地震相分析在沉積相研究中的應(yīng)用

孔令輝，凌 濤，葉 青，彭 旋，孫曉暉

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司,廣東 湛江 524057)

地震地層學(xué)從20世紀(jì)70年代末出現(xiàn)以來，地震相概念逐漸開始得到應(yīng)用。地震相可以理解為沉積相在該地震剖面上表現(xiàn)的總和[1]。地震相劃分是對目標(biāo)層段的地震道形狀特征進(jìn)行分類，地震相分析是稀疏井網(wǎng)條件下進(jìn)行沉積相研究的一種行之有效的方法。目前，國外比較流行的地震相分析方法主要有:①波形分類法，主要通過分析地震道間的振幅等屬性的異常來分析沉積相的變化；②地震屬性映射法[2-3]，通過定義典型地震相的反射特征來進(jìn)行映射；③基于地震地貌學(xué)的相劃方法[4-5]，主要借鑒了地貌成像的方法。本文主要針對潿州A油田流沙港組儲層沉積相帶變化復(fù)雜、平面展布特征認(rèn)識不清問題，應(yīng)用地震屬性特征進(jìn)行地震相劃分研究，結(jié)合沉積體系認(rèn)識和測井相特征，確定流沙港組儲層沉積體系類型、骨架砂體沉積相類型、演化和沉積模式，為下步準(zhǔn)確評價和預(yù)測復(fù)雜沉積體系背景下優(yōu)質(zhì)儲集體的分布提供相應(yīng)實(shí)質(zhì)性證據(jù)。

1 研究區(qū)概況

北部灣盆地分為3個次一級構(gòu)造單元：潿西南凹陷、潿西南低凸起和海中凹陷。潿洲A油田位于潿西南凹陷的南部斜坡上，目的層位是流一段，油田范圍內(nèi)斷層相對發(fā)育，構(gòu)造形態(tài)基本呈南北走向，南高北低，向北發(fā)散，主要發(fā)育斷塊和巖性圈閉油藏[6]。物源來自潿西南凹陷的南部，在短軸方向陡坡帶靠近沉積中心發(fā)育湖底扇沉積。目的層儲層巖性組成較為復(fù)雜，包括砂礫巖、含礫砂巖、粗砂巖和粉-細(xì)砂巖，整體表現(xiàn)為巖性混雜，分選較差。平面上儲層分布不穩(wěn)定，縱向夾層發(fā)育，為薄互層狀，平面相變快，橫向變化較劇烈，儲層展布認(rèn)識不清，影響了油田的開發(fā)效果。

2 地震層序劃分

地震層序?qū)嵸|(zhì)上是沉積層序的地震響應(yīng)。地震層序最早是由Vail等人提出并討論的，地震層序定義為一套相對整合的、成因上有聯(lián)系的、頂?shù)滓圆徽匣蚩膳c其對比的整合為邊界的地層單元[7-9]。潿西南凹陷流沙港組是一個完整的沉積層序，其上界面與上覆地層存在明顯的上超和削截，下界面與早期地層存在明顯的下超現(xiàn)象，該上、下界面為潿西南凹陷區(qū)域不整合面(T80、T86)。流沙港組可以進(jìn)一步分為3個亞層序：SQ1、SQ2和SQ3，對應(yīng)的體系域?yàn)榈臀挥?、湖侵域和高位域，地層上分別對應(yīng)流一段、流二段和流三段(見圖1)。

SQ1高位體系域(流一段)：中—高頻、中—強(qiáng)振幅、連續(xù)性好—中等；底部為一組連續(xù)性好強(qiáng)反射，在早期發(fā)育一套湖底扇沉積，為本次研究的目的層段。

SQ2海侵體系域(流二段)：中—低頻、弱振幅、連續(xù)性差；頂部為一組連續(xù)性好強(qiáng)反射，地層以灰褐色油頁巖為主，是該區(qū)域的主要烴源巖之一。

SQ3低位體系域(流三段)：低頻、弱振幅、連續(xù)性中等—差；頂部為一組連續(xù)性好強(qiáng)反射，中下部為弱振幅、連續(xù)性差反射。

圖1 潿洲A油田流沙港組地震層序劃分示意

3 地震相類型及特征

地震相分析就是在劃分地震層序的基礎(chǔ)上，利用地震參數(shù)特征上的差別，將地震層序劃分為不同的地震相區(qū)，然后作出巖相和沉積環(huán)境的推斷。用來定義地震相的基本參數(shù)主要是層系內(nèi)部的反射形態(tài)和本身的幾何外形有關(guān)的參數(shù)[10]。潿洲A油田流一段地震相特征標(biāo)志相對比較明顯，根據(jù)外部幾何形態(tài)及內(nèi)部反射特征，研究區(qū)可劃分為4類地震相以及對應(yīng)的6類地震亞相(見圖2)。

