0 引言

经过半个多世纪的勘探、开发表明，四川盆地侏罗系拥有非常丰富的致密油气资源。四川盆地川中中侏罗统沙溪庙组气藏为典型致密次生远源气藏^[1]，其中川中地区沙溪庙组二段(沙二段)致密河道油气显示频繁，估算资源量超过万亿立方米，气藏勘探、开发潜力大^[2]。

河流相是陆相环境中最重要的沉积类型，所沉积砂体也是油气储集的良好场所^[3]，河道砂岩气藏具有“相带控砂、河道控储、物性控产”的特征，复杂致密河道砂岩储层成为主要开发建产目标^[4]。整体上对沙溪庙组沉积微相的研究较为薄弱，目前在三维地震河道精细刻画基础上研究四川盆地川中地区河流相，利用地震资料结合钻井资料识别、预测优质储层，但由于沉积微相变化快、砂泥层间交互频繁、储层非均质性强，因此精细刻画沉积微相难度大，从而难以精准预测天然气的纵、横向分布与产能。钻井数据证明，分选性好的河床沉积砂岩才是油气储层，而堤岸沉积砂岩的泥质含量高，一般储层品质不好。因此，对沉积微相的研究也极为重要。笔者通过沉积学标志、测井相及地震相综合预测研究川中YTB地区沙二段的沉积微相，期望降低河道砂体识别风险，提高油气开发效益，为该区沙溪庙组沉积微相精细刻画和高效勘探、开发提供依据。

1 区域背景

YTB地区位于四川盆地川北古中坳陷低缓带(图 1)。沙溪庙组气藏为典型致密次生远源气藏，烃源岩来源于下侏罗统凉高山组和三叠系须家河组泥页岩^[5]。YTB地区沙溪庙组内部主要发育正断层，断层在区内广泛分布且规模小，局部发育的向下断至凉高山组和须家河组的断层为下伏优质烃源岩提供了油气充注通道。

YTB地区地层序列正常，从上至下分别为蓬莱镇组、遂宁组、沙溪庙组(图 2)。蓬莱镇组(J₃p)为一套暗紫红色泥岩及砂质泥岩，夹薄层浅紫红色细砂岩，厚度约为600~700m。遂宁组(J₃sn)为一套暗紫红色泥岩及砂质泥岩，夹薄层浅紫红色细砂岩，厚度约为200~400m，其中底部的两套薄层砖红色泥质粉砂岩为区域标准层。沙溪庙组(J₂s)为一套暗紫红色泥岩夹灰绿色、灰白色砂岩，厚度约为1200~1600m，以叶肢介页岩为界将J₂s分为沙二段(J₂s₂)、沙一段(J₂s₁)，其中J₂s₂为一套紫红色—暗紫红色泥岩，间夹中厚层块状砂岩，厚度约为1000~1300m，砂岩厚度为10~20m^[6]。

J₂s沉积特征表明，纵向上发育多期河道叠置。在地震剖面上，J₂s₂河道的地震响应整体呈“亮点”，河道砂体的底界呈强波峰。在工区范围内沉积期次稳定、有序的条件下，以切片为基础自下向上共划分为23期砂体储层(J₂s₁分5期、J₂s₂一小段J₂s₂¹分4期、J₂s₂二小段J₂s₂²分6期、J₂s₂三小段J₂s₂³分5期、J₂s₂四小段J₂s₂⁴分3期)，其中J₂s₂划分为18期^[7]，第6、第7、第9、第13、第14、第17期砂体储层在研究区大面积分布。

四川盆地中部地区多口井在J₂s获高产，证实J₂s的中、上部具有良好的油气勘探、开发潜力^[8]，其中重点目标第8期砂组的总体含气性较好，储层较厚，且水平井成功率高达100%，充分显示了川中地区J₂s₂的广阔勘探前景。

2 沉积微相及特征

四川盆地川中地区历经加里东、海西、印支、燕山及喜山等多次构造运动，其中燕山运动与喜山运动对该区J₂s影响最大。构造形态表现为整体平缓升降，褶皱强度小，局部构造平缓^[9]。笔者主要通过岩心观察结果，结合岩相与测井相共识别出边滩、天然堤、决口扇、河漫滩等4个沉积微相。

