地震分频解释技术在三角洲体系中的应用_以东营凹陷沙三中亚段东营三角洲为例.pdf

年第 卷 第 期 地球物理学进展 苏 明 刘军锷 贾光华 等 地震分频解释技术在三角洲体系中的应用 以东营凹陷沙三中亚段东营三角洲为例 地球物理学进展 地震分频解释技术在三角洲体系中的应用 以东营凹陷沙三中亚段东营三角洲为例 苏 明 刘军锷 贾光华 杜学斌 王西杰 彭 伟 收稿日期 修回日期 投稿网址 基金项目 国家油气重大专项项目 资助 作者简介 苏 明 男 年生 副研究员 博士 中国科学院广州能源研究所天然气水合物成藏机制研究实验室 从事深水沉积学及其资 源效应 层序地层学 地球物理综合解释等方面的科研工作 中国科学院广州能源研究所天然气水合物成藏机制研究实验室 广州 中国石化胜利油田有限公司地质科学研究院 东营 中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室 武汉 中海石油 中国 有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院 天津 中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院 武汉 摘 要 本次研究在基于多元标定和井震对比的前提下 对东 营凹陷沙三中亚段东营三角洲进行了高精度层序地层格架的 建立 识别并追踪了目的层段关键的三级层序界面和三角洲进 积体内部不同期次的进积单元界面 并总结了各个界面的沉积 相 岩相和地震相组合特征 在此基础上选取典型地震剖面进 行了地震分频处理 认为不同频段地震资料其所揭示的地质信 息是存在差异的 分频地震处理的结果显示 低频资料能够清 晰地显示三级层序界面和三角洲进积体内部结构差异 可用于 划分内部的进积单元 高频资料能够显示出进积单元内部的高频 旋回 利用高频地震资料所进行的高频旋回划分 与钻井岩性 测 井曲线响应和测井曲线小波变换的结果具有很好的对应程度 关键词 地震分频技术 东营三角洲 沙河街组 东营凹陷 中图分类号 文献标识码 苏 明 等 地震分频解释技术在三角洲体系中的应用 以东营凹陷沙三中亚段东营三角洲为例 引 言 地震数据的获取是利用人工激发的地震波在地下传播 时所记录的差异 也就是说我们在地震剖面中所看到的图 像 是地下地质现象 包括地层 沉积 构造 油气性等信息 的综合显示 因此 地震资料与地下地质现象之间的关联性 和敏感性已经被人们所广泛认可 然而 随着地震数据采集 处理和解释技术水平的不断提高 如何从复杂的综合信息中 提取目的层段或重点研究对象的地震信息 从而更好的解释 地下地质体 已经成为现今地震解释的焦点 特别是高分辨 三维地震技术的广泛应用 人们对地震反射同相轴代表等时 地层界面这一概念已经产生了质疑 认为不同频段的地震数 据反映的地质信息是不同的 低频资料中反射同相轴更多的 反映岩性界面信息 以粗颗粒 岩性调谐为主 共振 高频资 料中反射同相轴更多的反映等时沉积界面信息 以细颗粒 薄层厚度调谐为主 董春梅等 林承焰和张宪国 林承焰 等 刘喜武等 段如泰等 曾洪流 杨培杰 等 通过地震分频技术可以将复杂的综合信息分开 在不同 的频带上显示不同级别的地质现象 这一技术已经证实可广 泛应用于扇三角洲沉积体 碳酸盐岩储层 深水水道和陆相 河道沉积体之中 范洪军等 侯海龙等 龚洪林 等 张勇刚等 冯斌等 庞锐等 王贵 文等 本文选取东营凹陷沙三中亚段东营三角洲为研 究对象 基于研究区内丰富的测井 录井和高分辨率三维地 震资料解释和对比的基础上 利用多元标定技术 建立高精 度层序地层格架 在此基础之上 对地震剖面进行分频处理 采用 地质 地球物理综合分析 的思路 将分频地震数据与 钻井资料有机地结合在一起 