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seismic sedimentology

石油天然氣的勘探開發(fā)是技術(shù)密集型領(lǐng)域，隨著勘探開發(fā)難度的提高，催生了大批新技術(shù)，尤其是邊緣學(xué)科的發(fā)展與應(yīng)用，融合了地震科學(xué)與沉積學(xué)的“地震沉積學(xué)”就是其中之一。一提起地震沉積學(xué)，很多人感覺十分神秘，其實不然。下面，我們不妨揭開她的神秘外衣，簡單了解一下。

什么是地震沉積學(xué)

簡單地講，地震沉積學(xué)是應(yīng)用地震信息研究沉積巖及其形成過程的學(xué)科，是繼地震地層學(xué)、層序地層學(xué)之后的又一門新的邊緣交叉學(xué)科。其研究內(nèi)容、方法和技術(shù)與地震地層學(xué)、層序地層學(xué)和沉積學(xué)等其他學(xué)科都有所不同，地震沉積學(xué)最大的理論突破在于對地震同相軸穿時性的重新認(rèn)識。但它是沉積學(xué)的發(fā)展而不是替代，地震沉積學(xué)研究要以地質(zhì)研究為基礎(chǔ)，在沉積學(xué)規(guī)律的指導(dǎo)下進行。90°相位轉(zhuǎn)換、地層切片和分頻解釋是地震沉積學(xué)中的三項關(guān)鍵技術(shù)。相位轉(zhuǎn)換使地震相位具有了地層意義，可以用于高頻層序地層的地震解釋；地層切片是沿兩個等時界面間等比例內(nèi)插出的一系列層面進行切片來研究沉積體系和沉積相平面展布的技術(shù)?；诓煌l率地震資料反映地質(zhì)信息的不同，采用分頻解釋的方法，使得地震解釋結(jié)果的地質(zhì)意義更加明確。

為了更好的發(fā)揮地震沉積學(xué)的優(yōu)勢，系統(tǒng)的沉積地質(zhì)研究和精細(xì)的單井/剖面沉積相解釋是前提，充分發(fā)揮測井曲線（尤其是聲波與自然伽馬曲線）的橋梁作用，井-震聯(lián)合（wellseism combination）的層位劃分與解釋互動是關(guān)鍵，鉆井地質(zhì)信息的校驗是保障，以井為骨架，靠地震展開的細(xì)分層序平面沉積相圖為最終成果。

地震沉積學(xué)：千呼萬喚始出來

地震沉積學(xué)討論的是運用地震資料研究沉積巖及其形成過程的研究思路與方法，它包括地震巖石學(xué)和地震地貌學(xué)兩個組成部分。地震巖石學(xué)主要依據(jù)地震屬性與巖石特征之間的關(guān)系，進行儲層巖性預(yù)測等研究；地震地貌學(xué)則主要依據(jù)年代地層框架模型，進行參考等時界面的拉平，從而研究區(qū)域的古地貌特征。地震沉積學(xué)研究強調(diào)地震同相軸并不一定是等時的，由于它以90°相位轉(zhuǎn)換、地層切片和分頻解釋為主要研究手段，結(jié)合其他地球物理技術(shù)進行等時地層格架下的沉積微相研究。

隨著地球物理技術(shù)的發(fā)展及其在石油地質(zhì)研究中的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了一種新的分支學(xué)科——地震沉積學(xué)，地震沉積學(xué)在國內(nèi)外的地震地質(zhì)綜合研究中得到了廣泛的應(yīng)用，也取得了較好的應(yīng)用效果。目前，地震沉積學(xué)的應(yīng)用多是從幾個關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用角度出發(fā)，比如，通過90°相位轉(zhuǎn)換技術(shù)來解決地層巖性估計問題、通過地層切片技術(shù)來解決地層的等時性分析問題、采用分頻解釋的方法使得地震解釋結(jié)果的地質(zhì)意義更加明確，因此常常將這三種技術(shù)稱為地震沉積學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)。

利用地震資料進行沉積研究和巖性識別在地震沉積學(xué)出現(xiàn)之前就已經(jīng)得到了廣泛的使用。早在1981年，Brown等就提出了基于三維地震水平切片進行沉積相解釋的理論。中國訪美學(xué)者曾洪流等1996年在《根據(jù)三維地震資料進行相成圖》一文中指出，沿著或平行于追蹤地震同相軸所得的層位進行沿層切片，更具有實際的地質(zhì)意義和地球物理意義。1998年，它提出了“地震沉積學(xué)”這個概念。2000年Schlager指出，地震沉積學(xué)將作為沉積學(xué)的一個新興的分支學(xué)科而發(fā)展。2001年，Posamentier提出了地震地貌學(xué)的概念。2001年，曾洪流教授連續(xù)發(fā)表了幾篇關(guān)于地震沉積學(xué)的文章，從此，越來越多的人開始認(rèn)識地震沉積學(xué)。2004年，曾洪流教授等提出了地震沉積學(xué)的詳細(xì)定義，指出地震沉積學(xué)是用地震資料研究沉積巖及其作用的一門學(xué)科，在當(dāng)前條件下體現(xiàn)為地震巖石學(xué)和地震地貌學(xué)的綜合。2005年2月，地震沉積學(xué)國際會議在休斯敦召開，標(biāo)志著這門新學(xué)科的發(fā)展進入了一個新的階段。2011年6月，曾洪流教授發(fā)表文章對地震沉積學(xué)進行了回顧和展望，并指出了陸相沉積盆地地震沉積學(xué)的發(fā)展方向。

