臨南洼陷沙三段濁積砂體地震特征與精細描述

林中凱 （中國石化股份勝利油田分公司西部新區(qū)研究中心，山東 東營257022）

姜 蕾 （中國石化股份勝利油田分公司物探研究院，山東 東營257022）

臨南洼陷沙三段濁積砂體地震特征與精細描述

林中凱 （中國石化股份勝利油田分公司西部新區(qū)研究中心，山東 東營257022）

姜 蕾 （中國石化股份勝利油田分公司物探研究院，山東 東營257022）

臨南洼陷是一個多期多物源充填的洼陷，環(huán)繞洼陷沙三段發(fā)育多個三角洲沉積體系，勘探潛力較大。近年來，臨南洼陷沙三段隱蔽性油藏勘探不斷取得新進展，但是隨著勘探程度的不斷提高，勘探難度越來越大，常規(guī)濁積砂體識別描述方法已經很難滿足生產需要。針對勘探中存在的難點，通過灰質泥巖剔除技術、濁積砂體地震反射特征研究以及頻譜分解技術的應用，對臨南洼陷濁積砂體進行了精細識別和描述，取得了較好的效果，指導了該區(qū)的勘探部署。

地震反射特征；濁積砂體；臨南洼陷；灰質泥巖；分頻體

1 工區(qū)概況

臨南洼陷是由控洼的帚狀斷裂——臨邑斷層、夏口斷層共同控制形成的大型負向構造帶，長軸為北東方向，呈南北不對稱形態(tài)，勘探面積約1500km2。臨南洼陷是一個多期多物源充填的洼陷，環(huán)繞洼陷的沙三段地層發(fā)育多個三角洲沉積體系，北部有盤河、臨邑－基山、商河三角洲，南部有雙豐、江家店、瓦屋三角洲 （圖1）。沙三段各亞段沉積時期，三角洲平原亞相、三角洲前緣亞相在平面上主要分布在洼陷邊緣的復雜斷裂帶和斜坡帶，呈扇狀、朵葉群帶狀展布；前三角洲亞相的濁積砂、濁積扇廣泛發(fā)育在夏口坡折帶、營子街－玉皇廟斷裂坡折帶［1］。目前，臨南洼陷沙三段已發(fā)現營子街含油區(qū)塊、江家店油田、基山砂體巖性油藏和X223井含油區(qū)塊，說明臨南洼陷隱蔽性油氣藏具有較大的勘探潛力。但是由于勘探程度的不斷提高，勘探難度越來越大，主要是由于洼陷帶儲層埋藏較深，地震資料品質較差，濁積砂體的識別難度較大等原因造成的。因此，有必要對濁積砂體描述方法及成藏規(guī)律進行系統(tǒng)的研究，總結出一套適合臨南洼陷濁積砂體識別、描述的方法，用以指導該區(qū)下一步的勘探。

2 濁積砂體識別與描述

2.1 灰質泥巖剔除技術

臨南洼陷沙三上亞段普遍發(fā)育灰質泥巖，其地震反射特征表現為中－強連續(xù)反射，并且尖滅點清晰，與濁積砂體具有類似的反射特征。以鉆探濁積砂體為目標的X351井，實鉆地層為灰質泥巖，因而鉆探失利。如何剔除灰質泥巖，有效識別濁積砂體，是臨南洼陷濁積砂體描述的技術難點。

根據不同鉆井統(tǒng)計，發(fā)現不同區(qū)帶灰質泥巖厚度變化較大，從而地震反射特征存在差異。主要可分為以下幾種類型：①臨南洼陷廣泛發(fā)育灰質泥巖，但大部分零星發(fā)育，厚度薄，沒有地震響應，如J207井；②灰質泥巖厚度大，但夾薄泥巖或薄砂巖，地震響應弱或沒有地震響應，如X960井；③灰質泥巖厚度大，且集中發(fā)育，但受火成巖干擾，地震反射特征較弱，或空白反射，如X460井；④灰質泥巖厚度大，且集中發(fā)育，地震剖面上表現為連續(xù)強反射，如X351井。其中①～③類灰質泥巖，在地震剖面上均表現為弱的地震響應，對砂巖的識別不造成影響；而第④類為灰質泥巖集中發(fā)育段，地震反射特征與砂巖類似，干擾了濁積砂體的識別。該次研究主要針對第④類灰質泥巖進行研究。

