曾富英，楊 威，孫 愛(ài)，金 惠，謝武仁，馬石玉，蘇 楠

(1.成都理工大學(xué) 地球物理學(xué)院，四川 成都 610059； 2.中國(guó)石油 勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083)

鉆井證實(shí)四川盆地震旦系-下寒武統(tǒng)發(fā)育克拉通內(nèi)裂陷，稱(chēng)之為綿竹-長(zhǎng)寧裂陷(圖1)[1]。裂陷區(qū)烴源巖沉積厚度大，天然氣資源豐富?？碧阶C實(shí)裂陷東側(cè)高石梯-磨溪地區(qū)發(fā)育震旦系燈影組臺(tái)地邊緣相帶(簡(jiǎn)稱(chēng)臺(tái)緣)，臺(tái)緣丘灘體發(fā)育，厚度大，儲(chǔ)層物性好，勘探成效好。但是，臺(tái)緣以外地區(qū)震旦系燈影組臺(tái)緣發(fā)育位置、展布特征及其發(fā)育期次都不清楚[2-4]。對(duì)于碳酸鹽巖勘探來(lái)說(shuō)，沉積相分析是重點(diǎn)，確定碳酸鹽巖臺(tái)緣是關(guān)鍵[5-8]。因此，研究臺(tái)緣識(shí)別技術(shù)，準(zhǔn)確刻畫(huà)臺(tái)緣位置及其展布，對(duì)尋找有利勘探區(qū)帶有重要意義。

圖1 四川盆地震旦紀(jì)燈四期末裂陷與工區(qū)分布Fig.1 Distribution of rifts in the final phase of the Sinian Z2dn4 and the study area in the Sichuan Basin

據(jù)綿竹-長(zhǎng)寧裂陷現(xiàn)有地震資料分布，臺(tái)緣識(shí)別與精細(xì)刻畫(huà)研究區(qū)為圖1中長(zhǎng)方形框，西到威遠(yuǎn)-資陽(yáng)地區(qū)，東到廣安-南充地區(qū)，北鄰龍門(mén)山斷裂，南到華鎣山斷裂。選用地震資料，除資陽(yáng)地區(qū)外，均為2005年及以后采集處理的二維測(cè)線、三維工區(qū)的疊前時(shí)間偏移成果資料；資陽(yáng)地區(qū)為2005年以前采集二維測(cè)線，2013年做重新處理的疊前時(shí)間偏移成果資料。地震資料處理以目的層(深層碳酸鹽巖)為對(duì)象，以提高深層資料信噪比、深層成像、滿足精細(xì)地震解釋及地震相分析等需要為目標(biāo)，優(yōu)選無(wú)射線層析反演靜校正技術(shù)、疊前多域組合去噪技術(shù)、地表一致性振幅補(bǔ)償技術(shù)、地表一致性反褶積技術(shù)、起伏地表Kirchhoff疊前時(shí)間偏移技術(shù)，確保地震資料保真保幅。采用無(wú)射線層析反演靜校正技術(shù)避開(kāi)近地表速度橫向變化大造成的射線陰影區(qū)問(wèn)題，靜校正量計(jì)算更準(zhǔn)確。采用疊前多域組合去噪技術(shù)壓制面波、異常能量、隨機(jī)干擾等無(wú)效信號(hào)，突出有效波；采用地表一致性振幅補(bǔ)償技術(shù)消除因表層結(jié)構(gòu)變化引起的振幅能量橫向不一致性；采用地表一致性反褶積技術(shù)校正子波波形、壓縮地震子波，消除地表不一致因素，增強(qiáng)地震子波橫向穩(wěn)定性；采用起伏地表Kirchhoff疊前時(shí)間偏移技術(shù)，并通過(guò)多次迭代實(shí)驗(yàn)選擇適合與準(zhǔn)確的疊前時(shí)間偏移參數(shù)和偏移速度場(chǎng)，改善成像質(zhì)量、提高深層成像效果和精度。地震資料波組特征清晰、連續(xù)性好、資料信噪比高，為構(gòu)造精細(xì)解釋、臺(tái)緣地震識(shí)別、臺(tái)緣地震屬性分析研究奠定了基礎(chǔ)。

