石巨業(yè)，樊太亮，于東方，冀曉珊

(1.中國地質(zhì)大學(xué)，北京 100083；2.中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；3.海相儲層演化與油氣富集機理教育部重點實驗室，北京 100083；4.內(nèi)蒙古礦業(yè)(集團)綠能非常規(guī)天然氣勘查開發(fā)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000；5.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163000)

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南圖爾蓋盆地1057區(qū)塊滑塌扇體地質(zhì)特征分析

石巨業(yè)1，2，樊太亮1，3，于東方4，冀曉珊5

(1.中國地質(zhì)大學(xué)，北京 100083；2.中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；3.海相儲層演化與油氣富集機理教育部重點實驗室，北京 100083；4.內(nèi)蒙古礦業(yè)(集團)綠能非常規(guī)天然氣勘查開發(fā)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000；5.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163000)

以沉積學(xué)、層序地層學(xué)及地震地層學(xué)為理論基礎(chǔ)，通過地震屬性特征分析、相干體分析和三維可視化子體雕刻技術(shù)等方法，對南圖爾蓋盆地1057區(qū)塊中侏羅統(tǒng)新發(fā)現(xiàn)的滑塌扇體進行研究和預(yù)測，并結(jié)合有限的測井、錄井資料及區(qū)域地質(zhì)背景，對滑塌扇體進行定量、半定量描述，研究其空間展布形態(tài)及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。研究表明：滑塌扇體在平面上沿邊界斷裂呈SW—NE向近橢圓形展布，面積約為4 km2，內(nèi)部非均質(zhì)性較強并向地塹深部延伸，縱向上滑塌扇體相互疊置并展現(xiàn)了泥包砂的地層結(jié)構(gòu)。通過均方根振幅、平均瞬時頻率、能量半衰時以及沿層相干4種地震屬性綜合分析，可以有效排除單一地震屬性的不確定性以及多解性，從而實現(xiàn)對滑塌扇體的空間描述及地質(zhì)特征分析。研究認(rèn)為，研究區(qū)滑塌扇體具有良好的油氣聚集條件，可以作為下一步勘探的主要目標(biāo)。

滑塌扇體；層序地層學(xué)；地震地層學(xué)；巖性油氣藏；南圖爾蓋盆地；1057區(qū)塊

0 引 言

南圖爾蓋盆地位于哈薩克斯坦的中南部，構(gòu)造上處于烏拉爾—天山縫合線剪切帶，是一個北西—南東向展布的大型長軸盆地，自西向東為四塹三壘的構(gòu)造格局[1-3]。自1983年勘探已來，已發(fā)現(xiàn)油氣35×108桶，分布在該盆地17個油氣田中，這些油氣田以構(gòu)造油氣藏為主。2005年，中國石油接手PK項目，及時轉(zhuǎn)變勘探思路，加大勘探投入。阿雷斯庫姆(Aryskum)地塹的1057區(qū)塊展示出越來越好的巖性-地層圈閉勘探前景。該區(qū)塊前期勘探程度較低，地質(zhì)資料較為缺乏，但通過新一輪地震資料解釋發(fā)現(xiàn)，在1057區(qū)塊中侏羅統(tǒng)多尚組發(fā)育一套較為明顯的滑塌扇體，是尋找大規(guī)模構(gòu)造-巖性、巖性-地層油氣藏的理想?yún)^(qū)域，對1057區(qū)塊的油氣勘探具有指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

Aryskum地塹位于南圖爾蓋盆地的西南側(cè)，北臨下錫爾河隆起，受Aryskum斷裂帶控制，呈北西—南東向延伸，是盆地的主要產(chǎn)油氣區(qū)[4-5]。1057區(qū)塊位于Aryskum地塹的東南部，面積約為320 km2，該區(qū)塊勘探程度較低，處于盆地的深陷部位，除邊界斷裂帶，洼陷部位構(gòu)造并不復(fù)雜，具有很好的構(gòu)造-巖性油氣藏勘探前景。目的層多尚組主要發(fā)育暗色泥巖夾少量粉砂巖，有機質(zhì)豐度和成熟度較高，主要發(fā)育Ⅰ—Ⅱ型干酪根，Ro可達1.02%，是該地區(qū)主力生油層[6]。該時期盆地處于拉張應(yīng)力環(huán)境，盆地邊界斷裂活動強烈，Aryskum地塹沉降幅度最大，兩側(cè)斷坡的坡度陡、寬帶窄，在靠近盆地邊緣部位，粗碎屑物質(zhì)快速堆積容易形成各種滑塌扇體，有利于形成大面積巖性及構(gòu)造-巖性油氣藏。

