層序地層學(xué)與局域三維地震解釋

凌 云,林鴻梅,張紅杰,吳 昊,王云鶴,孫 龍

(中國石油天然氣股份有限公司吉林油田分公司地球物理勘探研究院凌云工作室,吉林松原138000)

20世紀(jì)70年代,VAIL等[1]發(fā)表了“全球地層周期旋回與海平面變化關(guān)系”的文章;在此基礎(chǔ)上,VAIL[2]基于被動(dòng)大陸邊緣地層沉積模式提出了層序地層學(xué)的概念,從而建立了以地震數(shù)據(jù)、測井?dāng)?shù)據(jù)和地質(zhì)露頭資料為基礎(chǔ)的層序地層學(xué)理論。該理論從沉積的4個(gè)主控因素(海平面升降、構(gòu)造升降、氣候變化、沉積速率)入手,研究不整合或整合面之間地層的沉積環(huán)境、沉積模式和接觸關(guān)系等問題。在VAIL等[1]的研究基礎(chǔ)上,GALLOWAY[3-4]提出了成因地層層序的理論,認(rèn)為最大海泛面是最佳的地層對比標(biāo)志層,將兩個(gè)最大海泛面之間的地層單元?jiǎng)澐譃橐粋€(gè)層序。EMBRY[5]提出了海進(jìn)與海退層序理論,該理論認(rèn)為海侵面是最明顯的標(biāo)志層,并將一次海進(jìn)與海退間的沉積旋回劃分為一個(gè)層序。CROSS[6]提出了高分辨率層序的理論,將基準(zhǔn)面上升與下降間的轉(zhuǎn)換點(diǎn)作為層序邊界。從國際海相層序地層學(xué)理論發(fā)展看,對于層序界面的劃分,不同方法間存在明顯的不同。但這些理論全是基于被動(dòng)大陸邊緣條件下的層序地層學(xué)解釋方法。這是因?yàn)楸粍?dòng)大陸邊緣條件,可以將構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與其它沉積因素的影響分離開來,從而簡化和降低沉積地層的解釋難度。

在國內(nèi),1993年,徐懷大教授[7]將層序地層學(xué)理論引入中國;顧家裕[8]提出了陸相層序地層學(xué)格架概念與演化理論;紀(jì)有亮等[9]提出了陸相斷陷湖盆層序地層學(xué)理論;李丕龍[10]對陸相斷陷盆地層序地層學(xué)進(jìn)行了有益的應(yīng)用研究;魏魁生[11]對陸相盆地層序地層學(xué)理論進(jìn)行了系統(tǒng)性的總結(jié)。文獻(xiàn)[12]深入淺出地討論了陸相層序地層學(xué)的理論與應(yīng)用問題。鄧宏文等[13]詳述了高分辨率層序地層學(xué)原理,并介紹了國內(nèi)外多個(gè)陸相沉積盆地的應(yīng)用研究實(shí)例。陸相層序地層學(xué)的研究結(jié)果表明,由于陸相沉積盆地的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于海相沉積盆地,且與海洋不具有聯(lián)通性等因素,因而陸相層序地層學(xué)解釋很難將構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與其它沉積因素的影響完全分離開,即很難滿足被動(dòng)大陸邊緣條件。因此,陸相層序地層學(xué)不得不同時(shí)考慮構(gòu)造變化、氣候變化、沉積速率和河流注入量等影響因素。與海相沉積相比,陸相沉積不僅需要考慮構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,同時(shí)還需要考慮氣候、沉積速率和注入量等微小且頻繁變化因素的影響。因而陸相沉積(斷陷、凹陷和前陸等)層序地層解釋理論差異很大。此外,無論是海相還是陸相層序地層學(xué)解釋,在確定了層序界面或一個(gè)層序后,對層序內(nèi)部的沉積地層解釋主要是依靠一維測井、二維或三維地震剖面,以及盆地邊緣露頭資料等信息,最終達(dá)到認(rèn)識三維地層的沉積過程、地層沉積相和地層空間展布的目的。然而,當(dāng)?shù)卣鸱直媛孰y以滿足薄儲層解釋需求時(shí),高分辨率層序地層學(xué)解釋將面臨較大的挑戰(zhàn)。