1 臺(tái)地邊緣相帶地震識(shí)別

碳酸鹽沉積作用表現(xiàn)為相對(duì)較厚的加積或進(jìn)積沉積，它們可以環(huán)繞盆地和臺(tái)內(nèi)裂陷邊緣分布，也可以成為盆地內(nèi)的孤立臺(tái)地(Wilson，1975)。盆地邊緣沉積可以形成寬闊區(qū)域性臺(tái)地或坡地，也可以成為坡度較大的(5°)的進(jìn)積灘，這些特點(diǎn)通常在地震剖面上可以識(shí)別。識(shí)別碳酸鹽巖礁或?yàn)┲苯訕?biāo)準(zhǔn)是邊界輪廓(反射構(gòu)造和上覆反射的上超)和確定此沉積地震相變化。間接標(biāo)準(zhǔn)是披覆、速度異常(上拉或下拉)、假同相軸和盆地構(gòu)造(斷棱、構(gòu)造高點(diǎn))[9-14]。在井-震精細(xì)標(biāo)定及解釋基礎(chǔ)上，聯(lián)合應(yīng)用地震相及層拉平等技術(shù)，對(duì)研究區(qū)震旦系燈影組臺(tái)地邊緣相帶開(kāi)展識(shí)別。

1.1 地震相識(shí)別臺(tái)地邊緣相帶

地震反射層形態(tài)主要受地質(zhì)成因和層理類(lèi)型控制，而層理類(lèi)型與沉積過(guò)程、原始沉積作用面地形或水深環(huán)境、侵蝕作用等有關(guān)。地震反射層連續(xù)性取決于沿層面速度與密度比值的連續(xù)性，層理連續(xù)性直接與沉積過(guò)程或環(huán)境有關(guān)。地震反射層振幅主要受沿層面速度-密度比差的大小控制。地震反射層頻率由地震震源激發(fā)產(chǎn)生，并可能為反射層之間地層厚度所改變。因此，可以用地震相識(shí)別不同沉積相類(lèi)型，如臺(tái)地邊緣相帶。

震旦系燈影組臺(tái)緣地震相為“丘狀”反射或括弧狀外形、內(nèi)部為雜亂或蚯蚓狀反射、中弱振幅(圖2a右圖臺(tái)緣標(biāo)示處，圖1中過(guò)高石3井藍(lán)色線)。臺(tái)內(nèi)地震相為平行中-強(qiáng)振幅、中-強(qiáng)連續(xù)反射(圖2a右圖標(biāo)注“臺(tái)內(nèi)”位置及其東側(cè))。裂陷區(qū)地震相為連續(xù)性好、平行中-強(qiáng)振幅(圖2a左圖，圖1中過(guò)高石17井藍(lán)色線)。裂陷區(qū)震旦系減薄，寒武系加厚并對(duì)接于震旦系燈四段和燈二段臺(tái)緣。

震旦系燈影組臺(tái)緣丘灘體發(fā)育位置地震相為中-低頻率，裂陷區(qū)地震相為中-高頻率。圖2b下圖是一條橫跨裂陷區(qū)和臺(tái)地邊緣相帶東西向地震剖面(圖1中過(guò)高石1井藍(lán)色線)，裂陷槽區(qū)位于剖面左側(cè)，臺(tái)地邊緣相帶位于剖面中部偏右位置。臺(tái)緣位于CDP4096至CDP4161，對(duì)應(yīng)位置頻譜能量比較集中，強(qiáng)能量對(duì)應(yīng)于中-低頻率(15～40 Hz)(圖2b上圖中間點(diǎn)線框)；臺(tái)內(nèi)位于CDP4226及其右側(cè)，頻譜能量表現(xiàn)為分散，強(qiáng)能量對(duì)應(yīng)于中-高頻率(30～55 Hz)(圖2b上圖右側(cè)點(diǎn)線框)；裂陷區(qū)位于CDP4031及其左側(cè)，對(duì)應(yīng)位置頻譜能量主要集中于高頻段(45～70 Hz)(圖2b上圖左側(cè)點(diǎn)線框)。

震旦系燈影組臺(tái)地邊緣相帶發(fā)育位置地震相具有上超特征。裂陷區(qū)向臺(tái)地邊緣相帶上超和削截特征明顯，震旦系燈四段和燈二段臺(tái)緣向裂陷區(qū)前積減薄現(xiàn)象明顯(圖2c上圖，剖面位置圖1中過(guò)高石3井藍(lán)色線)，近似水平的寒武系對(duì)著震旦系燈影組傾斜界面超覆尖滅。研究區(qū)位于構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)弱、相對(duì)穩(wěn)定的古隆起核部，由此可確定這超覆現(xiàn)象為上超。圖2c下圖為上圖點(diǎn)線框位置放大剖面，圖中黑色箭頭指示位置即是上超位置。

