泌阳凹陷核三段地震沉积学研究

第18卷第2期2011年3月地学前缘(中国地质大学(北京);北京大学)

EarthScienceFrontiers(ChinaUniversityofGeosciences(Beijing);PekingUniversity)Vol.18No.2Mar.2011

收稿日期:2010󰀁08󰀁10;修回日期:2010󰀁09󰀁12基金项目:国家重点基础研究发展计划󰀁973󰀁项目󰀁中国西部典型叠合盆地油气成藏机制与分布规律󰀁(2006CB202300)作者简介:董艳蕾(1972󰀁),女,博士,主要从事层序地层学及地震沉积学方面的研究。E󰀁mail:yanleidong@163.com

泌阳凹陷核三段地震沉积学研究董艳蕾1,2,󰀁朱筱敏1,2,󰀁胡廷惠3,󰀁罗家群4,󰀁刘桂兰4,󰀁罗󰀁琪1,21.中国石油大学(北京)地球科学学院,北京1022492.中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京1022493.大港油田第三采油厂,河北沧县0610354.河南石油勘探开发研究院,河南南阳473132

DongYanlei1,2,󰀁ZhuXiaomin1,2,󰀁HuTinghui3,󰀁LuoJiaqun4,󰀁LiuGuilan4,󰀁LuoQi1,2

1.CollegeofGeosciences,ChinaUniversityofPetroleum(Beijing),Beijing102249,China2.StateKeyLaboratoryofPetroleumResourcesandProcessing,ChinaUniversityofPetroleum(Beijing),Beijing102249,China3.TheThirdPlantofDagangOilfield,Cangxian061035,China4.ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofHenanPetroleumExplorationBureau,Nanyang473132,China

DongYanlei,ZhuXiaomin,HuTinghui,etal.ResearchonseismicsedimentologyofHe󰀁3FormationinBiyangSag.EarthScienceFrontiers,2011,18(2):284󰀁293

Abstract:Braideddelta,slumpturbiditefansandnearshoresubaqueousfanaredevelopedinthesandgroupIIIofHe󰀁3FormationindepressionareaofBiyangSag.Restrictedbytheresearchtechniquesandmethods,thedistributionofthesefaciesisunclearyet,especiallythatoftheslumpturbiditefans.Undertheguidanceofthetheoryofseismicsedimentology,andbyusingthetechniqueofenhancingtheresolutionandphaseshift,the3Dpost󰀁stackseismicdatawereadjustedtotheoptimalstates.Thenbyusingthetechniqueofstrataslicing,theslicedcubesweremadetodisplaythedistributionofsedimentarymicrofaciesandreflecttheevolutionaryhistory.Fi󰀁nally,onthebasisofcomprehensiveanalysisofcore,lithologyandwell󰀁loggingdata,thesandbodiesofthetypicalsliceswereinterpretedsubtly,andthedistributionofsedimentaryfacieswaspredicted.Thisstudyprovidesareliableapproachinexplorationoflatenttraps.Keywords:enhancementofresolution;phaseshift;strataslicing;seismicsedimentology;He󰀁3Formation;Biy󰀁angSag

