川中-川西地区茅口组顶部地震相特征与成因

陈 骁, 董 霞, 冉 崎, 关 旭, 何青林, 龙 隆, 张 亚

(1.中国石油西南油气田分公司 勘探开发研究院,成都 610041； 2.中国石化西南油气分公司 勘探开发研究院,成都 610041)

川中-川西地区茅口组顶部地震相特征与成因

陈 骁1, 董 霞2, 冉 崎1, 关 旭1, 何青林1, 龙 隆1, 张 亚1

(1.中国石油西南油气田分公司 勘探开发研究院,成都 610041； 2.中国石化西南油气分公司 勘探开发研究院,成都 610041)

为解决川中-川西地区钻井资料匮乏、受玄武岩喷发影响地层纵横向分布发生变化等问题，利用地震资料开展中二叠统茅口组及上覆地层地震相特征分析。通过地震识别，茅口组顶界在地震剖面上主要表现为强波峰地震反射，川中-川西地区茅口组顶界存在明显的弱振幅杂乱地震反射特征连片分布。根据沉积背景分析，认为川西南部地区、川西中部地区、川西北部地区、川中地区茅口组顶界弱振幅地震异常响应特征为火山喷发、火山沉积与碳酸盐岩喀斯特等不同地质作用所引起；结合茅口组上覆地层的差异，将川西-川中分为4个地震相区域。四川盆地上二叠统玄武岩在成都-简阳地区分布，早期可能为火山口爆发区，为油气勘探有利区带。

四川盆地；茅口组；地震相；玄武岩

四川盆地二叠系上统包括长兴组/大隆组、龙潭组/吴家坪组，中统包括茅口组、栖霞组，下统包括梁山组。茅口组主要为碳酸盐岩台地相沉积，沉积泥晶灰岩、生物(屑)灰岩、残余生物灰岩和有机质泥质灰岩[1-2]。茅口组碳酸盐岩一直是四川盆地油气勘探重点层系。近年来，茅口组油气勘探由早期裂缝型储层逐步过渡到孔隙型储层，勘探范围由蜀南地区逐步扩大到川西、川中、川北地区。随着勘探范围的不断扩大，川西-川中地区面临的茅口组目的层埋深大、钻遇目的层井位资料匮乏等问题日渐突出，需要依靠地震资料解释进一步开展油气地质勘探研究。

茅口组沉积末期，四川盆地经历了东吴运动的整体抬升，形成了茅口组顶部的区域不整合界面。茅口组岩性差异小，四川盆地茅口组主要沉积粉晶、泥晶灰岩，局部地区见白云岩。由于峨眉地裂运动的发生，茅口组上覆地层存在明显差异，川西南部地区主要为玄武岩，川中地区逐步过渡为龙潭组泥岩，川西北部地区主要分布吴家坪组。吴家坪组底部与茅口组相接触,可分为泥岩与灰岩2种情况[3-4](图1)。

1 茅口组顶界地震相特征

四川盆地川中及川东地区地震剖面茅口组顶界主要为强波峰地震反射，但川中-川西地区地震剖面茅口组顶界存在明显的弱振幅杂乱地震反射特征(图2)。依托有限的钻井资料，结合盆周造山带野外露头与二维、三维地震解释，对该弱振幅杂乱反射的形成原因认识各不相同，衍伸出多种地质认识。江青春等[5]认为四川盆地茅口组顶部喀斯特储层发育，茅口组顶部弱振幅杂乱地震异常响应为喀斯特储层地球物理响应特征；李毅等[6]认为茅口组中上段沿基底断裂带发育“热次盆”相，控制了热水白云岩发育，与川中-川东地区弱振幅异常发育有一定的对应关系；刘殊等[7]认为茅口组顶部弱振幅杂乱地震反射特征是“中心凸起内部杂乱发射”的礁滩相地震异常反射，是川西地区古拗拉槽在峨眉地裂运动中继承发展形成的台洼边缘沉积的茅口组生物礁滩储层引起的地震反射。

图2 川西南-川西北连井二维地震剖面图Fig.2 Two-dimensional seismic profile in the southwest-northwest Sichuan Basin(沿茅口组底拉平)

