地震沉積學綜述

樊 浩

（遼河油田海南油氣勘探分公司,124010）

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地震沉積學綜述

樊 浩

（遼河油田海南油氣勘探分公司,124010）

摘要：從“地震沉積學”概念提出到現在，地震沉積學已經經歷了十多年的發展，其理論體系及方法技術正在不斷地完善之中。地震沉積學結合地質規律，尤其是沉積環境及沉積相模式的指導，利用三維地震信息和現代地球物理技術對沉積巖的沉積體系、沉積相平面展布以及沉積發育史進行宏觀研究。地震沉積學的技術手段包括相位轉換、地層切片及分頻解釋等。其目前研究的熱點問題有地層切片的建立，地震資料相位轉換及分頻解釋等。

關鍵詞：地震沉積學；概念；發展歷史；方法技術；熱點問題

隨著電子技術、信息技術的高速發展，地震勘探的設備和儀器的更新換代，地震勘探技術日益成熟，在油氣勘探領域的作用有增無減。收集地震資料是地震勘探工作開展的前提和基礎，地震勘探工作的成效的高低在很大程度上取決于地震資料品質的好壞，地震資料品質的提高促進了地震解釋技術的發展。

地震沉積學其英文名稱為seismic sedimentology，它是現代地震技術與沉積學發展到一定階段而產生的學科，同地震層學和層序地層學一樣都屬于交叉學科。地質是沉積環境變遷的忠實記錄者，而地震資料又將地質的變遷忠實的記錄了下來，因此可以說地震記錄間接的反映出原始的沉積環境。隨著現代地震技術的發展，地震記錄還可以反映出沉積巖石的特性及歷史變遷，因此將地震勘探技術用于研究沉積學是可行的，地震勘探技術與沉積學知識二者研究內容的相關聯性是形成地震沉積學的理論基礎與前提。

1　地震沉積學的概念

地震沉積學經歷十余年的發展，專家學者對其理論基礎、核心思想、研究內容及研究思路等有較為統一的認識，但其概念尤其是關鍵方法技術上存在較分歧。

大多數地質學家都支持這樣的觀點，即地震沉積學是以地球物理學、沉積學、地震地層等學科為理論支撐的，以地質規律為研究的指導思想，以三維地震信息和現代地球物理技術為研究手段，以沉積體系、沉積相平面展布以及沉積發育史作為研究的思路與內容。

2　地震沉積學的發展歷史

早在20世界初，地質學家就展開了對于沉積層序的研究，如1909年地質學家Blackwelder提出了以不整合面作為判別地質時間的依據，他指出不整合面作為地層剝蝕面和沉積間斷面，在一定程度上反映著地質環境的變遷，能夠作為識別地質時間的標志；1916年Grabau提出了最早的地層旋回性理論——地層節奏(pulsation)理論，1958年Wheeler首次提出了年代地層圖的制作原理等。之后的若干年，學者對于地震地層學研究的角度日益深入，研究成果斐然。這些研究理論和成果為地震地層學的誕生和發展奠定了堅實的基礎。

1977年美國地質學家Vail發表了《地震地層學和全球海平面變化》一文，他在文中指出造成地震層序形成的最關鍵的因素就是全球海平面周期性的變化，該文的發表在地質學界引起了很大的反響，是地震地層學發展中的里程碑，預示著著地震綜合解釋和地震巖性解釋初現端倪。

1998年，曾洪流首次提出了“地震沉積學”的概念，從此以后越來越多的學者對地震沉積學的內涵和特征進行了多角度的闡述，地震沉積學概念的提出是對地震同相軸等時性及其地質意義的重新認識。

2005年2月地震沉積學國際會議在美國休斯敦召開，在該會議上提出了將地震沉積學列為一門正式的學科，這標志著地震沉積學進入了一個嶄新的發展階段。

2009年4月CPS/ SEG2009會議在北京召開，在此次會議上學者們就地震沉積學的研究現狀和發展趨勢進行了熱烈的討論。地震沉積學是利用沉積體系的空間地震反射形態與沉積地貌之間的關系來研究沉積建造，在油氣勘探和開發領域廣泛的應用到了地震沉積學的知識并取得了顯著的成效，使得地震沉積學成為地質學界研究的熱點問題。

3　地震沉積學的方法技術

地震沉積學討論的是在地質變遷的過程中沉積巖是如何形成的，由地震巖石學和地震地貌學這兩個部分組成。地震巖石學主要研究的是地震的屬性與巖石特征，并根據這二者之間的關系對儲層巖進行預測；地震地貌學主要以年代地層框架為模型，將時界面的拉平等知識引入到模型中，從而研究區域的古地貌特征。

