0 引言
生物礁是由能形成坚固结构的造礁生物构成的碳酸盐岩构造，因其堆积大量生物碎屑基础，具备生储能力较强、产能高的特点，已成为油气勘探的重点目标［1］。四川盆地最早于20世纪70年代在建南地区发现长兴组生物礁气藏，1983年第一口盆地生物礁气藏发现井——石宝1井成功钻获工业气流，拉开了生物礁勘探新阶段。随后相继发现板4井、双15井等生物礁气藏，划定开江—梁平海槽区域为勘探有利区［2-3］，并于海槽台缘带发现了龙岗、普光、元坝等大型气藏。近年来，随着勘探的深入，采取相似勘探思路发现了川中地区盐亭—潼南海槽台缘带的中部孤立缓坡型台地区域，发育多排高能礁滩储集体，礁滩体平面展布范围较大，特征明显，呈带状、群状、指状分布等，具备较大的勘探潜力［4］。相较于开江—梁平海槽，与之同期的蓬溪—武胜台凹勘探研究虽有一定发现，但一直未获较大突破。自2000年WJ1井在长兴组生屑滩储层获测试产量5.88×104 m³/d以来，后续钻井效果并不理想，直至近几年HS8、TS2等井钻遇工业气层，PS10井在长兴组测试产量达206.36×104 m³/d，才进一步证实了川中地区长兴组勘探潜力［5-6］。其中，本文研究区所处的蓬溪—武胜浅水陆棚为生物礁气藏勘探重要区块。资料表明：虽然蓬溪—武胜浅水陆棚区长兴组邻近广海，已发现PS2、MX1及PY103等多口高产井；该区域生物礁储层厚度大，生储条件优良且“一礁一藏”特征明显，勘探潜力大［7-8］。但研究区内生物礁滩体气藏还存在储层横向非均质性强、内部特征刻画不清、储层响应特征不明确等问题，为储量申报、靶向目标调整带来诸多难题。
对此，前人做了大量研究，多从礁滩体的地震响应特征、古地貌分析、储层响应特征、地震反演以及地震属性分析等技术入手。如肖秋红等［9］基于神经网络的波形分类方法，完成了长兴组地震相分析；曾臻等［10］利用正演模拟建立地震响应模式，并综合多种地震属性对长兴组礁滩体储层进行预测；柴辉等［11］利用多级相控反演技术对礁滩体边界进行刻画；何思进等［12］对生物礁采用谱分解技术有效预测单个礁体边界；姚军等［13］对礁滩体储层采用了礁滩体识别和储层识别的两步方法预测储层；李润彤等［14］采用井震结合的方式实现对单一礁体边界识别。综上所述，前人对长兴组生物礁单个礁体边界刻画研究较为深入，虽然可以有效划分礁滩体大致范围、识别单个礁滩体边界，部分储层预测有所成效；但生物礁之间连通性差，且生物礁内部非均质性强，泥灰岩与储层叠置发育，导致常常出现“有礁无储”的问题［15］。基于前人的研究成果，本文针对研究区长兴组提出“三定法”解决生物礁内部特征刻画不清的问题。首先结合地质、测井成像资料分析礁滩体储层的地震响应特征，然后利用正演模拟、古地貌分析以及地震属性分析等方法，建立缓坡型生物礁储层地震识别模式，最后结合地震属性和地震反演结果，明确生物礁优质储层的纵横向展布特征，明确储层划分标准，进而实现研究区长兴组生物礁的精细刻画，以期提高储层钻遇率，为储量评价、井位优选及靶向目标优化提供数据支撑，同时为生物礁气藏刻画提供新的改进方向与思路，并为浅水陆棚区生物礁气藏勘探提供依据与借鉴。
1 研究区概况
2 地质特征
图2 川中地区长兴组微观地质特征照片（a）深灰色生屑灰岩，微裂缝发育，PS2井，6 042.04~6 042.16 m；（b）棕灰色生屑灰岩，泥晶结构，裂缝发育，方解石斑块，PX1井，6 242.93~6 243.03 m；（c）深灰色灰岩，粉晶结构，见方解石条带状充填，PS2井，6 045.93~6 046.03 m；（d）海绵骨架生物礁灰岩，溶洞发育，PS10井，5 455.56~5 455.76 m；（e）海绵骨架灰岩，溶孔发育，PS10井，5 453.79 m；（f）深灰色生屑灰岩，见苔藓虫、钙藻发育，PS2井，6 041.70 m；（g）含生屑凝粒云岩，溶蚀孔发育，局部残余凝粒，PS2井，6 043.2 m；（h）生屑泥晶灰岩，发育生物腔体溶孔，见沥青质充填，PX2井，5 894 m；（i）含硅泥晶灰岩，PX1井，6 325 m Fig.2 Microscopic geological feature photos of the Changxing Formation in the Central Sichuan |
