陡坡帶砂礫巖體構造假象及影響因素定量評價

于景強

摘 要

濟陽坳陷陡坡帶中深層砂礫巖體在時間域資料上成沿基底斜坡單斜向上的構造形態，但通過成像測井等資料發現與真實的產狀形態存在較大的誤差。通過正演模擬證實砂礫巖體時間域地震資料上扇根部位存在著地震上拉的現象，其上拉的程度受砂礫巖體上覆巖層的厚度和速度的影響。其中上覆高速巖層厚度與上拉形變量成指數關系，巖層速度與上拉形變量成對數關系。

關鍵詞

陡坡帶;砂礫巖體;假產狀;正演模擬

中圖分類號： P618.13;P631.4 ? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.077

0 引言

濟陽坳陷陡坡帶廣泛發育砂礫巖體沉積[1-2]。沿著東營、沾化等凹陷的北部陡坡帶呈多期次縱向疊置，橫向連片發育。長期以來，因陡坡帶砂礫巖體時間域地震資料上扇體產狀呈現出向凸起方向單斜上傾的形態，認為其油藏的形態也是北高南低的特征。但在勘探實踐中發現，部分地區鉆探的井位出現了低部位出油，高部位見水的情況，油水關系不清。為此，本文通過地層傾角測井、正演模擬等方式研究證實砂礫巖體時間域資料上普遍存在著“假產狀”的構造假象，通過正演模擬的分析確定了“假產狀”的影響因素和定量化的影響規律。

1 砂礫巖體構造假象特征

通過東營凹陷北帶鹽家地區中深層砂礫巖體勘探發現，實鉆井地層傾角測井數據與砂礫巖體時間域地震資料上的產狀存在著明顯不同，前人研究過程中也有所證實[3]。陡坡帶砂礫巖體鉆井揭示的地層普遍具有地震南傾而測井北傾的特征：在時間域地震資料上地層產狀顯示出明顯地向湖盆中心方向傾斜的南傾特征，而傾角測井資料顯示這些井點鉆遇的地層產狀均具有向北傾斜的特點。成像結果顯示出了“假產狀”的構造假象。如位于低部位的Y22-X5等井在地震上為北高南低的單斜構造，而實鉆的地層傾角測井顯示Y22-X5井在3650-3690m井段地層傾角為西北傾2-250，3900-3950m井段為西北傾6-20°，4000-4050m井段為8-25°。地震產狀與實測的地層產狀不一致。

2 砂礫巖體構造假象影響因素分析

以東營凹陷北部陡坡帶實鉆井情況結合該區地質認識，建立陡坡帶砂礫巖體理想地質模型（圖1）。模型設計為滾動背斜型砂礫巖扇體形態，按照設計統計砂礫巖體速度對不同深度設計相應速度，開展正演模擬，從正演數據的疊前時間偏移剖面上發現砂礫巖扇體地層產狀與模型相比發生了以下變化：

每期扇體發生不同程度的構造形變，且產狀的形變量存在累積效應，分析認為主要是由于扇體上覆高速體導致旅行時減小所引起的。淺層砂礫巖體“構造假象”形變量小或者無形變;隨著埋深增加，砂礫巖扇體扇根形變量逐漸增大，扇根上拉現象愈明顯。

由于扇體不同部位上覆砂礫巖體的厚度不同，導致不同部位旅行時不同：對于退積型扇體，扇根部位上覆砂體最厚，扇端部位無上覆砂體，導致扇根上覆等效速度比扇端明顯增大，旅行時明顯減小，產生形變。

3 產狀影響因素定量模擬表征

在定性分析砂礫巖體“構造假象”形變量影響因素的基礎上，通過對影響砂礫巖體地震成像的多種參數進行正演模擬，并開展精細的定量分析統計，明確了各因素對砂礫巖扇體“構造假象”形變量影響程度。

上覆巖層包括上覆巖層的巖性組合方式及速度。上覆砂巖厚度及速度不同，都對砂礫巖扇體“構造假象”產狀形變量影響程度不同。根據實鉆統計的東營北帶上覆砂巖厚度及速度情況設計地質模型，完成了一系列的正演模擬并統計了相應的形變量，形成了定量化的形變量與影響因素關系圖版（圖2）。

3.1 砂巖厚度與產狀形變量的關系

其他參數一定，改變上覆砂巖厚度（從100m-1000m均勻增加）建立模型10個，開展正演模擬，統計形變量（扇根上拉幅度與斷層水平前移量）大小，對兩者變化量進行函數擬合。扇根上拉幅度y與上覆砂巖厚度x呈線性相關，具有正線性數學函數關系，滿足關系式：

y=0.1732x-7.6667

隨上覆砂巖厚度變大，扇根上拉幅度變大，即形變量越大。上覆砂巖厚度300m時，扇根上拉45ms;上覆砂巖厚度達到600m時，扇根上拉95ms。上覆砂礫巖層厚度越大，產狀上翹越明顯，統計量也證實了巖層厚度與上拉幅度成指數增長的規律。

3.2 砂巖速度與產狀形變量的關系

上覆砂巖速度不同直接影響旅行時大小，形成砂礫巖體時間偏移剖面上的產狀不同。根據前述統計東營北帶砂礫巖體砂泥巖速度不同，設計砂巖速度從2600m/s-4600m/s速度均勻遞增模型10個，統計形變量大小，并對兩者變化量進行函數擬合。統計結果表明砂巖速度與扇根上拉時間呈正對數相關，具有正對數數學關系，滿足關系式：

y=350.03*ln（x）-2719.2

隨上覆砂巖厚度變大，扇根上拉幅度變大，即形變量越大。上覆砂巖速度2600m/s時，扇根上拉幅度為26ms，上覆砂巖速度為3200m/s時，扇根上拉幅度為111ms，當上覆砂巖速度達到4400m/s時，扇根上拉幅度達到210ms。上覆砂礫巖速度越大，上拉的幅度越明顯，統計量證明上覆砂巖層速度與上拉的時間幅度成對數關系。

4 結論與認識

（1）通過地層傾角測井及地震資料對比證實濟陽坳陷陡坡帶中深層砂礫巖體時間域地震資料產狀上存在著構造假象。

（2）砂礫巖扇體產狀變形程度受控于上覆高速地層的厚度與速度，厚度與速度越大，形變量越大。

（3）通過定量化模型正演統計證實，厚度與上拉形變量成指數關系，速度與上拉形變量成對數關系。

參考文獻

[1]鄢繼華，陳世悅，姜在興.東營凹陷北部陡坡帶近岸水下扇沉積特征[J].石油大學學報（自然科學版），2005，29（1）：13-16.

[2]韓宏偉，崔紅莊，林松輝，等.東營凹陷北部陡坡帶砂礫巖扇體地震地質特征[J].特種油氣藏，2002，10（4）：28-30.

[3]王惠勇，韓宏偉，張云銀，等.東營北帶東段勝坨—鹽家地區砂礫巖扇體地層產狀研究[J].石油物探，2015，54（2）：203-209.