四川盆地東南緣林灘場(chǎng)地區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組-龍馬溪組頁(yè)巖氣儲(chǔ)層甜點(diǎn)預(yù)測(cè)

自2009年以來(lái)，中國(guó)在四川盆地下寒武統(tǒng)、上寒武統(tǒng)—下志留統(tǒng)、下二疊統(tǒng)和上二疊統(tǒng)取得了海相頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的重大突破［1-7］，先后發(fā)現(xiàn)涪陵、長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)和威榮等大中型非常規(guī)頁(yè)巖氣田［8］，提交頁(yè)巖氣探明儲(chǔ)量超2 × 1012 m3，實(shí)現(xiàn)了該套頁(yè)巖氣規(guī)模效益開發(fā)［9-11］。目前，四川盆地頁(yè)巖氣勘探開發(fā)逐漸從盆內(nèi)向盆緣（外），高壓向常壓方向發(fā)展，四川盆地東南緣（川東南）林灘場(chǎng)地區(qū)自中新生代以來(lái)共經(jīng)歷5次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)［12］，多表現(xiàn)為斷裂發(fā)育、地應(yīng)力復(fù)雜、頁(yè)巖儲(chǔ)層埋藏差異大、壓力系數(shù)低［13-19］。林1井揭示川東南地區(qū)存在牛蹄塘組、五峰組-龍馬溪組兩套區(qū)域性烴源巖，且在燈影組、清虛洞組以及石牛欄組中發(fā)育有古油藏［20］。2017年實(shí)鉆林頁(yè)1井取得了較好的油氣顯示，預(yù)示該區(qū)有望成為新的增儲(chǔ)、上產(chǎn)陣地。因此，為進(jìn)一步落實(shí)該區(qū)有利勘探目標(biāo)，川東南盆緣復(fù)雜構(gòu)造區(qū)頁(yè)巖儲(chǔ)層甜點(diǎn)預(yù)測(cè)成為目前頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的突破點(diǎn)之一。

甜點(diǎn)的地震預(yù)測(cè)手段主要包括地震反演、地震屬性預(yù)測(cè)、數(shù)值模擬分析與AVO等［21-22］?？傆袡C(jī)碳（TOC）含量、儲(chǔ)層厚度、孔隙度、滲透率和含油飽和度等評(píng)價(jià)參數(shù)可以對(duì)地質(zhì)甜點(diǎn)進(jìn)行定量預(yù)測(cè)［23-25］。TOC含量與密度測(cè)井曲線有很好的線性相關(guān)性，可以利用疊前反演技術(shù)預(yù)測(cè)密度再轉(zhuǎn)換為TOC含量；利用楊氏模量和泊松比或OVT域疊前地震資料均可以進(jìn)行儲(chǔ)層脆性預(yù)測(cè)［26］；疊后地震預(yù)測(cè)技術(shù)可以通過(guò)相干、曲率、傾角和螞蟻?zhàn)粉櫟葘?duì)裂縫進(jìn)行定量預(yù)測(cè)［27-33］；通常根據(jù)巖石物理和測(cè)井分析數(shù)據(jù)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和回歸分析等算法建立含氣量（GAS）與TOC含量的關(guān)系式計(jì)算GAS［34］?，F(xiàn)今國(guó)內(nèi)大多使用地震反演技術(shù)對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層甜點(diǎn)區(qū)進(jìn)行有效預(yù)測(cè)，應(yīng)用疊前資料，也可反演具有巖性區(qū)分識(shí)別能力的砂泥巖縱波速度和橫波速度的乘積敏感屬性參數(shù)，該參數(shù)可用來(lái)識(shí)別砂、泥巖，反演楊氏模量/泊松比含氣性敏感參數(shù)，預(yù)測(cè)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層含氣性［35-36］。頁(yè)巖頁(yè)理縫含油普遍，頁(yè)理縫越發(fā)育，各向異性越強(qiáng)，基于VTI介質(zhì)彈性理論及HTI各向異性理論，可以預(yù)測(cè)水平層理縫的空間分布，有助于提高地質(zhì)甜點(diǎn)預(yù)測(cè)精確度［37］。近年來(lái)針對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層甜點(diǎn)預(yù)測(cè)的方法尚不完善，利用線性回歸算法得到的擬合公式未能對(duì)甜點(diǎn)區(qū)進(jìn)行精確預(yù)測(cè)，同時(shí)忽略了將保存條件列為盆緣復(fù)雜構(gòu)造區(qū)頁(yè)巖儲(chǔ)層甜點(diǎn)預(yù)測(cè)的要素之一，且對(duì)地質(zhì)、工程甜點(diǎn)保存條件之間的融合與制約關(guān)系認(rèn)識(shí)不清，致使盆緣復(fù)雜構(gòu)造區(qū)頁(yè)巖儲(chǔ)層甜點(diǎn)預(yù)測(cè)缺乏一套準(zhǔn)確性高和適用性強(qiáng)的評(píng)價(jià)參數(shù)體系。本文通過(guò)對(duì)林灘場(chǎng)代表性探井樣品進(jìn)行儲(chǔ)層巖石物理分析，建立儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)與地震彈性參數(shù)之間的定量關(guān)系，探討應(yīng)用疊前反演對(duì)各項(xiàng)評(píng)價(jià)參數(shù)做出精準(zhǔn)平面預(yù)測(cè)的技術(shù)方法，期望能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)川東南盆緣復(fù)雜構(gòu)造區(qū)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)一體化提供技術(shù)借鑒與指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