研究区属于中部缓坡型台地区域，其长兴期整体为一个海侵过程［1，18］，由图3连井剖面可见，研究区内长兴组总体呈现“厚薄相间”的特征，整体厚度介于120~190 m之间。根据岩心、薄片及测井曲线分析，长兴组主要岩性为生屑泥晶灰岩、云质灰岩、含云硅质灰岩等。长兴组沉积早期，受地幔柱演化影响，差异沉降作用进一步加剧，海侵速度较快且水体较深，属于低能沉积环境；该时期造礁生物不繁盛，因此长一段发育生物礁较少，多发育泥灰岩与泥晶灰岩，偶见生屑灰岩［17，19］。根据实际资料，其储集岩主要表现为深灰色生屑灰岩，粉晶结构，储集空间以溶蚀孔、洞为主（图2）；长兴组沉积中晚期，克拉通内裂陷作用加剧，差异沉降进一步扩大；此时台缘部位水体环境有利于造礁生物繁育，发育海绵、苔藓虫、钙藻等，属于高能沉积环境。因此，长二段发育大套生屑灰岩，底部含泥晶灰岩（图3），GR曲线表现为向上逐渐降低的平稳低值；随着海平面上升，部分区域还发育小规模点礁［17］。由于沉积末期海平面的急速下降，生物礁停止生长，在白云石化和风化等作用下形成了良好储层［18］。长二段储层以生屑泥晶灰岩为主，发育生物体腔孔、粒内溶孔、晶间溶孔等储集空间，孔隙较为发育。综合测井曲线、岩心和薄片分析，认为研究区长兴组主要发育早期和晚期2期礁体：早期礁主要发育于长一段中部及顶部；晚期礁主要发育在长二段中上部。此外，礁滩体欠发育区以深灰色灰岩、含硅质泥晶灰岩等致密岩性为主（图2）。
3 长兴组生物礁储层地震识别模式建立
3.1 礁滩体储层地震响应特征分析
前文指出，研究区礁滩体纵向上可分为早期礁滩和晚期礁滩，单期滩体沉积厚度较薄，台缘带与台凹分异明显［20］。单井资料表明，长一段和长二段内储层均有发育，本文通过井—震标定及地震精细解释，建立了研究区长兴组两期礁滩体地震识别模式。过井地震剖面显示礁滩体储层地震反射特征明显：长兴组顶部为晚期礁滩发育（图4中黄色虚线图形），振幅有所减弱且有双峰特征。分析原因：该部位为礁盖发育，礁滩体以生屑灰岩为主，礁盖部位更易受到风化剥蚀、白云石化作用等影响，导致其与飞仙关组底部泥灰岩的波阻抗差异减小，进而出现振幅减弱和双峰现象，图3中典型井声波与密度曲线于长兴组顶部突变佐证了这一认识。而生物礁内部表现为反射杂乱和空白反射特征［21］，其原因为生物礁形成于高能水动力环境，白云化作用强烈，储层发育程度较高，同时长兴组顶部地层出现明显的丘状隆起及上超现象，礁滩体发育区地层明显增厚。长一段顶部则为早期礁滩发育区（图4中青色虚线图形），内部呈现出“亮点”反射特征，且同相轴连续性较差，为亚平行反射结构。
3.2 礁滩体及储层正演模拟分析
为佐证以上储层地震响应特征，进一步明确长兴组礁滩体储层地震识别模式，根据研究区井震剖面，建立研究区典型地质模型（图6），并利用波动方程进行正演模拟，子波主频为30 Hz。正演结果表明：研究区内早期礁滩体表现为内部波峰反射，且长一段储层与长兴组内部亮点波峰具有明显正相关关系，内部亮点波峰振幅越强，长一段储层越发育。晚期滩体表现为丘状隆起和振幅减弱特征，储层厚度越大、物性越好，长兴组顶部振幅越弱；晚期点礁的特征为厚度较薄，且顶部振幅减弱幅度较小，与实际地震剖面吻合度高，佐证了前文提出的2期礁滩体储层的地震识别模式。
3.3 古地貌分析
与峨眉地裂运动相对应，四川盆地拉张作用始于龙潭期，此时古地貌显示存在多个低洼区域［图7（a），其中黄—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］，地势较为平缓；长兴组沉积早期，受拉张作用影响，基底断裂处于张性正断裂时期，导致上覆地层构造沉降加快，在断层两侧形成断隆和断陷（有利于沟通烃源）；断隆区即台缘相带基本成型［4，24-25］，如PX2井附近区域、PS2井南东侧与PX1井井周区域，该区域利于生物礁生长发育［图7（b）］。但因处于弱水动力环境下［19］，造礁生物不繁盛，因此该时期储层相对欠发育。四川盆地拉张作用持续到长兴组沉积末期［图7（c）］，差异沉降进一步扩大，拉张范围也从台地边缘逐渐向台内迁移，古地貌继承并发展早期古地貌格局，呈现出更多高部位，为生物礁发育提供更多空间；同时海水持续侵入，使得长兴组沉积末期古地貌整体上呈现出近北西向的条带状特征。陆源的持续输入，也为生物礁提供了良好繁育条件，使得储层较为发育［1，4，18］。从整体上看，古地貌与前期地质认识和实际钻井情况较为吻合；古地貌影响着生物礁发育和储层的改造，是对研究区内生物礁储层发育的控制性因素［25］，显然古地貌刻画为研究区礁滩储层精细识别提供了依据。
