陈杰 ，童明胜，陈果

1.中国石油川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院，四川成都610051

2.中国石油海外天然气技术中心，四川成都610051

引言

厄瓜多尔东部发育南美著名的含油气盆地—奥连特（Oriente）盆地，为南美众多次安第斯山前陆盆地之一，面积约10×104km2，是厄瓜多尔最重要的油气产区[1-2]。奥连特盆地西陡东缓，轴向南北，经历古生代克拉通边缘盆地、晚三叠—白垩纪裂陷——拗陷盆地以及晚白垩纪至今前陆盆地3 个构造演化阶段，主要含油气层系为白垩系Napo组砂岩储层，为整体海进背景下的多次海水进退交替形成的浅海潮坪相沉积，发育石英砂岩、海绿石砂岩、灰岩和泥岩等岩性，自下而上分为C 灰岩段、T 砂岩段、B 灰岩段、U 砂岩段、A 灰岩段、M2 砂段岩、M2 灰岩段和M1 砂岩段。其中，T 砂岩段是盆地内最重要的储层之一，A 灰岩段作为其上覆盖层，分布较为稳定。近年来，在奥连特盆地北部勘探开发过程中，发现多个A 灰岩段增厚区域，其增厚成因不明，该区域内钻井所钻遇下伏T 砂岩段储层虽都含油，但砂体发育情况差异较大，严重影响了该区域下步勘探开发工作。对于上覆高速屏蔽层影响下的砂体预测，前人主要基于地震波传播原理，从地震资料采集和处理技术入手，试图恢复下伏砂体真实振幅信息[3-5]。受限于原始地震采集数据品质不高，常规处理方法不能很好地恢复高速屏蔽层影响下的砂体振幅，本文从奥连特盆地北部A 灰岩段增厚区地球物理特征分析入手，综合奥连特盆地区域地质、构造演化等资料，对A 灰岩段增厚原因进行分析；通过地震正演等手段对影响其下伏T 砂岩段储层预测的因素进行评价，并以此为依据，反复比对选取最佳方法，开展下伏砂体地震预测，以期为下步勘探开发工作提供支持。

1 地质背景

奥连特盆地是南美洲谱图马约——奥连特——奥马拉农（Putumayo—Oriente——Maranon）盆地的一部分，被哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁的国界线分为3 个次盆。奥连特盆地沿安第斯山前延伸并且平行于该山系，沉降中心位于安第斯山前，沉积层序向东逐渐变薄并且超覆在圭亚那地盾上，整体呈一个西厚东薄的楔形，盆地内主要发育NW—SE 向和NE—SW 向两组断裂（图1）。

图1 Oriente 盆地构造位置图Fig.1 Location of Oriente Basin

1.1 构造演化

奥连特盆地作为南美次安第斯前陆盆地的一部分，经历3 个构造演化阶段[6-9（]图2）：（1）寒武纪——二叠纪的克拉通边缘盆地演化阶段。古生代，整个南美洲西部均为克拉通边缘的一部分，以海相沉积为主。这一时期，受西部板块边界活动影响，发育NNW 向和NNE 向两组张扭性断裂。（2）晚三叠纪—早白垩纪的裂陷——拗陷盆地演化阶段。晚三叠纪—早侏罗纪，随着大西洋的张裂，北美大陆从冈瓦纳大陆分离，在南美西北部形成NNE 向和NNW 向两组断裂，南美西部地区的NNE 向和NNW 向两组断裂同时活化，奥连特盆地演化成裂谷盆地；白垩纪，奥连特盆地进入拗陷期，以热沉降为主，海水从南美西缘方向逐渐侵入，最大海侵期发生在晚白垩康尼亚克——坎潘期。（3）晚白垩纪至今的前陆盆地演化阶段。太平洋板块低角度俯冲南美大陆，奥连特盆地进一步演化成前陆盆。古近纪早期，南美板块向西漂移导致加勒比海板块相对向东移动，伴随轻微向北的运动，沿安第斯褶皱带的长轴方向，沉积了巨厚的陆缘碎屑岩沉积。中新世中期至今，随着太平洋板块向东俯冲，安第斯山脉不断隆起，造成现今起伏地形发育（汇聚型火山弧的再生），形成了目前奥连特盆地的西陡东缓的构造形态。

