楊東升，趙志剛，徐建永，劉志峰，李 楠

(中海油研究總院有限責(zé)任公司，北京 100028)

0 引 言

古近系陡坡扇是中國東部斷陷湖盆重要勘探領(lǐng)域，具有距湖盆中心近、緊鄰烴源巖、且砂體疊置連片發(fā)育的特征。中國海域古近系陡坡扇勘探程度較低，古近系陡坡扇形成的構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉逐漸成為中國海域油氣勘探的重要新領(lǐng)域。以珠江口盆地珠一坳陷為例，隨著中淺層構(gòu)造圈閉鉆探殆盡，勘探逐漸由淺層轉(zhuǎn)向中深層，珠一坳陷的各凹陷斷陷期均發(fā)育古近系陡坡扇，這一新領(lǐng)域潛在油氣資源量巨大，一旦獲得勘探突破，古近系陡坡扇將成為珠江口盆地未來重要的儲量增長點。

近年來，隨著地球物理技術(shù)的進(jìn)步，有明顯地震反射特征的陡坡帶扇體可通過商業(yè)軟件實現(xiàn)綜合識別和刻畫[1-11]。前人針對陡坡扇的評價，開展了諸多研究和實踐。喻林等[12]通過地震層位對比，綜合運用多種物探技術(shù)手段預(yù)測和刻畫了一系列陡坡帶近岸水下扇體，成功打開了興西洼陷油氣勘探局面。夏步余等[13]利用正演模擬、三維可視化、聚類分析和波阻抗反演等技術(shù)綜合描述了邵伯地區(qū)的砂礫巖扇體圈閉，取得了一定的效果。齊恒等[14]提出了以地震沉積學(xué)理論為指導(dǎo)，采用分頻處理技術(shù)提高地震資料分辨率，90 °相移旋轉(zhuǎn)后沿層切片定性描述扇體形態(tài)，結(jié)合波阻抗反演定量預(yù)測扇體展布的一套水下扇識別流程。生油凹陷發(fā)育的陡坡扇，由于缺乏亮點型地震反射特征，該類型目標(biāo)評價過程中圈閉識別和儲層刻畫難度非常大。以珠江口盆地古近系陡坡扇陸豐1-X目標(biāo)文五段扇三角洲為例，探索出一套實用性強(qiáng)的技術(shù)組合，為生油凹陷陡坡扇構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉評價提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

陸豐凹陷位于珠江口盆地珠一坳陷東北部，為北部隆起、惠陸低凸起、東沙隆起和海豐凸起所圍，面積約為7 760 km2。受中部陸豐中低凸起分割影響，陸豐凹陷可劃分為陸豐南次洼和陸豐北次洼，內(nèi)部又可劃分為陸豐15洼、陸豐13東洼、陸豐13西洼、陸豐7洼、惠州11洼和惠州5洼等6個次級洼陷，其中陸豐13洼(包括陸豐13東洼、陸豐13西洼)面積最大、基底沉降最深，陸豐13洼和陸豐15洼是已證實的富生烴洼陷[15]。

陸豐15洼位于珠江口盆地陸豐凹陷南側(cè)，為繼承性發(fā)育的箕狀斷陷，水深為150～300 m。南部陡坡帶發(fā)育陸豐1-X文昌組陡坡扇目標(biāo)，該目標(biāo)靠近生排烴中心，處于有利的油氣運移指向區(qū)，油氣成藏條件優(yōu)越，為有利勘探目標(biāo)區(qū)。研究區(qū)已實現(xiàn)三維地震資料全覆蓋，完全具備目標(biāo)評價研究的基礎(chǔ)條件。

2 古近系陡坡扇構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉識別和儲層刻畫技術(shù)

在前人對古近系陡坡扇評價研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合近年來地球物理技術(shù)的發(fā)展，總結(jié)出了一套適用于生油凹陷的陡坡扇構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉識別和儲層刻畫技術(shù)流程(圖1)。首先，在區(qū)域沉積研究的基礎(chǔ)上指明古近系陡坡扇的有利發(fā)育部位，通過高頻層序地層格架的建立，進(jìn)一步明確古近系陡坡扇的發(fā)育層系和類型。其次，通過全三維地震綜合解釋技術(shù)和基于地震相分析的屬性疊加提取技術(shù)識別陡坡扇的構(gòu)造邊界線和巖性邊界線，進(jìn)而綜合刻畫陡坡扇構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉。最后，通過基于古地貌和屬性提取的物源體系分析技術(shù)、疊前彈性反演儲層預(yù)測技術(shù)和三維沉積體Mesh Probe體雕刻技術(shù)來綜合刻畫陡坡扇的沉積儲層。整套技術(shù)在陸豐15洼南部陡坡帶陸豐1-X陡坡扇目標(biāo)評價中進(jìn)行了綜合應(yīng)用。