林灘場(chǎng)行政區(qū)劃隸屬貴州省赤水市、習(xí)水縣和四川省古藺縣，區(qū)域構(gòu)造上位于川東南隔擋式斷褶帶與黔北坳陷的交匯處。林灘場(chǎng)背斜南端緊鄰桑木場(chǎng)背斜［38-39］，兩背斜以齊岳山隱伏斷裂為界，林灘場(chǎng)構(gòu)造位于齊岳山斷裂以西，大斷裂位于背斜兩翼，淺部地層（二疊系—白堊系）部分遭受剝蝕。林灘場(chǎng)受川東南構(gòu)造演化的影響，中、新生代以來(lái)經(jīng)歷多期復(fù)合聯(lián)合構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，整體表現(xiàn)為NE-NW向展布的長(zhǎng)軸背斜，主要發(fā)育NE和NW向斷裂，NE向斷裂多為基底高角度逆沖斷裂。NE-SW向構(gòu)造形成于燕山中期和晚期，NW-SE向構(gòu)造形成于燕山末期—喜馬拉雅期［40-43］（圖1）。

圖1

圖1   川東南盆緣林灘場(chǎng)地區(qū)區(qū)域地質(zhì)

a.四川盆地位置示意圖； b.川東南盆緣構(gòu)造簡(jiǎn)圖； c.林灘場(chǎng)地區(qū)沉積地層； d，e.過(guò)林灘場(chǎng)地區(qū)地震剖面（剖面位置見圖1c）

Fig.1   Regional geological map of the Lintanhcang area， southeastern margin of Sichuan Basin

林灘場(chǎng)構(gòu)造地層自上而下依次為侏羅系、三疊系、二疊系、志留系、奧陶系、寒武系和震旦系。受到自中燕山期以來(lái)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，缺失泥盆系、石炭系、中-上三疊統(tǒng)、下白堊統(tǒng)及新生界。背斜兩端地表出露以侏羅系為主，構(gòu)造高部位以二疊系和三疊系為主，震旦紀(jì)—中三疊世為海相沉積，沉積厚度約6 000 m，晚三疊世—白堊紀(jì)為陸相沉積，沉積厚度約為4 000 m。五峰組—龍一段沉積時(shí)期，林灘場(chǎng)處于深水陸棚有利相帶，沉積了一套橫向展布穩(wěn)定的黑色富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖（厚度80～106 m）。

2 五峰組-龍馬溪組頁(yè)巖甜點(diǎn)區(qū)預(yù)測(cè)

