中國(guó)地震沉積學(xué)研究現(xiàn)狀和發(fā)展思考*

朱筱敏 董艷蕾 曾洪流 林承焰 張憲國(guó)

1 中國(guó)石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249 2 美國(guó)德州大學(xué)(Austin)經(jīng)濟(jì)地質(zhì)調(diào)查局，美國(guó)德州 78713-8924 3 中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 257061

1 地震沉積學(xué)概述

地震沉積學(xué)是在地震地層學(xué)和層序地層學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的地質(zhì)學(xué)與地球物理學(xué)相互交叉的學(xué)科。它的形成和發(fā)展與20世紀(jì)70年代三維地震勘探技術(shù)的發(fā)明及隨后的廣泛應(yīng)用具有密切的關(guān)系。Dahm和Graebner(1979)首次在地震時(shí)間振幅切片上識(shí)別出曲流河道的古地貌特征。隨后一些地球物理軟件公司(例如Landmark，GeoQuest等等)開(kāi)發(fā)出層位切片(horizon slice)軟件并被石油工業(yè)界廣泛應(yīng)用。到了20世紀(jì)90年代，美國(guó)德州大學(xué)(Austin)曾洪流(Zeng，1994)在其博士論文中提出和討論了地層切片(stratal slice)的概念和制作方法，并在Geophysics刊物上發(fā)表文章，首次提出地震沉積學(xué)(seismic sedimentology)的概念，認(rèn)為地震沉積學(xué)是通過(guò)地震巖性學(xué)、地震地貌學(xué)的綜合分析，研究地層巖性、沉積成因、沉積體系和盆地充填歷史的學(xué)科(Zengetal.， 1998a，1998b)。同期，Posamentier(2001)提出了地震地貌學(xué)(seismic geomorphology)的概念并利用切片地貌成像特征開(kāi)展沉積學(xué)解釋?？傊?，地震沉積學(xué)是以現(xiàn)代沉積學(xué)、層序地層學(xué)和地球物理學(xué)為理論基礎(chǔ)，利用三維地震資料及地質(zhì)資料，通過(guò)層序地層學(xué)、地震地貌學(xué)、地震巖性學(xué)和現(xiàn)代沉積學(xué)綜合研究，確定地層宏觀沉積特征、沉積體系發(fā)育演化、(薄層)砂體成因和分布、儲(chǔ)集層質(zhì)量及油氣潛力的新興交叉地質(zhì)學(xué)科。

進(jìn)入21世紀(jì)，地震沉積學(xué)(地震地貌學(xué)和地震巖性學(xué))由于其先進(jìn)的地質(zhì)地震理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法，以及在石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的成功應(yīng)用，因而得到人們高度關(guān)注，并成為地質(zhì)學(xué)和地球物理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)(AAPG)、沉積地質(zhì)學(xué)學(xué)會(huì)(SEPM)、國(guó)際勘探地球物理學(xué)家學(xué)會(huì)(SEG)和國(guó)際沉積學(xué)家協(xié)會(huì)(IAS)舉辦的會(huì)議均將地震沉積學(xué)作為重要論題開(kāi)展學(xué)術(shù)交流，加上大量的研究成果面世，極大地推動(dòng)了地震沉積學(xué)核心技術(shù)、研究流程、工業(yè)化應(yīng)用等方面的深化發(fā)展(Schlager，2000；Zeng and Hentz，2004；林承焰等，2007；Wood，2007；朱紅濤等，2011；曾洪流等，2012；Janockoetal.， 2013；Dongetal.， 2015；朱筱敏等，2017，2019；Zhuetal.， 2017，2018；Zeng，2018；Yueetal.， 2019)。

地震沉積學(xué)的基本原理和研究流程已經(jīng)基本成熟(Zengetal.， 1998a，1998b；曾洪流等，2012；朱筱敏等，2019)。地震沉積學(xué)研究基于下列2個(gè)基本原理： (1)一般沉積體系都具有寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于厚度的特征(Galloway and Hobday，1983)；(2)利用地震垂向分辨率難以識(shí)別的地質(zhì)體，在平面上有可能通過(guò)地震橫向分辨率(即菲涅爾帶，在完全實(shí)現(xiàn)三維偏移的地震資料中，縱向與橫向分辨率相同)識(shí)別出來(lái)。主要研究流程包括建立等時(shí)地層格架、三維地震數(shù)據(jù)90°相位調(diào)整、層面屬性?xún)?yōu)選、分頻地層切片處理、地震巖性刻度以及RGB(Red-Green-Blue)融合進(jìn)行地震巖性學(xué)和地震地貌學(xué)綜合研究；采用三維可視化等先進(jìn)的地球物理處理解釋技術(shù)，確定不同層序單元的沉積體系形態(tài)特征，識(shí)別薄層(幾米，小于 1/4 波長(zhǎng))砂體，闡明基于源匯系統(tǒng)的沉積體系發(fā)育演化歷史；進(jìn)而開(kāi)展成藏要素、油氣富集程度與沉積體系、砂體類(lèi)型之間關(guān)系的研究，結(jié)合烴類(lèi)檢測(cè)等地球物理方法，預(yù)測(cè)巖性圈閉有利分布地區(qū)和精細(xì)表征砂體構(gòu)型，高效指導(dǎo)油氣勘探開(kāi)發(fā)(曾洪流等，2012；朱筱敏等，2019)。

最近10余年來(lái)，地震沉積學(xué)在理論、方法、應(yīng)用(陸相碎屑巖研究、海相碎屑巖研究、碳酸鹽巖研究、地震成巖相研究、砂體表征和開(kāi)發(fā)地質(zhì)研究)、地球物理新技術(shù)開(kāi)發(fā)等方面均取得了顯著進(jìn)展，發(fā)表了數(shù)百篇論文和多部專(zhuān)著。顯然，總結(jié)近期研究進(jìn)展、探索思考未來(lái)發(fā)展方向，這不僅有利于推動(dòng)地震沉積學(xué)的發(fā)展完善，而且會(huì)有益于實(shí)現(xiàn)油氣資源高效勘探開(kāi)發(fā)，特別是有助于挖掘薄層砂體和其他巖類(lèi)中的油氣資源。

2 地震沉積學(xué)研究進(jìn)展

2.1 地震沉積學(xué)理論進(jìn)展

2.1.1 頻率控制了地震反射同相軸等時(shí)性

地震沉積學(xué)是在地震地層學(xué)和層序地層學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。地震地層學(xué)和層序地層學(xué)基本理論包括： 海平面升降變化是形成沉積層序的根本原因，沉積層序構(gòu)型綜合受控于海平面升降、物源供給、氣候和基底沉降等因素；同時(shí)認(rèn)為“地震反射產(chǎn)生于巖石中的物性界面。這些物性界面主要是由具速度/密度差的層面和不整合面組成的等時(shí)界面，因此地震反射同相軸大體反映地質(zhì)等時(shí)界面”(Vailetal.， 1997)。隨著地震資料品質(zhì)提升和地球物理方法技術(shù)的不斷發(fā)展，認(rèn)為地震同相軸等時(shí)地質(zhì)意義取決于地震反射主體頻率大小。美國(guó)二疊盆地三角洲前積體正演模型研究發(fā)現(xiàn)，地震反射同相軸并不總是響應(yīng)傾斜的地質(zhì)時(shí)間界面，地震資料的頻率成分控制了地震反射同相軸的傾角和內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)，或者說(shuō)地震同相軸的地層性質(zhì)很大程度上受地震頻率的影響(Zeng and Kerans，2003)。實(shí)際上，低頻(15～30Hz)地震反射同相軸可能部分反映了厚層巖性界面信息，地震反射同相軸比較容易穿時(shí)(作者認(rèn)為可識(shí)別大區(qū)域三級(jí)層序界面)；而高頻(50～80Hz)地震反射同相軸可準(zhǔn)確反映較薄層的等時(shí)沉積界面信息，地震反射同相軸更趨于等時(shí)(可識(shí)別四級(jí)層序界面)。也就是說(shuō)，不同品質(zhì)(主頻)的地震數(shù)據(jù)反映的地質(zhì)信息和層序界面是不同的，這一理論認(rèn)識(shí)改變了地震地層學(xué)/層序地層學(xué)研究的前提假設(shè)，是地震沉積學(xué)理論的顯著進(jìn)展(Zeng and Kerans，2003)。