图2 奥连特盆地地层综合图Fig.2 Stratum map of Oriente Basin

1.2 沉积充填

奥连特盆地的沉积充填与其构造演化过程密切相关[10-12]。

（1）前寒武纪基底为圭亚那地盾的火山岩和麻粒岩相变质岩，古生代为克拉通边缘的一部分。

（2）中生代，随着盆地进入裂谷盆地发育阶段，海水入侵，二叠系——下侏罗纪沉积了一套薄层碳酸盐岩和黑色沥青页岩（Maguna 和Santiago 组），中间经历了两次沉积间断；侏罗纪，由于裂谷盆地发育影响，大西洋发生张裂，火山岩浆活动，沉积Chapiza 组火山岩。白垩纪，盆地进入拗陷阶段，以浅海沉积为主，沉积物源来自于东部圭亚那地盾，发育多套碎屑岩地层（图3），其中，Hollion 组覆盖于侏罗系Chapiza 组火山岩之上，呈区域角度不整合接触，由广泛分布的厚层石英砂岩组成。Napo 组整合覆盖于Hollion 组之上，为海平面多次升降背景下形成的一套浅海潮坪相沉积，发育4 套砂岩储集层（T、U、M2 和M1 砂岩段），其间发育3 套分布较稳定的碳酸盐岩地层（A、B、C 灰岩段）。Napo组厚度一般大于300 ft（1 ft=0.304 8 m），最大超过2 000 ft，向东逐渐聚集并加厚，砂体总体物性好，单层的分选性较好，但纵向上各套砂体物性变化大。Napo 组可划分为5 个沉积层序，每一个层序由一套细砂岩开始，以一套相对深水的陆棚灰岩结束。

图3 奥连特盆地北部白垩系地层沉积综合图Fig.3 Sediment of Cretaceous stratum in the north of Oriente Basin

（3）新生代，进入前陆盆地发育阶段，奥连特盆地以陆相沉积为主，沉积物源来自西部的安第斯山脉。始新世Tiyuyacu 组沉积在Tena 组之上，有小的角度不整合，中间发生了一期沉积间断，总厚度达2 000 ft 以上；再之上覆盖Orteguaza 组（渐新世）蓝灰色泥岩和Chalcana 组红色泥岩、泥质砂岩。

1.3 储层特征

奥连特盆地具有良好的生、储、盖组合。烃源岩主要为白垩系Napo 组内的海相黑色页岩和泥灰岩，主要储层为白垩系Hollin 组、Napo 组内的砂岩储层。盆地内古近系Tena 组泥岩发育，作为区域盖层，白垩系内部泥页岩及碳酸盐岩也可作为盖层（图2）。

Hollin 组为海平面快速上升背景下形成的巨厚砂岩沉积，分为Upper Hollin 和Main Hollin 两套储层，主力储集层Main Hollin 主要形成于冲积平原和河流——三角洲环境，为分选较好的石英砂岩，孔隙度为12%～17%，渗透率为50～800 mD，但大部分储层为水层，未能成藏。

Napo 组为海平面多次升降背景下形成的一套浅海潮坪相砂泥互层沉积，发育4 套砂岩储集层（T、U、M2 和M1 砂岩段），其中，T、U 砂岩段是最重要的储层，由东向西厚度变薄，物性变差，孔隙度为12%～25%，渗透率为15～5 000 mD，砂岩净厚度可达250 ft。M2 砂岩段局限于盆地的东部，代表了一期有限的海退沉积。M1 砂岩段由厚层—块状砂岩组成，沉积于白垩纪末期，受安第斯造山运动影响，盆地西部抬升遭受剥蚀，该砂岩仅在盆地中、东部发育，孔隙度达20%，渗透率在1 000 mD 以上。

2 A 灰岩段发育特征

奥连特盆地白垩系沉积环境为整体由西向东的海进过程，Napo 组是整体海进过程中几次海水进退交互形成的滨浅海沉积。A 灰岩段发育在Napo组第三个三级旋回的上部，岩性主要为泥质、富含有机质的灰岩（图4a），平均厚度约45 ft，测井响应特征为较高自然伽马（40～70 API，中部大于100 API）、中等偏高密度（2.47～2.65 g/cm3）、较高电阻率（300～1 500 Ω·m）及低声波时差和中子值，其中，A 灰岩段中部（距顶约20 ft）发育厚4～6 ft 的高自然伽马层（约200～250 API）、电阻率非常低（2～5 Ω·m），为全区对比标志层。

奥连特盆地北部A 灰岩段地层分布较为稳定，由东向西逐渐减薄，但在局部区域钻井资料显示A 灰岩段明显增厚（表1），且在地震振幅属性图显示为弱振幅异常体（图5b 中蓝色圆圈体），面积2.2～6.0 km2，呈近圆形、椭圆形。测井资料显示，振幅异常体内A 灰岩段岩性发生明显改变：底部或顶部岩性由泥质、有机质灰岩变为纯灰岩、白云质灰岩、白云岩（密度值升高达到2.74～2.87 g/cm3）及火成岩；中部标志层高自然伽马段消失，电阻率值明显升高，一般超过2 000 Ω·m（图4b）。

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图4 奥连特盆地北部A 灰岩段测井综合图Fig.4 Petrophysics composite of A limestone in the north of Oriente Basin

