珠江口盆地南部隆起中新統(tǒng)碳酸鹽巖分布的地震預測

楊振建，黨曉紅，蒲仁海，屈紅軍，吳曉川

（1 中海油湛江分公司；2 西北大學大陸動力學國家重點實驗室）

1 概 況

珠江口盆地早中新世廣泛發(fā)育碳酸鹽巖，生物礁灘油氣藏是重要的勘探領(lǐng)域［1］，東沙隆起已發(fā)現(xiàn)了諸多生物礁油田,例如LH11-1、LH4-1、HZ33-1等（圖1a）。前人對珠江口盆地神狐隆起和東沙隆起生物礁的演化模式、類型、地球物理特征等有較詳細的研究，地震剖面上，生物礁油藏通常具備丘狀外形，頂部正極性強反射，丘狀體周緣見地層上超，底部為相對弱反射、弱連續(xù)，有“上拉”現(xiàn)象，內(nèi)部雜亂或空白反射［2-10］。碳酸鹽巖受大氣水溶蝕或埋藏水溶解而成為良好儲層，儲層類型主要為溶孔、裂縫和骨架孔［11-12］。

圖1 珠江口盆地構(gòu)造區(qū)劃及南部隆起碳酸鹽巖分布預測

珠江口盆地南部深水區(qū)（水深大于500m）勘探程度較低，南部隆起至今仍無鉆井，二維地震測網(wǎng)密度約2km×8km。南部隆起與東北側(cè)的東沙隆起具有類似的古構(gòu)造、古地理特征，推斷下中新統(tǒng)也發(fā)育有較大波阻抗的碳酸鹽巖臺地［13-14］（圖1a），但對于碳酸鹽巖的厚度、礁灘的分布等缺乏深入的分析，也未見到對無鉆井區(qū)碳酸鹽巖厚度進行研究的相關(guān)文獻。本文采用Widess正演模型［15］，結(jié)合珠江口盆地的時深關(guān)系，初步編制了盆地南部隆起的碳酸巖鹽厚度圖，并根據(jù)古構(gòu)造、碳酸鹽巖厚度及地震相等探討了碳酸鹽巖沉積相的展布（圖1b）。

2 碳酸鹽巖丘形體正演模型

在南部隆起典型地震剖面上（圖2），珠江組下部發(fā)育一套強振幅反射波組，頂、底部連續(xù)強反射，與盆地內(nèi)東沙隆起珠江組下部碳酸鹽巖地震響應相似，推斷為碳酸鹽巖發(fā)育層系，其中局部古地形高部位發(fā)育丘形體，內(nèi)部反射雜亂、較弱振幅，應為生物礁（圖2）。

圖2 珠江口盆地南部隆起典型地震剖面

對于南部隆起這樣的鉆井空白區(qū)，可根據(jù)Widess正演模型來確定碳酸鹽巖厚度與振幅、波形的關(guān)系，進而依托地震地質(zhì)解釋對碳酸鹽巖的厚度分布進行合理預測［15-17］。具體方法：（1）目的層的主頻采用研究區(qū)實際地震資料的主頻，大約30Hz；（2）地震波在地層中的傳播速度由鄰區(qū)鉆井的聲波曲線換算求得，其中，碳酸鹽巖的速度約為4700m/s，多層砂巖、泥巖互層的速度隨著深度增大而增大，砂巖的速度為2350～3000m/s，泥巖的速度為2000～2850m/s；（3）據(jù)此，可建立南部隆起碳酸鹽巖丘形體的正演模型（圖3a）。

在地震分辨的極限厚度處（λ/4）出現(xiàn)信號的調(diào)諧效應，地震振幅變得最強，該厚度即為調(diào)諧厚度。圖3中，模型顯示研究區(qū)碳酸鹽巖地層附近的調(diào)諧厚度為40m 左右，這個厚度范圍的地層在正極性地震剖面上為“一峰兩谷”的強振幅反射；在碳酸鹽巖厚度大于半波長厚度80m（λ/2）時，開始變?yōu)椤岸喾宥喙取保辉谔妓猁}巖尖滅點則振幅急劇減弱。