4 礁滩体精细刻画及有利区优选
4.1 礁滩体储层精细刻画
前文研究可知，礁滩体整体表现为丘状隆起、地层厚度增大的特征，容易刻画礁滩体边界，但是礁滩体之间及其内部特征不明显，如何解决精细刻画单礁滩体边界问题？本文针对该问题提出了“三定法”礁滩储层内部边界刻画方法（图8）。
地震属性对礁滩体储层发育通常具有较好的反映，与储层厚度有一定的对应关系，为精细刻画研究区礁滩体储层横向展布规律，提取了振幅类、频谱类、层序类、非线性类及瞬时类属性等共计50种属性定性预测储层发育有利区［26］。具体步骤如下：
首先，依据前文研究区长兴组礁滩体地震响应特征结论，礁滩体发育区域会形成明显丘状隆起、顶部振幅减弱、地层增厚等特征。因此，本文利用大尺度平滑长兴组厚度以落实礁滩体有利相带，同时结合波形聚类和波峰数等地震属性表征礁滩与台洼的地震相差异，初步刻画出礁滩体丘状隆起范围，该范围内长兴组厚度相对更大，利于礁滩体聚集发育［图9（a）］。
然后，对于礁滩体外部边界的刻画，根据前文研究明确了礁滩体主要特征：①单礁体之间厚度突变；②礁滩体外部边界突变；③礁滩内部相位杂乱。综合礁滩体古地貌高低突变点处礁体发育的特征，并针对以上礁滩体特征，采用相干和相位谱属性进一步刻画礁滩体外部边界［图9（b）］。
最后，对单礁滩体内部边界进行刻画，由于单礁滩体内部古地貌高差小，导致单个礁滩体内部边界刻画困难。针对该问题，本文依据两大特征（①礁滩体内部变化会造成波形及频率特征变化；②断层分隔礁滩体）对单个礁滩体实现精细刻画，综合分析后优选波形长度属性对单礁滩体内部进行精细刻画［图9（c）］。波形长度属性可以反映中高低频之间的差异，对岩性突变及阻抗差界面较为敏感，可以有效识别生物礁内部边界特征。具体公式如下：
式中： 为波谷时窗内样点个数； 为采样间隔； 为时窗内第i个样点的振幅值。通过搜寻零值点以及振幅的正负，确定波谷起始位置。
综合以上研究，对研究区内长兴组礁滩体进行精细刻画，得到研究区长兴组礁滩体分布特征；研究表明研究区内长兴组礁滩体在早期已初具雏形，且随持续拉张作用和海水侵入影响演化为条带状礁滩体，刻画出蓬深2井区生物礁有利圈闭174个，面积达135 km²，其中大于2 km²的有18个。
4.2 有利区划分及综合预测
图10 研究区内储层—非储层测井响应特征交会分析（a）波阻抗—电阻率交会分析；（b）声波时差—电阻率交会分析；（c）波阻抗—自然伽马交会分析 Fig.10 Intersection analysis of reservoir-non-reservoir log response characteristics in the study area |
图12显示研究区长兴组非均质性强，厚度在10~60 m之间，厚度50 m以上储层主要分布在研究区内西北方向台缘一带、PX1井、PX103井以及PX2井井周围，这些高值区域地层厚度大，构造上处于局部高部位，与前文总结地质和地震响应特征相符，是生物礁发育有利区域［图11（a）］。从储地比预测来看［图11（b）］，长兴组储地比普遍在0.25以上，与储层厚度高值区域分布较为符合，厚储层发育区储地比达0.45以上，其中长二段储层厚度为10~35 m不等，厚度10 m以上储层主要位于礁滩体建隆有利区。PX103井—PS2井间、PX102井、PX2井区域附近储层较为发育，与前期古地貌具有较好耦合关系［图11（c）］，这些区域属于台缘带边缘，推测其受差异沉降作用影响，构造上处于断隆区域，风化剥蚀及白云石化作用强烈［4，25］。长一段储层厚度介于10~25 m之间，相比长二段，长一段沉积时期古地貌较为平缓，构造运动相对较弱，并处于深水环境，储层欠发育，主要集中于研究区中部和北部局部区域［图11（d）］。总体上看，长兴组储层厚度差异明显，台缘区域储层发育更优，与古地貌较为吻合，与前期地质认识一致。将反演预测结果与实际钻井解释厚度进行对比分析，得到预测结果误差在10%以内，具有可靠性（表1）。