圖1 研究流程和技術(shù)路線Fig.1 Research process and technical route

2.1 區(qū)域沉積研究指明扇體有利發(fā)育部位

陡坡扇通常發(fā)育在坡度陡、距離物源近、地形起伏大、構(gòu)造活動強(qiáng)烈的斷裂坡折帶上，地震剖面上表現(xiàn)為扇體包絡(luò)面清晰、反射強(qiáng)、扇體內(nèi)部反射較弱或無反射，其沉積類型通常為扇三角洲或水下扇[16]。盆地的古構(gòu)造和沉積充填的空間配置受構(gòu)造坡折帶的分布特征、活動歷史和組合樣式所決定，不同的組合樣式會造成不同局部古地貌特征，并制約著沉積物的分散過程和砂體分布樣式[17]。研究區(qū)陸豐15洼為典型半地塹，南部斷裂坡折帶緊鄰東沙隆起剝蝕區(qū)，斷陷期構(gòu)造活動強(qiáng)烈，引起古地形坡度的突變，利于陡坡扇發(fā)育。在研究區(qū)利用三維等時切片掃描，明確陸豐15洼斷裂下降盤陡坡扇發(fā)育的平面位置，地震剖面上通過地震相分析該陡坡扇目標(biāo)為2期不同類型的扇體，第1期扇體表現(xiàn)為從根部至遠(yuǎn)端連續(xù)性明顯變好，且具有明顯前積的地震反射特征，初步判定為扇三角洲沉積；第2期扇體表現(xiàn)為低頻、差連續(xù)、中弱振幅，雜亂楔形的地震反射特征，初步判定為偏事件性的水下扇沉積(圖2)。

圖2 陸豐1-X陡坡扇地震相特征Fig.2 Seismic facies characteristics of LF 1-X steep slope fan

2.2 建立高頻層序格架明確扇體的發(fā)育層系和沉積類型

在三級層序內(nèi)進(jìn)行四級層序的劃分，關(guān)鍵在于界面的選擇，關(guān)于四級層序界面是選擇水進(jìn)界面還是水退界面，國內(nèi)外的學(xué)者一直存在很大的爭議。大量研究結(jié)果表明，在三級層序地層格架內(nèi)依據(jù)水進(jìn)面劃分高頻層序，井-震結(jié)合進(jìn)行追蹤對比，建立四級或五級層序地層單元構(gòu)成的高精度層序地層格架，可為沉積相或儲集體分布規(guī)律研究提供重要基礎(chǔ)[18-24]。

根據(jù)研究區(qū)及周緣已鉆井，在文昌組內(nèi)部劃分6級高頻層序格架，通過精細(xì)井-震標(biāo)定，將各個層序界面解釋至陡坡扇目標(biāo)陸豐1-X，明確第1期扇體發(fā)育層系為文昌組五段，第2期扇體發(fā)育層系為文昌組四段。結(jié)合區(qū)域沉積研究，同時，利用層序地層學(xué)軟件分析文昌組內(nèi)部各級層序湖平面變化，了解扇體沉積發(fā)育背景。結(jié)合2期扇體的地震相和古地貌特征，文五、六段沉積時期為初始湖泛期，該時期水深較淺，發(fā)育扇三角洲沉積，文四段時期是最大湖泛期，發(fā)育深湖背景下的水下扇沉積(圖3)。下面重點以文五段扇三角洲目的層進(jìn)行圈閉識別和儲層刻畫。

圖3 陸豐15洼LF16-1A井文昌組層序地層劃分及湖平面變化分析Fig.3 Sequence stratigraphic division and lake level change analysis of Wenchang Formation in Well LF16-1A,Lufeng 15 trough

2.3 多種地球物理技術(shù)綜合識別陡坡扇構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉

陡坡扇構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉識別和刻畫的要點是落實構(gòu)造最低圈閉線和巖性邊界線。在層序地層格架的精細(xì)解釋基礎(chǔ)上，通過全三維構(gòu)造解釋技術(shù)落實了2期扇體的頂面構(gòu)造，從而明確構(gòu)造控制范圍內(nèi)的最低圈閉線。巖性圈閉線的識別和刻畫是陡坡扇目標(biāo)圈閉評價的難點。針對非亮點型沉積體，結(jié)合已鉆井的地震相分析，尋找橫向不同相帶的地震反射特征差異是刻畫生油凹陷陡坡扇目標(biāo)的重點。因此，發(fā)展了基于地震相分析的地震屬性提取技術(shù)來識別刻畫巖性邊界線。具體做法是：①在區(qū)域沉積研究的基礎(chǔ)上，分析陸豐15洼沉積中心文四段和文三段深湖地震相特征，其表現(xiàn)為低頻、連續(xù)、強(qiáng)振幅、平行—亞平行席狀地震相特征，而2套扇體整體表現(xiàn)為中低頻、差連續(xù)、弱振幅或中弱振幅、雜亂楔形地震相特征，橫向上不同相帶間的地震連續(xù)性和振幅有差異，連續(xù)性的差異性稍大，振幅的差異性較小，因此，選擇表征連續(xù)性的相位分析技術(shù)和振幅屬性來綜合識別巖性邊界線；②由于振幅的橫向差異性相對較小，通過多振幅屬性的疊合提取來增強(qiáng)不同相帶間橫向振幅的差異，從而清晰地體現(xiàn)扇體邊界刻畫效果。具體操作為：在疊前時間偏移純波成果(PSTM)數(shù)據(jù)體上依次提取振幅增強(qiáng)屬性體、振幅對比體、一階導(dǎo)數(shù)體、均方根振幅屬性體，通過均方根振幅屬性最小值來表征扇體平面展布范圍。圖4以均方根振幅最小屬性值有效刻畫了文五段扇三角洲的形態(tài)和平面分布。通過振幅屬性體疊合提取的方法有效達(dá)到了增強(qiáng)不同相帶間橫向振幅差異的目的，同時結(jié)合相位屬性分析技術(shù)識別巖性尖滅點的范圍最終來綜合刻畫巖性邊界，確定了扇體邊界和構(gòu)造邊界。通過扇體頂面構(gòu)造等值線和扇體厚度疊合圖來綜合刻畫和表征陡坡扇構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉(圖5)。文五段扇三角洲面積為26.4 km2，高點埋深為3 360 m，最大厚度可達(dá)650 m，文五段扇體頂面的構(gòu)造圈閉要素如表1所示。

