四川盆地龍崗地區沙溪廟組河道精細刻畫

陳緒強

（大慶油田有限責任公司勘探開發研究院,黑龍江大慶 163712）

1 概述

四川盆地侏羅系沙溪廟組于20 世紀70 年代開展勘探研究工作，當前勘探成果主要集中在川東地區五寶場構造、蜀南地區大塔構造以及川中川西過渡帶的石龍場構造等地區[1-2]。2006 年，川中八角場構造J62井針對沙溪廟組沙二段進行測試獲得天然氣6.2×104m3/d，由此八角場沙溪廟組氣藏被發現。2013～2016三年間，中江氣田對侏羅系沙溪廟組河道砂體部署實施開發井共99口，建成產能8.0×108m3/a[3-4]。近年來，中石油西南油氣田公司在川中秋林地區沙溪廟組致密氣勘探獲得重大突破，未來致密砂巖氣勘探是天然氣勘探最重要的領域之一。

為加快四川盆地龍崗地區沙溪廟組致密油氣勘探部署步伐，筆者針對龍崗地區沙溪廟組河道砂體開展精細刻畫。首先通過測井與地震響應特征以及正演模擬分析，明確了主河道砂體的“亮點”反射特征，然后對三維地震資料應用90°相位轉換和層序地層切片技術精細刻畫河道砂體，完成了研究區沙溪廟組16期主河道的精細刻畫。

2 地質背景

研究區位于川北坳陷帶東南部低緩構造區（圖1），東部為川東高陡構造帶，整體東南高西北低。根據川東北地區鉆探實踐，結合近年來四川盆地區域沉積研究成果證實，川東北陸相層系主要經歷三期主要的構造活動，即印支期構造運動、燕山期構造運動和喜山期構造運動，其中印支運動中晚期為低速沉降期，燕山運動期為快速沉降期，喜山運動期為隆起剝蝕期。侏羅系地層沉積時期為燕山運動期，陸相地層沉積連續，早侏羅世受龍門與秦嶺造山帶造山活動的應力場調整作用影響，盆地沉降與沉積中心逐漸由川西龍門山山前轉移至川北大巴山山前，盆地地形地貌逐漸由“西低東高”轉化為“北低南高”態勢；中侏羅世盆地基本繼承早侏羅世地形地勢格局，但此時湖盆范圍萎縮，盆內河道砂體逐漸發育，盆地沉積與沉降中心逐漸北移；晚侏羅世隨著湖盆進一步萎縮，地形轉化為“西低東高”格局，盆地沉積與沉降中心也因此轉移至川西龍門山山前綿陽—廣元一帶，沉積物充填由此“西粗東細”，盆地總體轉換為相對單一的“西坳東抬”型前陸格架。白堊系地層沉積后，由于受到燕山晚幕和喜山期構造運動的影響，川東北地區地層遭受到不同程度的剝蝕；研究區地表主要出露地層為侏羅系蓬萊鎮組地層，西北低構造部位出露白堊系地層，東南高構造部位則有露遂寧組和沙溪廟組地層露出地表，該地區沙溪廟組沙一段沉積時期處于河流與湖泊交匯過渡帶上，主要發育有扇三角洲亞相、三角洲前緣亞相及淺湖亞相，水動力條件較為復雜，從整個平面沉積相展布來看，北西主要發育扇三角洲前緣亞相，東南主要發育三角洲前緣亞相，沉積厚度在1400～1750m之間。區域上，沙溪廟組發育一套“葉肢介頁巖”，為沙一段與沙二段的分層標志，儲層主要發育于沙一早期的濱淺湖砂壩、席狀砂和沙一中晚期的河道砂。

圖1 研究區位置圖

3 河道砂體刻畫

3.1 河道砂體測井與地震響應特征

根據測井曲線分析（圖2），龍崗地區侏羅系沙溪廟組縱向上發育多套具有一定厚度規模的河道砂體，巖性以中—細砂巖，或含礫砂巖為主，間夾粉砂或泥質薄層，自然伽馬測井曲線呈鐘形或鋸齒狀箱形，沉積微相為三角洲前緣水下分流河道；測井結果顯示，河道砂體聲波時差在190～210μs/m 之間，密度在2.2～2.6g/cm3之間，自然伽馬在40～70API之間，砂體儲層電阻率在100～1000Ω·m時，含油氣性較好，而在RT大于1000Ω·m時，巖性致密，含油氣性較差，與圍巖相比具有低自然伽馬、低聲波時差、高電阻率的測井曲線特征，密度與圍巖相差不大。

圖2 A1井測井曲線與合成記錄標定圖

對龍崗地區已鉆井開展精細合成地震記錄標定，由于河道砂體與圍巖相比密度相差不大，聲波時差較低，因此整體表現為高聲波阻抗特征，在地震剖面上河道砂體頂界面對應強波峰的地震反射特征，河道砂體底界面則表現為強波谷的地震反射特征，與圍巖相比具有明顯的“亮點”特征形態，合成記錄標定結果與地震剖面相關性較好。

