淺談地震沉積學(xué)研究范文

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摘要：針對(duì)濱里海盆地東緣中區(qū)塊上部有大套鹽巖層對(duì)目的層地震資料影響大，以及目的層KTⅠ、KTⅡ厚度較大會(huì)影響地震勘探的精度等問(wèn)題，通過(guò)分析井上的油氣資料，確定了KTⅠ有利的小層位A2、KTⅡ有利的小層位B2。研究區(qū)內(nèi)，探井和巖心資料少，且探井在工區(qū)內(nèi)分布不均勻，為了分析研究區(qū)的沉積相分布情況，利用地震沉積學(xué)的方法將地震和沉積學(xué)有效結(jié)合，根據(jù)地震相、測(cè)井相、地震屬性提取和儲(chǔ)層碳酸鹽巖體反演的綜合研究，來(lái)揭示研究區(qū)沉積相類(lèi)型和儲(chǔ)層碳酸鹽巖體的展布規(guī)律，對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層勘探有重要指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：地震沉積學(xué)；地震屬性；地震相；沉積相；單井相

0引言

地震沉積學(xué)是繼地震地層學(xué)和層序地層學(xué)之后出現(xiàn)的一個(gè)新的學(xué)科領(lǐng)域。隨著勘探技術(shù)的不斷發(fā)展，為了提高勘探精度，地震地層學(xué)（一般分辨率為1／4個(gè)波長(zhǎng)）、層序地層學(xué)垂直勘探分辨率精度不高的問(wèn)題（只能對(duì)一個(gè)或幾個(gè)沉積旋回進(jìn)行分析）、沉積學(xué)主要是沉積相的研究，讓地球物理學(xué)家們將地震和沉積學(xué)結(jié)合來(lái)提高勘探精度成為可能。美國(guó)德州大學(xué)學(xué)者曾洪流教授首次提出了“地震沉積學(xué)”一詞，認(rèn)為地震沉積學(xué)是利用地震資料來(lái)研究沉積巖及其形成過(guò)程。之后又有學(xué)者認(rèn)為，地震沉積學(xué)是基于高精度地震資料、現(xiàn)在沉積環(huán)境和露頭古沉積環(huán)境模式的聯(lián)合反饋來(lái)識(shí)別沉積單元三維幾何形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和沉積過(guò)程的一門(mén)新學(xué)科。在目標(biāo)區(qū)內(nèi)有利儲(chǔ)層上方有大套的鹽巖層，對(duì)下部地層的影響很大，對(duì)地層速度的影響最大，這將會(huì)使地震勘探的精度、準(zhǔn)確度受到影響。運(yùn)用地震沉積學(xué)的方法將會(huì)提高解釋精度。由于工區(qū)內(nèi)井的數(shù)量少，各種信息、資料不足，使用地震沉積學(xué)的方法技術(shù)可巧妙地將測(cè)井、錄井、地震解釋、沉積相、單井相運(yùn)用到對(duì)工區(qū)的研究中去。

1研究區(qū)域概況

研究區(qū)為濱里海盆地東緣中區(qū)塊，位于哈薩克斯坦共和國(guó)阿克糾賓市正南方向250～350km，從大地構(gòu)造分區(qū)上講，濱里海盆地位于東歐地臺(tái)的東南隅，呈東西向延伸。中區(qū)塊位于盆地東緣阿斯特拉罕—阿克糾賓斯克隆起帶上，為盆地東部油氣運(yùn)移的重要指向帶之一，區(qū)域構(gòu)造位置非常有利［11］。研究區(qū)濱里海盆地東緣中區(qū)塊目的層為石炭系KTⅠ（層厚0～450m）、KTⅡ（層厚0～700m），其中KTⅠ、KTⅡ各有一個(gè)重要產(chǎn)層。根據(jù)測(cè)井曲線(xiàn)，試油資料確定了KTⅠ的A2，KTⅡ的B2為研究區(qū)主要產(chǎn)層。

2區(qū)內(nèi)地震沉積學(xué)研究

21地震屬性

解釋對(duì)沉積環(huán)境及巖性的分析地震屬性是地震資料的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)及統(tǒng)計(jì)學(xué)特征的一種量度。地層巖性的變化會(huì)引起波阻抗的變化，同時(shí)引起地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征（能量特征、相位特征、頻率特征等多方面信息）的變化，利用地震屬性變化建立與地層巖性特性的關(guān)系，也可以來(lái)輔助研究沉積相。對(duì)A2、B2小層沿層間提取均方根振幅屬性平面圖（圖。工區(qū)內(nèi)，A2的西部為均方根振幅屬性低值代表泥巖，東部為均方根振幅屬性高值代表碳酸鹽巖區(qū)域；B2的西部和東部為均方根振幅屬性低值代表泥巖，中部為均方根振幅屬性高值代表碳酸鹽巖區(qū)域。