2.1.2 不同砂體組合不同頻段切片響應(yīng)不同

不同含油氣沉積盆地發(fā)育多種具有不同厚度組合和平面分布特征的成因類(lèi)型砂體，在不同的地質(zhì)體中埋藏深度也不相同(地震信號(hào)隨著深度急劇衰減)，導(dǎo)致采用的不同品質(zhì)/頻段的地震數(shù)據(jù)反映的地質(zhì)信息是不同的。地震頻率明顯控制了地震反射及其調(diào)諧現(xiàn)象，地震分辨率是地震頻率的函數(shù)。對(duì)于地震薄層(小于 1/4 波長(zhǎng))而言，地震波到達(dá)地質(zhì)體頂部和底部的傳播時(shí)間是不能分辨的。只有地質(zhì)體厚度大于 1/4 波長(zhǎng)時(shí)，楔形體的實(shí)際厚度才能夠通過(guò)從波峰到波谷的時(shí)間來(lái)測(cè)量。在實(shí)際研究中，所采用的地震資料品質(zhì)和研究的地質(zhì)體厚度是變化的，不能采用一個(gè)地震頻段經(jīng)地層切片處理去分辨識(shí)別不同厚度的多層地質(zhì)體，所以應(yīng)對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分頻處理，針對(duì)不同需求選用相應(yīng)頻段的地震數(shù)據(jù)體開(kāi)展不同厚度砂體的分辨識(shí)別。

地震波頻率組分的變化會(huì)產(chǎn)生選擇性的沉積地質(zhì)體響應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，厚層砂體組合主要對(duì)應(yīng)于低頻地震信號(hào)，薄層砂體組合主要對(duì)應(yīng)于高頻地震信號(hào)。即不同級(jí)別/厚度的地質(zhì)體對(duì)應(yīng)著地震剖面上的不同頻率特征。通過(guò)三維地震資料不同頻段的分頻處理，就可以獲得相應(yīng)頻段的地震數(shù)據(jù)體，分頻進(jìn)行地震巖性學(xué)和地震地貌學(xué)(地層切片)綜合研究工作，確定不同厚度砂體的時(shí)空分布特征。

模型和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都表明，可以通過(guò)在地震信號(hào)帶寬范圍內(nèi)的選擇性濾波，識(shí)別時(shí)間地層單元或巖性地層單元。選擇性濾波通過(guò)調(diào)整頻率范圍和地震數(shù)據(jù)主頻，使之達(dá)到識(shí)別地質(zhì)體所要求的尺度、提高被解釋地質(zhì)體的準(zhǔn)確性。如果地震數(shù)據(jù)體有足夠的高頻組分，那么可以識(shí)別高頻層序的界面和薄層/傾斜的地質(zhì)體(Zeng and Kerans，2003)。

顯然，地震沉積學(xué)分頻處理解釋不僅是一項(xiàng)地球物理技術(shù)，而且是理論認(rèn)識(shí)的進(jìn)步。利用時(shí)頻分析技術(shù)按不同頻率進(jìn)行掃描分析/分頻處理，可以識(shí)別出由大到小的、不同級(jí)別/厚度的地質(zhì)體以及等時(shí)地層界面，突顯主要地質(zhì)體的沉積特征，并獲得一些常規(guī)地震剖面上難以識(shí)別的信息。這對(duì)于沉積盆地不同地質(zhì)時(shí)代的沉積類(lèi)型綜合解釋和沉積演化規(guī)律的確定是非常重要的。

2.2 陸相碎屑巖地震沉積學(xué)研究進(jìn)展

地震沉積學(xué)包含了地震巖性學(xué)和地震地貌學(xué)，由于陸相碎屑巖具有典型的地震地貌響應(yīng)特征，因而相對(duì)容易建立與沉積地貌之間的關(guān)系，比如基于沉積模式確定河流、湖泊三角洲沉積砂體成因類(lèi)型和時(shí)空分布。

注： 物源來(lái)自北側(cè)；圓圈及數(shù)字代表井位和砂巖厚度圖 1 松遼盆地齊家地區(qū)白堊系青山口組淺水三角洲地層切片(據(jù)Zhu et al.， 2017)Fig.1 Shallow delta stratal slice of the Cretaceous Qingshankou Formation in Qijia area, Songliao Basin(after Zhu et al.， 2017)

陸相碎屑砂體地震沉積學(xué)研究進(jìn)展主要表現(xiàn)在：根據(jù)沉積模式和地震地貌響應(yīng)，確定古物源方向和古水流流向、砂體沉積成因類(lèi)型、沉積亞微相邊界，識(shí)別刻畫(huà)薄層砂體，確立沉積演化和沉積模式、有利砂體和巖性圈閉預(yù)測(cè)等；涉及的陸相沉積類(lèi)型有沖積扇、河流、三角洲、灘壩、重力流。沖積扇主要發(fā)育在構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈的沉積盆地，具有沉積厚度大、巖性組合關(guān)系復(fù)雜的特點(diǎn)，有時(shí)要結(jié)合地震相甚至重磁電資料才能識(shí)別山麓沖積扇沉積體系(Zhuetal.， 2016)。由于不同類(lèi)型河流地貌形態(tài)均為條帶狀特征，因此利用地層切片容易識(shí)別河流沉積薄層砂體： 不同彎曲程度的曲流河砂體具有“鞋帶長(zhǎng)條狀”特征，特別是具有邊灘地震響應(yīng)；辮狀河砂體具有“寬條帶狀”連片分布特征；而網(wǎng)狀河具有明顯的“彎曲網(wǎng)狀條帶”地貌特征?；诘卣饚r性學(xué)研究，可分辨河道砂體與泛濫平原沉積分布。在相同地區(qū)不同地質(zhì)演化階段可出現(xiàn)不同河型，或在相同時(shí)期不同河型共存(談明軒等，2019)。三角洲沉積類(lèi)型多樣，既有粗粒的扇三角洲和辮狀河三角洲，也有細(xì)粒的曲流河三角洲、淺水三角洲以及在地震剖面上難以識(shí)別的隱性前積三角洲。三角洲的地層切片具有樹(shù)枝狀、朵葉狀地貌特征以及河道狀與朵葉狀組合地貌特征(圖 1)，比較容易與現(xiàn)代三角洲沉積地貌和沉積模式對(duì)比并確定三角洲沉積范圍(曾洪流等，2015；Dongetal.， 2017；Zhuetal.， 2017)。陸相湖盆緩坡常發(fā)育由陸源碎屑和碳酸鹽顆粒組成的灘壩，其沉積顆粒相對(duì)細(xì)、平行湖岸線呈長(zhǎng)帶狀分布，結(jié)合丘形地震反射和巖心刻度可知，灘壩地層切片呈數(shù)千米長(zhǎng)的多個(gè)“豬腰子狀”(Zhaoetal.， 2014)。

重力流/異重流研究最近幾十年發(fā)展很快，在重力流分類(lèi)、沉積過(guò)程和沉積模式等方面均取得了豐碩的研究成果，特別是提出了反映深水沉積作用過(guò)程的重力流沉積模式。經(jīng)典濁流沉積常呈扇形/朵葉狀、砂質(zhì)碎屑流常呈不規(guī)則舌狀體、異重流常呈水道狀和朵葉狀組合(Zhuetal.， 2016)。依據(jù)重力流不同類(lèi)型的沉積地貌特征，容易解釋地層切片地震地貌響應(yīng)特征。濁積扇/近岸水下扇主要響應(yīng)于具有水道的朵葉狀地震地貌特征，可分布于斷陷湖盆深洼和陡坡帶，向盆地中央延伸數(shù)千米；砂質(zhì)碎屑流常呈規(guī)模較小的、面積幾平方千米的舌狀體，多位于三角洲前方；異重流響應(yīng)于數(shù)十千米的彎曲水道和規(guī)模較小的朵葉體，也常位于三角洲的前方(Zhuetal.， 2016，2018；潘樹(shù)新等，2017)。