圖4 陸豐1-X文五段扇三角洲地震屬性平面分布Fig.4 Plane distribution of seismic attributes in fan delta of Wen 5 Member in LF 1-X structure

圖5 文五段扇三角洲頂面T84構(gòu)造等值線與扇體厚度疊合Fig.5 Superposition map of T84 structural isoline and fan thickness on fan delta top in Wen 5 Member

表1 陸豐1-X構(gòu)造圈閉要素Table 1 Trap elements of LF 1-X structure

2.4 地質(zhì)-地球物理綜合刻畫沉積儲層

沉積儲層的刻畫首先明確物源體系，基于古地貌和屬性提取的物源體系分析，文五段扇三角洲的物源來自東沙隆起，有多口井揭示東沙隆起基底巖性為花崗巖，具備較好的物源基礎(chǔ)。物源通道為斷彎部位形成的匯聚槽，文五段扇三角洲在目標(biāo)區(qū)發(fā)育東、西2個朵葉扇體，通過petrel軟件三維Mesh Probe體屬性雕刻技術(shù)清晰地刻畫了扇三角洲的空間展布形態(tài)(圖6a、b)。同時利用疊前彈性反演技術(shù)對2期扇體儲層進(jìn)行綜合預(yù)測，通過文昌組縱橫波速度比和縱波阻抗交會圖分析可知，砂巖表現(xiàn)為低縱橫波速度比的特征。根據(jù)地球物理儲層反演預(yù)測的平面結(jié)果，儲層平面分布和屬性平面刻畫的效果具有很好的一致性，目標(biāo)區(qū)儲層整體較發(fā)育，其中，扇三角洲的西側(cè)朵葉儲層更為發(fā)育(圖6c)。結(jié)合周邊已鉆井儲層物性統(tǒng)計結(jié)果分析，陸豐凹陷文五段孔隙度為5%～15%，滲透率為0.1～30.0 mD。根據(jù)以上分析，預(yù)測文五段扇三角洲前緣孔隙度約為12%，滲透率為0.1～30.0 mD。據(jù)此，對研究區(qū)沉積相進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，結(jié)合古地貌、沉積相的最終結(jié)果進(jìn)行疊合，從而有效描述了文五段陡坡扇體的沉積背景、物源通道、沉積類型和沉積儲層的面積(圖6d)。

圖6 文五段扇三角洲沉積儲層綜合刻畫技術(shù)Fig.6 Comprehensive characterization technology of fan delta sedimentary reservoirs in Wen 5 Member

3 結(jié) 論

(1) 陸豐1-X為構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉，主要目的層為文昌組文四段近岸水下扇和文五段扇三角洲，創(chuàng)新建立了基于地震相分析的地震屬性提取技術(shù)來識別刻畫巖性邊界線，最終有效識別和刻畫了2套不同沉積類型的陡坡扇構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉。

(2) 綜合利用古地貌分析技術(shù)、屬性分析技術(shù)、三維可視化技術(shù)和疊前彈性反演技術(shù)有效刻畫2套不同沉積類型的陡坡扇的沉積儲層。其中，文五段目的層儲層在西側(cè)朵葉富集程度高于東側(cè)朵葉，且扇三角洲前緣是優(yōu)質(zhì)儲層的有利發(fā)育部位。

(3) 綜合應(yīng)用多種地球物理解釋技術(shù)，建立了一套生油凹陷古近系陡坡扇構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉識別與儲層刻畫技術(shù)組合，為生油凹陷陡坡扇構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉評價提供直接參考依據(jù)，相關(guān)技術(shù)可推廣應(yīng)用于其他類似生油凹陷的陡坡扇構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉目標(biāo)評價工作。