南圖爾蓋盆地1057區(qū)塊滑塌扇體地質(zhì)特征分析

石巨業(yè)，樊太亮，于東方，冀曉珊

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，北京 100083；2.中國(guó)石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083；3.海相儲(chǔ)層演化與油氣富集機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；4.內(nèi)蒙古礦業(yè)(集團(tuán))綠能非常規(guī)天然氣勘查開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000；5.中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163000)

?

南圖爾蓋盆地1057區(qū)塊滑塌扇體地質(zhì)特征分析

石巨業(yè)1，2，樊太亮1，3，于東方4，冀曉珊5

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，北京 100083；2.中國(guó)石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083；3.海相儲(chǔ)層演化與油氣富集機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；4.內(nèi)蒙古礦業(yè)(集團(tuán))綠能非常規(guī)天然氣勘查開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000；5.中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163000)

以沉積學(xué)、層序地層學(xué)及地震地層學(xué)為理論基礎(chǔ)，通過(guò)地震屬性特征分析、相干體分析和三維可視化子體雕刻技術(shù)等方法，對(duì)南圖爾蓋盆地1057區(qū)塊中侏羅統(tǒng)新發(fā)現(xiàn)的滑塌扇體進(jìn)行研究和預(yù)測(cè)，并結(jié)合有限的測(cè)井、錄井資料及區(qū)域地質(zhì)背景，對(duì)滑塌扇體進(jìn)行定量、半定量描述，研究其空間展布形態(tài)及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。研究表明：滑塌扇體在平面上沿邊界斷裂呈SW—NE向近橢圓形展布，面積約為4 km2，內(nèi)部非均質(zhì)性較強(qiáng)并向地塹深部延伸，縱向上滑塌扇體相互疊置并展現(xiàn)了泥包砂的地層結(jié)構(gòu)。通過(guò)均方根振幅、平均瞬時(shí)頻率、能量半衰時(shí)以及沿層相干4種地震屬性綜合分析，可以有效排除單一地震屬性的不確定性以及多解性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)滑塌扇體的空間描述及地質(zhì)特征分析。研究認(rèn)為，研究區(qū)滑塌扇體具有良好的油氣聚集條件，可以作為下一步勘探的主要目標(biāo)。

滑塌扇體；層序地層學(xué)；地震地層學(xué)；巖性油氣藏；南圖爾蓋盆地；1057區(qū)塊

0 引 言

南圖爾蓋盆地位于哈薩克斯坦的中南部，構(gòu)造上處于烏拉爾—天山縫合線(xiàn)剪切帶，是一個(gè)北西—南東向展布的大型長(zhǎng)軸盆地，自西向東為四塹三壘的構(gòu)造格局[1-3]。自1983年勘探已來(lái)，已發(fā)現(xiàn)油氣35×108桶，分布在該盆地17個(gè)油氣田中，這些油氣田以構(gòu)造油氣藏為主。2005年，中國(guó)石油接手PK項(xiàng)目，及時(shí)轉(zhuǎn)變勘探思路，加大勘探投入。阿雷斯庫(kù)姆(Aryskum)地塹的1057區(qū)塊展示出越來(lái)越好的巖性-地層圈閉勘探前景。該區(qū)塊前期勘探程度較低，地質(zhì)資料較為缺乏，但通過(guò)新一輪地震資料解釋發(fā)現(xiàn)，在1057區(qū)塊中侏羅統(tǒng)多尚組發(fā)育一套較為明顯的滑塌扇體，是尋找大規(guī)模構(gòu)造-巖性、巖性-地層油氣藏的理想?yún)^(qū)域，對(duì)1057區(qū)塊的油氣勘探具有指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

Aryskum地塹位于南圖爾蓋盆地的西南側(cè)，北臨下錫爾河隆起，受Aryskum斷裂帶控制，呈北西—南東向延伸，是盆地的主要產(chǎn)油氣區(qū)[4-5]。1057區(qū)塊位于Aryskum地塹的東南部，面積約為320 km2，該區(qū)塊勘探程度較低，處于盆地的深陷部位，除邊界斷裂帶，洼陷部位構(gòu)造并不復(fù)雜，具有很好的構(gòu)造-巖性油氣藏勘探前景。目的層多尚組主要發(fā)育暗色泥巖夾少量粉砂巖，有機(jī)質(zhì)豐度和成熟度較高，主要發(fā)育Ⅰ—Ⅱ型干酪根，Ro可達(dá)1.02%，是該地區(qū)主力生油層[6]。該時(shí)期盆地處于拉張應(yīng)力環(huán)境，盆地邊界斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈，Aryskum地塹沉降幅度最大，兩側(cè)斷坡的坡度陡、寬帶窄，在靠近盆地邊緣部位，粗碎屑物質(zhì)快速堆積容易形成各種滑塌扇體，有利于形成大面積巖性及構(gòu)造-巖性油氣藏。