曾洪流[14]提出了地震沉積學(xué)理論。該理論認(rèn)為地震沉積學(xué)與地震地層學(xué)、層序地層學(xué)存在著內(nèi)在聯(lián)系,但在內(nèi)容上更注重研究沉積巖和沉積作用,同時(shí)認(rèn)為地震沉積學(xué)得益于地震資料的水平分辨率。它的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是地震數(shù)據(jù)90°相位化處理和地層切片。該理論從技術(shù)角度明顯提升了地震數(shù)據(jù)的地質(zhì)解釋能力與效果。但90°相位化僅是一個(gè)數(shù)學(xué)相對變換,并未改變空間相鄰地震道間的振幅、頻率和相位的相對關(guān)系,既不改變也未提高地震數(shù)據(jù)的空間分辨率。因此,90°相位化并非地震沉積學(xué)的重要和必要的技術(shù)。此外,該方法未能給出分辨小于四分之一波長薄儲層解釋的理論依據(jù)。為此,錢榮鈞[15]針對地震沉積學(xué)的應(yīng)用提出了若干問題與思考。趙海華等[16]也探討了關(guān)于地震沉積學(xué)的有關(guān)問題。顯然,相關(guān)問題聚焦在地震分辨率及一些具體的解釋技術(shù)上。但從地質(zhì)理論角度分析,地震沉積學(xué)未能給出其與地質(zhì)沉積學(xué)、層序地層學(xué)和地震地層學(xué)間的理論關(guān)系,如等時(shí)地質(zhì)界面、層序界面和相關(guān)解釋技術(shù)等。這使得地質(zhì)家和地質(zhì)解釋人員很難深化對地震沉積學(xué)的理論認(rèn)知。

凌云等[17-21]提出了空間相對分辨率理論,即:“基于等時(shí)地質(zhì)切片上地質(zhì)體引起的地震屬性空間相對變化和等時(shí)地質(zhì)切片間地質(zhì)體引起的地震屬性垂向連續(xù)變化的地質(zhì)解釋,最終達(dá)到認(rèn)識地質(zhì)體的空間展布能力稱為空間相對分辨率”,同時(shí)提出并應(yīng)用了相對保持地震數(shù)據(jù)振幅的處理、相對等時(shí)界面解釋與標(biāo)定、儲層構(gòu)造相對等時(shí)界面和儲層沉積相對等時(shí)界面解釋、儲層構(gòu)造和儲層沉積演化解釋等技術(shù)。大量研究結(jié)果與應(yīng)用實(shí)踐表明,基于空間相對分辨率理論可以獲得薄儲層的沉積相和薄儲層的空間展布結(jié)果。但對于局域三維地震資料解釋與層序地層學(xué)理論以及地質(zhì)沉積學(xué)理論間的關(guān)系問題,尚未給出有效的解答。顯然,無論理論與實(shí)踐,還是海相沉積與陸相沉積,層序地層學(xué)與局域三維地震解釋的關(guān)系都是一個(gè)值得探討的關(guān)鍵問題。

1 層序地層與局域三維地震解釋的前提條件

被動(dòng)大陸邊緣條件是海相層序地層學(xué)解釋的重要前提。被動(dòng)大陸邊緣是指具有構(gòu)造運(yùn)動(dòng)長期相對穩(wěn)定狀態(tài)的大陸邊緣。該條件可以將構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與其它沉積因素的影響有效分離,即在兩個(gè)相鄰層序界面間,地層沉積過程不受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響,從而簡化了地層沉積解釋的難度。然而,陸相沉積環(huán)境很難滿足被動(dòng)大陸邊緣條件,即陸相地層沉積頻繁受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響。加上不同類型盆地(凹陷盆地、斷陷盆地和前陸盆地)的構(gòu)造成因不同,使其盆地形態(tài)、盆地規(guī)模和物源等存在明顯差異,從而給陸相層序地層學(xué)理論的廣泛、有效應(yīng)用帶來一定困難與問題。