2.3 海相碎屑巖地震沉積學(xué)研究進(jìn)展

地震沉積學(xué)/地震地貌學(xué)起源于海相碎屑巖沉積體系研究，基于高精度層序地層格架，在分析和定量刻畫(huà)不同層序或體系域下切谷、低位扇、低位三角洲、海侵濱岸砂體、高位障壁砂壩、潟湖和三角洲砂體以及水道/河道的彎曲特點(diǎn)等方面均取得了明顯進(jìn)展(Posamentier，2001；Posamentier and Venkatarathnan， 2003；Zeng，2007；Reijensteinetal.， 2011)。

圖 2 珠江口盆地珠江組陸架邊緣三角洲—重力流沉積體系均方根振幅切片(據(jù)林暢松等，2018)Fig.2 Stratal slice of shelf edge delta and gravity flow sediment-ary systems in the Zhujiang Formation of Pearl River Mouth Basin (after Lin et al.， 2018)

隨著中國(guó)海相沉積盆地油氣勘探的快速發(fā)展，地震沉積學(xué)在中國(guó)海相沉積盆地碎屑巖研究中得到應(yīng)用。比如，珠江口盆地古近系珠海組、新近系珠江組和韓江組發(fā)育厚層碎屑濱岸沉積體系、陸架三角洲、陸架邊緣三角洲以及斜坡/海底扇沉積體系。碎屑濱岸沉積砂壩石英砂巖發(fā)育低角度交錯(cuò)層理，具有中間厚、兩側(cè)薄的透鏡狀或頂凸底平的丘狀地震反射，陸架及其邊緣三角洲具有多種前積反射，砂巖沉積厚度可逾千米，在地層切片上顯示為向盆地中央方向前積的多期朵葉體；大陸斜坡及其底部的重力流沉積具有水道(寬近千米)和濁積扇扇形特征，單個(gè)扇體面積為數(shù)平方千米(圖 2)(林暢松等，2018)。珠江口盆地惠州凹陷珠江組發(fā)育海相三角洲(受潮汐改造的潮汐砂壩)碎屑沉積體系，在建立精細(xì)層序地層格架的前提下，采用頻譜成像技術(shù)、相控儲(chǔ)層反演技術(shù)和正演模擬技術(shù)刻畫(huà)陸架三角洲沉積范圍和砂體尖滅位置，確定了三角洲砂體上傾尖滅和巖性圈閉發(fā)育地區(qū)(芮志鋒等，2019)。

在瓊東南盆地、北部灣盆地、鶯歌海盆地以及珠江口盆地多個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元中，受海侵影響新近系均發(fā)育濱岸臨濱砂壩、潮汐或波浪影響的三角洲以及延伸逾千千米的重力流水道沉積，根據(jù)地震巖性學(xué)和地震地貌學(xué)綜合研究，采用先進(jìn)的地球物理方法技術(shù)，確定了不同沉積類(lèi)型沉積砂體可靠的時(shí)空分布，有效地推動(dòng)了油氣勘探開(kāi)發(fā)(陳楊等，2019；羅泉源等，2020)。

2.4 碳酸鹽巖和混積巖地震沉積學(xué)研究進(jìn)展

與碎屑巖地震沉積學(xué)研究相比，碳酸鹽巖地震沉積學(xué)研究相對(duì)較少，主要在儲(chǔ)集層相對(duì)發(fā)育的碳酸鹽巖臺(tái)地、礁灘和喀斯特等研究方面取得了一些進(jìn)展。

生物礁灘是重要的油氣儲(chǔ)集層發(fā)育場(chǎng)所，利用常規(guī)地震相/異常體解釋往往存在一定的多解性。地震沉積學(xué)與地震相控非線性隨機(jī)反演相結(jié)合，開(kāi)辟了識(shí)別礁灘沉積體新的思路：即以地震沉積學(xué)理論為指導(dǎo)，在分析四川盆地建南—龍駒壩地區(qū)長(zhǎng)興組生物礁灘沉積模式與地球物理響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上，引入地震相控非線性隨機(jī)反演處理并結(jié)合地震相進(jìn)行地震沉積學(xué)解釋?zhuān)玫湫途锝笧┏练e特征刻度，建立生物礁灘識(shí)別模式，預(yù)測(cè)了生物礁灘分布(圖 3)(黃捍東等，2011)。

四川盆地高石梯—磨溪地區(qū)寒武系龍王廟組形成于碳酸鹽巖臺(tái)地沉積環(huán)境，并發(fā)現(xiàn)碳酸鹽顆粒灘分布受控于斷層活動(dòng)和古地貌特征。在建立四川盆地古老海相碳酸鹽巖層系定性恢復(fù)沉積相、定量預(yù)測(cè)儲(chǔ)集層工作流程的基礎(chǔ)上，利用地震地貌學(xué)原理，提出“巖性—地貌相”分析方法，綜合利用印模法和殘厚法恢復(fù)了古地貌，發(fā)現(xiàn)古地貌高地和古地貌洼地大致沿東西走向生長(zhǎng)斷層分布。在古地貌高地上發(fā)育鮞粒灘和顆粒灘，具有不規(guī)則但近于平行岸線的長(zhǎng)條狀切片地震響應(yīng)特征。進(jìn)而采用多頻道振幅主因子分析技術(shù)，定量預(yù)測(cè)了儲(chǔ)集層平面分布，發(fā)現(xiàn)厚儲(chǔ)集層主要發(fā)育在古地貌高部位的顆粒灘沉積中。研究表明，相似性方差地震屬性能反映巖體內(nèi)部橫向變化，結(jié)合地層切片技術(shù)，可有效揭示碳酸鹽巖溶蝕成巖相分布(Zengetal.， 2018)。

地震地貌學(xué)(相干體切片)與地震幾何屬性提取技術(shù)、RGB融合技術(shù)、平面成像技術(shù)相結(jié)合，可刻畫(huà)碳酸鹽巖喀斯特古地貌以及碳酸鹽巖/蒸發(fā)巖與碎屑巖混合沉積(張宏等，2010；Zhaoetal.， 2018)。由于混積巖性時(shí)空變化復(fù)雜，難以采用某一種地震屬性切片表征不同巖性的時(shí)空分布，那么可以采用主因素分析方法從數(shù)十種地震屬性中提取敏感反映巖性成分和組合的主因子(地震屬性)，再利用RGB融合技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜混合巖性的定量表征。

圖 3 四川盆地建南—龍駒壩地區(qū)長(zhǎng)興組生物礁和生屑灘地震反射與反演識(shí)別模式(據(jù)黃捍東等，2011)Fig.3 Seismic and inversion recognition model of reef-flat of the Changxing Formation in Jiannan-Longjuba area of Sichun Basin(after Huang et al.， 2011)

2.5 地震成巖相預(yù)測(cè)研究進(jìn)展

地震成巖相本質(zhì)上屬于地震巖性學(xué)范疇，即用地震信息檢測(cè)成巖作用導(dǎo)致的巖石物性變化(曾洪流等，2013)。地震信息與成巖響應(yīng)之間關(guān)系是十分復(fù)雜的，研究難度大，處于探索研究階段。

