地震相在沉積環(huán)境分析中的應(yīng)用

辛思華 劉偉

摘 要：沉積相揭示了煤層的沉積環(huán)境、成因及其分布規(guī)律。通過(guò)沉積相研究可以幫助我們建立煤層地質(zhì)概念模型。在分析地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，利用地震資料與沉積相的關(guān)系，選取合適的參數(shù)清晰地展現(xiàn)了物源來(lái)向、沉積范圍、賦煤范圍等特征，采模擬計(jì)算方法對(duì)沉積相作精細(xì)劃分，合理推測(cè)煤層的賦存范圍及驗(yàn)證孔位提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地震相；沉積環(huán)境；沉積演化

引言

沉積相是指沉積環(huán)境的“古代產(chǎn)物”，也專指環(huán)境的“物質(zhì)表現(xiàn)”。一定的沉積環(huán)境有其特定的物質(zhì)表現(xiàn)，沉積相揭示了目的層段的沉積環(huán)境、煤層成因及其分布規(guī)律。通過(guò)沉積相的研究，揭示了沉積相和煤層及其物性的控制關(guān)系，從而幫助工程師建立地質(zhì)概念模型，了解該地區(qū)的沉積環(huán)境指導(dǎo)下步地質(zhì)工作。因此，沉積相的研究對(duì)煤田勘探具有重要意義。

對(duì)沉積環(huán)境的分析最令人信服的做法是首先對(duì)大量巖心進(jìn)行細(xì)致全面的觀察描述，包括對(duì)巖性、沉積構(gòu)造、古生物標(biāo)志、地球化學(xué)標(biāo)志等方面的全面描述。然后綜合以上描述成果，運(yùn)用沉積學(xué)原理，對(duì)古沉積環(huán)境作出正確的解釋。然而，對(duì)于勘探階段或開(kāi)發(fā)早期階段來(lái)說(shuō)，由于測(cè)井、鉆井取芯資料的限制，巖心資料的地質(zhì)分析雖然能夠正確地解決沉積相及微相，但也只是“一孔之見(jiàn)”對(duì)于沒(méi)有鉆探資料的地區(qū)，其說(shuō)服力更是是蒼白無(wú)力的。

與其它方法相比地震勘探具有高分辨率數(shù)據(jù)和大范圍的沉積環(huán)境分析，地震資料蘊(yùn)涵了豐富的地下信息，其中主要包括巖性、沉積范圍、沉積規(guī)律等特征，另一方面，煤層的這些物性特征會(huì)在地震剖面上反映出來(lái)。作者在實(shí)際工作中，利用地震資料對(duì)沉積相的研究進(jìn)行了一些嘗試，在找煤階段利用二維地震分析沉積環(huán)境給定預(yù)測(cè)孔位和圈定賦煤范圍時(shí)并取得了一些較好的效果。

1 方法原理

利用地震資料進(jìn)行沉積相分析的思路是：在區(qū)域沉積環(huán)境的控制下，利用地震資料進(jìn)行地震相預(yù)測(cè)，利用地震資料屬性成果進(jìn)行沉積微相研究。

1.1 沉積相與煤層的關(guān)系及其在地震資料上的響應(yīng)

以某預(yù)測(cè)區(qū)為例，以往地質(zhì)資表明本區(qū)地層自下而上分別為：中侏羅統(tǒng)夏家街組（J2x）；上侏羅統(tǒng)德仁組（J3dr）；上侏羅統(tǒng)久大組（J3j）巖性為黃褐、黃灰、灰色中粗粒、細(xì)粒凝灰質(zhì)砂巖、黑色頁(yè)巖夾粉砂巖、細(xì)砂巖及煤層；上侏羅統(tǒng)安民組（J3a）；上侏羅統(tǒng)長(zhǎng)安組（J3c）；下白堊統(tǒng)泉頭組（K1q）。其中久大組、長(zhǎng)安組為主要含煤地層，安民組為次要含煤地層，由于沉積地層與上下圍巖（火山巖）物性差異巨大，目前的地震資料對(duì)煤層特征的反映也越來(lái)越明顯。實(shí)踐證明，只要選取合適的地震屬性，利用地震資料識(shí)別沉積相是可行的。