2.1 儲(chǔ)層地質(zhì)特征

林頁(yè)1井五峰組—龍一段底部4個(gè)黑色頁(yè)巖樣品腐泥組定形體含量94 %～96 %，平均95 %，為Ⅰ型干酪根；五峰組—龍一段有機(jī)質(zhì)三疊紀(jì)初期開始大規(guī)模生烴，侏羅紀(jì)中、晚期進(jìn)入生氣階段，鏡質(zhì)體反射率（Ro）為2.26 %～2.48 %，有機(jī)質(zhì)熱演化程度適中；另外，五峰組—龍一段下部主要沉積富碳、高硅微相的頁(yè)巖，富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖段TOC含量為3.00 %～5.40 %，平均為4.48 %，有機(jī)碳含量較高，生烴潛力較大。鉆井薄片鑒定和X射線衍射全巖分析結(jié)果表明，川南探區(qū)海相頁(yè)巖礦物成分比較復(fù)雜，除含有伊利石和高嶺石等粘土礦物外，石英、長(zhǎng)石、云母以及方解石等碳酸鹽礦物均較為發(fā)育。林頁(yè)1井五峰組—龍一段80個(gè)樣品分析表明，①—⑨號(hào)小層硅質(zhì)平均含量40.28 %，鈣質(zhì)礦物平均含量14.37 %，粘土礦物平均含量42.83 %，總體上表現(xiàn)為脆性礦物含量較高的特點(diǎn)。

林頁(yè)1井五峰組—龍一段①—⑨號(hào)小層實(shí)測(cè)有效孔隙度（POR）1.50 %～7.00 %、平均3.91 %，①—④號(hào)小層POR介于4.70 %～7.00 %，平均6.05 %，縱向上，五峰組—龍一段POR自上而下逐漸增大，其中林頁(yè)1井②號(hào)小層POR最大，平均7.00 %；五峰組—龍一段巖心實(shí)測(cè)滲透率（0.000 3～0.223 0）×10-3 μm2，平均0.042 8 × 10-3 μm2，縱向上，龍一段底部滲透率較高，其中④號(hào)小層平均滲透率0.063 2 × 10-3 μm2，②和③號(hào)小層平均滲透率0.056 2 × 10-3 μm2，向上滲透率降低。林頁(yè)1井88塊巖心樣品現(xiàn)場(chǎng)GAS實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，巖心實(shí)測(cè)總GAS為2.72～7.60 m3/t，均值4.18 m3/t，縱向上自上而下巖心實(shí)測(cè)GAS總體呈逐漸增大趨勢(shì)。綜合來(lái)看，赤水地區(qū)五峰組—龍一段頁(yè)巖物性受微相和巖相的控制，從上往下逐漸變好，以五峰組—龍一段底部評(píng)價(jià)最優(yōu)（表1）。

表1   川東南林灘場(chǎng)地區(qū)林頁(yè)1井龍一段頁(yè)巖儲(chǔ)層地質(zhì)與物性特征

Table 1  Geological and physical characteristics of shale reservoirs in the Long 1 Member in Well LY1， Lintanchang area， southeastern margin of Sichuan Basin

注：“—”表示未測(cè)量。

2.2 儲(chǔ)層電性特征

林灘場(chǎng)五峰組-龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖具有明顯的“三高兩低”測(cè)井響應(yīng)特征，即：高自然伽馬（169 API）、高聲波時(shí)差（78 μs/ft）和高電阻率（72 Ω·m），以及低中子（14 %）和低密度（2.5 g/cm3）（圖2）。

圖2

圖2   川東南林灘場(chǎng)地區(qū)林頁(yè)1井測(cè)井曲線

Fig.2   Logging curves of Well LY1 in Lintanchang area， southeastern margin of Sichuan Basin

2.3 儲(chǔ)層巖石物理分析

儲(chǔ)層巖石物理分析是連接測(cè)井與地震的橋梁，其過(guò)程是采用交會(huì)分析和多元線性回歸等手段，建立優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖TOC，POR，GAS與脆性指數(shù)（BI）等儲(chǔ)層地質(zhì)參數(shù)與地震彈性參數(shù)（縱波阻抗、橫波阻抗、縱橫波速度比、密度、巖石模量、體積模量和拉梅常數(shù)）的定量關(guān)系，再利用此定量關(guān)系開展CRP道集疊前同時(shí)反演，實(shí)現(xiàn)用地震彈性參數(shù)來(lái)對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層地質(zhì)甜點(diǎn)的平面分布預(yù)測(cè)［44］。