地震成巖相研究包括3個(gè)方面內(nèi)容： (1)采用地震資料劃分地層和成巖相單元，(2)建立巖心成巖相與地震屬性的聯(lián)系，(3)尋找有效的地震成巖相成圖方法，確定不同成巖相時(shí)空分布。井—震高分辨率層序分析和地層切片的制作，可提供儲(chǔ)集層尺度(20im)成巖相單元的合理載體。砂巖成巖相分析和成巖序列的建立，可揭示影響儲(chǔ)集層質(zhì)量的多個(gè)因素。通過(guò)儲(chǔ)集層參數(shù)和巖石物性分析，可進(jìn)一步了解成巖作用和波阻抗的關(guān)系，并篩選適用地震檢測(cè)的主要成巖作用。地震巖性體(如90°相位地震體)轉(zhuǎn)換提供了成巖相的振幅(波阻抗)檢測(cè)信號(hào)，用地震巖性體制作的地層切片可用于識(shí)別沉積相。在沉積相圖上分析沉積相、波阻抗和成巖相的關(guān)系，可最終形成地震成巖相圖。研究表明，采用常規(guī)三維地震資料可預(yù)測(cè)松遼盆地青山口組泥質(zhì)膠結(jié)砂巖和方解石膠結(jié)砂巖，并可預(yù)測(cè)膠結(jié)作用(溶蝕作用)等成巖相平面分布(曾洪流等，2013)。

在開(kāi)展四川盆地高石梯—磨溪地區(qū)寒武系龍王廟組碳酸鹽巖臺(tái)地相的研究過(guò)程中，采用地震巖性學(xué)研究思路，優(yōu)選反映巖體內(nèi)部橫向變化的相似性方差地震屬性，刻畫(huà)碳酸鹽巖溶蝕成巖相。龍王廟組碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的孔隙度和滲透率明顯受(準(zhǔn))同生期淡水溶蝕作用、埋藏溶蝕作用和表生溶蝕作用影響。龍王廟組碳酸鹽巖地震反射層比較連續(xù)，研究發(fā)現(xiàn)相似性方差(similarity variance，SV)能反映巖體內(nèi)部橫向相似性，進(jìn)而反映巖層物性。地震屬性切片相似性方差值越大，說(shuō)明巖層物性越好(Zengetal.， 2018)。

另外，深層低滲—致密儲(chǔ)集層成巖程度高，沉積和成巖因素及其耦合對(duì)深層強(qiáng)非均質(zhì)性?xún)?chǔ)集層體系的形成與演化具有控制作用。對(duì)沉積和成巖的各自獨(dú)立表征已經(jīng)難以準(zhǔn)確闡明兩者在深層成儲(chǔ)中的作用機(jī)制，開(kāi)展沉積成巖相的地震表征是下一步深層低滲—致密儲(chǔ)集層地震沉積學(xué)研究的重要內(nèi)容和研究方向。目前，已有專(zhuān)家提出基于多尺度信息的彈性參數(shù)疊前反演驅(qū)動(dòng)的致密儲(chǔ)集層地震成巖相預(yù)測(cè)方法(張憲國(guó)等，2018)

2.6 砂體精細(xì)表征和開(kāi)發(fā)地質(zhì)研究進(jìn)展

地震沉積學(xué)理論技術(shù)不僅可用于勘探階段(薄層)砂體識(shí)別和巖性圈閉預(yù)測(cè)，而且可以用于油氣開(kāi)發(fā)階段砂體定量表征。隨著以中國(guó)東部老油田為代表的陸上成熟開(kāi)發(fā)區(qū)和海上開(kāi)發(fā)區(qū)塊進(jìn)入精細(xì)開(kāi)發(fā)階段，開(kāi)發(fā)井網(wǎng)下的井間等時(shí)地層和單成因砂體刻畫(huà)成為油氣工業(yè)界的迫切需求。

圖 4 黃驊坳陷孔店油田館陶組館二段典型地層切片的地震沉積學(xué)解釋(據(jù)劉海等，2018)Fig.4 Seismic stratal slice interpretation of the Member 2 of Guantao Formation in Kongdian oilfield，Huanghua Depression(after Liu et al.， 2018)

相比于面向大尺度等時(shí)地層和厚層沉積體的地震地層學(xué)，地震沉積學(xué)在薄層研究中具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，這使利用地震沉積學(xué)方法技術(shù)解決油氣藏開(kāi)發(fā)地質(zhì)問(wèn)題成為可能。在過(guò)去的10年中，地震沉積學(xué)與油藏描述、油藏工程分析不斷結(jié)合，形成了針對(duì)開(kāi)發(fā)地質(zhì)的地震沉積學(xué)方法和技術(shù)。在這個(gè)過(guò)程中，井間油藏精細(xì)地質(zhì)研究由模式化外推到井震結(jié)合表征，降低了開(kāi)發(fā)油藏描述的井間儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)不確定性；地震沉積學(xué)研究得益于密井網(wǎng)資料和大量開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)信息的支持，降低了地震地質(zhì)解釋中的多解性，兩者在學(xué)科交叉過(guò)程中相得益彰。

以地震沉積學(xué)與儲(chǔ)層構(gòu)型表征的結(jié)合為例，將儲(chǔ)層沉積學(xué)、油藏工程分析和應(yīng)用地球物理技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了井間四級(jí)(單一沉積微相)乃至三級(jí)構(gòu)型(如點(diǎn)壩內(nèi)部側(cè)積體)的可靠表征(圖 4)。同時(shí)，也在表征中發(fā)現(xiàn)了一些新的儲(chǔ)集層沉積模式。在面向開(kāi)發(fā)地質(zhì)的地震沉積學(xué)研究中，有3個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，一是沉積構(gòu)型模式的指導(dǎo)，降低地震解釋的多解性；二是將油藏工程分析應(yīng)用到砂體連通性的分析；三是優(yōu)選對(duì)薄層砂體橫向變化敏感的地震參數(shù)及其分析方法(劉海等，2018)。

可以采用地震沉積學(xué)并結(jié)合多種地球物理技術(shù)，研究不同沉積類(lèi)型砂體定量參數(shù)及其構(gòu)型，比如確定水道體系的彎度、水道寬度、河曲帶寬度、河曲拱高以及這些參數(shù)的相互之間關(guān)系(Wood，2007；Yueetal.， 2019)。研究表明，振幅類(lèi)屬性與砂體厚度相關(guān)性最好，以最大峰值振幅為最佳，相比原始地震屬性，分頻融合得到的最大峰值振幅屬性更好地刻畫(huà)了多種成因、不同厚度砂體邊界；地震正演模擬和分頻融合地震屬性相結(jié)合的儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)方法，可明顯提高儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)精度，可定量表征砂體厚度、分布和形態(tài)等，分析預(yù)測(cè)儲(chǔ)集層質(zhì)量(Yueetal.， 2019)。

2.7 地震巖性學(xué)研究進(jìn)展

地震資料預(yù)處理不能只停留在相位調(diào)整和分頻2個(gè)方面，而應(yīng)該從去噪、提頻、拓頻、能量均衡等方面進(jìn)行全方位的地震資料預(yù)處理，以提高地震巖性學(xué)研究成果的可信度。

在巖石物理、數(shù)值模擬測(cè)試和正演的基礎(chǔ)上，稀疏約束反演譜分解是一種有效的去噪方法。該方法具有較好的去噪性能和保幅性，可較好地壓制儲(chǔ)集層疊后地震數(shù)據(jù)中的隨機(jī)噪聲和偏移噪聲，突顯儲(chǔ)集層弱反射特征，提高地震數(shù)據(jù)處理成果質(zhì)量，為后續(xù)的定量解釋奠定良好的基礎(chǔ)(李倩等，2017)。

優(yōu)化的子波反褶積技術(shù)可有效地提高地震資料的分辨率。該技術(shù)是結(jié)合中國(guó)陸相沉積地震資料特點(diǎn)研制的一種反褶積技術(shù)，最大特色是不受剖面相位的影響，且融合了譜模擬和混合相位子波2項(xiàng)技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，用過(guò)井點(diǎn)地震道或者剖面上信噪比較高的線道對(duì)處理效果做質(zhì)量監(jiān)控，從而達(dá)到較好的保真、頻帶展寬和主頻提高(董艷蕾等，2011)。