摘󰀁要:泌阳凹陷深凹区核三段发育辫状河三角洲、滑塌浊积扇及近岸水下扇砂体,受到技术方法和研究手段的限制,沉积相分布范围不明确,尤其是对滑塌浊积扇砂体不能进行详细的刻画。在地震沉积学理论指导下,首先采用提高分辨率、相位调整等技术将叠后三维资料调整到适合地震沉积学研究的最佳状态,然后利用地层切片技术,制作了展现沉积微相分布和沉积演化过程的切片数据体,最后综合分析岩心、录井、测井等资料,对典型地层切片进行沉积砂体的精细解释,预测了沉积相在时空上的展布和演变,为该凹陷寻找滑塌浊积扇等隐蔽油气藏提供了较为可靠的依据。关键词:提高分辨率;相位调整;地层切片;地震沉积学;核三段;泌阳凹陷中图分类号:P512󰀁2󰀁文献标志码:A󰀁文章编号:1005󰀁2321(2011)02󰀁0284󰀁10董艳蕾,朱筱敏,胡廷惠,等/地学前缘(EarthScienceFrontiers)2011,18(2)󰀁󰀁285󰀁0󰀁引言泌阳凹陷位于河南省南部的唐河县与泌阳县之间,是一个中新生代的小型断陷盆地,可划分为北部缓坡构造带、南部陡坡构造带及中部凹陷构造带(图1)。古近系核桃园组自下而上分为核三段(H3)、核二段(H2)、核一段(H1),其中核三段又可分为8个砂组,󰀁砂组为本文重点研究层位。2009年在泌354井钻探核三段油层,获得日产油106m3,气2530m3的高产油气流,分析研究认为该井钻遇核三段三角洲前缘的滑塌浊积砂体。前人虽然对泌阳凹陷核三段的沉积相展布进行了大量的研究[1󰀁5],但受到技术方法和研究手段的限制,大多未针对深凹区的滑塌浊积扇砂体进行详细的刻画。那么,泌阳凹陷深凹区三角洲及滑塌浊积砂体是如何分布的呢?这是目前泌阳凹陷深凹区勘探亟待解决的问题。要解决上述问题,仅仅依靠已钻井资料和常规的地震相研究手段难度较大,应该利用当今国际地质与地球物理综合的新学科󰀁󰀁󰀁地震沉积学开展砂体精细研究。近10年的地震沉积学理论发展和国际油气精细勘探经验表明,在沉积砂体和沉积微相的精细雕刻、沉积演化过程的详尽展现方面,地震沉积学具有无可比拟的优势[6󰀁14]。因此,本项目以层序地层学为理论指导,开展了泌阳凹陷的地震沉积学研究,精确地预测了沉积微相在时空上的展布演变,并且在2010年8月完钻的安深1井得到了证实。图1󰀁泌阳凹陷地理位置及构造单元划分图Fig󰀁1󰀁LocationandtectonicunitsofBiyangSag1󰀁叠后三维地震体的地震沉积学最优化处理󰀁󰀁泌阳凹陷核三段在地震剖面上具有资料品质好、信噪比高、波组特征清晰的特征,而且断裂系统不发育,仅在工区东北部存在几条小断层,这些断层对沉积研究的整体性没有较大影响,因此非常适合在该区开展地震沉积学研究。但是研究区内砂体具有厚度薄、横向变化快的特点,而且地震资料的分辨率较低,为了将三维地震资料调整到适合地震沉积学研究的最佳状态,需要对其进行最优化处理,包括去噪及提高分辨率处理、井震资料质量控制,井震合成记录对比,叠后三维资料相位估算,相位调整等。下文将着重对提高分辨率处理和相位调整进行重点介绍。1󰀁1󰀁提高分辨率在本次研究中,采用了井控提高分辨率技术进行地震资料的处理,该技术实际上采用的是一种优化的子波反褶积技术,是对各种反褶积技术的优劣性进行分析对比后,结合我国陆相沉积地震资料特点研制的一种反褶积技术,其最大特色是不受剖面相位的影响,而且融合了谱模拟和混合相位子波两项技术[15󰀁17]。在实际应用中,用过井点地震道或者剖面上信噪比较高的线道对处理效果做质量监控,从而达到在较好的保真下的频带展宽和主频提高(图2)。图3、图4是利用该方法对地震剖面进行高分辨处理后的效果对比,可以看到,处理后地震剖面的分辨率有明显提高,一些复合波组被分成单波,而且波形活跃(图3),从频谱图上可以看出:主频有明显提高(从约24Hz提高到约30Hz),频带得到有效的展宽,高频段和低频段有效信号成分均得到加强(图4)。1󰀁2󰀁相位调整常规地震资料处理的最终成果是零相位地震数据,解释人员用这类地震数据开展构造和沉积研究[18󰀁19]。图5是过泌阳凹陷泌71井的地震剖面。显然,在标准的零相位地震资料中,相同波阻抗的同一种岩性与地震同相轴之间没有直接对应关系,而是对应于相反的极性(峰󰀁谷组合);在90󰀁相位调整后的地震剖面上,地震极性与岩性资料有了更好的结合,所有钻遇的砂岩层几乎都对应于地震波谷(红色),这些改进使地震剖面看上去更像地质剖面,使砂层与反射同相轴具有更好的对应关系,即地震解释追踪的反射同相轴就是追踪了砂体,从而赋予了地震反射同相轴更强的地质意义。

2󰀁地层切片及沉积相解释泌阳凹陷核三段在地震剖面上具有资料品质好、286󰀁󰀁󰀁董艳蕾,朱筱敏,胡廷惠,等/地学前缘(EarthScienceFrontiers)2011,18(2)董艳蕾,朱筱敏,胡廷惠,等/地学前缘(EarthScienceFrontiers)2011,18(2)󰀁󰀁287󰀁