1.2 層拉平技術(shù)識(shí)別臺(tái)地邊緣相帶

識(shí)別和刻畫(huà)臺(tái)地邊緣相帶，古地貌和古地形分析是一項(xiàng)必不可少的工作。層拉平技術(shù)是直觀分析古地貌和古地形的一種有效手段。層拉平技術(shù)是以地震資料為基礎(chǔ)，以層序地層學(xué)觀點(diǎn)為指導(dǎo)的一種方法。層拉平古地貌分析法得到的是該層序地層沉積前的相對(duì)古地貌。四川盆地川中地區(qū)震旦紀(jì)構(gòu)造活動(dòng)弱，相對(duì)穩(wěn)定，層拉平法可應(yīng)用于該區(qū)古地貌分析。碳酸鹽巖沉積中，古地貌相對(duì)高的地區(qū)容易生長(zhǎng)灘，灘厚度比同期四周沉積物相對(duì)要厚一點(diǎn)。圖2d上圖是過(guò)裂陷區(qū)-臺(tái)緣帶一條東西向三維任意線現(xiàn)今剖面(剖面位置圖1中過(guò)高石1井位置藍(lán)色線)，高石1井燈四段沉積藻云巖、層紋石云巖、藻砂屑云巖和溶孔溶洞發(fā)育，以丘-灘復(fù)合體為特征，處于臺(tái)地邊緣相帶。圖2d下圖是燈影組底界拉平剖面，燈四段臺(tái)緣和燈二段臺(tái)緣位置地震同相軸增多，地震同相軸之間時(shí)差增大，灘體丘狀外形清晰直觀。

2 臺(tái)地邊緣相帶展布及類(lèi)型

在多井聯(lián)合標(biāo)定及燈影組內(nèi)部層精細(xì)解釋基礎(chǔ)上，求取燈一段+燈二段、燈三段+燈四段地層厚度圖。臺(tái)緣具有加厚特征，燈一段+燈二段地層厚度顯示燈二期臺(tái)緣特征明顯，厚度由100 m突增至500 m(圖3a)；燈三段+燈四段地層厚度顯示燈四期臺(tái)緣特征明顯，厚度由100 m突增至300 m(圖3b)。綜合臺(tái)緣地震識(shí)別成果，刻畫(huà)研究區(qū)震旦系燈影組臺(tái)緣分布。震旦系燈影組在研究區(qū)發(fā)育燈一期、燈二期及燈四期三期臺(tái)緣。①燈一期臺(tái)緣分布在安岳-樂(lè)至東側(cè)地區(qū)，近南北向展布(圖3c);②燈二期臺(tái)緣半環(huán)狀展布，在高石1井以南、荷深1井以北，向西轉(zhuǎn)彎，經(jīng)過(guò)威遠(yuǎn)東側(cè)地區(qū)，延伸至威遠(yuǎn)地區(qū)，過(guò)威遠(yuǎn)后再由在資2井附近向北延伸(圖3c);③燈四期東側(cè)臺(tái)緣分布在安岳以東、遂寧以西、過(guò)射洪地區(qū)，在安岳以南為近南北向，在遂寧-射洪地區(qū)為北東南西方向(圖3c)。東側(cè)臺(tái)緣為陡坡型臺(tái)緣,西側(cè)為緩坡型臺(tái)緣(圖3d)。燈影組臺(tái)緣總體具有東陡西緩、北寬南窄特征。

圖3 四川盆地震旦系燈影組厚度、臺(tái)緣分布及類(lèi)型Fig.3 Formation isopach,platform margin facies distribution pattern and spatial variation of types of the Sinian DengyingFormation in the Sichuan Basina.震旦系燈一段+燈二段地層厚度;b.震旦系燈三段+燈四段地層厚度;c.四川盆地川中地區(qū)震旦系燈影組臺(tái)緣分布;d.綿竹-長(zhǎng)寧裂陷東西兩側(cè)臺(tái)緣類(lèi)型展示剖面

3 臺(tái)地邊緣相帶分段特征

通過(guò)對(duì)臺(tái)緣展布及已鉆井分析，發(fā)現(xiàn)四川盆地震旦系燈影組臺(tái)緣具有分段、分帶特征，且不同段的特征及縱向疊置關(guān)系存在差異。

3.1 高石梯地區(qū)

高石梯地區(qū)位于東側(cè)臺(tái)緣。其代表井為高石1井，其燈四段厚262.5 m、燈二段厚486.8 m，巖性為灰白色泥晶白云巖、藻砂屑白云巖和凝塊白云巖，屬于臺(tái)緣丘灘相。高石梯地區(qū)發(fā)育燈二期與燈四期縱橫向相互疊置的陡坡型臺(tái)緣，臺(tái)緣寬度為10 km，長(zhǎng)度為33 km，臺(tái)緣丘灘體厚度約10～200 m(圖4a)。