經過十多年的發展，地震沉積學初步形成了自己的方法體系和關鍵技術，比如：等時地層切片技術、90°同相軸轉換技術、分頻解釋技術等。現將這些關鍵技術綜述如下：

3.1地層切片技術

地層切片包括：時間切片、沿層切片和地層切片三種。地層切片是以解釋的兩個等時沉積界面為頂底，在地層的頂底界面間按照厚度等比例內插出一系列的層面，沿這些層面內插出的逐一生成的切片，這種切片比時間切片和沿層切片更接近于等時界面。

地層切片體是地震沉積學研究的基本手段。要想利用切片識別積相需要滿足兩個條件，第一個條件是通過單井沉積相來標定地震相，建立二者之間的關系；第二個條件是通過對單井相的分析，腿斷出研究區域沉積環境，并由此構建出符合當前環境的沉積相模式，在沉積相模式的指導下將地震振幅的平面響應轉化成沉積相的平面展布。

3.290°同相軸轉換技術

波形和測量振幅是地震相位譜的函數。當需要研究的沉積區域位于海底或者是厚層塊狀砂巖頂面時，運用零相為數據體解釋地質狀況時具有分辨率高、反射界面一致及子波對稱性好的優勢。但是當研究區域位于整合面時，零相位波的檢測方法則準確度不高。

90°相位轉換的方法克服了零相位波的缺陷，它將地震相位旋轉90°將反射波主瓣提到薄層中心，反射出的波長與砂巖層相對稱而不是與地層底界面相對稱，這樣使得地震相為在一個波長的厚度范圍內與巖性唯一對應。

90°相位轉換技術的應用改變了由于視覺誤差引起的檢測準確度不高的問題，使得檢測的位置由正相位轉換到了零相位，大大提高了檢測的精確度，使地震相位與巖性測井曲線更加吻合，使地震相位具有巖性地層意義。

3.3分頻解釋技術

地震沉積學與地震地層學在研究內容上有著很強的關聯性，但是也有著不同之處，其中最大的區別之處在于地震沉積學地震同相軸反映的是地震資料的控制頻率，不同頻段的地震數據反映的地質信息是不同的，而地震地層學中的地震同相軸反映的的是等界面和巖性界面的狀況。地震沉積學中的低頻資料中反射同相軸更多的反映巖性界面信息，而高頻資料中反射同相軸更多的反映等時沉積界面信息。

地震頻率成分控制了反射同相軸的傾角和內部反射結構，低頻地震資料中同相軸更傾向于具有巖性界面的意義而不是時間界面的意義，這一觀點否定了反射同相軸的嚴格等時性，對地震地層學的研究基礎提出了強有力的挑戰。分頻解釋技術正是基于以上的認識而提出的地。

地震沉積學認為地震反射同相軸不是等時的，當巖性界面與等時沉積界面相交時會發生同相軸穿時現象。地震沉積學最大的理論突破是地震頻率成分控制了反射同相軸的傾角和內部反射結構，低頻地震資料中同相軸更傾向于具有巖性界面的意義而不是時間界面意義。

4　地震沉積學在油氣勘探與開發中的應用

地震沉積學在油氣勘探與開發中展示出了良好的應用前景。地震沉積學和地震地貌學在國外的海相地層，尤其是河流體系和古海底水道的研究中取得了廣泛的成功。國內部分學者等將地球物理技術與沉積學研究相結合進行沉積相分析，比如張義娜等對中亞南部地區下白堊統三維地震資料區進行了地震沉積學研究,通過一系列地層切片，結合地質背景及鉆井巖心資料，得出了研究區下白堊統從下至上主要經歷了辮狀河三角洲-湖泊-三角洲-湖泊-辮狀河的沉積環境變遷的初步認識。

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作者簡介

樊浩（1979-），男，湖北潛江人，工程師，研究方向石油地質

Review of seismic sedimentology

Fan Hao
(Hainan oil and gas exploration branch of Liaohe oil field,124010)

Abstract："sedimentology" concept to now, seismic sedimentology has experienced ten years of development, its theoretical system and method technology is constantly being improved.Seismic sedimentology and geological law,in particular the guide depositional environment and sedimentary facies model, the use of three-dimensional seismic data and geophysical techniques of modern sedimentary depositional systems, sedimentary facies distribution and sedimentary history of the development of macro-plane development research.Seismic sedimentology techniques include phase-change,strata slice and divide interpretation. Hot issues its current research has established strata slices,seismic data conversion phase and frequency division interpretation.

Keywords：seismic sedimentology;concepts;historical development;Technical; hot issues