此外,由于三維地震工區(qū)面積與沉積盆地的面積相比十分有限,且具有明顯的局域性(圖1)。因此,局域三維地震解釋如何正確理解并有效應(yīng)用層序地層學(xué)理論仍是一個(gè)值得探討的實(shí)際問題。本文認(rèn)為,無論海相沉積還是陸相沉積,在局域三維地震資料解釋中可否應(yīng)用層序地層學(xué)理論,其首要問題仍是能否分離構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與其它沉積因素的影響;其次是解決層序界面、沉積體系域、最大海泛面或湖泛面和可容空間,以及古地貌、古物源、沉積相等問題。

圖1 陸相沉積盆地古地貌與三維地震局部層序格架及沉積旋回

松遼盆地三維地震解釋實(shí)例表明,沿三維地震數(shù)據(jù)體中的連續(xù)反射同相軸通常較容易獲得白堊紀(jì)頂、底(一級層序)界面,松花江群頂、底(二級層序)界面和青山口組頂、底(三級層序)界面的解釋結(jié)果。在精細(xì)地震解釋和嚴(yán)格質(zhì)控條件下,也可以獲得青山口組內(nèi)各段頂、底(四級層序)界面,甚至可以獲得各段內(nèi)特定砂層組的頂、底(五級層序)界面的解釋結(jié)果。但是沿局域三維地震數(shù)據(jù)體中的連續(xù)反射同相軸獲得的這些解釋界面與層序地層學(xué)的層序界面間有何關(guān)系呢？其中哪些界面間的地層沉積能夠滿足被動(dòng)大陸邊緣條件呢？這些問題仍是實(shí)際局域三維地震解釋中亟待回答的問題。

對于上述問題,首先需要對在局域三維地震數(shù)據(jù)體解釋的界面給出必要的定義。本文給出了“儲層相對等時(shí)界面”的定義?！跋鄬Φ葧r(shí)界面”是指沿局域三維地震數(shù)據(jù)體中的連續(xù)反射同相軸拾取并解釋的相對等時(shí)的界面。而“儲層相對等時(shí)界面”是指與所研究儲層直接相關(guān)或鄰近的相對等時(shí)界面。儲層相對等時(shí)界面又可分為“儲層構(gòu)造相對等時(shí)界面”和“儲層沉積相對等時(shí)界面”。前者是指在其上、下的地層沉積環(huán)境受到了構(gòu)造運(yùn)動(dòng)因素的影響。后者是指在其之上和之下的地層沉積環(huán)境未受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)因素的影響。

在局域三維地震解釋中,根據(jù)儲層構(gòu)造相對等時(shí)界面的定義,兩個(gè)相鄰的儲層構(gòu)造相對等時(shí)界面間的地層沉積環(huán)境若未受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)因素的影響或其影響可以忽略時(shí),則該地層沉積可滿足擬被動(dòng)大陸邊緣條件?！皵M被動(dòng)大陸邊緣”是指在局域三維地震解釋區(qū)內(nèi),特定地層的沉積環(huán)境沒有或可以忽略構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響。在此條件下,無論是海相沉積,還是陸相沉積,針對該地層的三維地震沉積解釋均可以有效應(yīng)用層序地層學(xué)的理論與解釋方法。而儲層沉積相對等時(shí)界面是指在局域三維地震工區(qū)內(nèi),在相鄰兩個(gè)儲層沉積相對等時(shí)界面間的地層沉積未受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)因素的影響,即它是滿足擬被動(dòng)大陸邊緣條件的。

