基于地震沉积-以泌阳凹陷深凹区核三段为例

李国辉

摘要：“地震沉积学”是一门为以现代沉积学和地球物理学为理论基础，充分应用三维地震资料，开展层序地层、地震属性分析和地层切片研究，分析地层沉积结构、沉积体系、沉积相平面展布以及沉积发育史的地质学科。本文综合应用岩心资料、地球物理资料，在层序地层学理论的指导下，系统建立了泌阳凹陷深凹区研究层段等时地层格架;在高频层序地层格架下，开展地震沉积学研究在利用关键井岩心序列特征和岩性对典型地层切片进行标定的基础上，确定了深凹区三角洲和浊积扇的地貌特征，刻画了沉积砂体的形态和分布。

关键词：泌阳凹陷地震沉积学层序地层格架地层切片沉积相

1物源分析

物源分析是盆地沉积相研究中最基本、最重要的工作。通过物源分析有助于查明盆地发育过程中沉积物的来源方向、侵蚀区与沉积区、搬运距离及母岩性质，进而最终解决砂层和砂体的分布规律。研究物源的方法主要有：①根据砂砾岩的成分及其分布;②根据沉积构造恢复古水流和物源方向;③根据碎屑重矿物组合及其分布;④根据孢粉资料;⑤根据微量元素资料。我们主要是采取前两种方法对物源进行分析：一般沿着远离物源的方向砂地比值逐渐减小，靠近物源的地方砂地比值较大;中期、短期砂层等厚图和砂地比图可以看出其物源体系的展布情况，研究区发育3大物源体系：北部侯庄-王集、南部平氏-栗园-杨桥，东部梨树凹-下二门物源体系。

2层序格架建立

首先要建立工区目的层位层序地层格架，研究区主要目的层位为新生代古近系核桃园组核三段。层序是一套相对整一的、成因上存在联系的、顶底以不整合面或与之相对应的整合面为界的地层单元。本次研究通过综合分析地震资料、钻井、录井资料、测井曲线的旋回性等，结合泌阳凹陷核桃园组沉积序列和构造演化特征、气候周期性变化特征，也具体考虑实际生产的简洁、有效性，将泌阳凹陷核桃园组核三段划分为1个二级层序，5个三级层序，8个四级层序。5个三级层序命名为SQⅠ～SQⅤ，SQⅠ大致对应于H和H砂组，SQⅡ大致对应于H砂组，SQⅢ大致对应于H砂组，SQⅣ大致对应于H⁵和H砂组，SQⅤ大致对应于H和H砂组。8个四级层序分别大致对应于核三段的八个砂组，命名为SQ1～SQ8，其层序边界分别命名为SB1～SB9。

3层序格架里的主要沉积相类型

综合考虑泌阳凹陷构造背景、物源条件、气候条件等多种因素，利用岩心、录井、测井等资料，对工区沉积相进行研究，指出泌阳凹陷深凹区核三段发育近岸水下扇、辫状河三角洲、湖泊、浊积扇等四种沉积类型。泌阳凹陷深凹区核三段东北部主要发育候庄辫状河三角洲前缘的砂体，西南部和东南部主要发育来自杨桥、栗园地区近岸水下扇的砂体，而中部主要发育湖相大套泥岩，泥岩中发育的砂岩，是从三角洲前缘滑塌下来的浊积扇

4地震沉积学研究

地震沉积学的主要研究内容和研究思路包括：在高精度层序地层格架内;开展子波相位频率调整，确立地震反射同相轴与沉积砂体之间的对应关系;对三维地震资料进行地震属性分析和地震反演，优选地震参数，利用特定软件制作地层切片（stratalslice）;统计地震参数特征，用关键井资料标定地震参数或地震相（岩性学研究）;依据沉积背景和井震对比研究，开展沉积砂体地震沉积学分析，对属性分析和反演结果进行地质解释，刻画沉积砂体和微相平面展布，确定沉积类型和分布演化，研究沉积发育史。