22單井相分析

沉積相工區(qū)內(nèi)主要有KTⅠ和KTⅡ2個(gè)含油層段，KTⅠ地層為蒸發(fā)臺(tái)地相和局限臺(tái)地相，而KTⅡ?yàn)殚_(kāi)闊臺(tái)地相。

（1）灘微相。自然伽馬（GR）值相對(duì)較低，泥質(zhì)含量少，大體數(shù)值小于30API。三孔曲線(xiàn)表明，灘相儲(chǔ)層物性較好，聲波時(shí)差曲線(xiàn)（PAC）值基本上都高于165μs／m，中子孔隙度曲線(xiàn)（CNC）一般大于5％，密度測(cè)井（DEN）一般小于26g／cm3。灘相表現(xiàn)為有一個(gè)或幾個(gè)峰值突起，多旋回性明顯，峰值逐漸變大或逐漸變小，具有漸變性，表明漸變成灘間洼地微相。測(cè)井曲線(xiàn)組合表現(xiàn)為漏斗形和鐘形，表現(xiàn)為反韻律或反正復(fù)合韻律的組合特征，反映了灘體的形成和演化。孔滲高部位位于儲(chǔ)層的上部和中部。

（2）臺(tái)內(nèi)洼地微相。碳酸鹽巖質(zhì)純，與灘微相相似，其泥質(zhì)含量少，表現(xiàn)為GR值較低，主要平均分布在10～30API。孔隙度為低值，PAC的主要分布區(qū)間為150～175μs／m，平均低于1657μs／m。中子孔隙度一般在07％～50％，DEN值相對(duì)較高，一般在26g／cm3以上。

（3）潟湖微相。與其他幾個(gè)微相相比，GR值較高，一般大于30API，或者更高，與該相帶巖石類(lèi)型有關(guān)（鈣質(zhì)或泥質(zhì)灰?guī)r）表明其泥質(zhì)含量高，為低能環(huán)境的產(chǎn)物。與灘和潮汐通道相比，PAC值總體上小于175μs／m。巖層密度通常大于26g／cm3。白云石含量增加，反映的是近局限臺(tái)地生成環(huán)境。在潟湖沉積層段，常見(jiàn)明顯的井徑擴(kuò)大，造成孔隙度曲線(xiàn)的失真，所以往往表現(xiàn)出較低的密度和較高的聲波時(shí)差。

3地震相對(duì)沉積相種類(lèi)劃分

地震相是沉積相在地震剖面上表現(xiàn)的總和，是沉積相的地震響應(yīng)。地震相是依據(jù)地震波根據(jù)其頻率、振幅、波的連續(xù)性的不同用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法將其分類(lèi)。不同的沉積環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不同的地震波形，依此就可以根據(jù)地震波形的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征來(lái)劃分地震相。運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析方法對(duì)所選地震數(shù)據(jù)體中的所有地震道進(jìn)行識(shí)別判斷，找出典型的波形形狀作為模型道，每個(gè)模型道就代表一個(gè)地震微相，據(jù)此對(duì)實(shí)際地震道進(jìn)行分類(lèi)，每一實(shí)際地震道就被賦予一個(gè)地震微相。在實(shí)際工作中，首先估算目的層的時(shí)間范圍，以地震解釋層位為基礎(chǔ)，在三維空間上形成一個(gè)地震道波形層段面。其次選取波形分類(lèi)數(shù)，即目的層段內(nèi)所遇到的地震道的種類(lèi)，從而得到地震微相圖。現(xiàn)在的做法是將地震波形分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行平面歸類(lèi)處理，即平面成圖，一般情況下，把相同類(lèi)型的波形用同一種顏色顯示，相近類(lèi)型的波形用相近的顏色顯示，然后根據(jù)平面地震相圖上不同顏色分布來(lái)判別不同相帶的展布規(guī)律。為了反映石炭系KTI的A2和KTII的B2儲(chǔ)層的地震相特征，根據(jù)波形分類(lèi)圖的特征，將A2分為3個(gè)地震相，將B2分為2個(gè)地震相。