通常局域三維地震解釋獲得的儲層構(gòu)造相對等時(shí)界面和儲層沉積相對等時(shí)界面之和會(huì)大于或等于宏觀層序界面的數(shù)量。因?yàn)?局域三維地震解釋更微觀、更精細(xì)。通常,局域三維地震儲層構(gòu)造相對等時(shí)界面對應(yīng)的地震反射波屬性(振幅、頻率和相位)較為穩(wěn)定,容易識別和解釋。而儲層沉積相對等時(shí)界面對應(yīng)的地震反射波屬性空間變化較大,較難識別和解釋。此外,基于兩個(gè)相鄰的儲層構(gòu)造或沉積相對等時(shí)界面間的時(shí)間厚度,結(jié)合沿等時(shí)面拉平的地震剖面和測井信息解釋,可以獲得局域古地貌、局域沉積中心和局域古物源等重要的局域儲層沉積信息。它們可以彌補(bǔ)局域三維地震解釋缺失的宏觀最大海泛面或湖泛面、可容空間和沉積體系域等層序地層學(xué)解釋信息。

通過以上討論可知,在局域三維地震解釋中,無論沉積環(huán)境是海相還是陸相,其首要問題仍是能否有效分離構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響。若在三維地震解釋中能夠建立足夠精細(xì)的儲層構(gòu)造相對等時(shí)面(層位),并且當(dāng)兩個(gè)相鄰的儲層構(gòu)造相對等時(shí)面間的地層沉積環(huán)境滿足擬被動(dòng)大陸邊緣條件時(shí),則兩個(gè)相鄰的儲層構(gòu)造相對等時(shí)面就等同于層序界面。由此,便可以建立局域三維地震解釋與層序地層學(xué)理論間的重要關(guān)系,即在此條件下,局域三維地震解釋可有效地應(yīng)用層序地層學(xué)理論與解釋方法。

2 層序地層學(xué)與局域三維地震解釋

2.1 研究區(qū)的地質(zhì)背景

三維地震研究區(qū)位于松遼盆地南部的中央坳陷內(nèi)(圖2a)。松遼盆地面積約26×104km2,而三維地震研究區(qū)面積僅有276km2(23km×12km,圖2b),僅占盆地面積的1/900左右。研究區(qū)內(nèi)包含有近千口開發(fā)井。圖2b中紅色虛線框內(nèi)為開展精細(xì)薄儲層解釋的油田開發(fā)區(qū)位置,包含有一百余口開發(fā)井。顯然,無論是三維地震研究區(qū),還是開展精細(xì)解釋的油田開發(fā)區(qū),均具有很小的局域性,無法建立并獲取宏觀的盆地層序界面、沉積體系和可容空間等重要的層序地層學(xué)信息。

圖2 三維地震研究區(qū)(a)及油田開發(fā)區(qū)位置(b)

但基于穿越盆地的二維地震剖面解釋、探井信息解釋和前人相關(guān)研究成果,在三維地震資料解釋前仍可以獲得必要的宏觀盆地構(gòu)造和沉積演化的認(rèn)識。本研究區(qū)主要經(jīng)歷了三疊紀(jì)至早侏羅紀(jì)的區(qū)域隆升期、晚侏羅紀(jì)到早白堊紀(jì)的斷陷期、早白堊紀(jì)到晚白堊紀(jì)坳陷期三個(gè)階段。主要儲層位于白堊紀(jì)松花江群上段、青山口組青一段內(nèi)。根據(jù)測井資料解釋和儲層平均厚度解釋結(jié)果(圖3)可知,本次研究的目標(biāo)儲層青一段砂層主要為薄儲層。

圖3 研究區(qū)儲層平均厚度(a)與測井資料沉積解釋(b)

另外,從穿越研究區(qū)東西向的地震剖面(圖4)可見,研究區(qū)主要經(jīng)歷了兩期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和斷層發(fā)育。從穿越研究區(qū)東部油田開發(fā)區(qū)局部的地震剖面和沿青一段頂拉平的地震剖面(圖5)可知,研究區(qū)內(nèi)還發(fā)育有同沉積小斷層,由此表明在研究區(qū)內(nèi)目標(biāo)儲層沉積時(shí)期存在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響。