利用林頁(yè)1井巖心及測(cè)井解釋的TOC含量進(jìn)行儲(chǔ)層巖石物理分析，發(fā)現(xiàn)密度、縱波阻抗、泊松比與TOC含量之間的相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)最大值為0.991 4，再將TOC與彈性參數(shù)進(jìn)行多元回歸線性分析（圖3），得到最能反映4者之間相關(guān)性的擬合公式：

TOC=49.935?16.180ρ?8.137VP?1.290υ$TOC=\mathrm{49.935}-\mathrm{16.180}\rho -\mathrm{8.137}{V}_{\mathrm{P}}-\mathrm{1.290}\upsilon$（1）

式中：TOC為總有機(jī)碳含量，%；ρ為密度，g/cm3；VP為縱波速度，m/s；υ$\upsilon$為泊松比，無(wú)量綱。

圖3

圖3   川東南林灘場(chǎng)地區(qū)儲(chǔ)層各地質(zhì)參數(shù)與多彈性參數(shù)交會(huì)圖

a—c.TOC； d—f.POR； g—i.BI； j，k.GAS

Fig.3   The cross correlation of reservoir geological parameters and multi?elastic parameters in Lintanchang area， southeastern margin of Sichuan Basin

POR與密度、縱橫波速度比、泊松比相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)最大為0.999 2，多元擬合公式為：

POR=0.441?0.134ρ?0.018VP/VS?0.131υ$POR=\mathrm{0.441}-\mathrm{0.134}\rho -\mathrm{0.018}{V}_{\mathrm{P}}/V_{\mathrm{S}}-\mathrm{0.131}\upsilon$（2）

式中：POR為有效孔隙度，%；VP/VS為縱、橫波速度比，無(wú)量綱。

GAS與密度、縱橫波速度比相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)最大值為0.9672，多元擬合公式為：

GAS=?47.204?148.358υ+51.059VP/VS?0.569ρ$GAS=-\mathrm{47.204}-\mathrm{148.358}\upsilon +\mathrm{51.059}{V}_{\mathrm{P}}/V_{\mathrm{S}}-\mathrm{0.569}\rho$（3）

式中：GAS為含氣量，m3/t。

BI與密度、縱橫波速度比、泊松比之間具有較好的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)最大值為0.969 1，多元擬合公式為：

BI=167.322?29.926VP/VS?41.156υ?16.100ρ$BI=\mathrm{167.322}-\mathrm{29.926}{V}_{\mathrm{P}}/V_{\mathrm{S}}-\mathrm{41.156}\upsilon -\mathrm{16.100}\rho$（4）

式中：BI為脆性指數(shù)，無(wú)量綱。

從地質(zhì)測(cè)井解釋和反演預(yù)測(cè)的誤差統(tǒng)計(jì)可知（表2），兩者誤差較小，預(yù)測(cè)精度整體較高，甜點(diǎn)參數(shù)平面分布規(guī)律和趨勢(shì)與井點(diǎn)的一致性較好。

表2   川東南林灘場(chǎng)地區(qū)龍馬溪組①—⑤號(hào)小層甜點(diǎn)參數(shù)誤差統(tǒng)計(jì)

Table 2  Statistical table of parameter errors of sweet spots in sub?layers ①-⑤ in the Longmaxi Formation in Lintanhcang area, southeastern margin of Sichuan Basin

2.4 地質(zhì)甜點(diǎn)平面預(yù)測(cè)

在對(duì)研究區(qū)五峰組-龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖儲(chǔ)層地質(zhì)特征和測(cè)井響應(yīng)特征分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用巖石物理分析方法建立甜點(diǎn)參數(shù)與地震彈性參數(shù)的定量關(guān)系，開展疊后稀疏脈沖反演和疊前同時(shí)反演，獲得縱波阻抗、橫波阻抗、密度、泊松比和Vp/Vs等彈性參數(shù)（圖4）；再將地震彈性參數(shù)轉(zhuǎn)換為頁(yè)巖儲(chǔ)層甜點(diǎn)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖段厚度，POR，TOC，GAS和BI等甜點(diǎn)參數(shù)預(yù)測(cè)（圖5）。