4沉積相分析

根據(jù)對(duì)濱里海的研究成果可知，濱里海盆地KTⅠ段與KTⅡ段［1516］主要分布發(fā)育局限臺(tái)地和開(kāi)闊臺(tái)地沉積的灰?guī)r，白云巖夾泥巖；KTⅠ層沉積亞相為臺(tái)內(nèi)潟湖相、潮坪相、臺(tái)內(nèi)灘相；KTⅡ?qū)映练e亞相為臺(tái)內(nèi)灘相、臺(tái)內(nèi)洼地相。從地震相平面圖可以看出，KTⅠ圖中相帶清楚，而且潮坪對(duì)應(yīng)的波形為不對(duì)稱(chēng)的強(qiáng)振幅，且頻率較高，臺(tái)內(nèi)灘KTⅡ?qū)?yīng)的頻振幅，且頻率較高。針對(duì)儲(chǔ)層的沉積特征，結(jié)合區(qū)域沉積背景，根據(jù)測(cè)井曲線(xiàn)形態(tài)、巖性組合、沉積結(jié)構(gòu)、巖石顏色等信息，劃分出單井典型的沉積微相；將各井的沉積微相類(lèi)型和地震波形分類(lèi)圖進(jìn)行標(biāo)定，最終確定出不同的波形分類(lèi)對(duì)應(yīng)的不同沉積微相。通過(guò)對(duì)單井相的優(yōu)勢(shì)相分析，并向未鉆探地區(qū)外推，從而得目的層段沉積相在研究區(qū)的平面展布特征，建立不同地震波形（顏色）與沉積相的關(guān)系，將地震相圖轉(zhuǎn)換成具有地質(zhì)意義的目標(biāo)層沉積相圖。對(duì)于A2層，根據(jù)波形聚類(lèi)分析圖，由測(cè)井曲線(xiàn)、巖性、巖心資料大致將該層分為3個(gè)亞相。在單井相上：L6、CT37為臺(tái)內(nèi)潟湖相，CT62、CT64、CT63、CT31、CT61、CT29為潮坪相，CT47為臺(tái)內(nèi)灘相。依據(jù)井上的巖性資料（分析生物的含量），分析潮坪帶有大量的藻類(lèi)及生物擾動(dòng)為有利沉積環(huán)境，初步判斷優(yōu)勢(shì)沉積相為：潮坪相為油氣聚集區(qū)。對(duì)于B2層，根據(jù)波形聚類(lèi)分析圖，由測(cè)井曲線(xiàn)、巖性、巖心資料大致將該層分為2個(gè)亞相、1個(gè)微相。在單井相上：L6、CT62、CT64、CT63、CT31、CT61為臺(tái)內(nèi)灘相，CT29、CT47、CT37為臺(tái)內(nèi)洼地相，由于CT47井在該層資料齊全，可以進(jìn)一步判斷CT47為泥灰質(zhì)洼地微相。依據(jù)井上的巖性資料（分析生物的含量），分析油氣儲(chǔ)集的有利沉積環(huán)境、初步判斷優(yōu)勢(shì)沉積相為：臺(tái)內(nèi)洼地相為油氣聚集區(qū)。

5反演

對(duì)碳酸鹽體的預(yù)測(cè)約束稀疏脈沖反演模塊引入地層沉積模式，將地質(zhì)、地震、測(cè)井有機(jī)結(jié)合起來(lái)，反演得到波阻抗體。依據(jù)研究區(qū)內(nèi)的9口探井巖石物理統(tǒng)計(jì)得到區(qū)分碳酸鹽巖和泥巖的閥值，將波阻抗體轉(zhuǎn)換為區(qū)分巖性的數(shù)據(jù)體。對(duì)巖性的數(shù)據(jù)體計(jì)算A2、B2層碳酸鹽巖體厚度以及地層厚度。

6結(jié)論

（1）根據(jù)測(cè)井曲線(xiàn)、錄井、試油資料和巖心資料，判斷KTⅠ地層為蒸發(fā)臺(tái)地相和局限臺(tái)地相，而KTⅡ?yàn)殚_(kāi)闊臺(tái)地相。KTⅠ層沉積亞相為臺(tái)內(nèi)潟湖相、潮坪相、臺(tái)內(nèi)灘相；KTⅡ?qū)映练e亞相為臺(tái)內(nèi)灘相、臺(tái)內(nèi)洼地相。

（2）利用地震沉積學(xué)研究手段，編繪了研究區(qū)A2、B2層均方根振幅屬性、碳酸鹽巖體厚度反演圖和碳酸鹽地比值圖。推測(cè)研究區(qū)A2層西南、西北部，B2層中部碳酸鹽巖體特別發(fā)育。

（3）根據(jù)地震屬性、地震相和測(cè)井上的沉積相，繪制了研究區(qū)A2、B2層沉積相平面圖。

作者：徐世敏；周影 單位：長(zhǎng)江大學(xué)