泌陽凹陷南部陡坡帶砂礫巖體預測技術與方法

卜旭強

（中國石化河南油田分公司勘探開發研究院，河南鄭州 450000）

1 地質概況

泌陽凹陷位于河南省南部的唐河縣、泌陽縣和桐柏縣境內，是南襄盆地中的一個中、新生代富含油氣的次級小型斷陷，面積約1 000 km2。凹陷被北西向栗園-唐河斷裂和北東向栗園-泌陽斷裂所夾持，形成南深北淺的箕狀凹陷。構造單元大體可劃分為南部陡坡帶、中部深凹帶和北部斜坡帶。

泌陽凹陷的砂體較為發育，北部自西向東發育古城、張廠、楊樓、王集和侯莊砂體，其中侯莊砂體為泌陽凹陷分布面積最為廣泛的砂體；南部發育長橋、桂岸、平氏、楊橋、栗園、梨樹凹等砂體，其中平氏砂體最大。泌陽凹陷40多年的勘探開發研究早已證實，南部陡坡帶發育大量的砂礫巖體，這些砂礫巖體是凹陷重要的油氣儲集體，與鼻狀構造相互配置能夠形成構造-巖性油氣藏[1]，是泌陽凹陷含油豐度最高的油藏之一。

2 已鉆遇砂礫巖體的特征

在我國東部斷陷盆地內，凹陷邊緣斜坡帶和陡坡帶都可發育由砂礫巖混雜堆積的扇體，尤其是陡坡帶，各種類型的扇體交織堆積，往往形成扇群[2-3]。砂礫巖扇體主要發育于斷陷湖盆的初始緩慢沉降末期和加速沉降初期[4-6]，發育部位以盆地的陡坡帶居多。泌陽凹陷南部陡坡帶已鉆遇的砂礫巖體以混合礫巖為主，礫石成分雜亂，分選差，層理不清，以塊狀構造為主，單層厚度15 m以上，礫巖、泥巖互層；自然電位和電阻率曲線呈現參差不齊的、幅度不明顯或中低幅度的陀形、齒形或桶形。南部陡坡帶已鉆遇砂礫巖體主要為平氏扇三角洲和楊橋、栗園等砂體。平氏砂體由南西呈“枝狀”向北東展布，而楊橋、栗園砂體呈“舌狀”或“裙邊狀”沿邊界斷層展布。

3 砂礫巖體預測技術及方法

3.1 斷層轉換帶控制砂礫巖體物源供給通道

轉換斷層帶的存在使不同斷層上下盤之間相互錯動，形成了構造低地，水流易于斜向注入，同時使構造應力在三維空間上保持守衡。轉換帶內的地層破碎，遭受風化剝蝕后，易形成侵蝕低地，便于水流的注入。而水流的注入，一方面不斷沖刷原始地層，形成了古沖溝，改變了古地貌形態；另一方面在沖溝前方形成了扇體。即斷層轉換帶的位置控制了物源供給通道，進一步影響了古地貌形態，從而形成了“溝-扇對應”的沉積格局（圖1）。

結合泌陽凹陷邊界斷裂現今的幾何形態及前人對邊界斷裂帶斷層組合形式的認識，認為泌陽凹陷南部陡坡帶可能存在5處斷層轉換帶，這些轉換帶都極有可能形成低地，從而成為物源供給通道，在其前方易形成砂礫巖扇體（圖2）[7]。

3.2 利用地震相分析扇體范圍

砂礫巖扇體具有砂礫巖混雜、泥質含量高、分選性和磨圓度差、成層性差等沉積特點，與湖相沉積具有明顯的差別。因此，地震剖面上顯示出特殊的反射結構和幾何外形，易于識別。據此精細標定了已鉆遇的砂礫巖體，并分析其在地震剖面上的響應特征，總結了適用于“砂礫巖扇體-湖相沉積體系”的地震相識別標志：即平行于物源方向上，地震相為楔形體；垂直物源的方向上為透鏡狀；在內部反射結構上表現為低頻-中弱振幅、中等連續等波組反射特征（圖3，圖4）[8-10]。

圖1 斷層轉換帶及其控制物源供給通道示意

圖2 泌陽凹陷南部邊界斷面構造及斷層轉換帶位置

圖3 過B304井順物源方向地震時間剖面

3.3 利用屬性分析預測扇體展布

地下任何地質體及性質的變化都將使其地震響應信息發生相應的變化，因此利用各種地震屬性研究地震波的動力學特征，可以獲得地下地質體的類型、巖石物性、儲集性能等的變化規律等信息。

圖4 過L725垂直物源方向地震時間剖面

地震波形能表征快速沉積的砂礫巖體的整體反射特征，反映地震波形變化等特征的地震屬性主要有相干屬性、波形相似性屬性、混沌屬性等，這些屬性在不同程度上對扇體雜亂反射的內部特征及扇體邊界具有一定的刻畫能力。基于梯度構造向量算法的混沌屬性可以用來表征混沌無序的程度，突出雜亂區域。對于刻畫反射雜亂，尤其是多物源、多期次疊置的砂礫巖扇體具有較好的效果。砂礫巖體堆積速度越快，成層性越差，則地震相反射越雜亂，混沌屬性值越高。Eh3Ⅲ砂組混沌屬性表明，南部陡坡帶近岸水下扇砂礫巖體以楊橋、栗園物源為主，砂體主要發育在B301、B273、B352井區；在唐河-栗園與栗園-泌陽邊界斷裂交匯處，也可能發育一支物源，其砂體主要發育在 B406—B367—B366一線及以東地區（圖5）。這與上述斷裂轉換帶控制物源供給通道并形成“溝扇”對應的沉積格局的分析結果具有較好的一致性。

圖5 Eh3Ⅲ砂組混沌屬性

3.4 小型砂礫巖體展布特征及演化規律

在已鉆遇砂礫巖體展布范圍的約束下，以屬性分析預測砂礫巖扇體為主，同時參考斷層轉換帶控制砂礫巖體物源供給通道及地震相分析定扇體，對泌陽凹陷南部陡坡帶 Eh3Ⅳ～Eh3Ⅰ砂組砂礫巖體的展布范圍及規模進行了預測、刻畫，其演化規律為:砂體可能來自5處物源或一個物源產生了多個方向的砂體（圖6a）；深層和淺層砂體發育情況不同：Eh3Ⅲ砂組各物源小型砂礫巖體匯集，難分彼此（圖6b）；Eh3Ⅱ～Eh3Ⅰ砂組沉積時期，不同的物源形成了不同的砂體或同一物源形成了展布方向不同的砂體，如B338、B304井區物源在Eh3Ⅱ、Eh3Ⅰ砂組形成了展布方向為北西及北東的兩支砂體（圖6c～d）。

4 結論

斷層轉換帶的位置控制了南部陡坡帶砂礫巖體物源供給通道，影響了古地貌特征，形成“溝-扇”對應的沉積格局；砂礫巖體地震相在平行物源方向為楔形，垂直物源方向為透鏡狀，具有低頻-中弱振幅、中等連續等反射特征；小型砂礫巖體沿邊界斷層呈“裙帶狀”展布，深層的同一個砂體有可能由幾個物源匯集而成；淺層不同的物源形成了不同的砂體或同一物源形成了展布方向不同的砂體。

圖6 Eh3IV～Eh3I砂組砂體展布示意