0 引言
自1964年发现威远气田以来，对四川盆地震旦系天然气的勘探便从未停止［1-4］。在历经近半个世纪的勘探后，2013年终在高磨地区下寒武统龙王庙组发现了安岳大气田［5-6］，标志着我国在深层领域的单体最大储量的碳酸盐岩气藏的发现。目前安岳气田探明天然气地质储量为1.03×1012 m3，其中震旦系灯影组气藏占比达到56.3%［7］。近年来，随着勘探的进一步深入，安岳气田北部向北倾覆的单斜构造（下文简称北斜坡）的勘探俨然成为四川盆地寒武系—震旦系碳酸盐岩气藏勘探的首选区带［8-10］。前人研究指出：北斜坡震旦系灯影组相较于高磨地区沉积条件更优且地层厚度更大，其紧邻生烃中心，台缘分异明显，烃源岩直接供给，形成了良好的“上生下储”和“旁生侧储”模式［11］；受构造运动抬升差异剥蚀的影响，在北斜坡残存的灯影组四段（下文简称灯四段）中，丘滩相是优势储层相带［12］，灯影组储层是在丘滩相和岩溶作用共同影响下形成的，丘滩相的发育程度高低和岩溶作用的强弱导致储层的发育在纵横向都呈现非均质性［13］；桐湾运动的构造隆升使得灯影组储层叠置发育，横向上薄厚分布差异明显［14］。显然，灯影组储层预测的关键就在于丘滩体的精准识别和岩溶古地貌的精细刻画。
通过对北斜坡灯影组台缘带展布特征、成藏条件等研究发现，灯四段台缘带丘滩体主要表现为丘状外形，内部为空白、杂乱和中强断续地震振幅的特征；在滩间洼地则表现为地震波同相轴连续性好，且能量较强的单轴强反射特征［15］。邻区在高分辨率地震数据分析之下，结合测井资料和测试情况，将灯四段储层划分为以“宽波谷”特征为典型的3种地震响应模式，并指出“宽波谷+亮点反射”特征是优质丘滩体储层的响应特征，为首选开发模式，在高磨地区得到了良好的效果［16］。然而随着研究深入，发现北斜坡灯四段在沉积作用和溶蚀作用的双重影响下［17］，表现出极强的横向非均质性，横向上受到致密带和断层的遮挡影响，纵向上储层亦分布不均，已钻井整体产量较低。前人虽然认为北斜坡灯四段储层厚度大、源储配置关系优越，但根据已钻井测试情况，尽管其具有优越的储集空间和烃源条件［11］，但是其测试产量远未达到预期效果，这与前期的地质认识存在差异。
目前研究结果表明，研究区内已钻井产量普遍偏低，对于影响钻井产量的主控因素尚未形成明确结论，初步认为优质储层是灯四段气藏规模的关键因素，那何为优质储层？如何识别优质储层？这成为北斜坡灯四段丘滩体储层预测及勘探开发的关键所在。研究区灯四上亚段多表现为“宽波谷”的地震反射特征，传统以杂乱反射地震特征、断裂预测和古地貌等研究成果支撑的井位部署储层钻遇率较低，鉴于该区储层分布的极强非均质性，如何准确识别优质储层是当下亟需解决的问题。对此，本文拟从已钻井的地震地质特征出发，结合成像测井资料，建立灯四段优质储层测井及地震响应特征，再通过正演模拟、古地貌分析和储层预测等方法，建立研究区优质丘滩体储层地震识别模式，明确优质储层纵横向发育特征，精细刻画岩性圈闭及优质丘滩体储层平面展布特征，以期为研究区储量评价及井位目标优选提供技术支撑。
1 研究区概况
PS1—DB1井区地跨四川省遂宁市、绵阳市、南充市及德阳市4市，区域构造位置位于四川盆地川中古隆起平缓构造区仪陇构造群，研究区内包含八角场、金华、中台山及狮子场等构造单元［18］（图1）。研究区构造简单，浅、中、深层的构造形态相似度高，整体为向西北倾斜的单斜构造［9］。与长期处于继承性古隆起高部位的高磨地区不同，受桐湾运动Ⅱ幕影响，灯影组沉积末期地层暴露剥蚀，直至筇竹寺组沉积期才开始接受沉积，研究区东侧灯四段明显厚于西侧，西侧灯四段剥蚀殆尽［19-21］。研究区整体位于德阳—安岳裂陷槽东部，灯四段位于台缘带附近，邻区风险探井JT1井实钻中发现灯四段气层底界海拔比安岳气田灯四段水层顶界低近2 000 m，且气层底界之上的台缘带丘滩体储层有利勘探面积达2 180 km2，但从目前研究区内完钻井的测试结果来看并不理想，控制气藏分布和规模的因素复杂，测试产量最高的DB1井也仅为28.54×104 m3/d，其余井产量也都参差不齐，位于台缘带边缘的PS15井测试为干层。