图12 PS2井区长兴组有利区综合评价Fig.12 Comprehensive evaluation map of the favorable area of the Changxing Formation in the PS2 well area |
表1 研究区长兴组储层解释统计Table 1 Statistical table of reservoir interpretation in the Changxing Formation of the study area |
| 井号 | 测井储层厚度/m | 地震预测厚度/m | 绝对误差/m | 相对误差 /% | 有利区所属 |
|---|---|---|---|---|---|
| PS2 | 30.6 | 33 | 2.4 | 7.8 | 一类 |
| PX2 | 22 | 22.5 | 0.5 | 2.3 | 一类 |
| PY3 | 7.3 | 6.5 | -0.7 | 9.5 | \ |
| PS20 | 11.2 | 12 | 0.8 | 7.1 | 二类 |
| PY1 | 8.7 | 8 | -0.7 | 8 | 三类 |
| PX1 | 7.8 | 8 | 0.2 | 2.5 | 三类 |
有利勘探区预测需要综合考虑多方面因素，如测试结果、古地貌、孔隙度及有效储层厚度等因素，同时结合本文建立的长兴组生物礁储层地震识别模式，对研究区长兴组有利区进行综合预测，构建长兴组有利勘探区划分标准（表2）。根据划分标准绘制研究区长兴组有利区综合评价图（图12）（橙色为长兴组一类有利区、黄色为二类有利区、粉红色为三类有利区）。研究结果表明：一类有利区分布较为零散，主体分布在PX103井、PX1井、PX102井和PX2井各井周围一带，并且在研究区内丘状建隆区东侧有所展布，表现出明显的“一礁/滩，一气藏”特征，面积约为31 km²，代表井为PS2井和PX2井；二类有利区分布更为广泛，面积约为106 km²，代表井为PS20井，与实际钻井情况吻合（表1）。
表2 研究区长兴组有利勘探区划分标准Table 2 Classification standard of the favorable exploration area of the Changxing Formation in the study area |
| 标准级别 | 古地貌 | 反射特征 | 裂缝 | 构造 | 储层厚度/m | 孔隙度/% | 单个礁滩体规模/km² |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 一类有利区 | 高/丘状隆起 | 顶部振幅减弱，内部亮点反射 | 发育 | 局部构造高 | >20 | >0.04 | >2 |
| 二类有利区 | 高/丘状隆起 | 顶部振幅减弱，内部亮点反射 | / | 局部构造高 | >10 | >0.02 | >1 |
| 三类有利区 | 高/丘状隆起 | / | / | / | >20 | >0.02 | >1 |
5 结论
（1）针对长兴组储层“一礁一气藏”刻画难的问题，建立四川盆地川中地区长兴组储层识别模式，并提出“三定法”礁滩储层精细刻画方法。该研究方法能够有效识别研究区长兴组储层纵横向展布特征，明确勘探开发有利区。
（2）研究区长兴组储层发育在长一段和长二段中上部位，长二段储层略厚于长一段，约为10~35 m，地震响应特征较为明显，横向上储层主要发育在台缘和台内局部古地貌高部位，整体来讲“一礁/滩，一气藏”特征突出。虽然有利区面积不大，但地震响应模式较好，台缘带内面积稍大的礁滩体仍然具有较大的勘探潜力。
（3）研究区西北侧台缘礁滩体地震特征较为明显，古地貌位置优越，储层厚度大，同时为局部构造高点，符合一类有利区划分标准，建议后期进行深入的勘探研究。
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