2 滑塌扇體展布特征

研究區(qū)三維地震資料有效范圍包含500條主測線及1 000條聯(lián)絡(luò)測線，覆蓋面積約為200 km2，識別出的扇體包含100條主測線和100條聯(lián)絡(luò)測線，分布面積約為4 km2，其平面上呈近橢圓狀，長軸方向為NW—SE向，平行于邊界斷裂并向洼陷深部延展(圖1)。

圖1 滑塌扇體位置及平面展布

研究區(qū)滑塌扇體在地震反射剖面上呈波浪狀或者蠕蟲狀地震反射，具有非常明顯的頂?shù)讖姺瓷漭S，內(nèi)部表現(xiàn)為中等連續(xù)、中強振幅的地震反射，而滑塌扇體周圍是中連續(xù)、弱振幅的地震反射，與圍巖具有明顯的物性差異(圖2)。時間域地震剖面上，滑塌扇體最大厚度區(qū)域頂?shù)讓?yīng)的T0反射時間分別為1 900 ms和2 100 ms，結(jié)合區(qū)塊探井時深關(guān)系，推算出深度范圍為2 210～2 560 m；滑塌扇體頂?shù)走吔缜逦瑥钠涠梯S方向地震剖面可以看出，西南部厚度比東北部要薄，并且地震反射同相軸向東北方向延伸；而長軸方向地震剖面顯示出扇體所特有的頂平底凹的幾何特征，該區(qū)部分鉆井顯示多尚組巖性以綠灰色礫狀砂巖為主，成熟度低，分選中等，表明沉積物搬運距離不遠(yuǎn)，近岸快速堆積，沉積物源主要來自陡岸西南方向。

3 滑塌扇體屬性分析

地震屬性是指地震數(shù)據(jù)體進行數(shù)學(xué)變換得到的有關(guān)地震波的運動學(xué)特征、幾何形態(tài)學(xué)特征、動力學(xué)和統(tǒng)計學(xué)特征等信息[7-8]。下地層巖性、物性和流體性質(zhì)的不同，必然導(dǎo)致地震波能量變化的差異，進而影響地震屬性的變化。在研究區(qū)提取了振幅類、層序類、頻率類等十多種屬性，結(jié)合地震屬性異?，F(xiàn)象和地震剖面反射特征進行地震屬性優(yōu)化。在屬性優(yōu)化的基礎(chǔ)上，選取均方根振幅、平均瞬時頻率、能量半衰時以及相干屬性4種對扇體較為敏感但彼此獨立的地震屬性進行分析。

3.1 均方根振幅

均方根振幅是反映地震振幅大小變化的屬性值，是時窗內(nèi)各樣點振幅平方的平均值再開平方得到的，其對高振幅異常非常敏感[9]?？梢杂脕砻枋龅貙訋r性、物性特征，追蹤地層地震異常。在陸相環(huán)境中，扇體的分選和磨圓差、成分成熟度低、內(nèi)部非均質(zhì)性強，用均方根振幅值來描述扇體有較好的效果。此次研究經(jīng)過多次嘗試，以多尚組頂界面向下漂移80 ms后，時窗選取100 ms，提取的均方根振幅顯示效果較為理想(圖3a)，均方根振幅高異常區(qū)域(黃、紅色區(qū)域)與一系列地震剖面上顯示的強振幅非常吻合，扇體展布范圍和面積得到進一步確定。研究區(qū)南部顯示的均方根振幅高異常區(qū)域，經(jīng)過地震剖面驗證，是由于層位漂移80 ms后，剛好斜交下侏羅統(tǒng)頂界面對應(yīng)的強同相軸上，因此，造成條帶狀分布的“高異常區(qū)域”假象，不具有砂礫巖扇體儲層意義。