2 地质特征
北斜坡灯四段整体呈向上变浅的沉积旋回特征［22］，研究区内发育大量同沉积断层，导致其内部沉积环境错综复杂，内部差异化特征明显［23］。相较于高磨地区，蓬莱气区沉积环境更为开阔［24］，研究区灯四下亚段沉积期整体位于深水环境，水体能量较小，丘基、丘间洼地相叠置发育，主要发育泥晶白云岩、硅质白云岩等致密岩体，物性整体较差，丘滩体欠发育［图2（a）—图2（c）］。灯四上亚段发育丘滩相和滩间沉积，以藻凝块白云岩和砂屑白云岩为主，为研究区灯四段的主要储集岩性。灯四上亚段沉积期整体处于浅水环境，中上部发育的角砾白云岩岩相反映较强的水动力特征［图2（d），图2（f）］，其氧气充足，养料富集，利于微生物的发育，其与大量发育颗粒岩的沉积物黏结形成丘滩体储层。受桐湾运动Ⅱ幕影响，灯四段抬升风化剥蚀，在大气降水淋滤的共同影响下，使得灯四段中上部发育大量的溶蚀孔洞，形成裂缝—孔洞型、孔隙—孔洞型的优质储层［19］［图2（f）］。形成的溶蚀孔洞在后期成岩过程中部分会被方解石、白云石等颗粒充填，在后期的溶蚀作用和风化作用的影响下部分孔洞进一步改造扩大，形成规模性的优质储层。同时，由于顶部地层的风化剥蚀，大气降水可沿斜坡向下形成顺层溶蚀孔洞，进一步改造储层，提高储层的渗滤能力［25-27］。
3 优质丘滩体储层识别模式建立
3.1 基于岩心—成像测井的优质储层识别
研究区灯四段丘滩体储层主要发育于灯四上亚段中上部，以裂缝—孔洞型和孔隙—孔洞型储层为主，在灯四段中上部以垂直渗流溶蚀为主，发育蜂窝状溶蚀孔洞和顺裂缝溶蚀孔洞，中部以水平潜流溶蚀为主，发育顺层溶蚀孔洞夹顺裂缝溶蚀孔洞。溶蚀孔洞被油气充填之后，会出现速度明显降低，声波时差表现为尖刺状高值异常的特征。研究区灯四段储层是在沉积作用、古地貌演化、溶蚀作用等多因素共同作用下形成的，且研究区灯四上亚段普遍含气，但含气性参差不齐，故本文拟转变思路，挖掘优质储层。
准确识别优质储层的关键在于区分优质储层的“优质”所在？传统的储层地震识别预测存在着明显的多解性，但测井资料和岩心数据则是地层真实情况的反映。故本文首先从岩心和成像测井资料出发，通过标定成像测井图像中储层发育较好的层段（图3中储层分类为红色），再分析对应层段的岩心照片中储层孔、洞、缝的发育情况［图2（e）］，优选出孔洞发育较好的层段（图3中蓝色箭头），将其定义为Ⅰ类储层，并将其声波时差与孔隙度数据进行交会拟合（图4）。研究发现该类储层发育段的孔隙度集中在3%以上且声波时差值大于151 μs/m，最后再对比合成记录和地震剖面可以发现，该类储层发育段地震剖面中可见中—弱振幅的亮点反射，偶见复波反射特征，进一步佐证了由岩心及成像数据再到地震数据进行优质储层识别思路的可靠性，因此本文将该类型储层定义为优质储层。在此基础之上，以2%的储层孔隙度下限为基础，将测井解释为气层的其他层段定义为Ⅱ类储层，将其声波时差和孔隙度数据进行交会拟合（图4），并结合岩心孔洞发育情况［图2（c）］，得出该类储层通常孔、洞发育程度较低，以小尺度溶洞和溶孔为主，且声波时差值主要集中在147 μs/m之上，在地震剖面中表现为宽波谷的地震响应特征，本文将其定义为二类储层（图3中B区域）。
图3 PS1—DB1井区灯四段电成像测井图Fig.3 Electrical imaging logging diagram of the fourth member of Dengying Formation in PS1-DB1 well area |
3.2 丘滩体储层地震识别模式建立