对沙三中亚段的三角洲沉积体 进行精细划分 本次研究希望从地质解释人员的角度分析地 球物理数据 更好地理解不同频段地震资料所蕴含的地质信 息 更为精确地划分三角洲不同期次的进积单元及高频沉积 旋回 为东营凹陷东营三角洲的油气勘探提供地质基础 区域地质概况 东营凹陷位于山东省东部 北至垦利县城 南抵广饶县 城 东达莱洲湾 西过高青县城 东西长 南北宽 面积 李丕龙等 其西以青城凸起 林樊家 构造为界与惠民凹陷毗邻 北以滨县凸起 陈家庄凸起为界 与沾化凹陷为邻 南与鲁西隆起 广饶凸起呈超覆关系 东与 青东凹陷沟通 是一个四周有凸起环绕的晚白垩 第三纪的 断 坳复合盆地 图 作为渤海湾裂谷盆地济阳坳陷内的 次级大型宽缓的箕状凹陷 东营凹陷具有北断南超 盆地基 底北陡南缓的特点 总体构造格局为断坡带型 即铲式边界 断层控制凹陷陡坡带边界及陡坡带坡折 缓坡带发育反向生 长断裂并控制缓坡坡折的分布 宗国洪等 潘元林等 任建业等 图 东营凹陷地理位置图 受喜山运动幕式活动的控制 东营凹陷的发育和演化具 有明显的阶段性 可以划分为三期四幕 沙三中亚段属于第 地球物理学进展 三幕的断陷深坳期 宗国洪等 在该阶段 受快速拉张 背景下基底强烈 持续沉降的影响 沉降速率明显大于沉积 物供给速率 在气候潮湿 汇水量充分的条件下深水湖盆发 育 发育了一套深湖相深灰色泥岩 油页岩 沿着凹陷边缘沉 积物供给的方向 在沉积中心处发育大规模的三角洲沉积 体 且三角洲不断向凹陷中心推进 随着三角洲的不断建造 在重力诱导下 沉积物易发生失稳 在半深湖 深湖中形成 深水重力流沉积体 东营三角洲是东营凹陷内沙三段沉积时期的重要沉积 体系 自沙三中亚段开始 三角洲朵叶体不断向西部的凹陷 中心推进 至沙二段时期几乎覆盖了整个凹陷 近年来的油 气勘探活动表明 东营三角洲的砂体及与之相关的浊积砂体 是目前凹陷内油气赋存的主要场所 称为东营凹陷油气勘探 的重要领域 邱桂强等 方勇等 王居 峰 本次研究选取沙三中亚段作为研究对象 界面 将这一时期的三角洲沉积体作为一个三级层序 图 整个三角洲呈现出 楔状 型 形态特征 东西两侧厚 度薄 中间厚度大 三角洲内部进积的结构具有一定的差异 性 表明该阶段三角洲具有多个期次的进积特征 在地震剖 面中可以划分出多个进积单元 图 在单井中 其岩性和 测井曲线响应也可以划分为多个沉积旋回 方勇等 王居峰 图 东营凹陷沙三中亚段东营三角洲特征 剖面位置见图 工作流程简介 本次研究利用了研究区内丰富的录井 测井和高分辨三 维地震数据 通过多元标定技术将多种地质信息与高品质三 维地震剖面结合 实现 点 线 的统一 通过区域层序地层 分析中合成记录建立的速度场 首先精确标定目的层段的三 级层序界面 在三级层序内部根据地震反射同相轴划分出不 同的形态类型 进行进积单元的初次划分 对地震数据进行 分频处理 并与单井岩性 钻井资料及测井小波变换对比 进 行三角洲进积单元高频旋回的划分 整个工作流程见图 高精度层序格架 三级层序界面 通过对研究区内大量钻井资料的分析和合成地震记录 的构建 首先对研究目的层段 沙三中亚段的顶底界面 界面和 界面 进行了精确的标定 确定了三级层序界 面在地震数据和钻井数据上的特征 及其在空间上的变化规 律 界面在研究区西北部表现为连续性好 强振幅反射特 征 向东逐渐演变为连续性差 弱振幅反射 表现出 北强南 弱 西强东弱 整体上移 的特征 主要原因是随着三角洲的 不断进积 相带发生迁移和演化 从而使 界面岩性产生变 化 在西部的三角洲前缘 泥质含量增高 特别是西北部 典 型白云岩的出现 波阻抗差异变大 界面由于油页岩的大 面积出现 在研究区内十分稳定 表现出连续性好 强振幅反 射 在研究区西部出现双轨反射特征 至东 