中國(guó)含油氣沉積盆地中，常存在解釋對(duì)象(儲(chǔ)集層)和背景巖石(非儲(chǔ)集層)之間缺少足夠波阻抗差的問(wèn)題，致使常規(guī)縱波地震資料的應(yīng)用受到限制以及地震沉積學(xué)解釋效果尚難令人滿意。這時(shí)需要應(yīng)用不同的地震信息，開(kāi)展地震巖性學(xué)綜合研究。例如，冀中坳陷饒陽(yáng)凹陷蠡縣斜坡沙河街組砂巖、泥巖的縱波阻抗差別不大，造成了利用地震信息預(yù)測(cè)砂體困難(劉力輝等，2013)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員構(gòu)建了射線彈性阻抗參數(shù)(IREI)，下式中θ為入射角，ρ為密度，υs為橫波速度，υp為縱波速度。

通過(guò)巖石物理分析可知，饒陽(yáng)凹陷蠡縣斜坡沙河街組自然伽馬(γ)對(duì)砂巖較敏感，表現(xiàn)為低值，砂巖、泥巖的縱波阻抗(IP)差別不大，巖石物理特征不明顯。因此，難以利用疊后地震屬性及疊后反演方法區(qū)分砂巖與泥巖(圖 5)。但在含有橫波信息的疊前射線彈性阻抗IREI曲線上，砂巖為高值，泥巖為低值，二者能較好區(qū)分。故可根據(jù)疊后波阻抗反演IREI地層切片分析蠡縣斜坡沙二下亞段物源方向和砂體分布，其與鉆井資料吻合率好，地震地貌特征符合地質(zhì)背景和沉積規(guī)律(劉力輝等，2013)。

2.8 RGB地震屬性融合研究進(jìn)展

眾所周知，地震資料最早為黑白雙色顯示，后來(lái)發(fā)展為彩色顯示。顯然，利用彩色圖像的視覺(jué)效果直接識(shí)別地震異常已經(jīng)成為地震資料解釋的有效手段。現(xiàn)今可采用數(shù)百種地震屬性(如振幅類(lèi)、頻率類(lèi)、相位類(lèi)、波形類(lèi)等)描述地震異常體。但是，有時(shí)采用單個(gè)屬性不能明顯地反映某些隱蔽的地質(zhì)特征。為了解決這一問(wèn)題，提高對(duì)局部地下地質(zhì)異常體的識(shí)別能力并且更加直觀地分析地震屬性，現(xiàn)引入了基于顏色空間的多屬性RGB融合技術(shù)刻畫(huà)不同地質(zhì)時(shí)代的隱蔽地震異常體(朱筱敏等，2019)。這種技術(shù)是一種基于視覺(jué)的屬性分析方法，是將多個(gè)地震屬性通過(guò)主成分分析(PCA)技術(shù)進(jìn)行降維，取前3個(gè)(或4個(gè))主分量利用RGBA(Red-Green-Blue-Alpha)顏色融合原理獲得1張融合圖，并依據(jù)顏色的區(qū)域性和突變異常等視覺(jué)特征，進(jìn)行地質(zhì)目標(biāo)和沉積厚度解釋。

圖 5 饒陽(yáng)凹陷蠡縣斜坡沙河街組沙二段單井巖石物理分析(據(jù)劉力輝等，2013)Fig.5 Rock physical analysis of the Member 2 of Shahejie Formation in Lixian slope, Raoyang sag(after Liu et al.， 2013)

a—疊后偏移數(shù)據(jù)體；b—RGB顏色融合顯示。注意剖面中顏色(厚度)的旋回性和平面圖中砂巖厚度的指示意義。A、B處指示薄河道砂體(5～10im)；C處指示厚河道砂體(15～30im);C、D和E處河道反映出較差的(圖 6-a)和更好的(圖 6-b)連續(xù)性圖 6 某個(gè)沉積盆地三維地震數(shù)據(jù)體的地震剖面和地層切片(據(jù)Zeng，2017)Fig.6 Stratal slice and its vertical section from the real 3D seismic volume of a certain sedimentary basin(after Zeng，2017)

研究表明，RGB地震屬性融合切片要比常規(guī)振幅屬性切片具有下列3點(diǎn)優(yōu)勢(shì)(Zeng，2017): (1)常規(guī)振幅地震剖面難以反映地層厚度變化和砂體疊置樣式，并常夸大儲(chǔ)集層連續(xù)性，RGB地震屬性融合剖面可以提供砂巖厚度、連續(xù)性、幾何形態(tài)以及沉積旋回等信息(圖 6)；(2)在振幅地層切片(圖 6-a)中，難以同時(shí)確定地震薄層(鉆遇厚度5～10im)與地震厚層(鉆遇厚度15～30im)河道砂巖厚度，在RGB地震屬性融合切片中，顏色隨著砂巖厚度的變化而變化。薄層河道(圖 6中的A和B處)和厚層河道(圖 6中的C處)砂體能夠通過(guò)從綠藍(lán)色向紅黃色的顏色變化中識(shí)別出來(lái)；(3)在RGB融合顯示的剖面和地層切片中，測(cè)定的砂體厚度數(shù)據(jù)是相同的，可在儲(chǔ)集層尺度開(kāi)展儲(chǔ)集層地貌時(shí)空綜合分析(圖 6)。

可采用均方根振幅屬性和分頻顏色融合地層切片刻畫(huà)河道砂體，其中后者可有效降低穿時(shí)效應(yīng)、準(zhǔn)確刻畫(huà)河道連續(xù)性和完整性、有效識(shí)別窄小河道分布(李明等，2019)。

2.9 與儲(chǔ)層反演預(yù)測(cè)技術(shù)緊密結(jié)合

地震沉積學(xué)就是要表明不同類(lèi)型沉積體系時(shí)空分布特征，而地球物理儲(chǔ)集層反演預(yù)測(cè)技術(shù)能夠幫助實(shí)現(xiàn)從地震地貌學(xué)到地震沉積學(xué)的跨越。地球物理反演研究已有百年歷史，有多種方法技術(shù)，目前相控非線性混沌反演和有色反演技術(shù)是預(yù)測(cè)砂體分布、解決油氣勘探問(wèn)題常用的有效方法技術(shù)。

地震相控非線性混沌反演方法(Huangetal.， 2016)是指在層序格架/地震相和井資料約束下，對(duì)不同埋深的薄互層砂層進(jìn)行非線性混沌反演。反演結(jié)果突破了常規(guī)地震分辨率的限制，可根據(jù)迭代過(guò)程具體狀態(tài)來(lái)自適應(yīng)地修改阻尼因子λ值，從而調(diào)節(jié)噪音與分辨率，使之達(dá)到最佳平衡。與傳統(tǒng)反演方法不能充分利用弱地震信號(hào)相比，混沌反演能夠充分利用弱地震信號(hào)，從而比常規(guī)反演揭示更多細(xì)節(jié)，尤其能刻畫(huà)薄層砂體。反演結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合較好，不僅突出了界面和巖性體，還提高了沉積接觸面和變巖性巖體的分辨率，砂巖儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)吻合率達(dá)到了85%以上(Luoetal.， 2018)。通過(guò)此方法，可以針對(duì)復(fù)雜油氣儲(chǔ)集層進(jìn)行有效分析，從而增加地震沉積學(xué)應(yīng)用的可信程度，使其應(yīng)用效果得到進(jìn)一步改善(朱筱敏等，2019)。