为佐证本文建立的优质储层识别模式的准确性，将单井测试产量分别与灯四段储层储能系数和优质储层厚度（PS106井为水层之上的有效厚度）进行统计分析（表1），在储层厚度相当的情况下，测试产量与优质储层厚度和储能系数呈一定的正向相关性（PS12井为大斜度井），即优质储层厚度越大、占比越高，测试产量越高（如DB1井和PS13井），表明优质储层是影响测试产量的关键因素。
表1 PS1—DB1井区灯四段测试测量与优质储层参数Table 1 Test measurement and high-quality reservoir parameters of the fourth member of Dengying Formation in PS1-DB1 well area |
| 井号 | 优质储层厚度 /m | 优质储层占比 | 储能系数 | 测试产量 /（104 m3/d） |
|---|---|---|---|---|
| DB1 | 42 | 0.34 | 1.41 | 28.54 |
| PS1 | 15 | 0.13 | 0.47 | 3.4 |
| PS12 | 9.5 | 0.1 | 0.23 | 15.66 |
| PS13 | 35 | 0.47 | 1.16 | 10.56 |
| PS105 | 9.2 | 0.18 | 0.35 | 7.16 |
| PS106 | 8.5 | 0.1 | 0.39 | 3.03 |
3.3 丘滩体储层正演模拟分析
为了进一步验证上文建立的丘滩体优质储层识别模式的可靠性，选择典型地质剖面，建立正演模型（子波主频为30 Hz），进行波动方差模拟分析（图7）。正演结果表明：优质丘滩体储层丘滩体表现为亮点反射，波形杂乱且连续性较差，在少部分区域表现为复波反射特征，主要发育在岩溶地貌的高部位，即岩溶高地；二类储层主要表现为宽波谷特征，主要发育在岩溶斜坡带，与实际地震剖面吻合程度高。
3.4 古地貌演化分析
前期地质认识表明，研究区灯四段在桐湾运动Ⅱ幕遭受了强烈的差异剥蚀，其顶部沉积的筇竹寺组对灯四段沉积末期的古地貌形成一个“填平补齐”的作用。对此，本文通过龙王庙组地震反射，运用印模法恢复灯四段在各个沉积期的残存地层的古地貌，并对古地貌的发育特征进行分析。图8表明研究区灯四段古地貌整体表现为台缘带高、台内地区低的“隆凹”格局（黄—红暖色调代表古地貌高部位、绿—蓝冷色调代表古地貌低部位）。灯四下亚段沉积期低洼古地貌开始逐步被“填平补齐”［图8（a）］，到灯四上亚段沉积前古地貌的高低分异特征逐渐减弱，仅在局部表现为台内洼地的特征［图8（b）］，至灯四段沉积末期［图8（c）］，受桐湾运动Ⅱ幕影响，研究区灯四段遭受了强烈的差异剥蚀作用，古地貌延续了前期的沉积特征，整体上表现为西北低、南东高的古地貌特征。前文指出，灯四段丘滩体沉积相的发育是优质储层发育的关键所在，结合表1可发现，研究区内高产井主要集中在古地貌高部位，图6丘滩体储层发育连井图也表明研究区内最有利区域分布在研究区南侧的古地貌高部位，古地貌高部位水动力强劲，有利于丘滩体储层改造，云化作用强烈，易形成优质储层，进一步佐证沉积作用和后期的溶蚀改造作用是影响研究区内灯四段优质储层发育的决定性因素。
3.5 地震属性分析
表2 PS1—DB1井区灯四段测试产量与灯四顶均方根振幅属性Table 2 Test yield of the fourth member of Dengying Formation and root mean square amplitude attribute of the top fourth member of Dengying Formation in PS1-DB1 well area |
| 井号 | DB1 | PS1 | PS12 | PS13 | PS15 | PS104 | PS105 | PS106 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 测试产量/（104 m3/d） | 28.54 | 3.4 | 10.56 | 15.66 | 干层 | 12.16 | 7.16 | 3.03 |
