珠江口盆地南部隆起中新统碳酸盐岩分布的地震预测

杨振建，党晓红，蒲仁海，屈红军，吴晓川

（1 中海油湛江分公司；2 西北大学大陆动力学国家重点实验室）

1 概 况

珠江口盆地早中新世广泛发育碳酸盐岩，生物礁滩油气藏是重要的勘探领域［1］，东沙隆起已发现了诸多生物礁油田,例如LH11-1、LH4-1、HZ33-1等（图1a）。前人对珠江口盆地神狐隆起和东沙隆起生物礁的演化模式、类型、地球物理特征等有较详细的研究，地震剖面上，生物礁油藏通常具备丘状外形，顶部正极性强反射，丘状体周缘见地层上超，底部为相对弱反射、弱连续，有“上拉”现象，内部杂乱或空白反射［2-10］。碳酸盐岩受大气水溶蚀或埋藏水溶解而成为良好储层，储层类型主要为溶孔、裂缝和骨架孔［11-12］。

图1 珠江口盆地构造区划及南部隆起碳酸盐岩分布预测

珠江口盆地南部深水区（水深大于500m）勘探程度较低，南部隆起至今仍无钻井，二维地震测网密度约2km×8km。南部隆起与东北侧的东沙隆起具有类似的古构造、古地理特征，推断下中新统也发育有较大波阻抗的碳酸盐岩台地［13-14］（图1a），但对于碳酸盐岩的厚度、礁滩的分布等缺乏深入的分析，也未见到对无钻井区碳酸盐岩厚度进行研究的相关文献。本文采用Widess正演模型［15］，结合珠江口盆地的时深关系，初步编制了盆地南部隆起的碳酸岩盐厚度图，并根据古构造、碳酸盐岩厚度及地震相等探讨了碳酸盐岩沉积相的展布（图1b）。

2 碳酸盐岩丘形体正演模型

在南部隆起典型地震剖面上（图2），珠江组下部发育一套强振幅反射波组，顶、底部连续强反射，与盆地内东沙隆起珠江组下部碳酸盐岩地震响应相似，推断为碳酸盐岩发育层系，其中局部古地形高部位发育丘形体，内部反射杂乱、较弱振幅，应为生物礁（图2）。

图2 珠江口盆地南部隆起典型地震剖面

对于南部隆起这样的钻井空白区，可根据Widess正演模型来确定碳酸盐岩厚度与振幅、波形的关系，进而依托地震地质解释对碳酸盐岩的厚度分布进行合理预测［15-17］。具体方法：（1）目的层的主频采用研究区实际地震资料的主频，大约30Hz；（2）地震波在地层中的传播速度由邻区钻井的声波曲线换算求得，其中，碳酸盐岩的速度约为4700m/s，多层砂岩、泥岩互层的速度随着深度增大而增大，砂岩的速度为2350～3000m/s，泥岩的速度为2000～2850m/s；（3）据此，可建立南部隆起碳酸盐岩丘形体的正演模型（图3a）。

在地震分辨的极限厚度处（λ/4）出现信号的调谐效应，地震振幅变得最强，该厚度即为调谐厚度。图3中，模型显示研究区碳酸盐岩地层附近的调谐厚度为40m 左右，这个厚度范围的地层在正极性地震剖面上为“一峰两谷”的强振幅反射；在碳酸盐岩厚度大于半波长厚度80m（λ/2）时，开始变为“多峰多谷”；在碳酸盐岩尖灭点则振幅急剧减弱。

3 碳酸盐岩分布预测

3.1 碳酸盐岩厚度分布

根据上述正演模型的结果，碳酸盐岩地层横向尖灭（比如相变为陆源硅质碎屑岩）时，振幅明显减弱，据此可以确定碳酸盐岩尖灭点（图4），进而圈定碳酸盐岩的平面分布范围（图1）。

当碳酸盐岩厚度在调谐厚度40 m左右时，振幅达到最强值。据此，沿T6强反射层（中新统珠江组底反射层）在其上下各50 ms的时窗中提取最大振幅属性，以不同测线上最大振幅值的分布段来大致确定碳酸盐岩的调谐厚度点位置（图5）。

当碳酸盐岩厚度增加至半波长厚度80 m左右时，剖面上开始出现“两峰两谷”的强反射（图6），从“一峰两谷”到“两峰两谷”的变化点，就可标记为半波长厚度点。对于大于半波长厚度的，表现为“两峰两谷”反射特征，其碳酸盐岩地层厚度可采用珠江口盆地的时深转换关系直接计算。

以上述不同类型的典型厚度点为基础，采用内插法勾绘平面等值线，得到南部隆起碳酸盐岩厚度分布的预测（图1b）。

3.2 碳酸盐岩相带展布

综合碳酸盐岩厚度、沉积背景及地震相分析，参考关士聪等［18］的碳酸盐岩模式分类，碳酸盐岩反射波组的下倾尖灭发生在凹陷内与碎屑岩过渡的低能沉积区，应属于低能泥晶灰岩沉积环境；台地凸起和上倾部位应属于高能环境，具厚度加大的地震丘形体为礁，平行席状反射结构的为滩；缓坡和陡坡有滑塌塑性变形的低丘反射特征，可能为碳酸盐岩重力流或含部分重力流的沉积。由此，将南部隆起下中新统发育的碳酸盐岩沉积划分为5个相带（图1b）：台缘丘状体的生物礁相、台缘—台凸席状反射结构的浅滩相、台凹内碳酸盐岩与碎屑岩的混积相（图2）、台地东北侧的陡坡相（图4）以及西南侧的缓坡相。

图3 珠江口盆地南部隆起碳酸盐岩丘形体正演模型图

图4 珠江口盆地南部隆起碳酸盐岩尖灭点识别

图5 珠江口盆地南部隆起碳酸盐岩底部最大振幅属性

南部隆起碳酸盐岩台地分布面积约7000km2，厚度为20～100m（图1b），其中，台缘礁相厚度最大，整体在100m以上，混积相区厚度可达80m，台缘浅滩相厚度为40～60m，西南侧缓坡相厚度40m左右，东北侧陡坡相厚度不大，可能与重力流滑塌不太发育有关。

4 结 语

借鉴珠江口盆地中新统生物礁滩研究的成果，在目前尚无钻井的南部隆起区定性识别了碳酸盐岩地层，并依据正演模型，利用地层厚度与波形、振幅的关系，对碳酸盐岩的厚度分布及沉积相作了预测，这也许可为进一步的勘探研究提供基础依据。

图6 珠江口盆地南部隆起地震剖面半波长厚度分异点

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