近年來(lái)，地球物理學(xué)家研究測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)： ①頻率與振幅呈正相關(guān)，即更高的頻率對(duì)應(yīng)更強(qiáng)的振幅；②測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的空間頻譜遵從指數(shù)定律，且指數(shù)值僅較弱地依賴(lài)測(cè)井曲線類(lèi)型和盆地類(lèi)型。具有特征①的頻譜被稱(chēng)為“藍(lán)譜”，地震數(shù)據(jù)的處理過(guò)程通常使地震振幅白化。通過(guò)恢復(fù)地震數(shù)據(jù)中已經(jīng)嚴(yán)重衰減的高頻部分，與從測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)中獲得的反射系數(shù)相匹配，能夠提高地震數(shù)據(jù)的分辨率。這一方法被稱(chēng)為“譜藍(lán)化”技術(shù)。

在實(shí)際地球物理儲(chǔ)層反演研究應(yīng)用中，基于模型的反演往往存在反演結(jié)果過(guò)度模型化、反演可能擴(kuò)展到地震頻帶以外以及估計(jì)的子波不準(zhǔn)確等問(wèn)題，從而導(dǎo)致反演誤差較大等不足。譜藍(lán)化和有色反演可有效白化地震子波，在地震帶寬內(nèi)改善頻譜，提高地震分辨率，同時(shí)確保譜藍(lán)化后的地震數(shù)據(jù)保持地下地層的真實(shí)反射系數(shù)(楊瑞召等，2013)。

多種沉積體的地層厚度分布傾向于遵從指數(shù)定律，而分形曲線具有遵從指數(shù)定律的振幅譜。由于聲阻抗曲線可以與伽馬測(cè)井曲線相關(guān)聯(lián)，所以它們都具有前文②的特征，即具有遵從指數(shù)定律的頻譜。這樣，Lancaster和Whitcombe(2000)發(fā)明了有色反演方法，即先對(duì)井點(diǎn)的聲阻抗作譜分析，再對(duì)地震數(shù)據(jù)作譜分析，根據(jù)2種數(shù)據(jù)體的頻譜分析結(jié)果設(shè)計(jì)匹配算子，使地震數(shù)據(jù)的頻譜和井點(diǎn)的頻譜匹配，得到1個(gè)相對(duì)阻抗。通過(guò)有色反演生成的波阻抗具有遵從指數(shù)定律的頻譜，且受地震帶寬限制，可以在給定帶寬范圍內(nèi)獲得最佳分辨率(橫向分辨率高)，客觀反映沉積現(xiàn)象。實(shí)踐證明，這可作為層序地層學(xué)和分頻成像體的有效反演方法(楊瑞召等，2013)。

2.10 利用三維可視化技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)體雕刻

三維可視化技術(shù)是通過(guò)對(duì)三維地震數(shù)據(jù)體顯示參數(shù)(顏色、光線、透明度等)的調(diào)整和處理，使三維地震屬性體迅速地將目標(biāo)體顯示出來(lái)，可以直接展示地層構(gòu)造、沉積儲(chǔ)集層等地質(zhì)體的特征。通過(guò)利用不同的“雕刻”的方法，以地質(zhì)目標(biāo)的屬性特征為依據(jù)，從原始數(shù)據(jù)體中將地質(zhì)體分離出來(lái)。還可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)體透明顯示，將具有某種相同特性的地質(zhì)異常體突出顯示出來(lái)。

三維可視化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用給地質(zhì)學(xué)家們提供了直觀地分析、研究地下地質(zhì)情況的一個(gè)強(qiáng)有力工具。地質(zhì)學(xué)家與地球物理學(xué)家采用三維可視化軟件，可從任意角度展示多維度圖像，分析研究地下沉積界面、砂體形態(tài)、疊置樣式以及構(gòu)造、油藏等特征。三維可視化技術(shù)的引入，使廣大地球物理工作者和地質(zhì)綜合研究人員從傳統(tǒng)的二維平面中解放出來(lái)，并進(jìn)入到充滿神奇的三維空間內(nèi)，這極大地激發(fā)了科技人員的靈感，并賦予他們無(wú)限的想象空間和創(chuàng)造力，相信思維方式也會(huì)發(fā)生飛躍。

全三維地震資料解釋是針對(duì)數(shù)據(jù)體的解釋?zhuān)菑娜S可視化顯示出發(fā)，以地質(zhì)體或三維研究區(qū)塊為單元，采用點(diǎn)、線、面、體相結(jié)合的空間可視化方法進(jìn)行解釋?zhuān)@樣的解釋對(duì)地質(zhì)體的空間認(rèn)識(shí)更直觀、準(zhǔn)確。基于可視化技術(shù)的三維數(shù)據(jù)體解釋?zhuān)瑹o(wú)論是構(gòu)造解釋還是沉積地質(zhì)解釋以及地質(zhì)異常體解釋?zhuān)浞椒ǜ茖W(xué)、解釋更高效、結(jié)果更可靠(張進(jìn)鐸，2006)。

3 地震沉積學(xué)發(fā)展思考

地震沉積學(xué)經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展，已經(jīng)成為古地理學(xué)、沉積學(xué)和石油地質(zhì)學(xué)研究的必要組成部分，受到人們高度關(guān)注，但還是處于發(fā)展提高階段，尚有一些理論和技術(shù)問(wèn)題處于探索之中。應(yīng)該遵循目標(biāo)導(dǎo)向，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，探索理論，加強(qiáng)應(yīng)用，實(shí)踐認(rèn)識(shí)再實(shí)踐的研究思路，不斷完善地震沉積學(xué)理論和方法技術(shù)體系。

地震沉積學(xué)(地震巖性學(xué)和地震地貌學(xué))未來(lái)發(fā)展應(yīng)該包括： 地震沉積學(xué)理論和模型、地震巖性學(xué)方法、勘探地震沉積學(xué)(細(xì)粒、混積、深層、成巖相等)、開(kāi)發(fā)地震沉積學(xué)/定量地震沉積學(xué)、地球物理反演方法和新技術(shù)等。

在中國(guó)，地震沉積學(xué)對(duì)研究復(fù)雜沉積層序中沉積砂體(尤其是薄層砂體)和地層巖性油氣藏的價(jià)值，正在被越來(lái)越多的人所認(rèn)同。推廣地震沉積學(xué)符合中國(guó)當(dāng)前大力加強(qiáng)陸相復(fù)雜儲(chǔ)集層研究、增加油氣后備儲(chǔ)量的國(guó)情。毫無(wú)疑問(wèn)，繼續(xù)開(kāi)展這方面的研究和應(yīng)用有很重要的意義。近年來(lái)，隨著非常規(guī)頁(yè)巖油氣和深層—超深層碎屑巖/碳酸鹽巖油氣勘探理論和實(shí)踐的發(fā)展，地震沉積學(xué)又在頁(yè)巖油氣甜點(diǎn)預(yù)測(cè)、深層致密砂巖/碳酸鹽巖儲(chǔ)集層分析、混積巖儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)方面找到了突破口。

3.1 地震地貌學(xué)理論模型

建立不同級(jí)次層序地層格架，繼續(xù)開(kāi)展復(fù)雜沉積層序(河流、三角洲、重力流、濱淺海陸棚、碳酸鹽沉積等)地震地貌學(xué)理論模型研究，建立露頭/現(xiàn)代沉積地貌與地下地震地貌之間的類(lèi)比關(guān)系，并不斷改進(jìn)地層切片方法，建立不同沉積盆地中多類(lèi)型沉積體系的地震地貌模型庫(kù)，通過(guò)三維數(shù)值模擬闡明地貌形態(tài)演變和組合規(guī)律，是地震沉積學(xué)研究的根本發(fā)展方向。

1)建立不同類(lèi)型沉積盆地地震沉積學(xué)研究規(guī)范。與常規(guī)地震資料地震地層學(xué)解釋相比，地震沉積學(xué)研究要求解釋人員不僅要掌握地質(zhì)、地球物理基礎(chǔ)理論和熟練應(yīng)用解釋工具，更重要的是能融會(huì)貫通，具備巖性—地貌綜合解釋技能，實(shí)現(xiàn)“無(wú)縫”化解釋。建立研究規(guī)范應(yīng)該主要包括資料準(zhǔn)備、工作內(nèi)容、解釋程序、指導(dǎo)油氣勘探開(kāi)發(fā)的預(yù)期成果、質(zhì)量要求、應(yīng)避免的解釋陷阱等。研究規(guī)范的建立能幫助解釋人員熟悉工作流程，提高解釋效率，準(zhǔn)確刻畫(huà)沉積體的分布和演化。

