付東陽，汪功懷，彭鑫嶺，杜浩坤，劉忠亮，張淵，程楊，李娜

（1.中國石化中原油田分公司物探研究院，河南 濮陽 457001；2.中國石化中原油田普光分公司，四川 達州 635000）

0 引言

川東北地區(qū)二疊—三疊系海相碳酸鹽巖層系是四川盆地重要的含氣層系，尤其是開江—梁平陸棚兩側(cè)油氣勘探成果豐碩，發(fā)現(xiàn)了普光、元壩、龍崗等大中型氣田［1］。研究發(fā)現(xiàn)，長興組—飛仙關(guān)組礁灘相儲層的分布和發(fā)育是天然氣富集的主控因素［2-4］。陸棚東側(cè)普光氣田的礁灘相儲層探明儲量達4 000×108m3，飛仙關(guān)組灘相氣藏占比超90%。長興組礁灘相儲層氣水關(guān)系復雜，因此，長期以來勘探開發(fā)以飛仙關(guān)組為主，導致長興組礁灘體認識很難細致深入［5］。

近年來，隨著勘探開發(fā)推進，長興組在探明區(qū)外圍取得一些新的發(fā)現(xiàn)，大灣構(gòu)造北部遠離臺緣帶地區(qū)鉆遇生屑灘氣層。但也存在失利井，如毛壩構(gòu)造部署的毛壩5 井未鉆遇生物礁、灘，臺緣礁部署的新井鉆遇氣層往往已經(jīng)泄壓。造成這些問題的原因是對礁灘體分布規(guī)律和臺緣礁內(nèi)幕結(jié)構(gòu)及儲層連通性認識不清楚［6］。因此，有必要對長興組礁灘體及臺緣礁內(nèi)幕結(jié)構(gòu)開展精細識別與刻畫，分析其展布規(guī)律及內(nèi)幕儲層的連通性，為勘探部署提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

川東北地區(qū)龍?zhí)督M—長興組的沉積始于中二疊統(tǒng)剝蝕面上的海侵，總體表現(xiàn)為拉張背景下差異沉降導致了沉積環(huán)境的分異，形成 “陸棚-臺地” 沉積格局，從而控制了長興期生物礁、灘的發(fā)育［7-9］。梁平—開江一帶為陸棚沉積環(huán)境，兩側(cè)為臺地沉積環(huán)境，從陸棚向臺地沉積相的展布依次為陸棚相—斜坡相—臺地邊緣相—臺地相，陸棚西側(cè)的元壩氣田長興組礁灘具有成排成帶、前礁后灘的特征（見圖1）；普光地區(qū)臺緣坡度陡，生物礁群高大且相對獨立，相互之間形成寬窄不一礁間水道而區(qū)別于元壩地區(qū)［10］，臺緣靠臺內(nèi)一側(cè)因鉆井揭示較少，礁灘體雖有鉆遇，但分布規(guī)律尚不明確。

圖1 四川盆地長興組沉積相及普光工區(qū)位置Fig.1 Sedimentary facies of Changxing Formation and location of Puguang working area in Sichuan Basin

2 古地貌與礁灘體展布規(guī)律

礁灘體分布與古地貌環(huán)境關(guān)系密切，因此，恢復長興組沉積期古地貌對生物礁分布規(guī)律研究具有指導意義［11-25］。

2.1 古地貌恢復

古地貌恢復的原理是利用地層厚度來直接或間接反映地貌形態(tài)，因此，地層厚度直接影響最終古地貌圖的精確度［13］。普光地區(qū)長興組生物礁屬于典型的臺地邊緣生物礁，臺緣坡度陡、礁體高大。在二疊紀末期其短暫暴露遭受剝蝕［14］，但對地層厚度影響微弱，臺緣礁群在地層厚度上仍然明顯高出其他相帶，因此，采用殘厚法能較好復原長興組沉積末期古地貌。

上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M沉積時，川東北地區(qū)開江—梁平拗拉槽開始發(fā)育，海灣構(gòu)造幅度?。?5］，水深與海平面基本平行，沉積了一套海相泥頁巖（有別于上下地層），地震剖面上易于識別，因此選取龍?zhí)督M頂界作為基準面，利用長興組殘余厚度恢復長興組沉積期古地貌。