东南部 接近物 源供给区 为一系列进积反射的底界面 界面之上下超特征 明显 图 内部形态特征差异 沙三中亚段三角洲进积体中 虽然整体上表现为明显的 进积特征 但是在地震剖面中仍然可以依据地震同相轴的特 苏 明 等 地震分频解释技术在三角洲体系中的应用 以东营凹陷沙三中亚段东营三角洲为例 图 研究流程图 图 三级层序界面特征 图 东营凹陷沙三中亚段东营三角洲进积形态特征差异 征进行进一步的识别和细化 如内部强轴反射特征 顶底接 触关系 上下结构差异 内部进积结构等标志 在常规变面积 剖面中 强轴的出现意味着波阻抗差异的增大 而在三角洲 进积区则可能意味着上下进积期次岩性上的差异性 图 分布较稳定的强轴可将进积体划分为多个单元 此外在三角 洲进积单元中 下超和顶超往往共同出现 作为一期三角洲 进积单元的顶底界面的识别标志 本次研究将东营三角洲进 积区可识别出 种不同形态的进积单元 高角度进积 低角 度进积及叠瓦状进积 种形态 图 界面特征 沉积相 岩性和地震相 总结 通过上述的研究 我们将整个沙三中三角洲进积体划分 为 个进积单元 图 由下至上存在 个可识别 追踪和 闭合的界面 分别为 和 在已有综合标定的基础上 建立了界面的沉积相组合 岩性 组合和地震相组合特征 表 地震分频技术在三角洲进积单元高频旋回划分 中的应用 叠前地震数据分频处理 本次研究选取东营凹陷内东部叠前三维工区的地震剖 面 其主 频 为 频 带 宽 度 为 我 们 利 用 软件 地质放大镜 中的地震分频模块对地震数据 进行分频处理 分别得到 和 以及 视频三原色的地震剖面 图 通过对比可以发现 低频剖 面中 地震同相轴数量减少 三级层序界面 界面和 界 面 的强振幅 连续性好等特征被进一步的凸显出来且每一 期进积单元的顶底界面处顶超和下超特征清晰 高频剖面 中 地震同相轴与原始剖面相比增多 对于界面的识别具有 干扰的作用 视频三原色剖面中 界面和三角洲进积体内 部的进积结构能够得到强化 图 地球物理学进展 表 层序边界沉积相 岩性和地震相组合特征 界面形成 背景环境 岩性 沉积相 组合类型地震相特征界面 滨浅湖 薄层灰质砂岩与厚层细砂岩和粉 砂岩组合 白云岩 厚层含砾砂岩组合 白云岩 泥岩组合 厚层砂岩 灰质白云岩 厚层砂 岩组合 泥岩 白云质砂岩 砂岩组合 界面为中等连续 中等强度的反射同相轴 界面之上下超特征明显 界面为 套强振幅反射 双轨 的顶界面 界面为 套强振幅反射 双轨 的底界面 界面为为一弱振幅反射同相轴 界面之下表现为连续性好 振幅强 的反射特征 界面处存在中等强度和较强振幅的 套同相轴 界面表现为中等强 度特征 即双轨中较弱的反射同相轴 界面 三角洲平原 含砾砂岩 水道砂体 含砾砂岩 水道砂体 组合 界面上下的含砾砂岩分别对应着一套强轴 界面处则表现为连续性 差 弱振幅的同相轴特征 界面 砂岩 水道砂体 砂岩 水道 砂 体 组合 界面处则表现为连续性差 弱振幅的同相轴特征 界面 细砂岩 水道砂体 泥岩 泛滥平 原泥 组合 界面处为一连续性好 振幅强的反射同相轴 界面上下表现出明显 的差异性 界面缩点上为一套特征相似的强反射 界面下为连续性 差的弱反射 界面 三角洲前缘 泥岩 分流间湾 泥岩 砂岩 分 流间湾 组合 界面为弱振幅与强振幅的分界面 界面之下为一系列连续性好 振 幅强的反射同相轴 界面 泥岩 分流间湾 粉砂岩 河口坝 砂体 组合 界面为一系列连续性好 振幅强的同相轴底部 界面之下表现为连 续性差 弱振幅的特征 界面 粉砂岩 细砂岩 河口坝砂体 粉 砂岩 席状砂体 组合 界面为一系列特征相似的强振幅反射与弱振幅反射的分界面 界面 厚层粉砂岩 河口坝砂体 薄层 灰质砂岩夹大套泥岩 分流间湾 组合 界面处为弱振幅反射下部的第一套强振幅反射 