3.2 河道砂體正演分析

基于研究區已鉆井的河道砂體測井曲線特征開展巖石物理分析，建立河道砂體正演模型（圖3），設置沙溪廟組河道砂體聲波時差為200μs/m，密度為2.5g/cm3，圍巖聲波為230μs/m，密度為2.45g/cm3，不連續河道間聲波為210μs/m，密度為2.47g/cm3，利用主頻為35Hz的雷克子波對河道砂體模型進行地震正演模擬分析，從正演地震剖面結果可以看出，主河道砂體具有較強的反射能量，河道頂底分別對應強波峰反射和強波谷反射，“亮點”特征明顯，主河道邊部反射能量減弱，不連續河道間處振幅較弱、產狀下拉，正演剖面與實際地震剖面河道反射特征一致，可以有效地識別出主河道。

圖3 河道砂體地震正演模擬圖

3.3 河道砂體精細刻畫

龍崗地區三維地震資料滿覆蓋面積為2600km2，采集覆蓋次數為70 次，面元為25m×25m，沙溪廟組主頻約為35Hz，地震資料滿足沙溪廟組河道精細刻畫要求。

地震資料90°相位轉換是指將地震資料的相位進行90°旋轉的技術,使地震資料上的反射波同相軸與地質上的巖性地層對應起來,從而將地質意義賦予到地震反射同相軸上[5-6]。90°相位轉換可以將反射主瓣轉移至地層中心，同時可以提高分辨率，使地震資料的反射同相軸與測井曲線特征相對應，基于原始地震數據、運算速度快、不需要井資料以及模型的約束是該技術的特點。本次研究區三維地震資料范圍較大，非常適合采用90°相位轉換技術。對研究區地震資料應用90°相位轉換技術（圖4），在90°相位轉換地震剖面上河道砂體對應整個波峰從而突出了砂體的信息，與河道砂體測井曲線特征吻合較好。

圖4 過A1井零相位地震剖面（左）與90°相位地震剖面（右）

龍崗地區沙溪廟組河道發育，許多同相軸因頻率變化而發生變化，因此，這些同相軸與地質時間界面不平行，層序地層切片技術則極大地減緩了穿時問題[7-8]。首先追蹤兩個不隨頻率變化而變化，相對穩定的等時地層界面對應的地震同相軸作為參考界面，在本次研究中我們追蹤沙溪廟組底界和沙二段底界作為參考界面，沙溪廟組底界為沙溪廟組底部砂泥巖與下伏涼高山組頁巖的分界面，沙二段底界則存在一個相對穩定的“葉肢介頁巖”層，因此這兩個層位界面都是相對穩定的等時界面，在兩個參照層之間利用等比例插值的方法以約2ms 的間隔內插建立層序地層模型；然后利用層序地層模型在90°相位轉換地震數據體上提取最大波峰振幅屬性制作層序地層切片，對河道砂體開展精細刻畫（圖5）。

圖5 沙一段層序地層振幅屬性切片圖

優選河道邊界清楚的最大波峰振幅屬性的層序地層切片對河道進行識別，如果一條河道在單層層序地層切片顯示不清楚，可結合上下相鄰的切片來開展河道邊界的精細刻畫；利用此方法針對龍崗研究區沙溪廟組共刻畫出16 期152 條主河道，河道砂體面積累計達到4403km2，河道砂體走向以北東—南西向展布為主，不同河道寬度變化較大，從二、三百米到上千米，規模最大的河道擺動帶寬度能達到11～15km，已鉆井證實河道砂體厚度最大能達到36m。

4 結論

（1）龍崗地區沙溪廟組河道圍巖相比具有低自然伽馬、低聲波時差、高電阻率的測井曲線特征，密度與圍巖相差不大，整體表現為高聲波阻抗特征，在地震剖面上具有“亮點”特征形態，河道砂體頂界面表現為強波峰的地震反射特征，河道砂體底界面表現為強波谷的地震反射特征。

（2）根據正演模擬分析，主河道砂體具有較強的反射能量，河道頂底分別對應強波峰反射和強波谷反射，“亮點”特征明顯，主河道邊部反射能量減弱，不連續河道間處振幅較弱、產狀下拉，正演剖面可以有效地識別出主河道。

（3）應用90°相位轉換和層序地層切片的方法，可以有效地對龍崗地區沙溪廟組主河道砂體開展精細刻畫，共識別出16 期152 條主河道，累計面積達到4403km2，河道砂體走向以北東-南西向展布為主，不同河道寬度變化較大，從二、三百米到上千米，規模最大的河道擺動帶寬度能達到11～15km，已鉆井證實河道砂體最大厚度能達到36m。