2 滑塌扇體展布特征

研究區(qū)三維地震資料有效范圍包含500條主測(cè)線(xiàn)及1 000條聯(lián)絡(luò)測(cè)線(xiàn)，覆蓋面積約為200 km2，識(shí)別出的扇體包含100條主測(cè)線(xiàn)和100條聯(lián)絡(luò)測(cè)線(xiàn)，分布面積約為4 km2，其平面上呈近橢圓狀，長(zhǎng)軸方向?yàn)镹W—SE向，平行于邊界斷裂并向洼陷深部延展(圖1)。

圖1 滑塌扇體位置及平面展布

研究區(qū)滑塌扇體在地震反射剖面上呈波浪狀或者蠕蟲(chóng)狀地震反射，具有非常明顯的頂?shù)讖?qiáng)反射軸，內(nèi)部表現(xiàn)為中等連續(xù)、中強(qiáng)振幅的地震反射，而滑塌扇體周?chē)侵羞B續(xù)、弱振幅的地震反射，與圍巖具有明顯的物性差異(圖2)。時(shí)間域地震剖面上，滑塌扇體最大厚度區(qū)域頂?shù)讓?duì)應(yīng)的T0反射時(shí)間分別為1 900 ms和2 100 ms，結(jié)合區(qū)塊探井時(shí)深關(guān)系，推算出深度范圍為2 210～2 560 m；滑塌扇體頂?shù)走吔缜逦?，從其短軸方向地震剖面可以看出，西南部厚度比東北部要薄，并且地震反射同相軸向東北方向延伸；而長(zhǎng)軸方向地震剖面顯示出扇體所特有的頂平底凹的幾何特征，該區(qū)部分鉆井顯示多尚組巖性以綠灰色礫狀砂巖為主，成熟度低，分選中等，表明沉積物搬運(yùn)距離不遠(yuǎn)，近岸快速堆積，沉積物源主要來(lái)自陡岸西南方向。

3 滑塌扇體屬性分析

地震屬性是指地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行數(shù)學(xué)變換得到的有關(guān)地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征、幾何形態(tài)學(xué)特征、動(dòng)力學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)特征等信息[7-8]。下地層巖性、物性和流體性質(zhì)的不同，必然導(dǎo)致地震波能量變化的差異，進(jìn)而影響地震屬性的變化。在研究區(qū)提取了振幅類(lèi)、層序類(lèi)、頻率類(lèi)等十多種屬性，結(jié)合地震屬性異?，F(xiàn)象和地震剖面反射特征進(jìn)行地震屬性?xún)?yōu)化。在屬性?xún)?yōu)化的基礎(chǔ)上，選取均方根振幅、平均瞬時(shí)頻率、能量半衰時(shí)以及相干屬性4種對(duì)扇體較為敏感但彼此獨(dú)立的地震屬性進(jìn)行分析。

3.1 均方根振幅

均方根振幅是反映地震振幅大小變化的屬性值，是時(shí)窗內(nèi)各樣點(diǎn)振幅平方的平均值再開(kāi)平方得到的，其對(duì)高振幅異常非常敏感[9]?？梢杂脕?lái)描述地層巖性、物性特征，追蹤地層地震異常。在陸相環(huán)境中，扇體的分選和磨圓差、成分成熟度低、內(nèi)部非均質(zhì)性強(qiáng)，用均方根振幅值來(lái)描述扇體有較好的效果。此次研究經(jīng)過(guò)多次嘗試，以多尚組頂界面向下漂移80 ms后，時(shí)窗選取100 ms，提取的均方根振幅顯示效果較為理想(圖3a)，均方根振幅高異常區(qū)域(黃、紅色區(qū)域)與一系列地震剖面上顯示的強(qiáng)振幅非常吻合，扇體展布范圍和面積得到進(jìn)一步確定。研究區(qū)南部顯示的均方根振幅高異常區(qū)域，經(jīng)過(guò)地震剖面驗(yàn)證，是由于層位漂移80 ms后，剛好斜交下侏羅統(tǒng)頂界面對(duì)應(yīng)的強(qiáng)同相軸上，因此，造成條帶狀分布的“高異常區(qū)域”假象，不具有砂礫巖扇體儲(chǔ)層意義。

