川中–川东地区下二叠统茅口组二段白云岩发育规律研究

徐 敏，陆林超，段 杰，梁 虹，席 彬，江 娜



川中–川东地区下二叠统茅口组二段白云岩发育规律研究

徐 敏，陆林超，段 杰，梁 虹，席 彬，江 娜

（中国石油东方地球物理公司西南物探分公司，四川成都 610213）

结合四川盆地3 000 km地震剖面实际资料和1 200口井钻井资料，从典型井和典型区块研究出发，地震与地质相结合，研究了川中–川东地区下二叠统茅口组二段白云岩测井、地震等响应特征，寻找茅口组二段白云岩分布的规律。研究结果表明，当茅二a段发育白云岩时，白云岩底界在地震剖面上具有弱–较强反射特征，白云岩发育区呈北西–南东向展布，靠近泥岩发育区左侧边界是白云岩储层发育的最有利区。四川盆地下二叠统茅口组白云岩分布呈条带状大面积分布，勘探潜力巨大，为下一步勘探的接替目标。

川中–川东地区；下二叠统；茅口组；白云岩；地震响应特征

四川盆地下二叠统茅口组是重要的含油气层系，经过半个世纪的勘探实践，早期在盆地南部发现了一批中小型气田及含气构造[1–6]，近期在四川盆地中部南充构造及东部石福场构造均钻遇了白云岩储层，展示了其良好的勘探前景。

前人立足于整个四川盆地针对茅口组主要开展了沉积相、古岩溶、古地貌及成因特征的地质研究，仅对局部区域开展了地质、地震、沉积相方面的综合研究。李毅等[2]针对川东–川中地区茅口组白云岩成因提出了热次盆的概念，并利用钻井资料进行了白云岩分布带的初步划分；宋文海于1985年提出了茅口组白云岩发育于茅口组上部，川东、川南地区均有发育的初步认识，但由于勘探和研究相对较少，没有开展深入分析[11]。本次研究针对川中–川东茅口组白云岩，开展钻井、测井及地震三方面的综合研究，对白云岩分布规律进一步深入认识。

1 茅口组白云岩沉积演化及储层特征

加里东运动奠定了四川盆地中–下二叠统的基本地貌格局，形成了盆内南西高、北东低的古地势。川中–川东地区在下二叠统沉积期，位于上扬子地台西北缘的台缘隆起带，为继承性古地貌高带，高能滩发育且易于发生混合水白云石化，为台缘高能滩相白云岩储层发育的有利区。研究区位于基底断裂带附近，配合古断裂带可发生多期溶蚀及次生白云石化作用，形成优质白云岩储层。汪华[9]等人研究认为该套白云岩储层受热次盆微相控制，具有热水成因性质，即茅口组沉积期川北地区可能已经进入构造拉张活跃期，深部热水沿深大断裂向上运移，使茅口组发生次生白云石化。白云石化作用与溶蚀作用相互促进，形成了川西–川中–川东地区围绕川中台内凹槽两侧古地貌高带广泛发育的优质白云岩储层[13]。

早二叠世末，受东吴运动抬升作用影响，茅口组遭受不同程度剥蚀，残余厚度分布不均，总的趋势是由盆地东南向西北变薄[14–16]。茅口组厚119~508 m，平均237 m，一般为200~300 m。整个茅口组自下而上可划分为4个岩性段（图1），茅一段为黑灰色泥质生屑灰岩与含泥质的泥晶绿藻屑灰岩；茅二段为灰褐色泥晶生屑灰岩、虫藻灰岩夹亮晶生屑、红藻灰岩；茅三段为浅灰、灰白色亮晶灰岩、亮晶红藻灰岩；茅四段受剥蚀作用影响大，多保存不全，主要为深灰–黑灰色含生屑泥晶灰岩、泥晶绿藻灰岩和泥晶虫屑灰岩，川东地区缺失。茅二段生屑灰岩

层段白云石化作用较强，是主要的储层发育段，岩性以灰褐–褐灰色细粉晶云岩、针孔溶孔云岩、角砾云岩为主，白云岩孔隙发育，镜下构造缝较发育，表明茅口组是以裂缝为主的孔隙裂缝型储层。