表1 奥连特盆地北部3 个油田A 灰岩段地层厚度统计表Tab.1 Thickness of A limestone,3 Oilfields in the north of Oriente Basin

图5 奥连特盆地北部A 灰岩段地层厚度与地震均方根振幅图Fig.5 Seismic attributive and thickness distribution of A limestone in the north of Oriente Basin

3 A 灰岩段增厚原因分析

地层厚度增加的原因多种多样，既可能是由于沉积环境的不同造成，也有可能是构造运动的原因，更有可能是沉积后地层受外来流体侵入改造而成。通常，相对稳定沉积环境下，局部地层增厚成因有如下3 种：（1）沉积前，局部区域为古地貌低洼部分，沉积过程中沉积物局部堆积形成地层厚度增加。（2）沉积中，地层稳定发育；但后期发育断层，钻遇断层，显示地层厚度增加。（3）沉积后，由于外来流体的侵入，例如：地表、大气淡水等溶蚀、岩浆侵入造成地层岩性、厚度变化等。

A 灰岩段发育在上白垩世，此时奥连特盆地处于较稳定的热沉降阶段，沉积发育在稳定的浅海台地之上，钻井地层对比表明其厚度分布较为稳定，由西向东逐渐减薄与沉积期由西向东的海水深度变浅一致，未有较大的古地貌低洼区发育。钻井、测井资料显示，A 灰岩段异常体内井并未钻遇断层。

从地震和测井资料分析，研究区内A 灰岩段地层增厚区具有两个明显的特征：（1）A 灰岩段增厚区均紧邻较大的断裂，增厚区的形状呈近圆形或椭圆形。（2）测井资料显示增厚的灰岩地层具有白云化现象，甚至发育火成岩。

目前研究认为灰岩白云岩化的成因主要有两类：一是埋藏环境中发生的白云石化作用，与灰岩发生反应的白云石化流体主要包括与蒸发台地相关的卤水和埋藏条件下的富含镁离子的地层水。二是与热液活动有关的白云石化，是地层深部热液对已固结的碳酸盐岩进行白云石化改造。热液可来源于与区域构造运动、火山活动、变质作用有关的构造热液、火山热液和变质热液[13-14]。

厄瓜多尔奥连特盆地白垩系为浅海潮坪沉积，A 灰岩段沉积后，上覆M1 和M2 段，沉积后地层未有抬升暴露，不发育蒸发台地相沉积物，也未接受大气淡水淋滤等作用，因此，认为盆地内A 灰岩段增厚的成因与沉积后大气淡水、地表水侵入改造无关，而研究区内发育多条NS 向的断裂。前人研究表明，白垩纪发育形成的断裂在新生代安第斯构造运动时期发生反转与复活，沟通下部侏罗系，造成深层岩浆在新生代晚安第斯构造运动期间沿断裂向上侵入白垩系。这被盆地内多个油田白垩系Napo组中发育火山岩成分所证实（表2）[15-24]。

表2 厄瓜多尔奥连特盆地白垩系岩浆喷发与侵入事件识别统计表[14]Tab.2 Summary of the extrusive and intrusive events recognized within the Cretaceous,Oriente Basin

综合分析，奥连特盆地在侏罗纪处于裂谷盆地发育阶段，受大西洋的张裂活动影响，北美大陆从冈瓦纳大陆分离，发育NNW 和NNE 断裂；白垩纪，盆地处于热沉降阶段，地层发育较为稳定；古近纪末期——新近纪，晚安第斯造山运动进一步活动，安第斯山脉抬升隆起，盆地内的断裂复活、反转，地层深部的岩浆活动加剧，沿着断裂上升侵入A 灰岩段，造成A 灰岩段局部增厚，岩性改变。

4 A 灰岩段增厚对储层发育的影响与预测

4.1 A 灰岩段增厚对储层发育的影响

研究区内白垩系T 砂岩段上约300 ft 位置处A灰岩段异常增厚，其高速、高密的岩石物理特性对下伏T 砂岩段内砂体的地震能量有不同程度的屏蔽，造成储层地震响应变弱，给砂体预测带来极大影响。地震资料显示，上覆A 灰岩段厚度发育不同，与之对应的下伏砂体地震响应也表现出不同特征。

（1）A 灰岩段正常发育情况下，T 砂岩段优质砂体的地震响应显示为完整波谷波峰条件下外部呈席状展布，内部平行或亚平行下的中强振幅，如P1井钻遇A 灰岩段厚33.7 ft，T 砂岩段砂体I+II 类厚34.9 ft；若T 砂岩段砂体不发育则地震特征波形杂乱，弱振幅，如P4 井钻遇A 灰岩段厚41.7 ft，T 砂岩段砂体I+II 类砂体仅厚5.9 f（t图6a，图6b）。