2.1 边滩

边滩是河床侧向迁移的产物，是水流在凹岸处流速较大、凸岸处流速较小，沉积物在靠凸岸处堆积而产生。J₂s₂发育多套浅灰色—灰色中砂岩及细砂岩，纵向呈正韵律沉积，向上泥质增多，可见槽状交错层理。河道砂岩的成分成熟度一般较低，结构成熟度为中等—较高。自然伽马曲线(GR)呈箱型低值，顶、底为突变接触(图 3)。

2.2 天然堤

天然堤形成于洪水期河水漫过河岸期间，当河水变浅、流速降低时，悬移物质被大量河水携带并在岸边沉积，最终形成平行于河床的沙堤。天然堤高于河床，将河床与河漫滩分开，主要发育在曲流河的凹岸一侧，在凸岸一侧常为边滩的上部或顶部。在剖面上呈楔形，远离河床方向厚度变小，粒度变细，过渡为河漫滩，主要由细砂岩、粉砂岩、泥岩组成，沉积物粒度较边滩细，较河漫滩粗。天然堤在垂向的突出特点是位于边滩沉积之上，一般为砂、泥岩薄互层。GR曲线呈中—低幅度的指形或锯齿状(图 3)。

2.3 决口扇

决口扇是在高水位时，过量的洪水冲决天然堤，并在堤岸靠平原一侧的斜坡上形成的舌形堆积物，它附属于河床之侧，与天然堤共生。决口扇的沉积物由细砂、粉砂组成，粒度较河道细，较天然堤粗。GR曲线呈中—低幅度扁钟形，顶、底界面一般为突变型，也有底部突变型和顶部渐变型，声波(AC)和电阻率(RT)曲线的幅度中等(图 3)。

2.4 河漫滩

河漫滩是洪水泛滥期间，洪水溢出河道而在平原上缓慢流动，所携带的悬浮沉积物广泛沉积而成，可以成为盖层。沉积物主要为大套厚层块状紫红色泥岩，其中夹少量的粉砂岩，可见水平层理^[10]。GR曲线呈高值且齿化明显，AC及RT曲线幅度较小(图 3)。

分析YTB地区现有的岩心资料及12口井的测井资料，确定了J₂s₂主要为河流沉积体系。将单井测井曲线(主要是GR、AC等)的形态和变化特征、曲线幅度、顶底过渡关系、曲线的光滑程度以及曲线形态的组合特征等作为地层划分和对比标志^[11]，也作为沉积相的分析依据(表 1)。

对于取心少、取心率低以及未取心的井，主要依靠测井相分析单井沉积相。通过不同岩性的测井响应特征，划分单井沉积相并建立单井沉积微相柱状图(图 4)。

3 地震相与沉积相分析方法及流程 3.1 地震响应特征

结合测井、录井和岩心资料，根据地震反射结构、振幅和波形特征，总结了YTB地区不同沉积微相的地震反射特征(图 5)。河漫滩呈低—中连续、弱—空白振幅反射特征，波形较平直；决口扇呈中连续、弱—中振幅反射特征，波形为扁平状不规则组合；天然堤呈高连续、中—强振幅反射特征，波形上旋(峰值靠上)；边滩呈高连续、强振幅反射特征，波形为钟形且较对称。在地震剖面上河道顶界呈强波谷反射，底界呈强波峰反射，典型波组呈强波谷+强波峰的“亮点”反射(图 6)。

3.2 基于波形聚类分析技术划分地震相

陆相沉积地层反射波形信息与砂泥岩组合特征及含油气性等多种因素有关^[12]，地震反射波形变化反映了储层沉积微相、岩性组合的变化，因此可根据地震波形变化信息进行波形聚类划分地震相。波形聚类使用神经网络技术对地震波形(频谱)分类，根据地震道的波形特征，在某一时窗范围内根据模型道模拟人脑思维，逐道对比、训练地震数据的横向变化，从而形成平面离散的“地震相”。同时，根据钻井地质信息标定结果，对地震相进行平面归类处理与综合地质解释，从而半定量—定量研究地震相^[13]。常规地震波形聚类主要适用于平行反射结构、地层厚度变化较小、构造较简单的地区，在这些地区沿标准层向下或向上开时窗进行波形分类时，能保证在等时格架内不穿越地震同相轴，因此效果较好。图 7为第8期砂组波形聚类属性。由图可见，存在北东—南西向的条带状地震波形带，结合钻井资料，证实在该波形带反映了主河道，存在边滩和天然堤沉积，可能存在决口扇沉积，在波形条带外存在河漫滩沉积。