图1 四川盆地下二叠统综合柱状图

2 茅二段白云岩钻井及测井响应特征

通过对川中–川东地区钻达下二叠统的近千口钻井资料研究发现，部分井在茅口组有厚层白云岩，并集中分布于茅二段；部分井则发育泥质灰岩，有些井则两者均不发育，仅为灰岩。针对这些现象，对盆地内川中–川东地区所有钻穿二叠统茅口组的井进行钻井、测井、地震综合分析，以寻找茅二a段（P1m2a）岩性变化规律，划分出茅口组白云岩发育区，为地震勘探目标提供有力依据。

茅二段白云岩在整个川中–川东地区均有分布，厚度为1.0~34.0 m。整体上川东地区卧龙河构造及板桥构造钻遇白云岩的井位相对较多，白云岩相对更为发育，厚度较大；川中构造钻达该目的层的井相对较少，仅广安构造的GT2井及GC2井钻遇该套白云岩，厚度也达到20.0 m。川中–川东地区茅二段多口井测试获得了工业气流（表1）。

利用自然伽马（）曲线和速度曲线对钻遇白云岩的井进行了分析，获得了新的发现。白云岩发育层段相对围岩具有较明显的低速和低特征，速度值在5 200~6 300 m/s，值小于40 API，白云岩厚度向南西方向逐渐减薄；泥灰岩发育段为高和明显的低速特征，值大于80 API，速度值低于5 500 m/s，泥质灰岩由东到西逐渐增厚。但到了东部及北部高峰场构造、七里峡构造及龙会场构造一带，泥质灰岩则不再发育，茅口组地层厚度减薄，茅三、茅四段地层缺失。川中–川东地区茅口组二段从西到东分别发育灰岩、白云岩、泥质灰岩，最有利的白云岩分布在中部区域，靠近泥灰岩区白云岩厚度相对较厚（图2）。

表1 川中–川东地区茅二段白云岩厚度及测试统计

3 茅二段白云岩地震响应特征

白云岩的厚度及泥质含量在川中–川东地区存在较大的变化。由于白云岩的速度与密度和泥灰岩之间存在较大的差异，因此，当地层中发育不同的岩性时，其与围岩之间的波阻抗差也会不同，从而在地震剖面上的地震响应也会存在差异。利用波动方程正演模拟技术，对白云岩、泥质灰岩地震反射特征进行模拟，是研究地震波传播的运动学和动力学特征的重要手段，也是地震资料偏移成像的基础。

3.1 茅二段白云岩底界地震反射特征理论分析

合成地震记录是用井的声波及密度测井曲线计算出的反射系数与子波褶积计算而得到，作为地震剖面与地质剖面联结的桥梁，在地震解释中得到了广泛的应用。用密度曲线和声波曲线联合提取反射系数提高合成记录的精度。合理的测井曲线是制作高精度合成地震记录的前提，通过对测井曲线的井斜、井径曲线进行分析、解释，消除明显的曲线畸变。反射系数的计算尽可能对密度、AVO、多次波等影响因素进行考虑，特别是一定要重视实测的密度曲线，而不是仅仅用声波曲线转换成波阻抗和反射系数，或用Gardner公式来计算。如果地层的岩性变化不大，上述做法影响不大；但是当地层中岩性变化大，要求高分辨率地震解释，特别是针对岩性进行研究，密度的参数就显得尤为重要。

图2 川中–川东地区茅口组白云岩发育测井响应特征

从几口典型井的合成记录上看（图3），当白云岩发育时，白云岩底部表现为弱波峰反射（红色底界）；当泥灰岩发育时，由于泥灰岩与围岩之间的波阻抗差相对较大，茅二段底界表现为中强–强波峰反射特征（蓝色底界）；没有白云岩和泥质灰岩发育时，则为空白或者极弱反射特征。随着白云岩或者泥质灰岩厚度的增大，地震反射能量增强。

图3 茅二段发育不同岩性理论地震响应模式

3.2 实际地震响应特征分析

地震剖面和合成地震记录经过不同的两种途径取得。地震剖面与地震采集过程中仪器的频率特性、震源类型、采集方式等有关，同时也与处理中水平叠加技术、偏移技术、动校正技术、层速度分析技术等相关。所以，地震剖面的特征与理论上合成记录会有所不同。