3.2 遂寧-射洪地區(qū)

遂寧-射洪地區(qū)位于東側(cè)臺(tái)緣，發(fā)育燈一期、燈二期和燈四期臺(tái)緣。①燈一期臺(tái)緣規(guī)模小，臺(tái)緣寬3～7 km，延伸80 km(圖3c)；②燈二期發(fā)育多級(jí)別臺(tái)緣，一級(jí)臺(tái)緣具有小型孤立臺(tái)地特征，寬7～20 km，平行-丘狀垂向加積特征明顯，發(fā)育丘灘體(圖4c)，二級(jí)臺(tái)緣寬5～16 km，延伸100 km(圖3c)；③燈四期臺(tái)緣寬15 km，向南延伸至高石1井區(qū)，向北延伸至川西北地區(qū)，規(guī)模較大(圖3c)。燈二期臺(tái)緣與燈四期臺(tái)緣既有相互獨(dú)立，也有縱向、橫向上疊合(圖4b)，其沉積模式如圖4d所示。

3.3 荷包場(chǎng)地區(qū)

荷包場(chǎng)位于東側(cè)臺(tái)緣，屬于緩坡型臺(tái)緣，發(fā)育燈四期臺(tái)緣，寬度10 km，丘灘體發(fā)育(圖5a)。其代表井有荷深1井，燈影組鉆穿厚度為650 m，燈四段厚12 m，為深灰色泥質(zhì)云巖、泥晶云巖，無(wú)縫洞發(fā)育；燈三段厚18 m，為灰色泥巖夾少量淺灰色泥晶白云巖。燈四段厚度從200多m減薄至12 m，可見(jiàn)荷深1井位于燈四期裂陷內(nèi)。荷深1井寒武系底界地震相特征為平行、連續(xù)性好、強(qiáng)反射。荷深1井東側(cè)燈四段地震相特征為一套雜亂、丘狀弱反射，具有臺(tái)緣地震相特征。荷深1井燈二段厚度620 m，巖性以泥-粉晶藻云巖為主，局部溶蝕孔洞發(fā)育，見(jiàn)硅質(zhì)條帶。荷深1井以北(CDP11000位置)燈二段地震相從雜亂、不連續(xù)、弱振幅變?yōu)檫B續(xù)性好、平行強(qiáng)反射；以南燈二段厚度沒(méi)有明顯減薄或加厚特征(圖5b)，可見(jiàn)荷深1井處在燈二期臺(tái)地上。過(guò)威遠(yuǎn)東側(cè)地震剖面(圖5c)，燈二段在CDP3000位置地震相特征為雜亂、弱反射，具有臺(tái)緣特征；CDP3000位置左側(cè)，即向北西方向，地震相特征為連續(xù)、平行強(qiáng)反射；CDP3000位置右側(cè)，即向南東方向，地震相特征為雜亂、中-弱反射，燈二段厚度無(wú)明顯減薄或加厚現(xiàn)象。自深1井燈四段厚39 m，巖性為深灰色泥晶白云巖；燈三段厚6 m，巖性為深灰色泥巖夾少量灰色泥質(zhì)白云巖；燈二段未鉆穿，已鉆厚度為177.5 m，巖性為淺-深灰色泥晶云巖，也處在燈二期臺(tái)地上。

圖4 四川盆地臺(tái)緣特征地震剖面及沉積模式Fig.4 Seismic section of platform margin and sedimentary models in the Sichuan Basina.高石1井區(qū)臺(tái)緣地震反射特征;b.遂寧-射洪地區(qū)臺(tái)緣特征地震剖面;c. 遂寧-射洪地區(qū)燈二臺(tái)緣發(fā)育孤立丘灘體地震剖面及沉積模式;d.遂寧-射洪地區(qū)震旦系燈影組沉積模式

3.4 威遠(yuǎn)-資陽(yáng)地區(qū)