界面下为一系列连 续性好的强振幅反射同相轴 界面 资料不全 推测与 界面相似 资料不全 推测与 界面相似 界面 半深湖 深湖 油页岩 油页岩组合 油页岩 泥岩组合 界面为连续性好 强振幅的反射同相轴 局部为双轨特征 分布范围 广泛 全区具有可对比性 界面 图 利用 地震分频剖面进行沙三中亚段东营三角洲进积单元的划分 苏 明 等 地震分频解释技术在三角洲体系中的应用 以东营凹陷沙三中亚段东营三角洲为例 图 东营凹陷原始剖面 分频剖面和视频三原色剖面对比 测线位置见图 图 综合利用 地震剖面 单井岩性 测井响应和测井小波变换对井 进行高频旋回划分 钻井位置见图 地球物理学进展 图 综合利用 地震剖面 单井岩性 测井响应和测井小波变换对井 进行高频旋回划分 钻井位置见图 图 综合利用 地震剖面 单井岩性 测井响应和测井小波变换对井 进行高频旋回划分 钻井位置见图 苏 明 等 地震分频解释技术在三角洲体系中的应用 以东营凹陷沙三中亚段东营三角洲为例 高频旋回划分 在对地震剖面进行分频处理的基础上 我们推测 的分频结果 能够滤去弱轴 短轴的干扰影响 界面连续 内 部进积特征清晰 可将研究区砂体进积形态完美的刻画出来 图 因此我们选用 的分频剖面来进行沙三中层 序内部进积单元的识别和划分 图 此外 高频剖面中地震反射同相轴数量增多 那 么是否意味着地震剖面的分辨率得到 相应的增强 这个 假设可以利用过地震测线的钻井资料来加以验证 以井 为例 在主频 的前提下 界面双程旅行时间为 界面双程旅行时间为 这两个界面的时 间差 为 从钻井资料上识别出两个层位间的厚 度 为 平均速度 为 地震波长 为 则 地震剖面的垂向分辨率为 这一分辨率的计算与钻井上划分的高频沉积旋回在厚度上 是可以进行对比的 通过对 地震剖面进积单元的同相 轴划分与单井岩性 钻井资料及测井小波变换的对比 我们 发现 者对应关系良好 图 图 和图 因此 我们选用 的分频剖面来进行沙三中三角洲进积体的高频旋回 划分 结 论 利用研究区内丰富的钻井数据和高分辨三维地震数据 对沙三中亚段东营三角洲进行了层序地层格架的建立 识别 并追踪了三级层序界面和三角洲内部的进积单元 总结并归 纳了层面的特征和空间变化规律 选取典型地震测线进行了地震分频处理 结果发现 低 频剖面中 三级层序界面的特征被凸显出来 且进积单元的 顶底界面清晰 高频剖面中 地震同相轴增多 对于界面的识 别具有干扰的作用 对不同频率地震剖面的应用做了初步的尝试和分析 认为 的低频剖面可用于进行沙三中层序内部进积单 元的识别和划分 的高频剖面可用于进行沙三中三角 洲进积体的高频旋回划分 利用 高频剖面进行了高频旋回划分 与单井岩 性 钻井资料及测井小波变换具有很好的对应性 说明对于沙三 中东营三角洲可用此方法进行高频旋回的划分和对比工作 需要注意的是 本次研究中所得到的结果可能也和本 区域的地质背景相关 虽然东营凹陷西部沉积中心会接受多 个方向 尤其是东北部物源方向和东部物源方向 的供给 但 所选取的地震测线基本上是沿着东部的物源供给方向 多向 物源沉积体在地震测线处没有发生混合 且沉积体类型以三 角洲为主 较为单一 这可能是高频旋回划分方案在高频地 震剖面和钻井资料上具有高度吻合性的原因之一 地球物理学进展 附中文参考文献 董春梅 张宪国 林承焰 地震沉积学的概念 方法和技术 沉积学报 段如泰 金振奎 杨婷 等 地震沉积学研究中的方法和技术 地球物理学进展 范洪军 李军 肖毓祥 等 地震分频技术在扇三角洲演化过 程研究中的应用 石油与天然气地质 方勇 邓宏文 王红亮 等 东营三角洲高频层序特征与岩性 圈闭分布 中国海上油气 地质 方勇 邓宏文 郝雪峰 等 东营三角洲高频旋回划分与浊积 砂体预测 物探与化探 冯斌 赵峰华