預測灰質泥巖的平面分布區(qū)帶是正確描述濁積砂體展布范圍的基礎，該次研究應用分頻數據體對灰質泥巖發(fā)育區(qū)進行精細預測。根據鉆井統(tǒng)計得到初步結論：灰質泥巖主要處于湖盆坡折帶、三角洲前緣沉積環(huán)境。通過井旁地震道提取，確定灰質泥巖發(fā)育段地震資料的主頻在15Hz左右。提取15Hz的分頻數據體，利用該數據體在確定的時窗段內采用振幅類屬性對灰質泥巖展布范圍進行預測。從預測的結果看，灰白色背景下夾雜黑色的范圍是能量較強的區(qū)域，即是灰質泥巖的集中發(fā)育區(qū) （圖2）。由于火成巖與灰質泥巖發(fā)育段地震資料主頻相當，因此預測結果也包含火成巖分布區(qū)。根據預測結果，結合沙三上亞段濁積砂體預測圖，剔除灰質泥巖發(fā)育地區(qū)后即是濁積砂體發(fā)育的有利地區(qū)。

圖1 臨南洼陷帶構造綱要圖

圖2 臨南洼陷沙三上亞段灰質泥巖、火成巖分布圖

2.2 濁積砂體地震反射特征

由于不同厚度的濁積砂體在地震剖面上具有不同的反射特征，因此對臨南洼陷鉆遇濁積砂體的井進行統(tǒng)計，分析其動力學特征及地震反射特征，為濁積砂體精細描述奠定基礎。通過分析濁積砂體的動力學特征，濁積砂體發(fā)育段有效儲層的振幅值為2000～4500，沙三上亞段濁積砂體發(fā)育段地震資料主頻為18～24Hz，地震反射特征呈蚯蚓狀或透鏡狀的中等振幅、中連續(xù)反射。濁積砂體及上下圍巖厚度不同，其地震反射特征又存在差異，主要分為以下幾種類型：①4m≤單砂體或者砂組厚度＜10m，上下圍巖厚度＞3λ／2（λ為波長），即圍巖厚度＞6倍砂層厚度，砂體可以識別，電性曲線表現為指狀；②10m≤單砂體或者砂組厚度≤20m，上下圍巖厚度＞λ／2，即圍巖厚度＞2倍砂層厚度，砂組可識別，純砂巖電性曲線表現為指狀，砂巖夾薄層泥巖時電性曲線表現為鋸齒狀，地震反射軸為單軸，表現為連續(xù)中強反射或透鏡狀反射；③單砂體或者砂組厚度＞20m，上下圍巖厚度＞λ／4，即圍巖厚度＞砂層厚度，砂組可識別，一般為砂巖夾薄層泥巖，電性曲線表現為鋸齒狀，地震反射軸為單軸或雙軸，表現為連續(xù)中強反射。

2.3 頻譜分解技術識別濁積砂體

描述濁積砂體的原則是尋找厚度大，物性好的砂體，根據 “斷坡控砂”原理，斷裂坡折帶處發(fā)育的濁積砂體及濁流水道砂體物性較好［5］。因此，在營子街斷裂坡折帶和玉皇廟斷裂坡折帶進行有利濁積砂體描述。臨南洼陷目的層埋藏深度為3500～3900m，地震資料有效頻寬15～60Hz，地震反射特征表現為豆莢狀中－強反射。由于該區(qū)儲層埋藏較深，資料品質較差，常規(guī)地震剖面以及反演剖面上砂體的反射并不清晰。在該次研究中，采用頻譜分解技術識別砂體，確定砂體的邊界。

分頻處理后的每個單一頻率對應的振幅都是調諧振幅。根據調諧振幅對應的初始頻率及λ／4準則，可得到目標體 （或地層）的調諧厚度：

式中，Δh為調諧厚度，m；λ為波長，m；t為雙程旅行時，s；t′為單程旅行時，s；v為目標體（或地層）速度，m／s。

由于通常的調諧厚度是用主波長（對應地震數據主頻）來衡量的，因此，高頻端分辨薄儲層的厚度能突破λ／4的限制。

統(tǒng)計工區(qū)內多口井濁積砂體的厚度，確定可識別的砂組的平均厚度為23m，砂巖平均速度為4200m／s，泥巖的平均速度為3800m／s，通過式 （1）計算初步得出濁積砂體的最佳主頻值為根據地質分析，以砂泥巖平均速度設計了理想正演模型：濁積砂體縱向上相互疊置，橫向上不連通。在正演模型建立的基礎上，分別提取25、35、45Hz分頻數據體，通過分析對比發(fā)現，頻率為25Hz時，地震分辨率較低；35Hz時，地震分辨率有所提高；45Hz時，地震分辨率最高，并能反映砂體層層疊置的狀態(tài)。因此，45Hz的分頻數據能較好地區(qū)分單砂體，能夠準確地識別砂體的邊界［6］（圖3）。應用45Hz分頻數據體，結合地震資料，在臨南洼陷沿著古沖溝和深洼區(qū)描述砂體48個，展開面積104km2。