3.2 平均瞬時頻率

平均瞬時頻率即選定時窗內(nèi)瞬時頻率的平均值，反映了橫向上地震波主頻的變化特征，這些變化特征與斷裂系統(tǒng)、巖性變化、孔隙度差異、含油氣性等因素引起的頻率吸收效應(yīng)有關(guān)[10]。由扇根到扇端，沉積物砂礫比逐漸增加，而砂泥比變小，扇根部分吸收效應(yīng)更明顯，高頻信息衰減更嚴(yán)重，并逐漸表現(xiàn)為泥包砂的地層結(jié)構(gòu)。此次提取平均瞬時頻率屬性采用與均方根振幅相同的處理方式：多尚組頂向下漂移170 ms，時窗范圍為100 ms，從平均瞬時頻率屬性平面圖(圖3b) 可以發(fā)現(xiàn)扇體發(fā)育處(橙色區(qū)域)呈明顯的低異常，同均方根振幅高異常區(qū)域吻合，區(qū)域內(nèi)由西向東屬性逐漸由藍色變?yōu)槌壬?，反映了扇根到扇端的非均質(zhì)性結(jié)構(gòu)的變化。

3.3 沿層相干屬性

地震相干數(shù)據(jù)體可以反映地震波形的相似性，相似性差相干表現(xiàn)為低異常值，從而可以檢測到巖性突變、斷層、裂隙或特殊地質(zhì)體引起的地震波形的變化[11-12]。時窗的選取對相干屬性提取效果有很大影響。時窗選取過大，則包含多個反射波同相軸，降低了分辨率；時窗選取過小，則不能包含完整的波峰或者波谷，噪音影響突出，相干性模糊。時窗大小取決于地震反射波視周期T，一般選取0.5～1.5T較為合適。此次為突出扇體，時窗選取較大，為150 ms。相干屬性顯示在區(qū)域內(nèi)右下角有一個黑色區(qū)帶，即低相干值區(qū)，與周圍大片灰色到淺灰色表示的高相干值形成鮮明的對比(圖3c)，是由于滑塌扇體沉積速率快、成熟度差、結(jié)構(gòu)不均質(zhì)引起的，而且這與上述參數(shù)分析顯示的異常地質(zhì)體位置、范圍甚至形狀都有非常好的吻合。

圖2 滑塌扇體典型地震剖面特征(剖面位置見圖1)

3.4 能量半衰時

能量半衰時是表示能量變化快慢的屬性，可以反映地層巖性和物性、地層不整合或儲層內(nèi)流體差異所造成的振幅異常變化[13-14]。在分析時窗內(nèi)，反韻律段能量半衰時屬性值偏低，而對于正韻律段能量半衰時值普遍偏高。在屬性圖上，滑塌扇體藍色區(qū)域出現(xiàn)高異常的紅色，這與巖性變化導(dǎo)致均方根振幅異?，F(xiàn)象一致，表明扇體內(nèi)部砂體正韻律特征(圖3d)。

圖3 滑塌扇體的敏感地震屬性分析

綜上所述，均方根振幅和平均瞬時頻率屬性對滑塌扇體反映比較敏感，輪廓較為清晰，均方根振幅的高異常反映了扇體內(nèi)部的非均質(zhì)性較強及快速充填的特征；平均瞬時頻率屬性的異常指示了扇體內(nèi)部含油氣性或由巖性引起的頻率吸收效應(yīng)，且扇根部分吸收效應(yīng)更明顯，高頻信息衰減更嚴(yán)重。能量半衰時和沿層相干屬性對扇體輪廓刻畫較為模糊，但總體與前2種屬性吻合較好，能量半衰時的低異常值指明了扇體內(nèi)某種流體吸收能量的特性，而扇體內(nèi)的部分高異常值體現(xiàn)了砂體正韻律的特征。沿層相干的低異常值反映了扇體區(qū)與周圍地震資料的不連續(xù)性，指示了扇體的空間展布，而有利的勘探目標(biāo)往往處于相干較弱的區(qū)域。通過以上4種類型地震屬性的綜合分析，有助于論證有利勘探目標(biāo)存在的可能性，同時也可以排除單一地震屬性的不確定性以及多解性，從而實現(xiàn)對滑塌扇體的空間描述以及內(nèi)部地質(zhì)特征分析，滑塌扇體在平面上近橢圓展布，內(nèi)部非均質(zhì)性較強并展現(xiàn)泥包砂的地層結(jié)構(gòu)，但對滑塌扇體做更深入的地質(zhì)特征與儲層描述，還需要進一步加強勘探，結(jié)合鉆井資料以及巖石物理模型來進行分析。主要利用研究區(qū)的三維地震資料，充分挖掘地震資料所包含的地質(zhì)信息，對滑塌扇體的地質(zhì)特征進行定量、半定量描述，而根據(jù)研究區(qū)的地質(zhì)背景資料，下侏羅統(tǒng)(如埃巴林組和鮑金根組)均發(fā)育灰色、深灰色泥巖，有機質(zhì)成熟度和豐度較高，具有較好的生烴潛力。目的層多尚組的滑塌扇體砂巖儲集性能較好，其上部湖泛期的泥巖又具有區(qū)域性的封蓋能力，可以形成良好的生、儲、蓋組合，結(jié)合邊界斷裂的疏導(dǎo)，有利于形成大面積巖性-地層及構(gòu)造-巖性油氣藏，表現(xiàn)出良好的油氣勘探前景。