3 碳酸鹽巖分布預測

3.1 碳酸鹽巖厚度分布

根據(jù)上述正演模型的結(jié)果，碳酸鹽巖地層橫向尖滅（比如相變?yōu)殛懺垂栀|(zhì)碎屑巖）時，振幅明顯減弱，據(jù)此可以確定碳酸鹽巖尖滅點（圖4），進而圈定碳酸鹽巖的平面分布范圍（圖1）。

當碳酸鹽巖厚度在調(diào)諧厚度40 m左右時，振幅達到最強值。據(jù)此，沿T6強反射層（中新統(tǒng)珠江組底反射層）在其上下各50 ms的時窗中提取最大振幅屬性，以不同測線上最大振幅值的分布段來大致確定碳酸鹽巖的調(diào)諧厚度點位置（圖5）。

當碳酸鹽巖厚度增加至半波長厚度80 m左右時，剖面上開始出現(xiàn)“兩峰兩谷”的強反射（圖6），從“一峰兩谷”到“兩峰兩谷”的變化點，就可標記為半波長厚度點。對于大于半波長厚度的，表現(xiàn)為“兩峰兩谷”反射特征，其碳酸鹽巖地層厚度可采用珠江口盆地的時深轉(zhuǎn)換關(guān)系直接計算。

以上述不同類型的典型厚度點為基礎(chǔ)，采用內(nèi)插法勾繪平面等值線，得到南部隆起碳酸鹽巖厚度分布的預測（圖1b）。

3.2 碳酸鹽巖相帶展布

綜合碳酸鹽巖厚度、沉積背景及地震相分析，參考關(guān)士聰?shù)龋?8］的碳酸鹽巖模式分類，碳酸鹽巖反射波組的下傾尖滅發(fā)生在凹陷內(nèi)與碎屑巖過渡的低能沉積區(qū)，應屬于低能泥晶灰?guī)r沉積環(huán)境；臺地凸起和上傾部位應屬于高能環(huán)境，具厚度加大的地震丘形體為礁，平行席狀反射結(jié)構(gòu)的為灘；緩坡和陡坡有滑塌塑性變形的低丘反射特征，可能為碳酸鹽巖重力流或含部分重力流的沉積。由此，將南部隆起下中新統(tǒng)發(fā)育的碳酸鹽巖沉積劃分為5個相帶（圖1b）：臺緣丘狀體的生物礁相、臺緣—臺凸席狀反射結(jié)構(gòu)的淺灘相、臺凹內(nèi)碳酸鹽巖與碎屑巖的混積相（圖2）、臺地東北側(cè)的陡坡相（圖4）以及西南側(cè)的緩坡相。

圖3 珠江口盆地南部隆起碳酸鹽巖丘形體正演模型圖

圖4 珠江口盆地南部隆起碳酸鹽巖尖滅點識別

圖5 珠江口盆地南部隆起碳酸鹽巖底部最大振幅屬性

南部隆起碳酸鹽巖臺地分布面積約7000km2，厚度為20～100m（圖1b），其中，臺緣礁相厚度最大，整體在100m以上，混積相區(qū)厚度可達80m，臺緣淺灘相厚度為40～60m，西南側(cè)緩坡相厚度40m左右，東北側(cè)陡坡相厚度不大，可能與重力流滑塌不太發(fā)育有關(guān)。

4 結(jié) 語

借鑒珠江口盆地中新統(tǒng)生物礁灘研究的成果，在目前尚無鉆井的南部隆起區(qū)定性識別了碳酸鹽巖地層，并依據(jù)正演模型，利用地層厚度與波形、振幅的關(guān)系，對碳酸鹽巖的厚度分布及沉積相作了預測，這也許可為進一步的勘探研究提供基礎(chǔ)依據(jù)。

圖6 珠江口盆地南部隆起地震剖面半波長厚度分異點

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