4.1相位调整

常规地震资料处理的最终成果是零相位地震数据，解释人员用这类地震数据开展构造和沉积研究。显然，在标准的零相位地震资料中，相同波阻抗的同一种岩性与地震同相轴之间没有直接的对应关系，而是对应于相反的极性（峰-谷组合）;在90°相位调整后的地震剖面上，地震极性与岩性资料有了更好的结合，所有钻遇的砂岩层几乎都对应于地震波谷（红色），这些改进使地震剖面看上去更像地质剖面，使砂层与反射同相轴具有更好的对应关系，即地震解释追踪的反射同相轴就是追踪了砂体，从而赋予了地震反射同相轴更强的地质意义

4.2频谱分解

在很多情况下，沉积韵律层单层的时间域特征尺度小于地震子波的主波瓣长度及子波有效长度。因此，多个波阻抗界面产生的子波叠加效应和鸣振效应使得地震道并不能直观反映界面位置和地层组合特点。另一方面，由于地层对地震信号的调谐和吸收作用，不同的地质目标对地震资料的不同频率成分的敏感程度不同。例如，深层目标和单层厚度较大的韵律层突出低频成分，浅层目标和单层厚度小的韵律层则突出高频成分。在地震资料解释过程中，解释人员可以充分使用不同频率响应特点的数据，选择能够充分揭示地质目标的频率信号响应特点的单频带数据体。特别是在互层状沉积韵律情况下，单频处理的数据可以在有效的地震频带内，降低子波叠加和鸣振效应造成的成像模糊，最大限度地突出薄层响应，使得薄层成像清晰。这不仅可以提高纵向分辨率，横向上也更突出了地层的横向变化和边界点，有利于對储层的识别和追踪，以及对储层展布规律的认识。

本次研究计算了频率为8～64Hz的频谱能量数据。首先将泌阳凹陷深凹区三维地震数据体分为8～12Hz、12～16Hz、16～24Hz、24～32Hz、32～48Hz、48～64Hz六个频率段进行扫描，每一个频率段得到一张能量平面分布图，从而得到一系列频率均方根振幅切片。可以看到，8～12Hz主频对应的调谐振幅分布特征不清楚;12～16Hz、16～24Hz主频隐约看到出现一些模糊的异常体;至24～32Hz主频，调谐振幅异常体变得能量最强、轮廓异常清晰，而且分布相对稳定;32～48Hz时异常体稍微变弱，轮廓开始变得不清晰;主频为48～64Hz时，调谐振幅异常体逐渐变弱，直至模糊。这说明，对应该类砂岩体厚度的最佳地震频率在24～32Hz附近。结合已有钻井信息和前人区域沉积体系的研究成果可知，该异常体反映片状、粗粒的辫状河三角洲前缘水下分支河道和河道间沉积。

4.3典型地层切片沉积微相解释

由于泌阳凹陷核三段各层序厚度不同，自SQ1至SQ4分别制做了449张、605张、731张和575张地层切片。从大量的地层切片中选取了9张典型地层切片，进行了核三段沉积微相的解释，其中SQ1、SQ2和SQ4各选取1张，而重点层段SQ3选取了6张地层切片，结合钻井、测井、岩心等资料进行地质综合分析，对典型地层切片进行沉积微相解释，反映出了该层序内岩性和沉积微相的演化特征

5应用效果分析

通过对泌阳凹陷深凹区振幅属性地层切片的分析，发现对地层切片中各种沉积相的解释与已钻井符合程度高，确实能够较为真实地反映砂体的横向展布。从地层切片图中可以看出SQ3沉积时期，泌291-泌267井区为辫状河三角洲的外前缘沉积，物源主要来自研究区的东北方向，而泌364-泌365井SQ3主要发育滑塌浊积扇，并且泌364井区发育的滑塌浊积扇与泌354、程1井区发育的滑塌浊积扇为两个独立的砂岩透镜体，在横向上是不连通的。這与连井剖面上的分析是相同的。因此，通过对研究区各种属性的分析和优选，发现振幅属性确实能够较为真实地反映砂体的横向展布。

6结论

（1）地震沉积学综合运用地震、地质、测井及岩性资料，能较好的将地震的高横向分辨率与测井的高垂向分辨率结合起来，在勘探程度较低，横向变化较快的地区，对沉积相及沉积微相的刻画具有很好的指导作用。

（2）地震属性存在一定的多解性，解释中需综合岩心、录井、测井资料综合解释，降低多解性。

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