2.4 濁積砂體發(fā)育區(qū)帶預測

臨南洼陷多物源三角洲發(fā)育，由于沉積相帶劃分不準確，砂體描述不準，導致X351井、X99井等井勘探失利。因此，砂體發(fā)育區(qū)帶預測是砂體描述的基礎。

沙三段沉積時期，來自南部物源的雙豐、江家店、瓦屋三角洲向臨南洼陷推進，在夏口坡折帶－臨南洼陷帶發(fā)育了不同相帶的多種砂體。運用層序地層學理論對沙三段各期沉積體系發(fā)育和分布規(guī)律進行了研究，根據古地貌分析資料結合鉆井資料劃分了沙三段各亞段的沉積相，確定了濁積砂體的發(fā)育空間：①沙三下亞段沉積時期，各三角洲的前緣相接近洼陷中心，洼陷中心是濁積砂體發(fā)育的有利場所；②沙三中亞段沉積時期，湖盆擴張，三角洲向岸退縮，前緣相分布于控盆斷層兩盤，斷裂坡折帶是濁積砂體發(fā)育的有利地區(qū)；③沙三上亞段沉積時期，湖盆大幅萎縮，前緣相已深入湖盆中心，洼陷中心仍是濁積砂體發(fā)育的有利地區(qū)［2］。從臨南洼陷沙三上亞段濁積砂體預測圖 （圖4）上看，基本反映了三角洲的輪廓展布，在夏口坡折帶西端X70井～J3井半環(huán)狀條帶以南，以灰白色為主較為雜亂的區(qū)域，反映了雙豐三角洲平原亞相帶河道多期疊置、頻頻擺動遷移的特點；在J3井以北、江家店～瓦屋三角洲以北的異常呈裙帶狀、朵狀和片狀，反映前緣砂體、濁積砂體的發(fā)育特征。

圖3 分頻屬性體效果對比圖

圖4 臨南洼陷沙三上亞段濁積砂體預測圖

3 結 論

1）灰質泥巖和砂巖的特征非常相似，對濁積砂體的識別與描述造成了極大的干擾。該次研究中，對臨南洼陷灰質泥巖進行了初步的認識和剔除。

2）利用頻譜分解技術對濁積砂體進行了精細描述，較好地區(qū)分了單砂體，能夠準確地識別砂體的邊界。

3）研究認為，灰質泥巖主要處于湖盆坡折帶、三角洲前緣沉積環(huán)境；濁積砂體主要發(fā)育于深洼區(qū)。

［1］劉建國.惠民凹陷臨南斜坡帶成藏條件分析 ［J］.石油天然氣學報，2009，31（4）：19～23.

［2］孫淑艷，謝剛，姜蕾，等.多屬性綜合判識三角洲亞相方法 ［J］.石油地球物理勘探，2009，44（1）：81～86.

［3］姜蕾，林中凱.EPOS3.0屬性分析技術在夏口斷裂帶儲層研究中的應用 ［J］.海洋地質動態(tài)，2010，26（6）：50～54.

［4］葉泰然，蘇錦義，劉興艷，等.分頻解釋技術在川西砂巖儲層預測中的應用 ［J］.石油物探，2008，47（1）：72～76.

［5］王壽慶.扇三角洲模式 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1993.87～96.

［6］王良忱，張金亮.沉積環(huán)境和沉積相 ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1996.

Seismic Characteristics and Fine Description of Turbidite Sandbody in the Third Member of Shahejie Formation in Linnan Sag

LIN Zhong-kai，JIANG Lei（First Author’s Address：Western New Region Research Centre of Shengli Oilfield Company，SINOPEC，Dongying257022，Shandong，China）

Linnan Sag was a multi-phase and multi-source sag，around the depression there developed several delta sedimentary systems with considerable exploration potential.In recent years，progress has been made in elusive reservoir exploration in the third member of Shahejie Formation in Linna Sag.However，the challenge of exploration was raised with the progress of exploration and the regular method of turbidite sand body identification and description could not meet the production needs.The fine identification and description of turbidite sand body were illustrated in Linnan Sag by using the rejection technology of calcareous mudstone，researching on the seismic reflection characteristics of sand body，and applying the frequency spectrum division technology，in view of the challenge of exploration.The application of fine identification and description of turbidite sand body in Linnan Sag result in good effect.Meanwhile，it can provide guidance for the further exploration deployment in the area.

seismic reflection characteristics；turbidite sandbody；Linnan Sag；calcareous mudstone；frequency division data

P631.44

A

1000-9752 （2012）04-0073-05

2012-01-08

中國石化重點科技攻關項目 （P07029）。

林中凱 （1980-），男，2002年大學畢業(yè)，碩士，工程師，現主要從事石油地質、物探方面的研究工作。

［編輯］ 龍 舟