1.2 利用反射強(qiáng)度（A（t））劃分地震相

定義為復(fù)地震道振幅的絕對(duì)值A(chǔ)（t）=[f（t）2+q2（t）]0.5，通常也稱為瞬時(shí)振幅或振幅包絡(luò)，常用來(lái)確定沉積層中流體成分、巖性、地層變異等。特定的沉積環(huán)境決定了特點(diǎn)巖性特征，高能量的砂巖和低能量的頁(yè)巖、煤層等往往能形成強(qiáng)振幅特征?？梢哉J(rèn)為，對(duì)于特定的沉積環(huán)境，其地震反射特征是一致的，在地震反射強(qiáng)度平面圖上相似的地方可以認(rèn)為是具有相似的沉積環(huán)境。

2 實(shí)例應(yīng)用

以某預(yù)測(cè)區(qū)的時(shí)間剖面如圖1、2為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間剖面和瞬時(shí)振幅剖面，通過(guò)對(duì)以往地質(zhì)資料的在圖1分析確定A層位標(biāo)定位久大組的底界面，B層位標(biāo)定為長(zhǎng)安組底界面，C層位標(biāo)定為夏家街組底界面，估算久大組和長(zhǎng)安組賦煤范圍為2300m和1700m。通過(guò)圖2利用地震相劃分的沉積相可以明顯的看出久大組和長(zhǎng)安組賦煤的范圍要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間剖面的范圍，估算久大組和長(zhǎng)安組賦煤范圍僅為450m和300m長(zhǎng)。

利用地震相分析沉積環(huán)境后推測(cè)出預(yù)測(cè)區(qū)的沉積演變規(guī)律。本區(qū)的沉積格局為高水位體系域的前積斜層的體系，預(yù)測(cè)區(qū)二維地震測(cè)線基本處于盆地的邊緣，整個(gè)盆地方向?yàn)橐粋€(gè)北東向，盆地寬度從北往南逐漸變寬，沉積的范圍及厚度也逐漸變大變厚，烴源類沉積也隨之豐富。從以往地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)露頭分析本區(qū)主要含煤地層為久大組，長(zhǎng)安組為次要含煤地層。預(yù)測(cè)區(qū)成煤期應(yīng)該是湖退階段三角洲沉積。湖退階段的沉積次序從下至上為淺湖沉積——障壁島沉積——濱岸沼澤沉積（泥炭沉積），且高水位三角洲沉積的特點(diǎn)是近陸源部分沉積傾角較小，前緣部分由于受到沉積盆地邊緣傾角和快速堆積的沉積傾角較大，往往出現(xiàn)兩頭薄中間厚的透鏡體，河水的沖刷往往導(dǎo)致煤層的時(shí)斷時(shí)續(xù)的情況；并且隨著湖水深度的增加有機(jī)沉積物不在具備成煤條件，但是其沉積地層物性差異與煤層差異不大導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間剖面的同相軸繼續(xù)連續(xù)，但是其已經(jīng)變成煤系地層的反射而不是煤層的反射。預(yù)測(cè)區(qū)驗(yàn)證鉆孔表明本區(qū)僅久大組地層賦含煤層煤層厚度僅為0.5m，深部?jī)H存在煤系地層。驗(yàn)證結(jié)果表明如果利用地震資料的屬性分析沉積環(huán)境預(yù)測(cè)成煤范圍，僅憑反射軸連續(xù)性估算賦煤范圍其誤差范圍將相當(dāng)?shù)拇螅緟^(qū)的誤差距達(dá)到了5倍。

3 結(jié)束語(yǔ)

在煤田預(yù)測(cè)階段二維地震已經(jīng)成為普遍的施工手段，但是目前利用已有的地震資料進(jìn)行沉積環(huán)境的分析與演化的研究開(kāi)展的較少。如果在預(yù)查階段利用地震資料綜合分析沉積環(huán)境和賦煤規(guī)律將大大提高找煤的成功率，同時(shí)也將大大縮短勘探周期和勘探資金。

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