| 均方根振幅值 | 0.18 | 0.27 | 0.22 | 0.15 | 0.35 | 0.16 | 0.19 | 0.27 |
4 丘滩体储层预测及有利区划分
图10 PS1—DB1井区灯四段优质储层、二类储层和非储层响应特征（a）波阻抗—声波时差交会图；（b）波阻抗—自然伽马交会图；（c）波阻抗—电阻率交会图 Fig.10 Response characteristics of high-quality reservoir， second class reservoir，and non-reservoir of the fourth member of Dengying Formation in PS1-DB1 well area |
表3 PS1—DB1井区灯四段丘滩体储层测井响应特征Table 3 The logging response characteristics of shoal reservoir of the fourth member of Dengying Formation in PS1-DB1 well area |
| 储层分类 | 声波时差/（μs/m） | 自然伽马/API | 电阻率/（Ω·m） | 波阻抗/［（g/cm3）·（m/s）］ |
|---|---|---|---|---|
| 优质储层 | 151~173 | 10~20 | 700~8 000 | 15 000~17 500 |
| 二类储层 | 147~163 | 10~20 | 700~8 000 | 17 500~18 300 |
| 非储层 | 131~147 | 10~80 | 0~100 000 | 18 300~20 000 |
研究区灯四段储层非均质性强，厚度在50~220 m不等，厚度在140 m以上储层主要分布在台缘带中部［图11（a）］。从储地比预测图来看，灯四段大部分区域储地比都在0.45以上，PS101井—PS102井—PS105井—PS106井—DB1井合围区域最优［图11（b）］。为进一步分析灯四段储层纵向发育特征，分别绘制了灯四上亚段和灯四下亚段2小层的优质储层厚度图。结果表明：灯四上亚段优质储层非均质性强，厚度在10~60 m之间不等，整体较薄，厚储层主要分布在研究区南侧DB1井—PS104井—PS106井附近区域［图11（c）］。灯四下亚段2小层优质储层厚度介于0~35 m之间，主要分布在PS13井和PS104井附近区域，储层非均质性较强，相比灯四上亚段明显欠发育［图11（d）］。综合来看，灯四上亚段优质储层分布较为广泛，但横向非均质性较强，厚度差异大；灯四下亚段优质储层发育明显劣于上亚段，近台缘带区域优质储层发育较好，与古地貌耦合关系较好，与前期地质认识一致。
5 结论
（1）通过岩心识别、成像测井佐证、地震正演特征总结、古地貌分析及储层反演预测等流程建立的四川盆地北斜坡灯四段优质储层识别模式，可以有效识别出研究区灯四段优质丘滩体储层纵横向展布特征，明确了下一步勘探开发有利区。
（2）研究区灯四段丘滩体储层可划分为2类储层，优质储层：孔隙度≥3%，声波时差>151 μs/m；二类储层：孔隙度在2%~3%之间，声波时差>147μs/m。纵向上一类、二类储层叠置发育，其中优质储层主要发育在灯四上亚段中上部，横向上发育在研究区南侧古地貌高部位PS13井、DB1井和PS106井附近。
（3）北斜坡地区整体为单斜构造，但研究区内单井资料显示气水关系复杂，区内同沉积断层发育，从而影响了气藏的分布及规模。研究区南侧的DB1—PS106井区优质储层呈片状分布，且厚度较大，但测试产量仍不理想，建议后期首选勘探古地貌高部位区域，探索断层对于气藏分布及规模的影响。
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