基于地震沉積-以泌陽凹陷深凹區(qū)核三段為例

李國輝

摘要：“地震沉積學(xué)”是一門為以現(xiàn)代沉積學(xué)和地球物理學(xué)為理論基礎(chǔ)，充分應(yīng)用三維地震資料，開展層序地層、地震屬性分析和地層切片研究，分析地層沉積結(jié)構(gòu)、沉積體系、沉積相平面展布以及沉積發(fā)育史的地質(zhì)學(xué)科。本文綜合應(yīng)用巖心資料、地球物理資料，在層序地層學(xué)理論的指導(dǎo)下，系統(tǒng)建立了泌陽凹陷深凹區(qū)研究層段等時地層格架;在高頻層序地層格架下，開展地震沉積學(xué)研究在利用關(guān)鍵井巖心序列特征和巖性對典型地層切片進行標(biāo)定的基礎(chǔ)上，確定了深凹區(qū)三角洲和濁積扇的地貌特征，刻畫了沉積砂體的形態(tài)和分布。

關(guān)鍵詞：泌陽凹陷地震沉積學(xué)層序地層格架地層切片沉積相

1物源分析

物源分析是盆地沉積相研究中最基本、最重要的工作。通過物源分析有助于查明盆地發(fā)育過程中沉積物的來源方向、侵蝕區(qū)與沉積區(qū)、搬運距離及母巖性質(zhì)，進而最終解決砂層和砂體的分布規(guī)律。研究物源的方法主要有：①根據(jù)砂礫巖的成分及其分布;②根據(jù)沉積構(gòu)造恢復(fù)古水流和物源方向;③根據(jù)碎屑重礦物組合及其分布;④根據(jù)孢粉資料;⑤根據(jù)微量元素資料。我們主要是采取前兩種方法對物源進行分析：一般沿著遠離物源的方向砂地比值逐漸減小，靠近物源的地方砂地比值較大;中期、短期砂層等厚圖和砂地比圖可以看出其物源體系的展布情況，研究區(qū)發(fā)育3大物源體系：北部侯莊-王集、南部平氏-栗園-楊橋，東部梨樹凹-下二門物源體系。

2層序格架建立

首先要建立工區(qū)目的層位層序地層格架，研究區(qū)主要目的層位為新生代古近系核桃園組核三段。層序是一套相對整一的、成因上存在聯(lián)系的、頂?shù)滓圆徽厦婊蚺c之相對應(yīng)的整合面為界的地層單元。本次研究通過綜合分析地震資料、鉆井、錄井資料、測井曲線的旋回性等，結(jié)合泌陽凹陷核桃園組沉積序列和構(gòu)造演化特征、氣候周期性變化特征，也具體考慮實際生產(chǎn)的簡潔、有效性，將泌陽凹陷核桃園組核三段劃分為1個二級層序，5個三級層序，8個四級層序。5個三級層序命名為SQⅠ～SQⅤ，SQⅠ大致對應(yīng)于H和H砂組，SQⅡ大致對應(yīng)于H砂組，SQⅢ大致對應(yīng)于H砂組，SQⅣ大致對應(yīng)于H⁵和H砂組，SQⅤ大致對應(yīng)于H和H砂組。8個四級層序分別大致對應(yīng)于核三段的八個砂組，命名為SQ1～SQ8，其層序邊界分別命名為SB1～SB9。

3層序格架里的主要沉積相類型

綜合考慮泌陽凹陷構(gòu)造背景、物源條件、氣候條件等多種因素，利用巖心、錄井、測井等資料，對工區(qū)沉積相進行研究，指出泌陽凹陷深凹區(qū)核三段發(fā)育近岸水下扇、辮狀河三角洲、湖泊、濁積扇等四種沉積類型。泌陽凹陷深凹區(qū)核三段東北部主要發(fā)育候莊辮狀河三角洲前緣的砂體，西南部和東南部主要發(fā)育來自楊橋、栗園地區(qū)近岸水下扇的砂體，而中部主要發(fā)育湖相大套泥巖，泥巖中發(fā)育的砂巖，是從三角洲前緣滑塌下來的濁積扇

4地震沉積學(xué)研究

地震沉積學(xué)的主要研究內(nèi)容和研究思路包括：在高精度層序地層格架內(nèi);開展子波相位頻率調(diào)整，確立地震反射同相軸與沉積砂體之間的對應(yīng)關(guān)系;對三維地震資料進行地震屬性分析和地震反演，優(yōu)選地震參數(shù)，利用特定軟件制作地層切片（stratalslice）;統(tǒng)計地震參數(shù)特征，用關(guān)鍵井資料標(biāo)定地震參數(shù)或地震相（巖性學(xué)研究）;依據(jù)沉積背景和井震對比研究，開展沉積砂體地震沉積學(xué)分析，對屬性分析和反演結(jié)果進行地質(zhì)解釋，刻畫沉積砂體和微相平面展布，確定沉積類型和分布演化，研究沉積發(fā)育史。

4.1相位調(diào)整

常規(guī)地震資料處理的最終成果是零相位地震數(shù)據(jù)，解釋人員用這類地震數(shù)據(jù)開展構(gòu)造和沉積研究。顯然，在標(biāo)準(zhǔn)的零相位地震資料中，相同波阻抗的同一種巖性與地震同相軸之間沒有直接的對應(yīng)關(guān)系，而是對應(yīng)于相反的極性（峰-谷組合）;在90°相位調(diào)整后的地震剖面上，地震極性與巖性資料有了更好的結(jié)合，所有鉆遇的砂巖層幾乎都對應(yīng)于地震波谷（紅色），這些改進使地震剖面看上去更像地質(zhì)剖面，使砂層與反射同相軸具有更好的對應(yīng)關(guān)系，即地震解釋追蹤的反射同相軸就是追蹤了砂體，從而賦予了地震反射同相軸更強的地質(zhì)意義

