地震沉積學(xué)綜述

樊 浩

（遼河油田海南油氣勘探分公司,124010）

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地震沉積學(xué)綜述

樊 浩

（遼河油田海南油氣勘探分公司,124010）

摘要：從“地震沉積學(xué)”概念提出到現(xiàn)在，地震沉積學(xué)已經(jīng)經(jīng)歷了十多年的發(fā)展，其理論體系及方法技術(shù)正在不斷地完善之中。地震沉積學(xué)結(jié)合地質(zhì)規(guī)律，尤其是沉積環(huán)境及沉積相模式的指導(dǎo)，利用三維地震信息和現(xiàn)代地球物理技術(shù)對沉積巖的沉積體系、沉積相平面展布以及沉積發(fā)育史進行宏觀研究。地震沉積學(xué)的技術(shù)手段包括相位轉(zhuǎn)換、地層切片及分頻解釋等。其目前研究的熱點問題有地層切片的建立，地震資料相位轉(zhuǎn)換及分頻解釋等。

關(guān)鍵詞：地震沉積學(xué)；概念；發(fā)展歷史；方法技術(shù)；熱點問題

隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)的高速發(fā)展，地震勘探的設(shè)備和儀器的更新?lián)Q代，地震勘探技術(shù)日益成熟，在油氣勘探領(lǐng)域的作用有增無減。收集地震資料是地震勘探工作開展的前提和基礎(chǔ)，地震勘探工作的成效的高低在很大程度上取決于地震資料品質(zhì)的好壞，地震資料品質(zhì)的提高促進了地震解釋技術(shù)的發(fā)展。

地震沉積學(xué)其英文名稱為seismic sedimentology，它是現(xiàn)代地震技術(shù)與沉積學(xué)發(fā)展到一定階段而產(chǎn)生的學(xué)科，同地震層學(xué)和層序地層學(xué)一樣都屬于交叉學(xué)科。地質(zhì)是沉積環(huán)境變遷的忠實記錄者，而地震資料又將地質(zhì)的變遷忠實的記錄了下來，因此可以說地震記錄間接的反映出原始的沉積環(huán)境。隨著現(xiàn)代地震技術(shù)的發(fā)展，地震記錄還可以反映出沉積巖石的特性及歷史變遷，因此將地震勘探技術(shù)用于研究沉積學(xué)是可行的，地震勘探技術(shù)與沉積學(xué)知識二者研究內(nèi)容的相關(guān)聯(lián)性是形成地震沉積學(xué)的理論基礎(chǔ)與前提。

1　地震沉積學(xué)的概念

地震沉積學(xué)經(jīng)歷十余年的發(fā)展，專家學(xué)者對其理論基礎(chǔ)、核心思想、研究內(nèi)容及研究思路等有較為統(tǒng)一的認(rèn)識，但其概念尤其是關(guān)鍵方法技術(shù)上存在較分歧。

大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家都支持這樣的觀點，即地震沉積學(xué)是以地球物理學(xué)、沉積學(xué)、地震地層等學(xué)科為理論支撐的，以地質(zhì)規(guī)律為研究的指導(dǎo)思想，以三維地震信息和現(xiàn)代地球物理技術(shù)為研究手段，以沉積體系、沉積相平面展布以及沉積發(fā)育史作為研究的思路與內(nèi)容。

2　地震沉積學(xué)的發(fā)展歷史

早在20世界初，地質(zhì)學(xué)家就展開了對于沉積層序的研究，如1909年地質(zhì)學(xué)家Blackwelder提出了以不整合面作為判別地質(zhì)時間的依據(jù)，他指出不整合面作為地層剝蝕面和沉積間斷面，在一定程度上反映著地質(zhì)環(huán)境的變遷，能夠作為識別地質(zhì)時間的標(biāo)志；1916年Grabau提出了最早的地層旋回性理論——地層節(jié)奏(pulsation)理論，1958年Wheeler首次提出了年代地層圖的制作原理等。之后的若干年，學(xué)者對于地震地層學(xué)研究的角度日益深入，研究成果斐然。這些研究理論和成果為地震地層學(xué)的誕生和發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