普光工區(qū)北部長興組沉積期古地貌圖顯示，殘余地層厚度沿陸棚—臺地邊緣—開闊臺地方向依次呈現(xiàn)薄—巨厚—中等厚的變化趨勢；平面上自西北—南東向發(fā)育5 個相對獨立并呈線性排列的地貌高地，相互之間以水道分隔，北部水道寬，南部水道狹窄（見圖2）。

圖2 普光工區(qū)北部長興組沉積期古地貌Fig.2 Paleogeomorphological map of Changxing Formation in northern Puguang working area

2.2 礁灘體地震識別

2.2.1 臺緣生物礁地震識別

普光地區(qū)長興組臺緣生物礁以縱向疊置生長為主，礁體生長速度快于周圍地層，以海綿礁骨架巖為主的巖性有別于以灰?guī)r為主的圍巖，因此，可以利用地震屬性識別生物礁的外形結(jié)構(gòu)。在地震波形剖面上，拉平長興組底界，生物礁呈典型丘狀外形，向海一側(cè)略陡，兩側(cè)地層上超，上覆地層呈批覆狀；在地震反射強度屬性剖面上，長興組頂面反射整體表現(xiàn)為中—強反射強度，明顯強于上下地層，在不同沉積相帶反射強度略有差別（陸棚區(qū)域偏強，臺緣區(qū)相對弱，臺地區(qū)為中等強度反射）；相干屬性剖面上，生物礁內(nèi)部呈相干團塊結(jié)構(gòu)反映礁體內(nèi)部為弱—雜亂反射；地震瞬時相位屬性對細節(jié)反映更為敏感，相位突變或錯斷表明巖石物理特性發(fā)生了變化（見圖3）。

圖3 典型臺緣生物礁垂直臺緣方向各地震屬性剖面Fig.3 Seismic attribute profile in vertical platform margin direction of typical platform margin reef

2.2.2 臺內(nèi)礁灘體地震識別

除了臺緣生物礁，普光地區(qū)臺地內(nèi)部還發(fā)育小型點礁及大片生屑灘，二者在平面上交叉分布。點礁規(guī)模小，在地震識別時難以和周圍生屑灘區(qū)分開，所以在地震剖面上表現(xiàn)為礁灘復合連片發(fā)育。鉆井揭示這類礁灘儲層巖性主要為生屑灰?guī)r，存在一定程度的弱白云巖化，集中發(fā)育在長興組頂部，地震響應(yīng)為長興組頂部地震反射軸呈下拉-復波特征，局部輕微隆起。

2.3 礁灘體平面分布

在鉆井合成記錄標定的基礎(chǔ)上，對長興組頂面反射軸進行精細追蹤解釋，結(jié)合平面屬性及礁灘體地震識別特征，開展臺緣生物礁及臺內(nèi)礁灘體識別。臺緣生物礁與周邊存在明顯地貌高差，地震反射軸在礁體邊緣通常存在串軸現(xiàn)象，利用波形分類、振幅及相位等屬性能清晰有效地表征臺緣生物礁邊界。臺內(nèi)礁灘體巖性以灰?guī)r為主，后期發(fā)生白云巖化，但整體上與圍巖差異較小。受白云化程度差異影響，部分地區(qū)白云化程度較強，白云質(zhì)灰?guī)r厚度大，地震識別特征相對明顯（見圖4a）。

圖4 長興組頂面波形分類屬性和晚期沉積相Fig.4 Waveform classification attributes and late sedimentary facies maps on the top surface of Changxing Formation

另一部分白云化程度低，地震識別特征不明顯，需要結(jié)合鉆井資料手工解釋識別。由圖4b 可知，臺緣一線發(fā)育5 片大型生物礁群，臺地內(nèi)部發(fā)育多片點礁與生屑灘交叉分布的礁灘復合區(qū)。

2.4 礁間水道對臺內(nèi)礁灘體的控制

礁間水道受兩側(cè)生物礁的障壁作用，形成由陸棚海向臺地內(nèi)部的單向水流，水體流速快，能量強。當水體自臺緣礁間水道進入臺地后，兩側(cè)變開闊，同時受海底地形阻擋，水體能量逐漸降低，在水體能量由強變?nèi)醯倪^程中，形成合適礁灘體發(fā)育的沉積環(huán)境。在水道口附近長期單向水流沖擊環(huán)境下，只有抗浪能力強的生物礁能保存下來，弱固結(jié)、抗浪能力差的生物礁被打碎并攜帶到水體能量相對低的環(huán)境沉積。向臺地內(nèi)部方向，隨著波浪及海流作用減弱，臺地內(nèi)部更適合生屑灘沉積，直至水體能量減弱到不適合生物礁、灘沉積［12］；因此，平面上礁灘復合區(qū)往往以水道出水口向臺內(nèi)呈扇形展開分布，水道越寬，海流、波浪能量波及范圍越廣闊，礁灘復合區(qū)面積越大；水道越窄，海流、波浪能量波及范圍有限，礁灘復合區(qū)面積就越小（見圖5）。