圖4

圖4   川東南林灘場(chǎng)地區(qū)地震彈性參數(shù)反演剖面

a.密度； b.泊松比； c.縱、橫波速度比

Fig.4   Reservoir inversion profile shown by seismic elastic parameters in Lintanchang area， southeastern margin of Sichuan Basin

圖5

圖5   川東南林灘場(chǎng)地區(qū)儲(chǔ)層地質(zhì)參數(shù)反演剖面

a.TOC； b.POR； c.GAS； d.BI

Fig.5   Reservoir inversion profile shown by geological parameters in Lintanchang area， southeastern margin of Sichuan Basin

通過(guò)五峰組-龍馬溪組TOC含量平面預(yù)測(cè)圖（圖6a）可知，TOC含量分布在1.8 %～3.0 %，林頁(yè)1井附近略高（>3.0 %），中部和西南略低（2.0 %～2.6 %）；POR總體在2 %～5 %，橫向變化不大，西北部斜坡略低（圖6b）；GAS在2 %～5.5 %，高值區(qū)主要分布在東北部（圖6c）。

圖6

圖6   川東南林灘場(chǎng)地區(qū)儲(chǔ)層地質(zhì)參數(shù)預(yù)測(cè)

a.TOC； b.POR； c.GAS； d.BI

Fig.6   Prediction of reservoir geological parameters in Lintanchang area， southeastern margin of Sichuan Basin

3 五峰組-龍馬溪組頁(yè)巖工程甜點(diǎn)預(yù)測(cè)

3.1 脆性指數(shù)

根據(jù)前面巖石物理分析結(jié)果，通過(guò)疊前反演得到縱、橫波速度比與密度數(shù)據(jù)體，可以計(jì)算獲得BI。五峰組-龍馬溪組BI平面預(yù)測(cè)圖（圖6d）顯示，全區(qū)BI分布在48 %～64 %，工區(qū)北部、東北部和西南部為BI高值區(qū)，BI分布在60～66，中部和南部為介于52～62的低值區(qū)，工區(qū)整體頁(yè)巖可壓性顯示較好。

3.2 最大水平主應(yīng)力差

通過(guò)水平主應(yīng)力差可以對(duì)頁(yè)巖工程甜點(diǎn)進(jìn)行平面預(yù)測(cè)，在對(duì)非常規(guī)儲(chǔ)層設(shè)計(jì)壓裂改造時(shí)，人工裂縫的形態(tài)取決于氣藏現(xiàn)今地應(yīng)力的大小和方向，因此需保證水平井的方向垂直于最大主應(yīng)力方向。在實(shí)際壓裂施工中，裂縫的高度不是一成不變的，而是在沿最大水平主應(yīng)力方向推進(jìn)的過(guò)程中，在縱向上根據(jù)最小水平主應(yīng)力的變化而變化的動(dòng)態(tài)高度。水平主應(yīng)力差較小的部位，更易形成網(wǎng)狀縫。

根據(jù)Schoengerg理論和Hooke力學(xué)定律建立的應(yīng)力與應(yīng)變數(shù)學(xué)關(guān)系公式（5），然后利用公式（6）計(jì)算最大與最小水平應(yīng)力，最終利用公式（7）預(yù)測(cè)水平主應(yīng)力差（DHSR）。五峰組-龍馬溪組背斜核部區(qū)域?yàn)?em style="box-sizing: border-box;padding: 0px;list-style: none">DHSR高值區(qū)（圖7），表明其兩個(gè)方向的水平地層主應(yīng)力差異較大，地層形變最強(qiáng)，與構(gòu)造變形規(guī)律吻合。自背斜核部向兩翼，DHSR逐漸降低，在工區(qū)西南部的林頁(yè)3井區(qū)降至0.1左右，表明此區(qū)域水平應(yīng)力差較小。