通过地震剖面解释，提取茅口组顶界上下10 ms内地震均方根振幅能量属性，刻画了川西-川中茅口组顶界上下10 ms时窗地震均方根振幅能量属性平面分布特征(图3)。可以看到，在川西南-川中地区大面积连片分布弱振幅反射地震相；川中地区主要为强波峰反射地震相区，局部零星分布弱振幅反射地震相；川中-川西北地区GJ井东部弱振幅反射地震相中断，川西北地区小范围连片分布弱振幅反射地震相。

图3 川西-川中茅口组顶界上下10 ms时窗地震均方根振幅能量属性平面分布图Fig.3 The distribution of RMS amplitude of the window between the upper and lower 10 ms of the top Maokou Formation in west-middle Sichuan

2 茅口组顶界地震相分区及成因

地震反射主要反映弹性分界面，即上覆地层与下伏地层存在差异时，其界面会形成地震反射界面。因此，茅口组顶界地震反射主要反映上覆的上二叠统与茅口组的差异，分析上二叠统与茅口组的差异是厘清茅口组顶界地震相产生差异形成原因的关键。

结合单井岩性柱状图与区域地质分析，四川盆地茅口组主要为粉晶灰岩、泥晶灰岩沉积，局部为白云岩，岩性差异小，因此，下伏茅口组沉积发生变化引起茅口组顶界地震相存在差异的可能性较小。

依据地震相展布特征，结合上覆上二叠统岩性的不同发育区，将四川盆地茅口组顶部地震相划分为4个区域(图4)。

图4 四川盆地茅口组顶部地震相特征分类图Fig.4 Characteristics of seismic facies at the top of Maokou Formation in Sichuan Basin

①区：茅口组顶界面为弱波峰反射，之上50～100 ms为杂乱反射。

该类地震相主要分布在川西南部雅安-成都地区。HANS1等钻井证实，茅口组上覆上二叠统为100～300 m厚的火山岩，火山岩与灰岩地震波速度变化较小，茅口组顶部未形成强波峰反射，上覆的上二叠统火山岩在地震剖面上形成50～100 ms杂乱反射。

②区：茅口组顶界面为弱波峰反射，上覆未见明显杂乱反射，之上10～30 ms为强波峰反射。

该类地震相主要分布在川西南-川中过渡地区。Y1井、NC2井等实钻证实，茅口组上覆龙潭组泥岩，龙潭组底部发育薄层玄武岩或凝灰岩(Y1井龙潭组底部为29 m厚的玄武岩，NC2井龙潭组内部共计39 m厚凝灰质砂岩)。与龙潭组泥岩相比，玄武岩、凝灰质砂岩与茅口组灰岩速度差异小，茅口组顶界反射为弱波峰反射；龙潭组内部由于玄武岩或凝灰质砂岩厚度较小，在地震剖面上未形成杂乱反射特征；玄武岩上覆为龙潭组泥岩，与玄武岩相比，地震波速度变化大，茅口组顶界之上10～30 ms的玄武岩或凝灰岩与龙潭组泥岩分界面形成了强波峰地震反射(图5)。

图5 Y1井与NC2井龙潭组岩性柱状图Fig.5 Lithological histogram of Longtan Formation of the Well Y1 and NC2

③区：茅口组顶界面主要为中强或强波峰反射，局部零星发育弱振幅反射。

图6 NC1龙潭组-茅口组综合柱状图Fig.6 Comprehensive histogram of Longtan Formation-Maokou Formation of the Well NC1

该类地震相在川中地区大面积分布。多口井证实，茅口组上覆地层为龙潭组泥岩，与茅口组灰岩的波速差异大，形成了茅口组顶界面中强或强波峰反射(图6)，局部出现的弱振幅反射，可能为茅口组顶界东吴运动所造成的喀斯特储层反射特征,与川南地区茅口组裂缝型储层类似[8]。

④区：茅口组上覆上二叠统吴家坪组沉积，部分为中强波峰反射，部分为弱波峰反射。

该类地震相在川西北地区分布。钻井证实该地区上覆地层为吴家坪组，吴家坪组与龙潭组为同时异相，灰岩与泥岩交互沉积。当吴家坪组底部灰岩厚度大时，茅口组顶界为弱振幅波峰反射；当吴家坪组底部泥岩厚度大时，茅口组顶界为强波峰反射。