(1)填充型地震相：在靠近物源的地震剖面上可以看到比較明顯的下切河道填充型地震亞相，其地震反射特征為底部反射層序與下伏層序不連續(xù)，內(nèi)部反射平行—亞平行或前積，弱振幅、中高頻，向邊緣上超，邊界清晰，屬于典型的河道填充型地震亞相。鉆井揭示，測井GR曲線特征為正韻律箱狀砂巖，鉆井揭示，該地震相巖性以含礫砂巖為主，巖屑成分成熟度中等，分選相對差—中等，可見中—大型槽狀交錯層理，砂層底邊見沖刷構(gòu)造，為主河道沉積，表現(xiàn)為強(qiáng)水動力作用下多期填充疊置，儲層相對發(fā)育，物性相對較好。

(2)丘型-透鏡型地震相：在垂直于物源方向地震剖面顯示為丘狀-透鏡狀地震亞相，主要表現(xiàn)為中部厚度大，向兩側(cè)尖滅，外形呈丘狀-透鏡體，在橫剖面上具有雙向前積構(gòu)造。振幅以中、低振幅為主，相位連續(xù)性中等。鉆井揭示，該地震相巖性以含礫細(xì)砂巖為主，發(fā)育一定的泥質(zhì)夾層和少量干層，局部可見包卷層理。

(3)席狀地震相：席狀地震相在地震剖面上主要表現(xiàn)為上下界面同向軸接近平行，厚度相對穩(wěn)定，為平行、亞平行狀反射結(jié)構(gòu)，振幅能量較強(qiáng)，且連續(xù)性較好。該地震相可進(jìn)一步細(xì)分為中強(qiáng)振平行席狀地震亞相和空白席狀地震亞相。相比其他類型地震相，該地震相平面展布范圍更廣，代表深湖、半深湖等穩(wěn)定沉積環(huán)境。鉆井揭示，該地震相巖性主要以泥質(zhì)粉砂巖或者粉砂質(zhì)泥巖為主，儲層物性相對較差，井點(diǎn)鉆遇以薄儲層和干層為主。

(4)弱振幅-中低連續(xù)地震相：該地震相反射特征以振幅能量較弱、同向軸連續(xù)性較差為主要特征，無明顯的幾何形態(tài)，由不規(guī)則的、不連續(xù)亞平行的反射組成，波動起伏幅度小，與其他類型震亞相反射特征存在差異。對比已鉆遇相似地震相特征的儲層，認(rèn)為主要以物性較差的粉-細(xì)砂巖沉積為主。

圖2 流沙港組一段典型地震相特征

4 地震相展布及沉積微相

4.1 地震相展布特征

由于流一段砂體平面分布有限，本次研究按照地震剖面縱向和橫向閉合的原則，對砂體的展布范圍以及沉積期次進(jìn)行了刻畫，整體上，潿洲A油田流一段刻畫出兩期的復(fù)合砂體，早期砂體主要分布在油田的東側(cè)，后期發(fā)育的復(fù)合砂體主要分布在油田的西側(cè)，并在近物源端垂向疊置。在砂體精細(xì)刻畫的基礎(chǔ)上，結(jié)合地震相識別及劃分，最終確定了流一段不同類型地震相平面展布(見圖3、圖4)。

河道填充型地震相主要分布在研究區(qū)的東南方向，即靠近物源方向，受古溝谷限制，該地震相平面分布相對較小。向西北方向逐漸過渡為丘型-透鏡型以及弱震-中低連續(xù)地震相，在靠近湖盆中心的位置主要以席狀地震相為主，分布范圍較大。

圖3 第一期砂體地震相平面分布

圖4 第二期砂體地震相平面分布

4.2 沉積相類型及展布

潿洲A油田流沙港組一段目的層段鉆井巖心以及錄井?dāng)?shù)據(jù)揭示，巖性主要以含礫粉、細(xì)砂巖為主，也夾雜有中砂巖、細(xì)砂巖，巖性變化較大，儲層非均質(zhì)性較強(qiáng)，泥巖顏色多呈灰色、灰褐色。砂礫巖中泥質(zhì)雜基等碎屑含量較高，粒度分選磨圓較差，沉積構(gòu)造多見滑塌變形層理，板狀交錯層理，槽狀交錯層理和塊狀構(gòu)造。分析認(rèn)為該研究區(qū)流一段為湖底扇沉積。進(jìn)一步識別出供給水道、內(nèi)扇、中扇和外扇4種沉積亞相(見圖5)。