適用于中國陸相斷陷盆地地震沉積學(xué)關(guān)鍵技術(shù)

針對陸相斷陷盆地地震沉積學(xué)研究的特點，首先進行了陸相斷陷盆地地震沉積學(xué)關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)，形成了相應(yīng)的專利技術(shù)和自主軟件產(chǎn)品。

到目前為止，S變換技術(shù)在地震勘探中得到了廣泛的應(yīng)用，但主要是用于地震信號的譜分解方面，中國的石油科技人員主要使用的有VVA軟件、SpecMAN軟件等，這種譜分解方法與分頻技術(shù)還是有一定區(qū)別的，可以說，目前能夠用于對地震信號進行分頻處理的方法軟件還相對缺乏。S變換分頻技術(shù)相對于傅立葉變換分頻技術(shù)來說，在對非平穩(wěn)的信號進行分頻處理時，就顯得十分的靈活。

在我國陸相地層的油氣勘探中，還采用了巖性估計技術(shù)。巖性估計技術(shù)通過對地震子波的精確估計，結(jié)合貝葉斯參數(shù)估計理論來進一步消除子波的影響，可以較好地識別薄層以及巖性，由于該方法充分考慮了地震數(shù)據(jù)中的相位信息，因此估計結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。該技術(shù)對于任意相位子波的地震資料都適用，因此可以作為90°相位轉(zhuǎn)換的替代技術(shù)。與地震正演記錄相比，90°相位轉(zhuǎn)換結(jié)果并沒有發(fā)生很大的改變，它只是將地震波形延遲了90°，因此對于0.1秒處的楔形體、0.5秒左右的濁積巖以及層序的邊界無法有效的識別；與之相反，巖性估計方法對于楔形體、濁積巖以及層序的識別有比較好的效果。

非線性地層切片可以進行更為精細(xì)的等時分析。非線性地層切片技術(shù)是對傳統(tǒng)的地層切片技術(shù)的一種擴展，傳統(tǒng)的地層切片技術(shù)只是考慮了沉積速率隨等時參考面的變化，比時間切片和沿層切片更加合理而且更接近于等時沉積界面，而非線性地層切片技術(shù)不僅考慮了沉積速率隨等時參考面的變化，而且還考慮了等時參考面終止位置變化對地層切片的影響，因此能夠更好的實現(xiàn)等時切片的拾取。

目前已有軟件能夠?qū)崿F(xiàn)二維的非線性地層切片技術(shù)，但是由于地球物理技術(shù)水平的局限性，還無法有效的實現(xiàn)三維上的非線性地層切片技術(shù)，從而也使得這種方法從目前的角度來說更多的具有理論上意義。國外已有專家學(xué)者嘗試如何進一步改善地層切片方法，但是還未能在實際過程中進行有效的應(yīng)用。

我國地震沉積學(xué)科研人員將陸相斷陷盆地地震沉積學(xué)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于典型的陸相沉積東營三角洲的地震沉積學(xué)研究中，他們首先應(yīng)用地震Wheeler轉(zhuǎn)換技術(shù)、高分辨率時頻分析技術(shù)輔助建立精細(xì)的等時地層格架；其次通過S變換分頻技術(shù)提高地震資料的分辨率，最大程度上保持地震同相軸的等時性；然后應(yīng)用巖性估計技術(shù)對東營三角洲地層的巖性進行估計，進而得到地層巖性體；最后對地層巖性體進行非線性地層切片分析，并輔助以地震屬性分析技術(shù)，最終實現(xiàn)了東營三角洲的更為精細(xì)的地震沉積學(xué)分析。

地震沉積學(xué)視為與地震地層學(xué)平行的學(xué)科，主要研究用地震資料預(yù)測沉積體系中沉積巖分布和沉積作用，目前，地震沉積學(xué)在國內(nèi)外的地震地質(zhì)綜合研究中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了較好的應(yīng)用效果。針對我國油氣區(qū)由陸相沉積地層往往具有橫向上相變快、縱向上相帶窄的特點，使得地震沉積學(xué)關(guān)鍵技術(shù)的直接套用會出現(xiàn)很多問題，因此需要發(fā)展適用于陸相沉積盆地的地震沉積學(xué)理論和方法。