（2）A 灰岩段增厚异常体内，T 砂岩段优质砂体的地震波形反射特征没有统一模式。如G-30 井A 灰岩段厚79.2 ft，下伏T 砂岩段地震显示中——强振幅，波形连续，但砂体发育一般，I+II 类砂体仅厚17.7 ft；G-29 井A 灰岩段厚61.4 ft，下伏T 砂岩段地震响应为弱振幅，波形不连续，但砂体发育良好，I+II 类砂体厚45.7 ft；G-38 井A 灰岩段厚51.2 ft，下伏T 砂岩段地震响应为稍弱振幅，波形较连续，但砂体极不发育，I+II 类砂体厚仅4.1 f（t图6c）。可见，上覆A 灰岩段局部增厚给下伏砂体厚度预测带来极大的干扰。

图6 不同A 灰岩段发育情况下T 砂岩段地震反射剖面Fig.6 Seismic section of T Formation based on the different A limestone formation development

4.2 储层预测

地震正演技术是储层预测的重要手段，即在明确地层结构特征后，依据测井及地震资料，采用数学方法进行模拟逼近储层的真实分布，获得地层条件下的地震响应特征。

为研究A 灰岩段增厚对下伏T 砂岩段砂体的地震响应特征影响，根据实钻井所揭示的岩性、厚度、声波阻抗等信息，开展地震正演研究，搭建了初始地质模型，采用地震波动方程正演方法，对叠前深度偏移地震数据模拟不同A 灰岩段厚度与不同T 砂岩段砂体变化情况下的地震响应特征：（1）正常A 灰岩段厚度条件下，T 砂岩段内砂体越发育，地震道波谷的振幅越强、连续性越好（图7 中1○、2○和3○）。（2）A 灰岩段厚度增大的情况，下伏T 砂岩段内砂体地震响应受屏蔽作用，砂体响应特征变得混乱，砂体发育，地震响应特征显示为波谷振幅弱、连续性差（图7 中5○）；砂体不发育，地震响应显示为波谷振幅较强、连续性较好（图7 中 4○）。

图7 奥连特盆地北部A 灰岩段对下部T 砂岩段砂体影响地震反演Fig.7 Seismic inversion of A limestone thickness influence on the T sandbody sandstone in the north of Oriente Basin

可见，上覆A 灰岩段地层增厚将干扰下伏T 砂岩段砂体地震响应特征，造成振幅能量变弱，但A灰岩段增厚区域下T 砂岩段内弱振幅区域并不代表砂体不发育，可能是砂体自身不发育与A 灰岩段屏蔽作用共同影响的结果。为消除A 砂岩段增厚对下伏T 砂岩段砂体地震响应特征影响，反复实验后，采用基于CRP 道集的限角叠加分析及储层预测技术和基于调谐厚度的频谱分解砂体预测技术，可以较好地消除上覆A 灰岩段厚度变化的影响，较准确地预测T 砂岩段优质砂体分布。

基于研究结果，在P 油田北部IV 号A 灰岩段异常体下部署一口新井（P–31 井，井位见图5），钻遇T 砂岩段内优质砂体厚18.35 ft，测试产量超1 000 bbl/d（1 bbl=0.159 m3）。

5 结论

（1）奥连特盆地北部白垩系Napo 组整体沉积发育在浅海潮坪环境中，其中，A 灰岩段沉积时地层发育较为稳定，地层厚度由西向东逐渐减薄，现今A 灰岩段顶部地震振幅异常区为地层增厚区域，其形成原因是新近纪安第斯构造构造运动，导致盆地内早期断层复活反转，深部岩浆沿断裂侵入A 灰岩段地层，使其白云石化，造成地层厚度增厚。

（2）A 灰岩段异常增厚，其高速高密的岩石物理特性，会对下伏T 砂岩段内砂体地震振幅产生不同程度的屏蔽作用，造成下伏砂体地震响应特征变弱，给准确预测砂体展布带来极大影响。通过地震正演模拟表明，A 灰岩段增厚下，T 砂岩段内砂体地震响应受到屏蔽，振幅减弱，出现复波。A 灰岩段增厚区内T 砂岩段砂体地震响应特征是上部灰岩和砂体自身厚度变化共同影响的结果。

（3）采用基于CRP 道集的限角叠加分析及储层预测技术与基于调谐厚度的频谱分解砂体预测技术，可以较好地消除上覆A 灰岩段增厚的影响，较准确地预测增厚区内T 砂岩段优质砂体分布。在此基础上，准确预测储层发育潜力区，并获钻井成功证实，能增加新井井位5 口以上。

（4）目前奥连特盆地北部A 灰岩段异常区内未取芯，未能开展相关地球化学及岩石矿物组分等分析，只能通过录井、测井等资料，结合区域地质与邻区资料，综合判断其增厚成因，分析其对下伏砂体预测的影响，建议下一步开展取芯和相关岩芯分析工作。