威遠(yuǎn)-資陽(yáng)地區(qū)位于西側(cè)臺(tái)緣，發(fā)育燈二期臺(tái)緣，為緩坡型臺(tái)緣(圖5d)，寬9 km，延伸長(zhǎng)度近120 km。巖性為厚層藻砂屑、疊層石白云巖和凝塊石白云巖，溶蝕孔洞發(fā)育，為藻丘灘體邊緣相。威遠(yuǎn)地區(qū)燈四段巖性以深灰色、灰褐色泥晶和泥質(zhì)白云巖夾泥巖為主，反映水體相對(duì)偏深。威28井燈影組鉆穿厚度為632 m，燈四段厚27 m，巖性為深灰色泥粉晶白云巖夾少量藻白云，顏色相對(duì)較深，為斜坡陸棚相；燈三段厚9.5 m，巖性為藍(lán)灰色泥巖，為深水陸棚相。資陽(yáng)地區(qū)資2井，燈四段厚度3.9 m，燈三段2.8 m，燈二段未鉆穿，厚度118.3 m，巖性為深灰色泥質(zhì)白云巖夾泥巖，反映深水陸棚相欠補(bǔ)償沉積。

3.5 多期多級(jí)別臺(tái)地邊緣相帶形成原因探討

臺(tái)地邊緣相帶形成主要受震旦紀(jì)前古地理格局、古地貌高和海平面變化控制，也受震旦紀(jì)當(dāng)時(shí)海岸線、古氣候特征及季風(fēng)方向等影響[15-19]。燈二段沉積前，古地形比較開(kāi)闊、古地貌有差異、壘-塹相間、高低起伏；燈二段時(shí)期海平面頻繁升降，既有海進(jìn)也有海退，所以燈二段發(fā)育多級(jí)別臺(tái)緣。如圖6，震旦紀(jì)燈影期海平面大振蕩變化有3期(羅貝維，2013[20])。燈一段時(shí)表現(xiàn)為緩慢海進(jìn)，燈二段早期表現(xiàn)為低位振蕩海退，后期表現(xiàn)為高位振蕩海退，燈三段表現(xiàn)為短暫海進(jìn)，燈四段早期表現(xiàn)為持續(xù)海退，后期為振蕩海退。海平面變化與地震界面進(jìn)行比對(duì)發(fā)現(xiàn)，在燈一段至燈二段主要經(jīng)歷了緩慢海進(jìn)—低位振蕩海退—高位振蕩海退，燈三段至燈四段主要經(jīng)歷了短暫海進(jìn)—持續(xù)海退—振蕩海退?？梢?jiàn)，海平面振蕩變化與高低起伏的古地貌格局是發(fā)育多期多級(jí)臺(tái)緣的背景。

圖5 四川盆地臺(tái)緣特征地震剖面特征Fig.5 Platform margin seismic characteristics in the Sichuan Basina.荷深1井區(qū)燈四段臺(tái)緣地震剖面;b.荷深1井區(qū)燈二段臺(tái)緣地震剖面;c.威遠(yuǎn)東側(cè)地區(qū)燈二段臺(tái)緣地震剖面;d.裂陷西側(cè)資陽(yáng)地區(qū)臺(tái)緣特征

圖6 四川盆地?zé)粲敖M地震剖面(a)與海平面變化曲線(b)對(duì)比Fig.6 Comparison of seismic section(a)and the sea level curves(b)of the Dengying Formation in the Sichuan Basin

4 結(jié)論

1) 地震相和層拉平等技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用可以較好地識(shí)別、預(yù)測(cè)臺(tái)緣展布，震旦系燈影組臺(tái)地邊緣相帶地震相呈現(xiàn)“丘狀”或括弧狀外形、內(nèi)部為中-強(qiáng)振幅、雜亂或蚯蚓狀、中-低頻率、低頻能量強(qiáng)等反射特征；臺(tái)內(nèi)地震相呈現(xiàn)平行中-強(qiáng)振幅、中等-強(qiáng)連續(xù)、中高頻率、頻譜能量分散等反射特征；裂陷區(qū)地震相呈現(xiàn)平行強(qiáng)振幅、連續(xù)性好、中-高頻率、高頻能量強(qiáng)等反射特征。

2) 四川盆地震旦系燈影組在川中地區(qū)發(fā)育燈一期、燈二期及燈四期3期臺(tái)緣。燈一期臺(tái)緣近南北向展布，燈二期臺(tái)緣半環(huán)狀展布，裂陷東側(cè)燈四期臺(tái)緣近南北向、北東南西方向展布。

3) 燈二期臺(tái)緣發(fā)育兩級(jí)臺(tái)緣。一級(jí)臺(tái)緣樂(lè)至段發(fā)育孤立臺(tái)地，孤立臺(tái)地邊緣相帶發(fā)育丘灘，被烴源巖圍繞，生儲(chǔ)蓋匹配好，成藏條件好，其可能是震旦系燈二段有利勘探區(qū)帶之一。

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