2)創(chuàng)立不同類(lèi)型沉積盆地的地震沉積相模式。地震沉積相是指在地震分辨率尺度下，特定沉積相的地震地貌特征組合，因而有別于地震地層學(xué)中定義的地震相。類(lèi)似于沉積相模式對(duì)沉積相分析的指導(dǎo)作用，地震沉積相模式的指導(dǎo)作用應(yīng)當(dāng)更為直接和明顯。原因是從地震沉積相到沉積相有一個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程，中間加入了地震子波效應(yīng)和薄層干涉影響，導(dǎo)致地震沉積相只能間接地反映沉積體系，其關(guān)系需要標(biāo)定。地震沉積相與沉積相關(guān)系的建立，需要地質(zhì)與地球物理資料綜合研究?；诘卣鸪练e相模式指導(dǎo)，解釋人員僅憑地層切片就可初步分析地震沉積相對(duì)應(yīng)的沉積相。在研究過(guò)程中，需針對(duì)各類(lèi)盆地不同構(gòu)造演化階段、盆地結(jié)構(gòu)、沉積背景以及沉積地貌特征等，分別歸納建立地震沉積相模式(Zeng，2018)。

3.2 地震巖性學(xué)新方法

地震巖性學(xué)是地震沉積學(xué)的主要組成部分，是精準(zhǔn)刻畫(huà)地震地貌巖性屬性的基礎(chǔ)。相對(duì)海相沉積盆地巖性穩(wěn)定分布而言，陸相沉積盆地具有物源多變、巖相類(lèi)型多、時(shí)空變化快、巖性組合復(fù)雜、砂泥巖波阻抗關(guān)系受沉積旋回影響明顯等地質(zhì)特點(diǎn)，難以用某種現(xiàn)有方法標(biāo)定地震屬性與巖性之間關(guān)系，故應(yīng)該發(fā)展適合陸相盆地的地震巖性學(xué)新方法，減少地層切片巖性解釋的多解性。因此，發(fā)展地質(zhì)人員容易理解和掌握的地震巖性學(xué)新方法是未來(lái)的發(fā)展方向。這些方法應(yīng)該便于解釋人員在地震解釋工作站上靈活應(yīng)用，迅速見(jiàn)到地質(zhì)效果。

海相沉積盆地往往充填砂巖、泥巖組合，巖性不僅單一，且砂巖、泥巖波阻抗之間普遍存在線性關(guān)系，在90°相位地震剖面上，正、反極性同相軸通常分別代表砂巖、泥巖，沉積地質(zhì)解釋相對(duì)容易(Zengetal.， 2004，2007)。在中國(guó)陸相盆地，巖性組合和分布復(fù)雜得多(許多情況下碎屑巖、碳酸鹽巖、煤層共存)，波阻抗呈多極分布，90°相位地震剖面的巖性校定通常比較困難。為了提高地層切片的巖性解釋水平，應(yīng)加強(qiáng)巖石物理理論和實(shí)驗(yàn)研究，探索新的90°相位地震剖面的巖性校定方法和新的地震反演、地震參數(shù)分析、時(shí)頻分析方法，以及嘗試應(yīng)用AVO和橫波地震資料開(kāi)展地震屬性與巖性關(guān)系分析。進(jìn)一步研究和推廣頻譜分解(頻率域)和頻率融合(時(shí)間域)技術(shù)。這些技術(shù)能進(jìn)一步挖掘地震信息的潛能，擴(kuò)展利用常規(guī)振幅資料表達(dá)沉積體厚度和三維幾何形態(tài)的能力，從而有效地改善地震地貌相的沉積相解釋精度和準(zhǔn)確性(Zeng，2017)。

3.3 勘探地震沉積學(xué)

地震沉積學(xué)不僅可以有效分辨薄層砂體，而且可以在細(xì)粒沉積、混合沉積、深層儲(chǔ)集層和儲(chǔ)集層成巖相預(yù)測(cè)等方面發(fā)揮重要作用。

近年來(lái)，中國(guó)在非常規(guī)頁(yè)巖油氣資源勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，尤其在鄂爾多斯盆地、四川盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、松遼盆地和渤海灣盆地均發(fā)現(xiàn)了巨量的富有機(jī)質(zhì)細(xì)粒沉積物以及混合沉積。勘探實(shí)踐表明，細(xì)粒(混積)沉積物油氣儲(chǔ)集層(甜點(diǎn))的分布主要受控于沉積相和細(xì)粒物質(zhì)組成。地震沉積學(xué)與實(shí)驗(yàn)巖石物性研究相結(jié)合可預(yù)測(cè)細(xì)粒沉積物儲(chǔ)集層甜點(diǎn)(相對(duì)高有機(jī)碳、高脆性相帶)的分布(Zengetal.， 2017)。

中國(guó)中西部盆地(如四川盆地，塔里木盆地)分布有大量埋藏很深(6000～9000im)的古老碎屑巖和碳酸鹽巖層系。深埋儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)是成功勘探開(kāi)發(fā)油氣資源的關(guān)鍵，目前面臨的主要技術(shù)瓶頸是地震資料信噪比差、頻率和分辨率低。地震沉積學(xué)地層切片可提高深層碎屑巖和碳酸鹽巖儲(chǔ)集層橫向分辨能力，闡明沉積儲(chǔ)集層時(shí)空演化規(guī)律，指導(dǎo)油氣精細(xì)勘探開(kāi)發(fā)(Zengetal.， 2018)。

目前，采用疊后地震資料開(kāi)展了地震成巖相的地震沉積學(xué)研究，但仍處于探索階段(Zengetal.， 2018)。在地震成巖相研究中，疊后地震資料尚有些不足： (1)動(dòng)校正拉伸會(huì)引起高頻信息損失；(2)當(dāng)?shù)卣鹳Y料存在AVO效應(yīng)時(shí)，水平疊加會(huì)給出錯(cuò)誤的振幅值；(3)疊加速度的不準(zhǔn)確同樣會(huì)影響地震高頻信息。因此很有必要研究疊前地震技術(shù)，而利用疊前地震資料分辨儲(chǔ)集層巖性、刻畫(huà)儲(chǔ)集空間和研究流體性質(zhì)是未來(lái)需要加強(qiáng)研究的難題。隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度越來(lái)越快、存儲(chǔ)量越來(lái)越大及新軟件的出現(xiàn)，處理大數(shù)據(jù)量的地震資料將不再成為“瓶頸”，未來(lái)將會(huì)采用疊前地震資料反演開(kāi)展地震成巖相研究，不斷提高預(yù)測(cè)有利儲(chǔ)集層分布的精準(zhǔn)程度。

3.4 開(kāi)發(fā)地震沉積學(xué)

