qū)域具有明顯的強(qiáng)振幅異常區(qū)域，但由于臺(tái)緣帶地勢(shì)較高，泥質(zhì)含量低，地震反射異常不明顯。高位晚期層序B-C在臺(tái)緣帶發(fā)育優(yōu)質(zhì)鮞灘儲(chǔ)層，聲波速度明顯降低，合成地震記錄振幅反射為強(qiáng)異常，在地震剖面上過井地震反射異常為臺(tái)緣鮞灘儲(chǔ)層底部反射。在臺(tái)地內(nèi)部層序B-C發(fā)育的鮞灘儲(chǔ)層相對(duì)臺(tái)緣帶較差，其底部地震反射相對(duì)臺(tái)緣帶明顯減弱。
 
4 結(jié)論
   研究引入地震層序分析方法，劃分了四川盆地川中-川北地區(qū)飛仙關(guān)組內(nèi)部4套四級(jí)地震層序。利用地震層序分級(jí)方法研究了飛四段沉積前各地震層序頂界古地貌格局、高能灘(鮞粒壩灘)相的遷移規(guī)律特征，以便于進(jìn)一步尋找有利于高能鮞灘儲(chǔ)層發(fā)育的地震層序。
   經(jīng)過實(shí)鉆證實(shí)，地震層序預(yù)測(cè)技術(shù)能從空間上直觀地了解不同時(shí)期古地貌的變遷情況，從區(qū)域上識(shí)別高能灘儲(chǔ)層發(fā)育的層段及所處古地貌位置。該技術(shù)適用于勘探開發(fā)程度較低的地區(qū)，能提高鮞灘儲(chǔ)層的鉆探成功率。
參考文獻(xiàn)
[1] 文應(yīng)初，王一剛，程緒彬，等.四川地區(qū)早三疊世飛仙關(guān)期碳酸鹽臺(tái)地增生與有利儲(chǔ)集相帶展布[J].天然氣工業(yè)，1988，8(3)：18-23.
[2] 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(yù)測(cè)[J].天然氣工業(yè)，2009，29(10)：28-30.
[3] 王一剛，洪海濤，夏茂龍，等.四川盆地二疊、三疊系環(huán)海槽礁、灘富氣帶勘探[J].天然氣工業(yè)，2008，28(1)：22-25.
[4] 魏國齊，陳更生，楊威，等.四川盆地北部開江-梁平海槽邊界及特征初探[J].石油與天然氣地質(zhì)，2006，27(1)：100-106.
[5] 王一剛，劉劃一，文應(yīng)初，等.川東飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層分布規(guī)律、勘探方法與遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)[J].天然氣工業(yè)，2002，22(增刊)：14-19.
[6] 張靜，王一剛，文應(yīng)初，等.四川宣漢河口地區(qū)飛仙關(guān)早期碳酸鹽蒸發(fā)臺(tái)地邊緣沉積特征[J].天然氣工業(yè)，2003，23(2)：19-22.
[7] 鄧雁，張延充，李忠，等.川東下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組沉積相研究[J].勘探地球物理進(jìn)展，2004，27(5)：372-375.
[8] 楊雨，文應(yīng)初.川東北開江-梁平海槽發(fā)育對(duì)T1f鮞粒的預(yù)測(cè)[J].天然氣工業(yè)，2002，22(增刊)：30-32.
 
(本文作者：張延充1 彭才1 楊雨2 梅燕1 王身建1 1.川慶鉆探工程公司地球物理勘探公司；2.中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院)