4 三維可視化子體雕刻

三維可視化是對地震振幅數(shù)據(jù)體或者相干體、波阻抗體、頻率等其他屬性數(shù)據(jù)體的一種三維立體顯示技術(shù)[15]，可以確定滑塌扇體的空間分布范圍，并對其進行定量、半定量描述。雕刻技術(shù)是三維可視化主要手段之一，其首先利用子體探測從屬性數(shù)據(jù)體內(nèi)找出感興趣的地質(zhì)異常體，然后通過調(diào)整透明度、光線以及顏色梯度等參數(shù)，使目標(biāo)地質(zhì)體達到最佳顯示效果，進而對異常地質(zhì)體進行描述和合理解釋。

基于上述地震屬性異?，F(xiàn)象的解釋，為了有更好的刻畫效果，利用Voxelgeo軟件進行瞬時頻率屬性和相對波阻抗屬性計算，并沿層做三維可視化雕刻：選取屬性異常子體為探測種子點，調(diào)整探測曲線和未探測曲線透明度(探測曲線調(diào)置為不透明，未探測曲線調(diào)為透明)，然后疊置在目標(biāo)層位上顯示。扇體三維可視化子體雕刻效果如圖4顯示(圖中顏色由淺變深表示層位逐漸加深)，扇體輪廓清晰直觀，展布范圍及形狀同上述各種屬性異常相符。

圖4 三維可視化子雕刻顯示滑塌扇體

5 結(jié) 論

(1) 南圖爾蓋盆地Aryskum坳陷南部1057區(qū)塊中侏羅統(tǒng)多尚組在地震上新發(fā)現(xiàn)一套滑塌扇體，根據(jù)地震反射及地震屬性的平面特征，扇體特征明顯且內(nèi)部非均質(zhì)性較強，分布面積約為4 km2，呈SW—NE向近橢圓形展布，物源主要來自西南方向的凸起區(qū)?；润w緊貼邊界斷裂帶，邊界斷裂的繼承性活動提供了良好的油氣運移通道，可以提供充足的油氣源，并且滑塌扇體前端與深部洼陷的烴源巖直接接觸，四周被湖泛期泥巖所包圍，有利于形成大面積巖性-地層油氣藏，因此，該滑塌扇體區(qū)可以作為未來勘探的重要方向。

(2) 地震屬性分析技術(shù)在油氣勘探和開發(fā)過程中取得了越來越多的應(yīng)用，充分運用地震多屬性分析技術(shù)，結(jié)合三維可視化雕刻技術(shù)，避免了僅用單種地震屬性進行儲層預(yù)測的多解性和不確定性，并且時窗選取對結(jié)果影響很大，確定時窗要經(jīng)過多次嘗試，選取屬性顯示效果較好的時窗。在1057區(qū)塊，均方根振幅、平均瞬時頻率、能量半衰時以及沿層相干4種地震屬性對滑塌扇體地震響特征明顯且吻合度較高。

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編輯 朱雅楠

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.01.003

20150829；改回日期：20151116

中國石油勘探開發(fā)研究院與中國地質(zhì)大學(xué)(北京)合作項目“Aryskum坳陷斜坡帶巖性-地層圈閉評價”(CNPCIRC-B-2013-xx)

石巨業(yè)(1989-)，男，2012年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)(北京)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)為該校礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)在讀博士研究生，主要從事層序地層與油氣勘探的研究。

TE122.2

A

1006-6535(2016)01-0011-05