3.2 平均瞬時(shí)頻率

平均瞬時(shí)頻率即選定時(shí)窗內(nèi)瞬時(shí)頻率的平均值，反映了橫向上地震波主頻的變化特征，這些變化特征與斷裂系統(tǒng)、巖性變化、孔隙度差異、含油氣性等因素引起的頻率吸收效應(yīng)有關(guān)[10]。由扇根到扇端，沉積物砂礫比逐漸增加，而砂泥比變小，扇根部分吸收效應(yīng)更明顯，高頻信息衰減更嚴(yán)重，并逐漸表現(xiàn)為泥包砂的地層結(jié)構(gòu)。此次提取平均瞬時(shí)頻率屬性采用與均方根振幅相同的處理方式：多尚組頂向下漂移170 ms，時(shí)窗范圍為100 ms，從平均瞬時(shí)頻率屬性平面圖(圖3b) 可以發(fā)現(xiàn)扇體發(fā)育處(橙色區(qū)域)呈明顯的低異常，同均方根振幅高異常區(qū)域吻合，區(qū)域內(nèi)由西向東屬性逐漸由藍(lán)色變?yōu)槌壬?，反映了扇根到扇端的非均質(zhì)性結(jié)構(gòu)的變化。

3.3 沿層相干屬性

地震相干數(shù)據(jù)體可以反映地震波形的相似性，相似性差相干表現(xiàn)為低異常值，從而可以檢測(cè)到巖性突變、斷層、裂隙或特殊地質(zhì)體引起的地震波形的變化[11-12]。時(shí)窗的選取對(duì)相干屬性提取效果有很大影響。時(shí)窗選取過(guò)大，則包含多個(gè)反射波同相軸，降低了分辨率；時(shí)窗選取過(guò)小，則不能包含完整的波峰或者波谷，噪音影響突出，相干性模糊。時(shí)窗大小取決于地震反射波視周期T，一般選取0.5～1.5T較為合適。此次為突出扇體，時(shí)窗選取較大，為150 ms。相干屬性顯示在區(qū)域內(nèi)右下角有一個(gè)黑色區(qū)帶，即低相干值區(qū)，與周?chē)笃疑綔\灰色表示的高相干值形成鮮明的對(duì)比(圖3c)，是由于滑塌扇體沉積速率快、成熟度差、結(jié)構(gòu)不均質(zhì)引起的，而且這與上述參數(shù)分析顯示的異常地質(zhì)體位置、范圍甚至形狀都有非常好的吻合。

圖2 滑塌扇體典型地震剖面特征(剖面位置見(jiàn)圖1)

3.4 能量半衰時(shí)

能量半衰時(shí)是表示能量變化快慢的屬性，可以反映地層巖性和物性、地層不整合或儲(chǔ)層內(nèi)流體差異所造成的振幅異常變化[13-14]。在分析時(shí)窗內(nèi)，反韻律段能量半衰時(shí)屬性值偏低，而對(duì)于正韻律段能量半衰時(shí)值普遍偏高。在屬性圖上，滑塌扇體藍(lán)色區(qū)域出現(xiàn)高異常的紅色，這與巖性變化導(dǎo)致均方根振幅異?，F(xiàn)象一致，表明扇體內(nèi)部砂體正韻律特征(圖3d)。