地震沉積學(xué)應(yīng)用于油氣開(kāi)發(fā)地質(zhì)研究是近幾年出現(xiàn)的全新領(lǐng)域。十多年前的研究主要是根據(jù)地層切片識(shí)別某些特征獨(dú)特的沉積儲(chǔ)層構(gòu)型單元(如曲流河點(diǎn)壩、分流河道砂壩、河口壩等)，幫助選擇開(kāi)發(fā)井位和判斷注水開(kāi)采效果等，但在應(yīng)用上還是受到垂向分辨率和顯示方式的限制，不易轉(zhuǎn)換成制定開(kāi)發(fā)方案所需的高分辨率儲(chǔ)層構(gòu)型。近年來(lái)，地震沉積學(xué)理論方法不斷應(yīng)用于油氣開(kāi)發(fā)階段砂體定量表征。在相對(duì)稀井網(wǎng)條件下，可利用地震信息有效地預(yù)測(cè)/表征儲(chǔ)層構(gòu)型，即通過(guò)優(yōu)選頻段、融合分頻數(shù)據(jù)體、提取并優(yōu)選地震屬性的方法，可高精度預(yù)測(cè)不同沉積砂體分布(Zeng，2017；Yueetal.， 2019)，解釋人員已經(jīng)可以用地震資料識(shí)別數(shù)米厚度范圍內(nèi)的儲(chǔ)集層沉積構(gòu)型單元(圖 6)。在將其與密集井網(wǎng)巖心、測(cè)井曲線解釋綜合分析后，完全可以用于指導(dǎo)油氣層開(kāi)發(fā)。在中國(guó)，大量油氣田已經(jīng)進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，急需能夠有效提升儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)精度和可靠性的技術(shù)，開(kāi)發(fā)地震沉積學(xué)的應(yīng)用具有巨大潛力(朱筱敏等，2019)。

3.5 地球物理反演新方法和人工智能技術(shù)

在復(fù)雜含油氣沉積盆地中，有些目標(biāo)儲(chǔ)集層與背景巖石(非儲(chǔ)集層)之間缺少足夠的波阻抗差，難以利用常規(guī)縱波地震資料開(kāi)展地震巖性學(xué)研究，并建立地震地貌與巖性特征之間關(guān)系。這就需要地質(zhì)與專(zhuān)業(yè)地球物理人員密切合作，開(kāi)發(fā)新的、可靠的地震反演方法、地震參數(shù)分析以及AVO、橫波地震資料應(yīng)用新技術(shù)，來(lái)提高地震地貌現(xiàn)象解釋的準(zhǔn)確性，精細(xì)評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層和預(yù)測(cè)流體分布。

先進(jìn)的人工智能技術(shù)與地震沉積學(xué)結(jié)合，將會(huì)可靠表征地質(zhì)作用過(guò)程和結(jié)果，指導(dǎo)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)等，它的關(guān)鍵技術(shù)是深度學(xué)習(xí)。典型的深度學(xué)習(xí)算法包括置信網(wǎng)絡(luò)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。深度學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)在于用更多的數(shù)據(jù)或是更好的算法來(lái)提高學(xué)習(xí)算法的結(jié)果。特別是在當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代，深度學(xué)習(xí)比其他機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)方法更具有科學(xué)性(姚承寬，2018)。

在地球物理勘探領(lǐng)域，人工智能可應(yīng)用于流體礦藏勘探領(lǐng)域中的地震數(shù)據(jù)處理與綜合解釋。利用人工智能技術(shù)可壓制地震噪聲和增強(qiáng)地震信號(hào)；在地震儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)方面，深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)(SVM)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法被用于儲(chǔ)集層參數(shù)和油氣特征智能提取與識(shí)別；在油氣藏地質(zhì)研究中，以機(jī)器學(xué)習(xí)為代表的數(shù)據(jù)分析新技術(shù)也有廣泛的應(yīng)用空間。油氣藏地質(zhì)研究是一項(xiàng)多學(xué)科、多信息、多技術(shù)的綜合性研究，尤其是在開(kāi)發(fā)地質(zhì)研究中，從靜態(tài)地質(zhì)資料到不斷增長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，如何實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)分析和多學(xué)科數(shù)據(jù)分析，這是地震沉積學(xué)不斷在學(xué)科交叉中解決油氣藏地質(zhì)問(wèn)題面臨的挑戰(zhàn)，同時(shí)也是一個(gè)通過(guò)大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的多學(xué)科融合降低地震地質(zhì)解釋多解性的發(fā)展機(jī)遇?？傊?，以機(jī)器學(xué)習(xí)為代表的數(shù)據(jù)分析新技術(shù)在地震沉積學(xué)中大規(guī)模應(yīng)用，將會(huì)展示其特有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

從目前的技術(shù)發(fā)展來(lái)看，數(shù)據(jù)分析新技術(shù)在2個(gè)方面的研究中能夠?yàn)榈卣鸪练e學(xué)研究提供技術(shù)支撐： 一是實(shí)現(xiàn)油田勘探開(kāi)發(fā)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)大數(shù)據(jù)分析與地震沉積學(xué)解釋的結(jié)合；二是敏感地震信息的優(yōu)選與挖掘。因此在地震沉積學(xué)研究領(lǐng)域，積極推動(dòng)人工智能技術(shù)應(yīng)用和大數(shù)據(jù)分析是下階段工作的重點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

作為一個(gè)新興交叉學(xué)科，地震沉積學(xué)從出現(xiàn)到目前只不過(guò)20余年時(shí)間，但在理論方法和應(yīng)用方面均已得到快速發(fā)展，受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界高度重視，中國(guó)學(xué)者和石油企業(yè)積極參與其中，做出了杰出貢獻(xiàn)。

地震沉積學(xué)核心研究?jī)?nèi)容包括地震巖性學(xué)和地震地貌學(xué)，它得益于對(duì)地震水平分辨能力的新認(rèn)識(shí)及對(duì)地震反射等時(shí)性傳統(tǒng)觀念的突破。利用等時(shí)地層格架內(nèi)的地層切片可以解決薄層地質(zhì)體水平成像問(wèn)題，明顯提高了儲(chǔ)集層、特別是薄層砂體分析預(yù)測(cè)的地層分辨能力。地震資料90°相位化及地層切片是地震沉積學(xué)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的2項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可用于大多數(shù)三維地震資料。

目前，國(guó)際上不斷探索和加強(qiáng)地震沉積學(xué)的解釋原理和方法研究，建立涵蓋沉積和地球物理信息的三維數(shù)字定量化露頭模型，開(kāi)展沉積體系地貌形態(tài)演變?nèi)S模擬、地震巖性學(xué)方法、定量地震地貌學(xué)以及地層切片方法和切片結(jié)果三維顯示等方面的研究，等等。

中國(guó)油氣資源豐富，其中大量油氣資源賦存于深層砂巖儲(chǔ)集層、碳酸鹽巖儲(chǔ)集層以及其他特殊儲(chǔ)集層之中。地震沉積學(xué)在研究等時(shí)地層格架中復(fù)雜儲(chǔ)集層(尤其是薄層砂體)和地層巖性圈閉中將發(fā)揮不可替代的作用。近期，中國(guó)地震沉積學(xué)發(fā)展應(yīng)關(guān)注不同類(lèi)型沉積盆地地震沉積相模式、地震巖性學(xué)方法及地震沉積學(xué)研究規(guī)范等方面研究工作。應(yīng)該結(jié)合常規(guī)和非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)，充分考慮中國(guó)含油氣盆地地質(zhì)構(gòu)造、不同演化階段和盆地類(lèi)型等構(gòu)造背景，通過(guò)露頭和現(xiàn)代沉積研究，創(chuàng)建不同沉積體系地貌學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立受構(gòu)造作用控制的、在等時(shí)地層格架中的沉積體系和砂體發(fā)育模式及各類(lèi)陸相盆地的地震沉積相模式，加強(qiáng)地震沉積學(xué)在非常規(guī)油氣勘探、深水、深層和超深層油氣資源勘探(生儲(chǔ)蓋組合精準(zhǔn)預(yù)測(cè))、特殊儲(chǔ)集層描述預(yù)測(cè)以及油田開(kāi)發(fā)、儲(chǔ)層構(gòu)型表征、儲(chǔ)集層非均質(zhì)性等方面的應(yīng)用。推進(jìn)地震沉積相或地震數(shù)據(jù)(地層切片)三維可視化靜態(tài)和動(dòng)態(tài)表征，充分結(jié)合地震儲(chǔ)層反演和石油地質(zhì)學(xué)研究成果，不斷提高油氣勘探成功率和油田開(kāi)發(fā)效益。