3 不同地震相区的勘探意义

①区为茅口组上覆厚层火山岩分布区，②区为茅口组上覆薄层玄武岩或凝灰质砂岩分布区。受峨眉地裂运动影响，川西南部地区ZG1、HANS1等井钻遇火山岩储层获气，表明四川盆地火山岩与玄武岩具有油气勘探前景[9-14]，可关注①区与②区火山岩喷发通道，寻找火山岩勘探有利区。在茅口组顶界地震相研究过程中，结合准噶尔等盆地火山岩勘探成果，通过剖面解释，发现成都-简阳地区龙泉山一带存在火山岩喷发通道，可能发育火山爆发相、侵入相有利区，四川盆地火山岩勘探有利区得到扩展，具有一定的勘探前景(图7)。

图7 火山岩相模式图Fig.7 Model of the volcanic facies(A)准噶尔盆地东部火山岩相模式图(据刘喜顺等[15]); (B)龙泉山地区地震剖面火山岩相模式图

③区与④区上二叠统底部为泥岩时，茅口组顶界应为中强波峰反射，局部的弱振幅异常可能为喀斯特储层发育区，需要结合古地貌研究，寻找喀斯特高地、喀斯特斜坡等喀斯特储层发育有利区。

4 结 论

a.四川盆地中二叠统茅口组顶界弱振幅异常主要分布于川西南部-川西中部，川中地区呈零星展布。

b.剖面地震相总体分为4种，不同地震相区产生弱振幅地震异常原因各有不同，不可一概而论：①、②区地震相区弱振幅地震反射由茅口组上覆玄武岩所造成，③区地震相区弱振幅异常可能为喀斯特发育区，④区地震相区弱振幅异常为吴家坪组底部出现灰岩所致，为岩性变化反射特征。

c.不同地震相区油气勘探方向有所不同：①区与②区为上二叠统火山岩勘探有利区，寻找火山岩喷发通道，是今后油气勘探的重点；③区与④区是茅口组喀斯特储层勘探有利区，结合古地貌研究，刻画喀斯特储层发育有利区是今后油气勘探的方向。

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Characteristics and causes of seismic facies of Middle Permian Maokou Formation in central-western Sichuan Basin, China

CHEN Xiao1, DONG Xia2, RAN Qi1, GUAN Xu1, HE Qinglin1, LONG Long1, ZHANG Ya1

1.ExplorationandDevelopmentResearchInstitute,SoutwestOil&GasfieldCompanyofPetroChina,Chengdu610041,China; 2.ExplorationandDevelopmentResearchInstitute,SouthwestOil&GasCompanyofSINOPEC,Chengdu610041,China

The characteristics of seismic facies data of Middle Permian Maokou Formation and its overlying strata are analyzed in order to solve such problems as lack of drilling data in western-central Sichuan Basin and the heterogeneous distribution of stratum resulted from the basalt eruption. Seismic identification reveals that the mainly seismic reflection on the top of Maokou Formation in Sichuan Basin is strong and has obvious weak amplitude clutter as well as contiguous distribution. The analyses of drilling data and sedimentary background show that the characteristics of seismic anomaly response of the top Maokou Formation in the south, middle and north sections of Sichuan Basin are resulted from different geological processes, such as volcanic eruption, volcanic sedimentation and carbonate karstfication. 4 seismic facies zone in central-western Sichuan Basin are classified according to the differences of the overlying strata. It is considered that the Chengdu-Jianyang area likely to be a volcanic eruption zone during late Permian period because of the development of the basalt in this area, which is favorable for the evaluation of oil and gas.

Sichuan Basin; Maokou Formation; seismic response characteristics; basalt

10.3969/j.issn.1671-9727.2017.03.09

1671-9727(2017)03-0362-06

2016-11-04。

国家科技重大专项(2016ZX05007-004)；中国石油股份公司重大科技专项(2014E-3208GF, 2016E-0604)。

陈骁(1984-), 男，硕士，工程师，从事地震地质综合研究工作， E-mail:cxjeff@petrochina.com.cn。

P631.4

A