圖3 滑塌扇體的敏感地震屬性分析

綜上所述，均方根振幅和平均瞬時(shí)頻率屬性對(duì)滑塌扇體反映比較敏感，輪廓較為清晰，均方根振幅的高異常反映了扇體內(nèi)部的非均質(zhì)性較強(qiáng)及快速充填的特征；平均瞬時(shí)頻率屬性的異常指示了扇體內(nèi)部含油氣性或由巖性引起的頻率吸收效應(yīng)，且扇根部分吸收效應(yīng)更明顯，高頻信息衰減更嚴(yán)重。能量半衰時(shí)和沿層相干屬性對(duì)扇體輪廓刻畫(huà)較為模糊，但總體與前2種屬性吻合較好，能量半衰時(shí)的低異常值指明了扇體內(nèi)某種流體吸收能量的特性，而扇體內(nèi)的部分高異常值體現(xiàn)了砂體正韻律的特征。沿層相干的低異常值反映了扇體區(qū)與周?chē)卣鹳Y料的不連續(xù)性，指示了扇體的空間展布，而有利的勘探目標(biāo)往往處于相干較弱的區(qū)域。通過(guò)以上4種類(lèi)型地震屬性的綜合分析，有助于論證有利勘探目標(biāo)存在的可能性，同時(shí)也可以排除單一地震屬性的不確定性以及多解性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)滑塌扇體的空間描述以及內(nèi)部地質(zhì)特征分析，滑塌扇體在平面上近橢圓展布，內(nèi)部非均質(zhì)性較強(qiáng)并展現(xiàn)泥包砂的地層結(jié)構(gòu)，但對(duì)滑塌扇體做更深入的地質(zhì)特征與儲(chǔ)層描述，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)勘探，結(jié)合鉆井資料以及巖石物理模型來(lái)進(jìn)行分析。主要利用研究區(qū)的三維地震資料，充分挖掘地震資料所包含的地質(zhì)信息，對(duì)滑塌扇體的地質(zhì)特征進(jìn)行定量、半定量描述，而根據(jù)研究區(qū)的地質(zhì)背景資料，下侏羅統(tǒng)(如埃巴林組和鮑金根組)均發(fā)育灰色、深灰色泥巖，有機(jī)質(zhì)成熟度和豐度較高，具有較好的生烴潛力。目的層多尚組的滑塌扇體砂巖儲(chǔ)集性能較好，其上部湖泛期的泥巖又具有區(qū)域性的封蓋能力，可以形成良好的生、儲(chǔ)、蓋組合，結(jié)合邊界斷裂的疏導(dǎo)，有利于形成大面積巖性-地層及構(gòu)造-巖性油氣藏，表現(xiàn)出良好的油氣勘探前景。

4 三維可視化子體雕刻

三維可視化是對(duì)地震振幅數(shù)據(jù)體或者相干體、波阻抗體、頻率等其他屬性數(shù)據(jù)體的一種三維立體顯示技術(shù)[15]，可以確定滑塌扇體的空間分布范圍，并對(duì)其進(jìn)行定量、半定量描述。雕刻技術(shù)是三維可視化主要手段之一，其首先利用子體探測(cè)從屬性數(shù)據(jù)體內(nèi)找出感興趣的地質(zhì)異常體，然后通過(guò)調(diào)整透明度、光線(xiàn)以及顏色梯度等參數(shù)，使目標(biāo)地質(zhì)體達(dá)到最佳顯示效果，進(jìn)而對(duì)異常地質(zhì)體進(jìn)行描述和合理解釋。

基于上述地震屬性異?，F(xiàn)象的解釋?zhuān)瑸榱擞懈玫目坍?huà)效果，利用Voxelgeo軟件進(jìn)行瞬時(shí)頻率屬性和相對(duì)波阻抗屬性計(jì)算，并沿層做三維可視化雕刻：選取屬性異常子體為探測(cè)種子點(diǎn)，調(diào)整探測(cè)曲線(xiàn)和未探測(cè)曲線(xiàn)透明度(探測(cè)曲線(xiàn)調(diào)置為不透明，未探測(cè)曲線(xiàn)調(diào)為透明)，然后疊置在目標(biāo)層位上顯示。扇體三維可視化子體雕刻效果如圖4顯示(圖中顏色由淺變深表示層位逐漸加深)，扇體輪廓清晰直觀(guān)，展布范圍及形狀同上述各種屬性異常相符。

圖4 三維可視化子雕刻顯示滑塌扇體

5 結(jié) 論

(1) 南圖爾蓋盆地Aryskum坳陷南部1057區(qū)塊中侏羅統(tǒng)多尚組在地震上新發(fā)現(xiàn)一套滑塌扇體，根據(jù)地震反射及地震屬性的平面特征，扇體特征明顯且內(nèi)部非均質(zhì)性較強(qiáng)，分布面積約為4 km2，呈SW—NE向近橢圓形展布，物源主要來(lái)自西南方向的凸起區(qū)?；润w緊貼邊界斷裂帶，邊界斷裂的繼承性活動(dòng)提供了良好的油氣運(yùn)移通道，可以提供充足的油氣源，并且滑塌扇體前端與深部洼陷的烴源巖直接接觸，四周被湖泛期泥巖所包圍，有利于形成大面積巖性-地層油氣藏，因此，該滑塌扇體區(qū)可以作為未來(lái)勘探的重要方向。