4.2頻譜分解

在很多情況下，沉積韻律層單層的時間域特征尺度小于地震子波的主波瓣長度及子波有效長度。因此，多個波阻抗界面產(chǎn)生的子波疊加效應(yīng)和鳴振效應(yīng)使得地震道并不能直觀反映界面位置和地層組合特點。另一方面，由于地層對地震信號的調(diào)諧和吸收作用，不同的地質(zhì)目標(biāo)對地震資料的不同頻率成分的敏感程度不同。例如，深層目標(biāo)和單層厚度較大的韻律層突出低頻成分，淺層目標(biāo)和單層厚度小的韻律層則突出高頻成分。在地震資料解釋過程中，解釋人員可以充分使用不同頻率響應(yīng)特點的數(shù)據(jù)，選擇能夠充分揭示地質(zhì)目標(biāo)的頻率信號響應(yīng)特點的單頻帶數(shù)據(jù)體。特別是在互層狀沉積韻律情況下，單頻處理的數(shù)據(jù)可以在有效的地震頻帶內(nèi)，降低子波疊加和鳴振效應(yīng)造成的成像模糊，最大限度地突出薄層響應(yīng)，使得薄層成像清晰。這不僅可以提高縱向分辨率，橫向上也更突出了地層的橫向變化和邊界點，有利于對儲層的識別和追蹤，以及對儲層展布規(guī)律的認識。

本次研究計算了頻率為8～64Hz的頻譜能量數(shù)據(jù)。首先將泌陽凹陷深凹區(qū)三維地震數(shù)據(jù)體分為8～12Hz、12～16Hz、16～24Hz、24～32Hz、32～48Hz、48～64Hz六個頻率段進行掃描，每一個頻率段得到一張能量平面分布圖，從而得到一系列頻率均方根振幅切片?？梢钥吹?，8～12Hz主頻對應(yīng)的調(diào)諧振幅分布特征不清楚;12～16Hz、16～24Hz主頻隱約看到出現(xiàn)一些模糊的異常體;至24～32Hz主頻，調(diào)諧振幅異常體變得能量最強、輪廓異常清晰，而且分布相對穩(wěn)定;32～48Hz時異常體稍微變?nèi)?，輪廓開始變得不清晰;主頻為48～64Hz時，調(diào)諧振幅異常體逐漸變?nèi)?，直至模糊。這說明，對應(yīng)該類砂巖體厚度的最佳地震頻率在24～32Hz附近。結(jié)合已有鉆井信息和前人區(qū)域沉積體系的研究成果可知，該異常體反映片狀、粗粒的辮狀河三角洲前緣水下分支河道和河道間沉積。

4.3典型地層切片沉積微相解釋

由于泌陽凹陷核三段各層序厚度不同，自SQ1至SQ4分別制做了449張、605張、731張和575張地層切片。從大量的地層切片中選取了9張典型地層切片，進行了核三段沉積微相的解釋，其中SQ1、SQ2和SQ4各選取1張，而重點層段SQ3選取了6張地層切片，結(jié)合鉆井、測井、巖心等資料進行地質(zhì)綜合分析，對典型地層切片進行沉積微相解釋，反映出了該層序內(nèi)巖性和沉積微相的演化特征

5應(yīng)用效果分析

通過對泌陽凹陷深凹區(qū)振幅屬性地層切片的分析，發(fā)現(xiàn)對地層切片中各種沉積相的解釋與已鉆井符合程度高，確實能夠較為真實地反映砂體的橫向展布。從地層切片圖中可以看出SQ3沉積時期，泌291-泌267井區(qū)為辮狀河三角洲的外前緣沉積，物源主要來自研究區(qū)的東北方向，而泌364-泌365井SQ3主要發(fā)育滑塌濁積扇，并且泌364井區(qū)發(fā)育的滑塌濁積扇與泌354、程1井區(qū)發(fā)育的滑塌濁積扇為兩個獨立的砂巖透鏡體，在橫向上是不連通的。這與連井剖面上的分析是相同的。因此，通過對研究區(qū)各種屬性的分析和優(yōu)選，發(fā)現(xiàn)振幅屬性確實能夠較為真實地反映砂體的橫向展布。

6結(jié)論

（1）地震沉積學(xué)綜合運用地震、地質(zhì)、測井及巖性資料，能較好的將地震的高橫向分辨率與測井的高垂向分辨率結(jié)合起來，在勘探程度較低，橫向變化較快的地區(qū)，對沉積相及沉積微相的刻畫具有很好的指導(dǎo)作用。

（2）地震屬性存在一定的多解性，解釋中需綜合巖心、錄井、測井資料綜合解釋，降低多解性。

參考文獻：

[1]孫耀華等.泌陽凹陷有利油氣區(qū)帶預(yù)測[J].天然氣工業(yè)，2009，29（1）：41-44.

[2]劉震等.論層序地層學(xué)對地震地層學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展[J].石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），1992，16（6）：18-21.

[3]趙忠泉等.地震沉積學(xué)初步認識[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009，（9）：52-53.

[4]林承焰等.地震沉積學(xué)及其初步應(yīng)用[J].石油學(xué)報，2007，28（2）：73-76.

[5]于振清等.用菲涅爾理論解釋反射地質(zhì)體邊界的理論模型研究[J].石油物探，1990，（1）：66-76.

[6]李思田.陸相盆地高精度層序地層學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，2003.33-53.