圖5 臺緣礁間水道控制礁灘復合區(qū)沉積模式Fig.5 Sedimentary model of reef-beach complex area controlled by interreef channel on the edge of the platform

普光長興組臺緣5 大礁群之間發(fā)育寬窄不同的礁間水道，總體上北寬南窄。礁間水道與礁灘復合區(qū)的分布也符合這個規(guī)律。北部地區(qū)臺緣礁間水道寬，水體能量波及范圍廣，礁灘復合區(qū)向臺地內(nèi)部延伸距離遠，規(guī)模大；南部礁間水道狹窄，相應(yīng)的礁灘復合區(qū)規(guī)模較小，僅在貼近臺緣帶附近發(fā)育；普光主體區(qū)域礁灘復合區(qū)呈規(guī)則的扇狀分布。

3 臺緣礁內(nèi)幕結(jié)構(gòu)及連通性

一直以來，氣水關(guān)系復雜成為制約長興組開發(fā)的首要因素。臺緣帶新鉆井常常鉆遇多個氣水界面，或者鉆遇氣層已泄壓，而礁體內(nèi)幕結(jié)構(gòu)的刻畫可以為儲層連通性及氣水關(guān)系研究提供依據(jù)。

3.1 臺緣生物礁內(nèi)幕刻畫及單礁體疊加發(fā)育模式

普光地區(qū)臺緣礁群在二疊世末期經(jīng)歷多期次溶蝕作用，原始生物礁灰?guī)r在暴露溶蝕過程中白云化程度不一，但總體上白云巖儲層主要集中在長興組中上部。利用白云巖儲層亮點反射特征，結(jié)合反映細節(jié)敏感的瞬時相位屬性，可以有效地開展單礁體識別刻畫。單礁體劃分原則為：1）以地震波形剖面為刻畫背景，利用反射軸錯斷區(qū)分相鄰單礁體；2）地震波形反射弱且連續(xù)、難以區(qū)分時，以瞬時相位屬性為依據(jù)，利用相位軸錯斷或扭曲區(qū)分單礁體；3）以波阻抗反演儲層門檻值零線刻畫單礁體邊界；4）單礁體應(yīng)具有一定規(guī)模，面積不低于0.1 km2。利用該方法在臺緣帶5 大礁群內(nèi)部共識別并區(qū)分出50 個單礁體（見圖6）。

圖6 普光地區(qū)長興組單礁體平面分布Fig.6 Plane distribution of single reef in Changxing Formation in Puguang area

長興組生物礁儲層巖相統(tǒng)計結(jié)果表明，礁蓋白云巖是長興組最有利儲層，白云巖巖石物理特性區(qū)別于圍巖地層，在地震剖面上表現(xiàn)為亮點反射特征。結(jié)合生物礁 “礁基-礁核-礁蓋” 的微相模式可知，礁蓋發(fā)育在單礁體的頂部，礁蓋儲層的空間分布能很好反映礁群內(nèi)部各單礁體疊置關(guān)系。據(jù)此可以將普光地區(qū)臺緣礁群的單礁體疊加發(fā)育模式分為5 種類型：縱向進積型、縱向退積型、縱向加積型、復合疊加型、橫向并列型（見圖7）。

圖7 普光地區(qū)臺緣礁群單礁體疊加發(fā)育模式Fig.7 Development model of single reef superposition in platform margin reef group in Puguang area

縱向進積型。展示的模型剖面垂直于臺緣方向，代表區(qū)域為普光5 井區(qū)?？v向上發(fā)育多期礁體，宏觀上可區(qū)分早晚2 個期次，每1 期次后生長的單礁體在先前的單礁體上向海進積生長，整體礁群包絡(luò)較連續(xù)，呈向海略高的形態(tài)。