供給水道：在研究區(qū)靠近物源方向發(fā)育，其主要作用是將泥、砂、礫組成的重力流沉積物運(yùn)輸?shù)缴钏练e環(huán)境中，是濁流沉積物的輸送搬運(yùn)通道。巖性主要以含礫砂巖為主，河道砂巖呈疊置狀，底部滯留沉積發(fā)育，局部發(fā)育泥質(zhì)夾層，自下而上粒度變細(xì)，河道厚度最大可達(dá)54 m，儲層物性相對較好(中滲儲層)。測井GR曲線主要表現(xiàn)為厚層箱狀、正韻律特征，在地震剖面上存在明顯的下切現(xiàn)象，內(nèi)部振幅能量較弱，且同向軸連續(xù)性較差，對應(yīng)河道填充型地震相。

內(nèi)扇：主要發(fā)育在補(bǔ)給水道出口處，測井GR曲線表現(xiàn)為鋸齒化箱狀砂巖，巖性主要為灰色厚層細(xì)砂巖、含礫細(xì)砂巖，相比補(bǔ)給水道粒度變細(xì)，砂體單層厚約3～4 m，內(nèi)部發(fā)育物性較差的夾層，多個單砂體的連續(xù)疊置可達(dá)十幾米，在地震剖面上表現(xiàn)為丘狀-透鏡狀，對應(yīng)的地震相為丘狀-透鏡地震相。

中扇：中扇亞相是湖底扇沉積的主體，主要由一條或幾條較深水道組成的辨狀溝道。由于主水道開始分岔，相對內(nèi)扇亞相，該亞相砂巖明顯變細(xì)，而泥巖組分或夾層增多。主要以細(xì)砂巖、粉砂巖為主，在研究區(qū)受埋深等因素的影響，該類型的儲層物性相對較差。在地震相上主要表現(xiàn)出中弱振幅、中低連續(xù)以及平行席狀等特征，對應(yīng)的地震相類型為中弱振幅-中低連續(xù)地震相和席狀地震相。

外扇：外扇亞相與中扇無水道部分相接，地形平坦，沉積環(huán)境穩(wěn)定，基本無水道發(fā)育，沉積物分布寬闊。巖性主要以泥質(zhì)粉砂巖、泥巖為主，以薄層砂條的形式存在。在地震相上表現(xiàn)為平行、席狀分布，對應(yīng)席狀地震相。受地震資料品質(zhì)影響，該亞相與中扇在地震相上沒有表現(xiàn)出明顯的不同，因此，外扇與中扇在地震相上難以區(qū)分。

圖5 流沙港組一段典型地震相-沉積相轉(zhuǎn)化模式

結(jié)合地震相的特征和鉆井、測井等資料，對流一段發(fā)育時期的沉積相展布特征進(jìn)行了分析：研究區(qū)主要發(fā)育了典型的湖底扇沉積，在靠近物源的湖底扇上傾端發(fā)育補(bǔ)給水道，向湖盆中心逐漸過渡為內(nèi)扇、中扇和外扇亞相(見圖6)，其中，中扇和外扇亞相分布范圍較廣，但受沉積環(huán)境、埋深以及后期成巖作用，整體上儲層物性相對較差，而補(bǔ)給水道、內(nèi)扇是研究區(qū)的優(yōu)勢儲層發(fā)育區(qū)。

圖6 流沙港組一段沉積相

5 結(jié)論

(1)根據(jù)地震資料的精細(xì)解釋，在潿洲A油田流一段識別出4種地震相：填充型地震相、丘狀-透鏡狀地震相、席狀地震相以及中弱振幅-中低連續(xù)地震相，同時劃分出單一水道填充地震亞相、丘狀地震亞相、中強(qiáng)振平行席狀地震亞相等6種地震亞相。結(jié)合沉積背景以及井點(diǎn)資料，明確了沉積相類型為湖底扇沉積，識別并刻畫出4種沉積亞相及其展布范圍。

(2)地震相在解釋沉積環(huán)境時存在多解性，同一地震相可能存在不同的沉積微相，因此，在地震相轉(zhuǎn)化過程中要充分利用區(qū)域認(rèn)識以及井點(diǎn)資料加以佐證，進(jìn)而確定地震相代表的地質(zhì)意義。