???εhεHεz???=????1E+ZN?υE?υE?υE1E?υE?υE?υE1E????×???σhσHσz???$\left[\begin{array}{c}{\epsilon }_{\mathrm{h}}\\ {\epsilon }_{\mathrm{H}}\\ {\epsilon }_{\mathrm{z}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}\frac{\mathrm{1}}{E}+Z_{\mathrm{N}}& -\frac{\upsilon }{E}& -\frac{\upsilon }{E}\\ -\frac{\upsilon }{E}& \frac{\mathrm{1}}{E}& -\frac{\upsilon }{E}\\ -\frac{\upsilon }{E}& -\frac{\upsilon }{E}& \frac{\mathrm{1}}{E}\end{array}\right]\times \left[\begin{array}{c}{\sigma }_{\mathrm{h}}\\ {\sigma }_{\mathrm{H}}\\ {\sigma }_{\mathrm{z}}\end{array}\right]$（5）?????σh=σzυ(1+υ)1+EZN?υ2σH=σzυ(1+EZN?υ)1+EZN?υ2$\left\{\begin{array}{c}{\sigma }_{\mathrm{h}}={\sigma }_{\mathrm{z}}\frac{\upsilon (\mathrm{1}+\upsilon )}{\mathrm{1}+E{Z}_{\mathrm{N}}-{\upsilon }^{\mathrm{2}}}\\ {\sigma }_{\mathrm{H}}={\sigma }_{\mathrm{z}}\frac{\upsilon (\mathrm{1}+E{Z}_{\mathrm{N}}-\upsilon )}{\mathrm{1}+E{Z}_{\mathrm{N}}-{\upsilon }^{\mathrm{2}}}\end{array}\right.$（6）DHSR=σH?σhσH=EZN1+EZN+υ$D_{\mathrm{H}\mathrm{S}\mathrm{R}}=\frac{{\sigma }_{\mathrm{H}}-{\sigma }_{\mathrm{h}}}{{\sigma }_{\mathrm{H}}}=\frac{E{Z}_{\mathrm{N}}}{\mathrm{1}+E{Z}_{\mathrm{N}}+\upsilon }$（7）

式中：DHSR為水平主應(yīng)力差，無(wú)量綱；E為楊氏模量，MPa；ε為應(yīng)變，無(wú)量綱；ZN為法向柔度，無(wú)量綱；σ為應(yīng)力，MPa；H，h和z分別為水平最大、水平最小和垂直地應(yīng)力方向標(biāo)識(shí)［29］。

圖7

圖7   川東南林灘場(chǎng)地區(qū)五峰組-龍馬溪組DHSR預(yù)測(cè)

Fig.7   Prediction of DHSR of Wufeng?Longmaxi Formations in Lintanchang area， southeastern margin of Sichuan Basin

4 保存條件

南方海相頁(yè)巖氣符合“二元富集”規(guī)律，優(yōu)質(zhì)的生烴潛力是頁(yè)巖氣“成藏控儲(chǔ)”的基礎(chǔ)條件，保存條件則是“成藏控產(chǎn)”的關(guān)鍵［45-55］。川東南地區(qū)構(gòu)造變形十分復(fù)雜，經(jīng)勘探實(shí)踐表明，頁(yè)巖氣保存條件影響因素多樣，主要有構(gòu)造樣式及地層傾角、斷裂影響和地層壓力系數(shù)。

4.1 地層傾角

地層傾角能夠反映構(gòu)造作用的強(qiáng)弱，地層傾角越大，說(shuō)明構(gòu)造變形強(qiáng)度大，不利于頁(yè)巖氣保存。林灘場(chǎng)核部、南部構(gòu)造變形強(qiáng)度弱，傾角較?。?°～20°），保存條件最為有利；北部地層傾角相對(duì)較?。?0°～20°），向北東傾角緩慢增大（20°～30°），保存條件較為有利；西北部受到斷層影響，傾角分布在（30°～60°），保存條件最差；南東部從背斜核部向兩翼地層墻角逐漸變大（0°～50°），保存條件較差（圖8a）。

圖8

圖8   川東南林灘場(chǎng)地區(qū)五峰組-龍馬溪組地層傾角平面分布（a）、地震相干屬性（b）、地震曲率屬性（c）以及壓力系數(shù)預(yù)測(cè)（d）

Fig.8   Planar distribution map of dip angle （a）， seismic coherence attributes （b）， seismic curvature attributes （c）， and pressure coefficient prediction （d） of Wufeng?Longmaxi Formations in Lintanchang area， southeastern margin of Sichuan Basin