从川东地区卧龙河构造地震剖面可以看出（图4），茅二段钻遇白云岩的井位为W123、W114、W122、W183，白云岩厚度从12～26 m不等，茅二a段底界在地震剖面上整体表现为随着厚度的增大而反射能量相对增强的弱反射特征，厚度越薄，地震反射表现为空白或者极弱反射特征（12 m处）；当茅口组二段发育泥质灰岩时，地震响应特征表现为连续、稳定、中强波峰反射特征，并且随着泥质灰岩厚度增大，反射能量增强。从连井地震剖面上看，随着白云岩或者泥质灰岩厚度的增大，地震反射能量增强，与理论合成记录结论基本一致。

图4 茅二段发育不同岩性的地震剖面特征

统计发现，茅口组白云岩发育在茅二段上部，距离上二叠统底界（P2l）大约120 m范围内。地震剖面上表现为：当茅二段发育白云岩储层，弱波峰反射距离标志反射层P2l之间的时差为25 ms左右；当茅二段发育泥质灰岩时，层速度减小，反射时差增大，距离标志反射层P2l时差在30 ms左右。即当茅口组二段发育白云岩时，弱波峰反射同相轴距离P2l相对较近；当发育泥质灰岩时，距离P2l则相对较远。依据这个规律提取P2l反射层向下25 ms处的振幅属性，对研究区进行了地震相平面分布研究，结果表明，弱振幅区位于探区的西部及中部，为白云岩发育有利区；强振幅区位于探区的东部，为泥岩发育区，与实际钻井情况吻合（图5）。

图5 川东WLH区块振幅属性

4 茅口组茅二段白云岩分布规律

最大波峰振幅是分析时窗内的最大正振幅，对于地震每一道，在分析时窗里做一抛物线，恰好通过最大正的振幅值和它两边的两个采样点，沿着这一曲线内插得到最大波峰振幅值。最适合绘制层序内或沿着特定的反射体上的振幅异常图，是进行振幅异常成图的最佳属性之一；这些异常可能是由于气体和流体的聚集、不整合，或是调谐效应而引起的。它能够较好地反映层附近岩性或含气砂岩的变化振幅异常，可用于地层岩性相变分析，计算薄砂层厚度，识别亮点、暗点，指示烃类显示，识别火成岩等特殊岩性。根据前述白云岩发育测井及地震响应特征分析结果，对四川盆地川中–川东地区500条二维测线 （约3 000 km）归一化处理，提取茅二段（P1m2a）底界最大波峰振幅属性。整个研究区域振幅强弱分布基本呈北西–南东向，强振幅区域位于洋度溪构造–凉水井构造–水口场一带，为泥质相对较为发育区；中弱–弱反射条带基本位于南充–华涞–卧龙河–苟家场–石福场一带（图6），为白云岩较为发育区。

利用钻遇白云岩、泥岩的井位进行了振幅门槛值的确定，结合振幅属性的平面分布结果，划分出白云岩、泥质灰岩平面展布。二叠系茅口组茅二a段发育白云岩区带已被钻井证实（74口井）；研究区有高段的泥质灰岩的井一共有32口井，都分布在强振幅条带内，表明整个条带预测的结果可靠。

通过钻井测试资料结果研究发现，越靠近泥质灰岩发育条带左侧边界，白云岩厚度越大，测试产量相对也越高。因此，白云岩发育条带中，靠近泥质灰岩发育条带左侧边界为白云岩储层发育相对更有利区域，是下一步勘探最为有利目标区。

5 结论

图6 川中–川东地区白云岩、泥质灰岩平面分布

（1）茅口组白云岩发育在茅二段上部，距离上二叠统底界120 m范围内，在地震剖面上位于顶界向下25～30 ms。通过合成记录精细标定，地震剖面上白云岩段地震响应特征具有随着白云岩厚度变化而变化的特征，当茅二a段发育白云岩时，底界具有弱–较强反射的地震反射特征。这个认识为通过地震手段研究白云岩的分布提供了重要的依据。

（2）川中–川东地区下二叠统茅口组地层上部存在白云岩大面积发育和泥质条带发育区域，发育条带呈北西–南东向展布。靠近泥质条带边界附近的白云岩发育区是储层发育相对更为有利的区域。

（3）四川盆地下二叠统茅口组白云岩分布呈条带状大面积分布，勘探潜力巨大，为下一步勘探的接替目标。

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编辑：蒲洪果

2017–11–30

徐敏，博士，高级工程师，1972年生，2016年博士毕业于成都理工大学地球探测与信息技术专业，现从事油藏地球物理精细描述技术研究工作。

中国石油重大科技专项（2013ZD01–02）。

1673–8217（2018）04–0023–05

TE111.2

A