图4󰀁泌阳凹陷Trace1168提高分辨率处理前后频谱对比Fig󰀁4󰀁Contrasteffectofseismicdataprocessingbyresolutionenhancement,showninfrequencyspectrum(Trace1168)

信噪比高、波组特征清晰、断裂系统不发育的特征,而且本地区以楔状地层为主,因此非常适合在该区利用地层切片技术开展地震沉积学研究。在具有地质时间界面意义的等时地震同相轴控制下,采用Recon软件对目的层段制作了731张地层切片。由于地层切片上的地震振幅模式提供了重要的岩性和地貌学信息,因此结合钻井、测井、岩心等资料进行地质综合分析和标定,对典型地层切片进行沉积砂体和沉积微相精细解释,即可获得砂体发展演化的直观显示。2󰀁1󰀁地球物理属性的地质解释地震属性的分类很多,在不同的研究地区、针对不同的地质目标体应该选取不同的地震属性。通常相位和频率属性对地震同向轴的连续性反映较为敏感,对砂体空间变化反映并不敏感,而振幅属性最能反映砂体的横向展布和空间变化,特别是能够反映砂岩透镜体的边界。泌阳凹陷深凹区滑塌浊积扇砂体十分发育,是重点研究的目标,是沉积相研究中需要刻画的主要对象,因此主要选用振幅属性对深凹区发育的砂体进行研究。另外,因为在地震资料预处理过程中已经对地震数据体进行了90󰀁相位调整,所以地震反射同相轴被赋予了地质概念,我们解释的地震剖面基本近似于波阻抗剖面。但是这些同相轴究竟代表的是什么岩性呢?还需要进行关键井岩心序列特征和岩性标定工作,这样才能对地层切片进行沉积微相的解释。由于本区发育的岩性主要为砾岩、砂岩、泥岩和白云岩,因此下面将分砂岩󰀁泥岩剖面和泥页岩󰀁白云岩剖面分别进行探讨。对砂岩󰀁泥岩剖面的探讨,我们选取的参考井是泌354井。因为泌354井2761󰀁4~2777󰀁9m井段细砂岩层段在试油中获得了良好的油气显示(日产油70󰀁68t,日产气1493m3),故选取该油气层作为参考层进行了合成地震记录标定。图6是泌354井该油气层的合成地震记录标定图,从图中看出:地震剖面中强的负振幅区(红轴)代表厚层砂岩,正的振幅值(黑轴)对应的是泥岩层,而弱的负振幅值区代表薄层砂岩或泥质砂岩。同样,通过井震标定认为,在泥页岩󰀁白云岩剖面中,地震剖面中强的负振幅区(红轴)代表白云岩,正的振幅值(黑轴)对应的是泥页岩。综上所述,在地层切片中,强的负振幅区(红色区域)既可以解释成砂岩,也可以解释成白云岩,我们主要根据沉积背景和已钻井的钻测井特征来进行标定和判断,而正的振幅值(黑色区域)解释为泥页岩即可。2󰀁2󰀁地层切片的地震沉积学解释钻、测井资料研究表明,󰀁砂组发育时期存在6次沉积旋回,因此从核三段󰀁砂组的731张地层切片中自下而上选取了6张典型地层切片,进行沉积微相的解释,反映出了III砂组内岩性和沉积微相的演化特征(图7)。旋回󰀁沉积时期(对应典型地层切片s729)。根据沉积背景和钻测井特征可知,该区的红色强负振幅可以分为3种情况进行沉积解释:第一种,分布在研究区东北部,反映辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体,在大片的强负振幅之间零星发育的褐色、深灰色正振幅区对应砂体间的泥质沉积,可以解释为河道间微相,河道与河道间的沉积边界清晰可见;第二种,分布在研究区的西南部的泌86井区和东部的泌189~267井区的红色强负振幅,为近岸水下扇中扇和外扇沉积;第三种,发育在泌94井东南地区的红色强负振幅,由于该沉积时期辫状河三角洲物源供给不充分,整个旋回处于湖进时期,所以应该解释为白云岩深湖区。至于图中的黑色正振幅区域,反映滨浅湖和半深湖的泥页岩沉积(图8A,8A󰀁)。