4.2 斷裂影響

遠(yuǎn)離大斷裂相互連通的多套天然裂縫可改善儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能和滲透率，有效增加頁(yè)巖儲(chǔ)層的產(chǎn)量，因此裂縫分布預(yù)測(cè)工作十分重要。本文主要應(yīng)用疊后地震預(yù)測(cè)技術(shù)（相干屬性和曲率屬性）對(duì)林灘場(chǎng)地區(qū)的斷裂進(jìn)行預(yù)測(cè)。相干屬性主要用來(lái)識(shí)別大斷裂，表現(xiàn)為相干陰影特征，工區(qū)大斷裂主要集中在林灘場(chǎng)背斜兩翼，尤其是西北翼斜坡區(qū)為大斷層及其伴生斷裂發(fā)育區(qū)，背斜南、北段裂縫相對(duì)不發(fā)育。曲率屬性主要反映由大斷裂與小斷裂誘導(dǎo)發(fā)育產(chǎn)生的微小尺度裂縫，工區(qū)內(nèi)微小尺度裂縫主要集中在兩翼，呈條帶狀分布（圖8b，c）。

4.3 地層壓力系數(shù)

地層壓力系數(shù)是指實(shí)測(cè)地層壓力與同深度靜水壓力之比，是衡量地層壓力是否正常的一個(gè)指標(biāo)。涪陵頁(yè)巖氣田勘探開發(fā)實(shí)踐表明，壓力系數(shù)與儲(chǔ)層段總含氣量、吸附氣含氣量和游離氣含氣量均呈正相關(guān)性。因此，地層壓力系數(shù)是優(yōu)選頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”區(qū)的一個(gè)重要參數(shù)。本文選用了適合砂泥巖地層的Eaton法，該方法根據(jù)壓實(shí)理論，結(jié)合有效應(yīng)力和均衡理論，綜合考慮壓力的形成機(jī)制和測(cè)井信息之間的關(guān)系，建立正常壓實(shí)趨勢(shì)線預(yù)測(cè)地層壓力及壓力系數(shù)。全區(qū)五峰組-龍馬溪組頁(yè)巖地層壓力系數(shù)變化較大，在0.7～1.9，其中背斜核部區(qū)域地層壓力系數(shù)較低（1.0～1.1），自核部向兩翼隨著埋深的增加，地層壓力系數(shù)逐漸升高，林頁(yè)3井附近達(dá)到1.6，由此推測(cè)在相同的勘探開發(fā)條件下，工區(qū)東南部頁(yè)巖氣產(chǎn)能可能更高（圖8d）。

5 龍馬溪組油氣綜合評(píng)價(jià)

參照《中國(guó)石化海相頁(yè)巖氣目標(biāo)優(yōu)選評(píng)價(jià)系統(tǒng)》中“頁(yè)巖氣目標(biāo)評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范”，綜合頁(yè)巖TOC、POR、GAS、BI、水平主應(yīng)力差、地層傾角、斷裂影響和地層壓力系數(shù)進(jìn)行頁(yè)巖氣目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)（表3），評(píng)價(jià)出頁(yè)巖氣Ⅰ類區(qū)、Ⅱ類區(qū)和遠(yuǎn)景區(qū)（圖9）。林灘場(chǎng)地區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖氣埋深有利面積為290.68 km2，資源量1 650.90 × 108 m3，其中Ⅰ類區(qū)資源量1 274.00 × 108 m3，Ⅱ類區(qū)資源量376.90 × 108 m3，遠(yuǎn)景區(qū)資源量911.38 × 108 m3，Ⅰ類區(qū)及遠(yuǎn)景區(qū)資源豐度5.93 × 108 m3/km2，Ⅱ類區(qū)資源豐度4.97 × 108 m3/km2，資源潛力大，具有良好的勘探開發(fā)潛力。

表3   川東南林灘場(chǎng)地區(qū)Ⅰ類區(qū)與Ⅱ類區(qū)參數(shù)對(duì)比

Table 3  Comparison of parameters between zones of TypeⅠand TypeⅡin Lintanchang area， southeastern margin of Sichuan Basin

圖9

圖9   川東南林灘場(chǎng)地區(qū)五峰組-龍馬溪組儲(chǔ)層有利區(qū)綜合評(píng)價(jià)

