基于地震沉積-以泌陽凹陷深凹區核三段為例

李國輝

摘要：“地震沉積學”是一門為以現代沉積學和地球物理學為理論基礎，充分應用三維地震資料，開展層序地層、地震屬性分析和地層切片研究，分析地層沉積結構、沉積體系、沉積相平面展布以及沉積發育史的地質學科。本文綜合應用巖心資料、地球物理資料，在層序地層學理論的指導下，系統建立了泌陽凹陷深凹區研究層段等時地層格架;在高頻層序地層格架下，開展地震沉積學研究在利用關鍵井巖心序列特征和巖性對典型地層切片進行標定的基礎上，確定了深凹區三角洲和濁積扇的地貌特征，刻畫了沉積砂體的形態和分布。

關鍵詞：泌陽凹陷地震沉積學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育過程中沉積物的來源方向、侵蝕區與沉積區、搬運距離及母巖性質，進而最終解決砂層和砂體的分布規律。研究物源的方法主要有：①根據砂礫巖的成分及其分布;②根據沉積構造恢復古水流和物源方向;③根據碎屑重礦物組合及其分布;④根據孢粉資料;⑤根據微量元素資料。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，研究區發育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

首先要建立工區目的層位層序地層格架，研究區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、成因上存在聯系的、頂底以不整合面或與之相對應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，結合泌陽凹陷核桃園組沉積序列和構造演化特征、氣候周期性變化特征，也具體考慮實際生產的簡潔、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大致對應于H和H砂組，SQⅡ大致對應于H砂組，SQⅢ大致對應于H砂組，SQⅣ大致對應于H⁵和H砂組，SQⅤ大致對應于H和H砂組。8個四級層序分別大致對應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，對工區沉積相進行研究，指出泌陽凹陷深凹區核三段發育近岸水下扇、辮狀河三角洲、湖泊、濁積扇等四種沉積類型。泌陽凹陷深凹區核三段東北部主要發育候莊辮狀河三角洲前緣的砂體，西南部和東南部主要發育來自楊橋、栗園地區近岸水下扇的砂體，而中部主要發育湖相大套泥巖，泥巖中發育的砂巖，是從三角洲前緣滑塌下來的濁積扇

4地震沉積學研究

地震沉積學的主要研究內容和研究思路包括：在高精度層序地層格架內;開展子波相位頻率調整，確立地震反射同相軸與沉積砂體之間的對應關系;對三維地震資料進行地震屬性分析和地震反演，優選地震參數，利用特定軟件制作地層切片（stratalslice）;統計地震參數特征，用關鍵井資料標定地震參數或地震相（巖性學研究）;依據沉積背景和井震對比研究，開展沉積砂體地震沉積學分析，對屬性分析和反演結果進行地質解釋，刻畫沉積砂體和微相平面展布，確定沉積類型和分布演化，研究沉積發育史。

4.1相位調整

常規地震資料處理的最終成果是零相位地震數據，解釋人員用這類地震數據開展構造和沉積研究。顯然，在標準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關系，而是對應于相反的極性（峰-谷組合）;在90°相位調整后的地震剖面上，地震極性與巖性資料有了更好的結合，所有鉆遇的砂巖層幾乎都對應于地震波谷（紅色），這些改進使地震剖面看上去更像地質剖面，使砂層與反射同相軸具有更好的對應關系，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，多個波阻抗界面產生的子波疊加效應和鳴振效應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諧和吸收作用，不同的地質目標對地震資料的不同頻率成分的敏感程度不同。例如，深層目標和單層厚度較大的韻律層突出低頻成分，淺層目標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特點的數據，選擇能夠充分揭示地質目標的頻率信號響應特點的單頻帶數據體。特別是在互層狀沉積韻律情況下，單頻處理的數據可以在有效的地震頻帶內，降低子波疊加和鳴振效應造成的成像模糊，最大限度地突出薄層響應，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，以及對儲層展布規律的認識。

本次研究計算了頻率為8～64Hz的頻譜能量數據。首先將泌陽凹陷深凹區三維地震數據體分為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。可以看到，8～12Hz主頻對應的調諧振幅分布特征不清楚;12～16Hz、16～24Hz主頻隱約看到出現一些模糊的異常體;至24～32Hz主頻，調諧振幅異常體變得能量最強、輪廓異常清晰，而且分布相對穩定;32～48Hz時異常體稍微變弱，輪廓開始變得不清晰;主頻為48～64Hz時，調諧振幅異常體逐漸變弱，直至模糊。這說明，對應該類砂巖體厚度的最佳地震頻率在24～32Hz附近。結合已有鉆井信息和前人區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，結合鉆井、測井、巖心等資料進行地質綜合分析，對典型地層切片進行沉積微相解釋，反映出了該層序內巖性和沉積微相的演化特征

5應用效果分析

通過對泌陽凹陷深凹區振幅屬性地層切片的分析，發現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井區為辮狀河三角洲的外前緣沉積，物源主要來自研究區的東北方向，而泌364-泌365井SQ3主要發育滑塌濁積扇，并且泌364井區發育的滑塌濁積扇與泌354、程1井區發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，通過對研究區各種屬性的分析和優選，發現振幅屬性確實能夠較為真實地反映砂體的橫向展布。

6結論

（1）地震沉積學綜合運用地震、地質、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合起來，在勘探程度較低，橫向變化較快的地區，對沉積相及沉積微相的刻畫具有很好的指導作用。

（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。

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