圖4 穿越三維地震研究區(qū)的東西向地震剖面

根據(jù)測井資料(圖3b)和地震剖面解釋結(jié)果(圖4)可知,青一段儲層埋深為2300m左右,地震反射時(shí)間1750ms左右。青山口組宏觀為水退沉積環(huán)境,早期氣候溫暖濕潤,晚期轉(zhuǎn)為半干旱。該時(shí)期對應(yīng)的地震剖面(圖4)青一段底至青三段頂,地震反射振幅自下而上由強(qiáng)變?nèi)酢?/p>

在青山口組宏觀水退沉積背景下,青一段為次一級水進(jìn)沉積環(huán)境,地震反射振幅自下而上由弱變強(qiáng)。青一段地層厚度約為140m,相應(yīng)的青一段反射時(shí)間約為75ms。青一段內(nèi)可分為四個(gè)砂組,共有15個(gè)單砂層(圖3a)。其中,Ⅲ砂組和Ⅳ砂組砂層相對發(fā)育,對應(yīng)地震剖面(圖5)中紅色復(fù)合波位置,其波形和振幅空間變化較大。其中最厚的12號砂層平均厚度6m。隨著水位逐步升高,青一段Ⅱ砂組沉積的砂層相對減薄,泥質(zhì)含量增加,對應(yīng)地震剖面(圖5)中黑色同相軸(正)位置,地震反射波的振幅增強(qiáng),空間上更穩(wěn)定。其中最厚的7號砂層平均厚度僅有4m。隨水位繼續(xù)升高,青一段Ⅰ砂組發(fā)育暗色泥巖,砂層進(jìn)一步減薄,其平均厚度僅有2m。對應(yīng)地震剖面(圖5)中紅色(負(fù))的反射波,其波形橫向振幅更強(qiáng)、更穩(wěn)定。

圖5 穿越油田開發(fā)區(qū)的東西向地震剖面(a)及沿青一段頂拉平的地震剖面(b)

2.2 局域三維地震解釋與被動(dòng)大陸邊緣條件

2.2.1 局域青山口組內(nèi)各段構(gòu)造演化解釋

盆地構(gòu)造演化解釋是研究盆地形成與構(gòu)造演化過程的重要步驟。主要基于構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、盆地邊緣地質(zhì)露頭、探井信息、應(yīng)力場和穿越盆地的二維地震剖面或平衡剖面等進(jìn)行綜合解釋,從而認(rèn)識盆地形成與構(gòu)造變遷過程,同時(shí)也是確定層序界面的重要依據(jù)。

與盆地構(gòu)造演化解釋相比,局域三維地震儲層構(gòu)造演化解釋僅基于局域三維地震儲層構(gòu)造相對等時(shí)面和拉平的地震剖面以及測井資料解釋成果,最終達(dá)到認(rèn)識局部構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、局部儲層古地貌、局部沉積中心、物源、水流和沉積物性等儲層沉積參數(shù)的解釋步驟與方法。

由三維地震工區(qū)青一段古地貌(圖6a)和青二段古地貌(圖6b)的對比解釋可見,在青一段沉積時(shí)期,在研究區(qū)西北和東北部存在三個(gè)地勢較低的沉積中心,如圖6a中藍(lán)色區(qū)域所示。而到青二段沉積時(shí)期,僅剩北部一個(gè)地勢相對較低的沉積中心了,如圖6b 中藍(lán)色區(qū)域所示。這意味著在青一段至青二段期間曾發(fā)生過構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。

圖6 研究區(qū)青一段古地貌(a)和青二段古地貌(b)

另外,從沿青二段底界面(圖7a)和沿青三段底界面(圖7b)拉平的地震剖面(圖6中L1線)可以發(fā)現(xiàn),局域青一段古地貌相對較平坦,南部地勢略高于北部(見圖7a所示)。而到青二段沉積時(shí)期,其北部沉積深度明顯增大,并在中部出現(xiàn)一個(gè)相對較高部位。這表明,在青一段與青二段間曾發(fā)生過構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。綜合平面和剖面的古地貌解釋結(jié)果,在青一段與青二段沉積期間發(fā)生過構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。同時(shí)表明,青一段底、青二段底與青三段底界面均為儲層構(gòu)造相對等時(shí)界面。但在青一段內(nèi)是否還存在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)？仍需通過進(jìn)一步細(xì)化儲層構(gòu)造等時(shí)面解釋來加以證明。