3.3 基于均方根振幅属性预测沉积相带

均方根振幅为时窗内能量之和(振幅的平方)的平方根，可以凸显孤立的或极值振幅异常。均方根振幅对振幅变化较敏感(可把小值变得更小，大值变得更大)，反映了反射波能量，通过追踪河道砂的岩性变化预测沉积相带。图 8为第8期砂组均方根振幅属性。由图可见：能量较大处(红色区域)为边滩沉积，砂岩厚度大，是最好的油气储集相带；能量中等处(黄绿色区域)为天然堤与决口扇沉积，能量不稳定，反映了河床与河漫间的沉积环境，砂岩厚度变化大，存在泥岩夹层，是较好的油气储集相带^[14]；能量较弱处(灰白色区域)为河漫滩沉积，主要为泥岩夹少量薄砂岩，油气储集物性较差。

3.4 基于多属性融合技术预测沉积微相

单一属性预测沉积相的多解性较强，可以通过多属性融合方法改善。分析对砂岩较敏感的地震属性表明，尽管波形特征及均方根振幅属性具有一定的预测能力，但是受地震资料分辨率的限制，难以预测薄砂体及其细节。多属性融合技术克服了单一属性不能有效描述地质体的缺点，可降低单一属性预测沉积相的多解性。属性融合技术是对多幅图像各对应象元逐个进行四则运算(加、减、乘、除)或矢量运算，以便求出复合图像的和、差、积、商，达到图像增强的某种效果。图像相加可以减小噪声，增大对比度；图像相减有利于监测动态变化信息，或从模糊的背景中检测出有用目标信息；图像相乘可增强图像轮廓；图像相除可以求取比值图像，使灰度值不大的图像在相除后反差增强。此外，根据不同属性参数的特点设计复杂的代数运算方程，达到再增强识别沉积微相效果的目的。利用数学比例运算关系结合两种地震属性数据，从而在一维颜色模式下同时显示两种属性。多属性比例融合是将地震属性数据体A和B按一定比例关系融合在一起生成新的数据体C，由于C同时包含了A和B的关键信息，使解释者更容易对比A和B，减少了采用单一数据体解释带来的不确定性^[15]。

3.5 沉积微相分析流程

文中采用测井—地震—沉积的研究思路，实现高精度沉积微相表征(图 9)。首先，了解区域地质背景，并收集测井、录井及岩心资料，分析沉积微相测井响应特征并编制相标志及单井沉积微相柱状图；其次，分析沉积微相地震响应特征并优选属性，选取波形聚类和均方根振幅属性预测沉积相带；最后，通过多属性融合技术提高沉积微相识别精度。

4 沉积微相平面展布分析

针对YTB地区J₂s₂砂体“期次多、分布广、窄而薄”的特点，通过多属性融合得到YTB地区第8期砂组融合属性平面分布(图 10a)，结合单井沉积微相分析，得到沉积微相平面展布(图 10b)。后续部署的勘探、开发井的数据验证结果表明，水平井储层钻遇率和探井、评价井见气成功率大幅度提升。如：针对边滩的q210-8-H1井测试获气超过40万m³/d，无阻流量超过90万m³/d；针对天然堤的q212-8-H1井测试获气超15万m³/d，无阻流量超30万m³/d。实际效果表明，针对J₂s沉积微相的研究极为重要，能有效支撑致密河道砂岩气藏的勘探、开发。

5 结论

(1) 四川盆地川中YTB地区侏罗系沙溪庙组二段是一套曲流河沉积，主要发育河床、堤岸及河漫等三种亚相，其中河床亚相主要发育边滩和河道微相，堤岸亚相分为决口扇和天然堤微相，河漫亚相主要发育河漫滩微相。

(2) 结合测井、录井和岩心资料，根据地震响应特征，选取波形聚类和均方根振幅属性预测沉积相带；最后通过多属性融合技术提高沉积微相识别精度。本文提出的多属性融合技术对四川盆地其他地区沙溪庙组沉积微相的精细刻画具有借鉴意义。

(3) 地震相分析结果表明，川中YTB地区曲流河边滩的储层物性最好，天然堤次之。实际勘探效果表明，针对沙溪庙组沉积微相的研究极为重要，能有效指导和支撑致密河道砂岩气藏的勘探、开发。