1977年美國地質(zhì)學(xué)家Vail發(fā)表了《地震地層學(xué)和全球海平面變化》一文，他在文中指出造成地震層序形成的最關(guān)鍵的因素就是全球海平面周期性的變化，該文的發(fā)表在地質(zhì)學(xué)界引起了很大的反響，是地震地層學(xué)發(fā)展中的里程碑，預(yù)示著著地震綜合解釋和地震巖性解釋初現(xiàn)端倪。

1998年，曾洪流首次提出了“地震沉積學(xué)”的概念，從此以后越來越多的學(xué)者對地震沉積學(xué)的內(nèi)涵和特征進行了多角度的闡述，地震沉積學(xué)概念的提出是對地震同相軸等時性及其地質(zhì)意義的重新認(rèn)識。

2005年2月地震沉積學(xué)國際會議在美國休斯敦召開，在該會議上提出了將地震沉積學(xué)列為一門正式的學(xué)科，這標(biāo)志著地震沉積學(xué)進入了一個嶄新的發(fā)展階段。

2009年4月CPS/ SEG2009會議在北京召開，在此次會議上學(xué)者們就地震沉積學(xué)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行了熱烈的討論。地震沉積學(xué)是利用沉積體系的空間地震反射形態(tài)與沉積地貌之間的關(guān)系來研究沉積建造，在油氣勘探和開發(fā)領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用到了地震沉積學(xué)的知識并取得了顯著的成效，使得地震沉積學(xué)成為地質(zhì)學(xué)界研究的熱點問題。

3　地震沉積學(xué)的方法技術(shù)

地震沉積學(xué)討論的是在地質(zhì)變遷的過程中沉積巖是如何形成的，由地震巖石學(xué)和地震地貌學(xué)這兩個部分組成。地震巖石學(xué)主要研究的是地震的屬性與巖石特征，并根據(jù)這二者之間的關(guān)系對儲層巖進行預(yù)測；地震地貌學(xué)主要以年代地層框架為模型，將時界面的拉平等知識引入到模型中，從而研究區(qū)域的古地貌特征。

經(jīng)過十多年的發(fā)展，地震沉積學(xué)初步形成了自己的方法體系和關(guān)鍵技術(shù)，比如：等時地層切片技術(shù)、90°同相軸轉(zhuǎn)換技術(shù)、分頻解釋技術(shù)等?，F(xiàn)將這些關(guān)鍵技術(shù)綜述如下：

3.1地層切片技術(shù)

地層切片包括：時間切片、沿層切片和地層切片三種。地層切片是以解釋的兩個等時沉積界面為頂?shù)?，在地層的頂?shù)捉缑骈g按照厚度等比例內(nèi)插出一系列的層面，沿這些層面內(nèi)插出的逐一生成的切片，這種切片比時間切片和沿層切片更接近于等時界面。

地層切片體是地震沉積學(xué)研究的基本手段。要想利用切片識別積相需要滿足兩個條件，第一個條件是通過單井沉積相來標(biāo)定地震相，建立二者之間的關(guān)系；第二個條件是通過對單井相的分析，腿斷出研究區(qū)域沉積環(huán)境，并由此構(gòu)建出符合當(dāng)前環(huán)境的沉積相模式，在沉積相模式的指導(dǎo)下將地震振幅的平面響應(yīng)轉(zhuǎn)化成沉積相的平面展布。

3.290°同相軸轉(zhuǎn)換技術(shù)

波形和測量振幅是地震相位譜的函數(shù)。當(dāng)需要研究的沉積區(qū)域位于海底或者是厚層塊狀砂巖頂面時，運用零相為數(shù)據(jù)體解釋地質(zhì)狀況時具有分辨率高、反射界面一致及子波對稱性好的優(yōu)勢。但是當(dāng)研究區(qū)域位于整合面時，零相位波的檢測方法則準(zhǔn)確度不高。