圖7 穿越研究區(qū)沿青二段底(a)和青三段底拉平(b)的南北向地震剖面解釋

此外,由古地貌和沿層拉平地震剖面以及測井資料綜合解釋可知,在青一段沉積時(shí)期,研究區(qū)存在西南、東南兩個(gè)主要的沉積物源(見圖6a中粉色箭頭所示)。并在研究區(qū)西北部、東北部形成了兩個(gè)主要的沉積體系。而到了青二段沉積時(shí)期,隨著構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的古地貌變遷,形成了四個(gè)主要沉積物源(圖6b中粉色箭頭所示)。

2.2.2 局域青一段內(nèi)砂層組構(gòu)造演化解釋

對于海相沉積環(huán)境而言,通常青山口組各段地層界面(四級層序)即可滿足層序地層學(xué)解釋的要求。但對于陸相沉積環(huán)境,特別是火山較為發(fā)育的陸相沉積盆地而言,局部構(gòu)造運(yùn)動(dòng)因素仍可能對各段內(nèi)砂層組(五級層序)的沉積產(chǎn)生影響。為此,需要根據(jù)實(shí)際情況和需要進(jìn)一步細(xì)分、細(xì)化儲層相對等時(shí)界面解釋。通常,細(xì)分砂層組級的儲層相對等時(shí)界面解釋時(shí),需要縮小研究區(qū)范圍,否則將面臨多沉積體系混疊的影響。為此,選擇研究區(qū)東部的油田開發(fā)區(qū)(圖2b 中紅色虛線框)作為青一段砂層組相對等時(shí)面解釋的研究范圍。

由開發(fā)區(qū)青一段Ⅲ砂組和Ⅳ砂組的古地貌解釋結(jié)果(圖8a)可見,該時(shí)期東北部高、西北部低。結(jié)合局域古地貌和測井資料解釋成果可知,物源主要來自開發(fā)區(qū)的南部和東南部(圖8a黃色箭頭所示)。

而隨時(shí)間推移,通過青一段Ⅰ砂組和Ⅱ砂組古地貌解釋結(jié)果(圖8b)與Ⅲ砂組、Ⅳ砂組古地貌解釋結(jié)果(圖8a)對比可知,在青一段內(nèi)部仍發(fā)生過構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。地貌由Ⅲ砂組、Ⅳ砂組時(shí)期的東北高—西北低,變遷為Ⅰ砂組、Ⅱ砂組時(shí)期的東北低—西北高,并在中部形成了NW-SE走向的凸起帶。此外,從沿青一段Ⅱ砂組底拉平的地震剖面解釋結(jié)果(圖9a)可見,Ⅲ砂組、Ⅳ砂組的沉積厚度西南部(剖面左側(cè))明顯厚于東北部(剖面右側(cè))。而沿青一段頂拉平的地震剖面解釋結(jié)果(圖9b)顯示Ⅰ砂組、Ⅱ砂組的沉積厚度東北部(剖面右側(cè))厚于西南部(剖面左側(cè))。由此表明青一段早、晚期地層沉積期間發(fā)生過構(gòu)造運(yùn)動(dòng),造成了相應(yīng)地層沉積厚度的變化。同時(shí)表明,青一段Ⅱ砂組底界面仍是儲層構(gòu)造相對等時(shí)面。