(2) 地震屬性分析技術(shù)在油氣勘探和開(kāi)發(fā)過(guò)程中取得了越來(lái)越多的應(yīng)用，充分運(yùn)用地震多屬性分析技術(shù)，結(jié)合三維可視化雕刻技術(shù)，避免了僅用單種地震屬性進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的多解性和不確定性，并且時(shí)窗選取對(duì)結(jié)果影響很大，確定時(shí)窗要經(jīng)過(guò)多次嘗試，選取屬性顯示效果較好的時(shí)窗。在1057區(qū)塊，均方根振幅、平均瞬時(shí)頻率、能量半衰時(shí)以及沿層相干4種地震屬性對(duì)滑塌扇體地震響特征明顯且吻合度較高。

[1] 何曉松，王立，毛德民，等. 哈薩克斯坦南圖爾蓋盆地的扇體識(shí)別技術(shù)[J]. 石油地球物理勘探， 2009，44(增刊1)：84-89.

[2] 孔祥宇，殷進(jìn)垠，張發(fā)強(qiáng). 哈薩克斯坦南圖爾蓋盆地油氣地質(zhì)特征及勘探潛力分析[J]. 巖性油氣藏，2007，19(3)： 48-53.

[3] 孫鐵軍，李慶華，王立，等.哈薩克斯坦南圖爾蓋盆地構(gòu)造特征研究[J].石油地球物理勘探，2008，43(2)：169-172.

[4] 劉景東，蔣有錄.構(gòu)造反轉(zhuǎn)對(duì)哈薩克斯坦A凹陷油氣藏形成的影響[J].地質(zhì)科技情報(bào)，2013，32(3)：75-79.

[5] 張朝富，陳安定，蒲玉娥，等.南圖爾蓋盆地阿雷斯庫(kù)姆坳陷構(gòu)造動(dòng)力學(xué)分析[J].新疆石油地質(zhì)，2012，33(1)：127-129.

[6] 尹微，張明軍，孔令洪.哈薩克斯坦南圖爾蓋盆地 A 區(qū)塊巖性油氣藏[J].石油勘探與開(kāi)發(fā)，2011，38(5)：570-575.

[7] 于正軍. 地震屬性融合技術(shù)及其在儲(chǔ)層描述中的應(yīng)用[J].特種油氣藏，2013，20(6)：6-9.

[8] 蘇玉平，周晨光，王天奇，等. 河道砂體疊前地震屬性的優(yōu)化與應(yīng)用——以哈薩克斯坦南圖爾蓋盆地為例[J]. 天然氣工業(yè)，2014，34(11)： 41-47.

[9] 盧春紅，紀(jì)友亮，潘春孚.地震屬性在沉積相研究中的應(yīng)用—以萊陽(yáng)凹陷白堊系萊陽(yáng)組水南段為例[J]. 特種油氣藏，2012，19(5)：38-41.

[10] 張晶，李雙文，袁淑琴，等. 地震沉積學(xué)在識(shí)別重力流沉積體系中的應(yīng)用[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2015，33(3)： 578-586.

[11] 王開(kāi)燕，徐清彥，張桂芳，等.地震屬性分析技術(shù)綜述[J]. 地球物理學(xué)進(jìn)展，2013，28(2)：815-823.

[12] 高喜龍. 埕島油田北部沙一段儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)[J]. 特種油氣藏，2014，21(4)：31-34.

[13] 王江，張宏，楊微，等. 地層切片技術(shù)在復(fù)雜勘探區(qū)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)與地質(zhì)體識(shí)別中的應(yīng)用 [J].海相油氣地質(zhì)，2011，16(1)：74-78.

[14] 張軍華，黃廣譚，李軍，等. 基于層次分析法的地震有利儲(chǔ)層預(yù)測(cè)[J]. 特種油氣藏，2015，22(5)：23-27.

[15] 谷志猛，王德英，王明臣，等.海上巖性油氣藏勘探的關(guān)鍵思路與技術(shù)方法——以渤海海域石臼坨凸起中段為例[J]. 中國(guó)石油勘探，2015，20(4)：54-62.

編輯 朱雅楠

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.01.003

20150829；改回日期：20151116

中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院與中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)合作項(xiàng)目“Aryskum坳陷斜坡帶巖性-地層圈閉評(píng)價(jià)”(CNPCIRC-B-2013-xx)

石巨業(yè)(1989-)，男，2012年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)礦產(chǎn)普查與勘探專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)為該校礦產(chǎn)普查與勘探專(zhuān)業(yè)在讀博士研究生，主要從事層序地層與油氣勘探的研究。

TE122.2

A

1006-6535(2016)01-0011-05