縱向退積型。展示的模型剖面垂直于臺緣方向，代表區(qū)域為分3 井區(qū)?？v向上發(fā)育多期礁體，宏觀上可區(qū)分早晚2 個期次，早期礁隱約可識別，晚期礁后生長的單礁體在先前的單礁體上向臺地內(nèi)部退積生長，礁群包絡(luò)構(gòu)造較連續(xù)。

縱向加積型。展示的模型剖面垂直于臺緣方向，代表區(qū)域為老君2 井區(qū)?？v向上發(fā)育多期礁體，后生長的單礁體在先前的單礁體上向上加積生長，整體礁群包絡(luò)連續(xù)。

復合疊加型。展示的模型剖面垂直或平行于臺緣方向，代表區(qū)域為分3 井北部?？v向上發(fā)育多期單礁體，后期礁體在早期礁體上呈不規(guī)則加積或側(cè)向遷移生長，礁群包絡(luò)構(gòu)造連續(xù)或不規(guī)則。

橫向并列型。展示的模型剖面平行于臺緣方向，代表區(qū)域為老君3 井南部?？v向上多期次特征不明顯，僅晚期礁體發(fā)育，各單礁體呈并列或側(cè)向加積狀，礁群包絡(luò)構(gòu)造連續(xù)且呈微弱起伏狀。

3.2 單礁體期次及連通性

長興組臺緣生物礁可以區(qū)分為早晚2 期礁，早期礁的礁蓋儲層普遍不太發(fā)育，地震響應(yīng)特征不明顯（大量鉆井也證實這一特征）；因此，早期礁并不是研究描述及勘探關(guān)注的重點目標。本文僅針對長興組中上部的礁體進行分析，圖6 中50 個單礁體是長興組中上部識別的單礁體。這部分單礁體可以進一步細分為Ⅰ，Ⅱ期：Ⅰ期礁廣泛分布，以側(cè)向疊置為主；Ⅱ期礁為長興組末期礁，僅在局部地區(qū)長興組頂部發(fā)育。

在礁蓋儲層期次劃分基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)測井解釋成果、油田水分析、生產(chǎn)測壓等資料，借助頻譜能量屬性（見圖8），對單礁體儲層連通性進行分析，得出2 點認識。

圖8 兩期礁體和同期次單礁體儲層連通關(guān)系Fig.8 Reservoir connectivity of two-stage reef and contemporaneous subsingle reef

1）Ⅰ，Ⅱ期單礁體儲層互不連通。如大灣4011-2井鉆遇2 期礁蓋儲層（見圖8a），測井結(jié)果顯示2 期礁體存在2 個不同的氣水界面，說明2 期礁體雖然縱向疊置，但儲層互不連通。

2）同期次側(cè)向疊置礁體儲層普遍相互連通。側(cè)向弱疊置礁體可以借助頻譜能量屬性判斷儲層連通性。相鄰單礁體頻譜能量團明顯分隔開是儲層不連通的判斷依據(jù)。如圖8b 中同一期次側(cè)向疊置3 個小礁體，實測地層壓力基本一致。圖8c 中礁群內(nèi)部側(cè)向疊置的③、④、⑤號單礁體和①、②號單礁體分別相互連通，但④號和②號單礁體雖然同期次且側(cè)向疊置，但頻譜能量團分隔明顯（見圖8d）。實鉆井測壓結(jié)果顯示，①、②號單礁體壓力一致且明顯高于③、④、⑤號礁體壓力，說明④號和②號單礁體儲層并不連通。

4 結(jié)論

1）普光地區(qū)長興組發(fā)育臺緣5 大礁群與臺內(nèi)礁灘復合區(qū)2 大類礁灘體。礁灘復合區(qū)的分布受到臺緣礁間水道控制，平面上呈近似扇形分布，水道越寬，對應(yīng)的礁灘復合區(qū)面積越大，水道越窄，對應(yīng)的礁灘復合區(qū)面積越小。

2）臺緣礁群識別出2 期次共50 個單礁體，呈現(xiàn)縱向進積型、縱向退積型、縱向加積型、復合疊加型、橫向并列型5 種疊加發(fā)育模式。2 期次礁體儲層互不連通，同一期次側(cè)向疊置礁體儲層普遍相互連通。同時，頻譜能量屬性是判斷側(cè)向弱疊置礁體儲層是否連通的有效方法。