圖8 青一段Ⅲ&Ⅳ砂組(a)和Ⅰ&Ⅱ砂組(b)古地貌解釋結(jié)果

圖9 沿青一段Ⅱ砂組底拉平(a)和青一段頂拉平(b)的地震剖面解釋結(jié)果

因此,若要對青一段地層進(jìn)行層序地層學(xué)解釋,必須首先將青一段分為上、下兩段,只有這樣才能有效分離構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,進(jìn)而使青一段上、下兩個(gè)時(shí)段的沉積各自滿足擬被動(dòng)大陸邊緣條件。在此條件下,這兩段地層的三維地震資料解釋就可以分別有效地應(yīng)用層序地層學(xué)解釋理論與方法了。但由于青一段Ⅰ砂組對應(yīng)的紅色地震反射波形在空間上仍存在一定的厚度(時(shí)間)變化,為提高層序地層學(xué)解釋精度,青一段內(nèi)的儲層相對等時(shí)面仍可以繼續(xù)細(xì)分為三段進(jìn)行解釋,它們分別為:青一段Ⅰ砂組(上段)、Ⅱ砂組(中段)和Ⅲ砂組、Ⅳ砂組(下段)。這樣可以進(jìn)一步滿足層序地層學(xué)解釋條件并提高解釋精度。

此外,基于古地貌和沿層序界面拉平的地震剖面以及測井資料解釋,還可以獲得研究區(qū)的局域古地貌、局域沉積中心、局域沉積物源等重要的沉積信息。它們可以彌補(bǔ)局域三維地震解釋中缺失的宏觀最大湖泛面、可容空間和沉積體系等層序地層學(xué)解釋信息的不足。

2.3 層序界面與局域儲層沉積演化解釋

在保證相鄰儲層構(gòu)造相對等時(shí)面可作為層序界面的前提下,這些相鄰層序界面間的地層沉積環(huán)境則在局域上可滿足擬被動(dòng)大陸邊緣條件。加上獲得的局域古地貌、局域古沉積中心和局域古物源等解釋信息,按照層序地層學(xué)解釋理論,便可以開展層序地層學(xué)解釋。然而,當(dāng)?shù)卣鸱直媛什荒軡M足層序內(nèi)薄儲層解釋需求時(shí),即地震分辨率無法有效分辨薄儲層的接觸關(guān)系時(shí),即使采用高分辨率層序地層學(xué)解釋仍將面臨巨大的挑戰(zhàn)。

因此,在地震分辨率不足的條件下,基于兩個(gè)相鄰的層序界面(儲層相對等時(shí)界面)進(jìn)行等時(shí)剖分,可獲得相應(yīng)的地震屬性切片,并通過等時(shí)切片上地震屬性的空間相對變化和切片間地震屬性的垂向連續(xù)變化,最終可以獲得薄儲層的沉積相和空間展布結(jié)果。

顯然,儲層沉積演化解釋的基本條件仍是,要求兩個(gè)相鄰層序界面間的地層沉積環(huán)境滿足擬被動(dòng)大陸邊緣條件,否則將面臨不等時(shí)或穿時(shí)等問題的影響。

2.3.1 青一段Ⅱ砂組儲層沉積演化解釋

在青一段水進(jìn)沉積環(huán)境背景下,由測井資料次一級沉積旋回解釋成果可知,青一段Ⅱ砂組經(jīng)歷了水退—水進(jìn)的沉積旋回,對應(yīng)地震剖面(圖9b)上,青一段Ⅰ砂組底與Ⅱ砂組底之間的黑色同相軸(正波瓣)。基于這兩個(gè)層序界面,將該同相軸等分20份,時(shí)間間隔為1ms,則可獲得相應(yīng)的20張地震振幅屬性切片。研究選擇其中部分切片(圖10、圖11所示)進(jìn)行如下儲層沉積演化解釋。

圖11 開發(fā)區(qū)青一段Ⅱ砂組晚期沉積演化解釋a 切片13; b 切片15; c 切片17; d 切片20

2.3.2 青一段Ⅱ砂組早期高水位和水退沉積時(shí)期解釋

切片1處于高水位沉積期,其解釋結(jié)果如圖10a所示,此時(shí)物源2較為發(fā)育,它越過中間凸起帶(圖8b 所示),在東部沉積了一個(gè)小型決口扇(圖10a中的紅色強(qiáng)振幅范圍)。此后,該區(qū)進(jìn)入水退沉積期,切片3(圖10b)和切片6(圖10c)解釋結(jié)果表明,隨著水位下降,來自物源2的沉積不再越過中間凸起帶,而僅在凸起帶西部沉積。切片1、切片3和切片6的儲層沉積演化解釋結(jié)果表明,從高水位期至水退沉積期,東部低洼區(qū)的決口扇沉積逐步萎縮,紅色強(qiáng)振幅區(qū)范圍逐步減小。