Fig.9   Composite evaluation of play fairways in the Wufeng?Longmaxi Formations in Lintanchang area， southeastern margin of Sichuan Basin

6 實(shí)例驗(yàn)證

通過(guò)利用以上頁(yè)巖甜點(diǎn)區(qū)預(yù)測(cè)成果，2019年在林灘場(chǎng)構(gòu)造南部?jī)A沒端部署實(shí)施了林頁(yè)3井，該井完鉆井深5 830 m，水平段長(zhǎng)1 500 m，氣測(cè)全烴含量3.67 %～26.76 %、平均16.16 %，C1含量為2.42 %～25.73 %、平均14.76 %，綜合評(píng)價(jià)Ⅰ類儲(chǔ)層1 467 m，TOC含量5.3 %，POR為7.8 %，GAS為5.2 m3/t，BI為64，整體油氣顯示較好。采用“多段多簇密切割+高砂比超強(qiáng)加砂+大排量”壓裂工藝和變粘壓裂液體系，完成28段和13簇壓裂改造，測(cè)試產(chǎn)量17 × 104 m3/d，取得了勘探重大突破。為進(jìn)一步擴(kuò)大勘探成果，實(shí)現(xiàn)商業(yè)突破，目前在南、北傾沒端繼續(xù)部署了2口探井即林頁(yè)10井和林頁(yè)7井，其中林頁(yè)10井已獲總部同意，正在準(zhǔn)備實(shí)施。

林頁(yè)3井的突破進(jìn)一步證實(shí)了林灘場(chǎng)良好的勘探開發(fā)潛力及甜點(diǎn)區(qū)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。應(yīng)用此方法對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層甜點(diǎn)區(qū)做出精準(zhǔn)平面預(yù)測(cè)，對(duì)實(shí)現(xiàn)川東南盆緣復(fù)雜構(gòu)造區(qū)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)一體化具有重要的指導(dǎo)意義。

7 結(jié)論

1） 林灘場(chǎng)五峰組-龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖具有高自然伽馬、高聲波時(shí)差和高電阻率，以及低中子和低密度的測(cè)井響應(yīng)特征，通過(guò)巖心樣品分析測(cè)試數(shù)據(jù)、儲(chǔ)層地質(zhì)巖性特征以及儲(chǔ)層巖石物理分析建立儲(chǔ)層評(píng)價(jià)參數(shù)（TOC，POR，GAS和BI等）與地震彈性參數(shù)（縱波阻抗、橫波阻抗、縱橫波速度比、密度和泊松比）的定量關(guān)系。利用疊前反演效果分析獲得縱橫波速度比、密度和泊松比反演剖面，根據(jù)定量關(guān)系預(yù)測(cè)TOC，POR，BI和GAS的平面圖。

2） 針對(duì)川東南盆緣復(fù)雜構(gòu)造區(qū)建立頁(yè)巖氣甜點(diǎn)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)體系，最終確定林灘場(chǎng)地區(qū)頁(yè)巖氣勘探有利區(qū)面積88.83 km2，位于研究區(qū)南部與東北部。根據(jù)實(shí)例驗(yàn)證，林頁(yè)3井的實(shí)鉆結(jié)果證明甜點(diǎn)預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，林頁(yè)3井位于甜點(diǎn)預(yù)測(cè)有利區(qū)，TOC含量為5.3 %，POR為7.8 %，GAS為5.2 m3/t，BI為64.0，綜合評(píng)價(jià)為Ⅰ類儲(chǔ)層，有利于壓裂施工改造，采用“多段多簇密切割+高砂比超強(qiáng)加砂+大排量”壓裂工藝和變粘壓裂液體系，單井測(cè)或日產(chǎn)氣量較高，勘探開發(fā)前景十分可觀。

3） 地質(zhì)甜點(diǎn)、工程甜點(diǎn)與保存條件的一體化預(yù)測(cè)對(duì)林灘場(chǎng)乃至整個(gè)川東南盆緣復(fù)雜構(gòu)造區(qū)頁(yè)巖氣產(chǎn)能規(guī)模增長(zhǎng)、勘探開發(fā)一體化的實(shí)現(xiàn)都具有重要的指導(dǎo)和借鑒意義。