90°相位轉(zhuǎn)換的方法克服了零相位波的缺陷，它將地震相位旋轉(zhuǎn)90°將反射波主瓣提到薄層中心，反射出的波長與砂巖層相對稱而不是與地層底界面相對稱，這樣使得地震相為在一個波長的厚度范圍內(nèi)與巖性唯一對應(yīng)。

90°相位轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用改變了由于視覺誤差引起的檢測準(zhǔn)確度不高的問題，使得檢測的位置由正相位轉(zhuǎn)換到了零相位，大大提高了檢測的精確度，使地震相位與巖性測井曲線更加吻合，使地震相位具有巖性地層意義。

3.3分頻解釋技術(shù)

地震沉積學(xué)與地震地層學(xué)在研究內(nèi)容上有著很強的關(guān)聯(lián)性，但是也有著不同之處，其中最大的區(qū)別之處在于地震沉積學(xué)地震同相軸反映的是地震資料的控制頻率，不同頻段的地震數(shù)據(jù)反映的地質(zhì)信息是不同的，而地震地層學(xué)中的地震同相軸反映的的是等界面和巖性界面的狀況。地震沉積學(xué)中的低頻資料中反射同相軸更多的反映巖性界面信息，而高頻資料中反射同相軸更多的反映等時沉積界面信息。

地震頻率成分控制了反射同相軸的傾角和內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)，低頻地震資料中同相軸更傾向于具有巖性界面的意義而不是時間界面的意義，這一觀點否定了反射同相軸的嚴(yán)格等時性，對地震地層學(xué)的研究基礎(chǔ)提出了強有力的挑戰(zhàn)。分頻解釋技術(shù)正是基于以上的認(rèn)識而提出的地。

地震沉積學(xué)認(rèn)為地震反射同相軸不是等時的，當(dāng)巖性界面與等時沉積界面相交時會發(fā)生同相軸穿時現(xiàn)象。地震沉積學(xué)最大的理論突破是地震頻率成分控制了反射同相軸的傾角和內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)，低頻地震資料中同相軸更傾向于具有巖性界面的意義而不是時間界面意義。

4　地震沉積學(xué)在油氣勘探與開發(fā)中的應(yīng)用

地震沉積學(xué)在油氣勘探與開發(fā)中展示出了良好的應(yīng)用前景。地震沉積學(xué)和地震地貌學(xué)在國外的海相地層，尤其是河流體系和古海底水道的研究中取得了廣泛的成功。國內(nèi)部分學(xué)者等將地球物理技術(shù)與沉積學(xué)研究相結(jié)合進行沉積相分析，比如張義娜等對中亞南部地區(qū)下白堊統(tǒng)三維地震資料區(qū)進行了地震沉積學(xué)研究,通過一系列地層切片，結(jié)合地質(zhì)背景及鉆井巖心資料，得出了研究區(qū)下白堊統(tǒng)從下至上主要經(jīng)歷了辮狀河三角洲-湖泊-三角洲-湖泊-辮狀河的沉積環(huán)境變遷的初步認(rèn)識。

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作者簡介

樊浩（1979-），男，湖北潛江人，工程師，研究方向石油地質(zhì)

Review of seismic sedimentology

Fan Hao
(Hainan oil and gas exploration branch of Liaohe oil field,124010)

Abstract："sedimentology" concept to now, seismic sedimentology has experienced ten years of development, its theoretical system and method technology is constantly being improved.Seismic sedimentology and geological law,in particular the guide depositional environment and sedimentary facies model, the use of three-dimensional seismic data and geophysical techniques of modern sedimentary depositional systems, sedimentary facies distribution and sedimentary history of the development of macro-plane development research.Seismic sedimentology techniques include phase-change,strata slice and divide interpretation. Hot issues its current research has established strata slices,seismic data conversion phase and frequency division interpretation.

Keywords：seismic sedimentology;concepts;historical development;Technical; hot issues