圖10 開發(fā)區(qū)青一段Ⅱ砂組早期沉積演化解釋a 切片1; b 切片3; c 切片6; d 切片10

2.3.3 青一段Ⅱ砂組晚期低水位和水進(jìn)沉積時(shí)期解釋

對比切片10(圖10d)與切片6(圖10c)的解釋結(jié)果可見,經(jīng)歷水退后東部低洼區(qū)的決口扇沉積基本停止,此時(shí)切片10處于低水位沉積期。隨后,開發(fā)區(qū)再次進(jìn)入水進(jìn)沉積期,將切片13(圖11a)、切片15(圖11b)以及切片17(圖11c)與切片10(圖10d)的解釋結(jié)果對比可見,來自物源2的沉積再次越過中間凸起帶,在東部低洼區(qū)形成了第二輪決口扇沉積。隨時(shí)間推移,決口扇的沉積面積逐步擴(kuò)大,對應(yīng)紅色強(qiáng)振幅區(qū)范圍也逐步增大。在地震振幅切片15(圖11b)中可以清晰地看到?jīng)Q口扇的扇根、扇中和扇前緣等沉積特征。

此后,開發(fā)區(qū)進(jìn)入高水位(最大湖泛面)沉積期,切片20(圖11d)顯示,大部分區(qū)域的地震振幅均增強(qiáng)(紅色),對應(yīng)著拉平的地震剖面中(圖9b)靠近紅色波瓣的部位。

綜上所述,在確定了層序界面后,當(dāng)?shù)卣饠?shù)據(jù)分辨率不滿足薄儲層的層序地層學(xué)解釋需求時(shí),基于空間相對分辨率理論和儲層沉積演化解釋方法仍然可以獲得對薄儲層沉積相和薄砂體空間展布規(guī)律的認(rèn)識。同時(shí),由此獲得的水進(jìn)—水退的沉積旋回解釋結(jié)果與測井資料解釋結(jié)果具有很好的一致性。

3 結(jié)論

針對陸相沉積盆地的薄儲層,利用局域三維地震數(shù)據(jù),開展儲層構(gòu)造相對等時(shí)面、儲層沉積相對等時(shí)面解釋,當(dāng)兩個(gè)相鄰等時(shí)面間的地層沉積環(huán)境滿足擬被動(dòng)大陸邊緣條件時(shí),相應(yīng)的等時(shí)界面就等同于層序界面,這樣就可以在局域三維地震資料解釋過程中有效地應(yīng)用層序地層學(xué)的理論與方法。同時(shí),基于層序界面、沿層序界面頂部拉平的地震剖面以及測井資料的解釋,可以獲得局域古地貌、局域沉積中心和局域古物源等沉積要素,從而彌補(bǔ)了局域三維地震數(shù)據(jù)對最大湖泛面、可容空間和沉積體系等宏觀信息的缺失。在此基礎(chǔ)上,當(dāng)?shù)卣鸱直媛什粷M足層序內(nèi)薄儲層的層序地層學(xué)解釋需求時(shí),應(yīng)用空間相對分辨率理論和局域三維地震儲層沉積演化解釋及測井資料解釋結(jié)果,可以獲得對薄儲層的沉積相、薄儲層空間展布規(guī)律的認(rèn)識。這些成果十分有益于解決薄儲層的地震勘探與油田開發(fā)問題。

致謝:感謝中國石油集團(tuán)勘探與生產(chǎn)公司趙幫六副總經(jīng)理、吉林油田分公司趙志魁副總經(jīng)理、吉林油田勘探處王立武經(jīng)理、吉林油田地球物理勘探研究院趙占銀院長和呂耀中書記以及項(xiàng)目組成員在研究環(huán)境、資料應(yīng)用等方面提供的支持！