陈世悦 毕明威 刘惠民 高永进 张鹏飞

(1．中国石油大学(华东)地球科学与技术学院 山东青岛 266555;2．中国石化胜利油田分公司地质科学研究院 山东东营 257000)

随着含油气盆地勘探程度地提高，各类隐蔽型油气藏逐渐成为主要的勘探目标。沙三段沉积时期，东营凹陷东营三角洲前缘浊积沉积形成的非构造圈闭油气资源丰富，是东营凹陷储量增长和勘探开发的重要类型［1～4］。三角洲前缘滑塌浊积沉积受到构造活动、古地形特征等多种地质因素的控制［5～10］，砂体横向分布较稳定，但厚度变化大，目前还没有有效手段预测滑塌浊积砂体的厚度，加强厚度预测研究十分必要。

目前对砂体厚度的预测方法可以分为两种:一是通过沉积物的供给速率、湖盆底形及构造活动等因素对滑塌浊积体进行定性的预测［11～13］;二是通过对地球物理综合处理，实现砂体的识别及厚度的预测［14～17］，但该类方法很少考虑到前缘滑塌砂体的地质及成因特征的复杂性，加上地球物理参数的精度问题，因此很难对砂体厚度进行有效预测。笔者通过对东营凹陷沙三中亚期三角洲—滑塌浊积体系发育特征的研究，分析沉积体系内部地质关系，建立浊积砂体厚度预测模型，为定量预测三角洲前缘岩性圈闭提供一种新的思路及方法。

1 地质概况

东营凹陷是典型的中新生代断陷湖盆，形态上为北断南超、北陡南缓的箕状凹陷［18］。凹陷东接青坨子凸起，南部超覆于鲁西隆起、广饶凸起，向西以平南断层和高青断层为界、与惠民凹陷毗邻，北部以陈南断层为界、与陈家庄凸起相邻［19～22］;可以划分为利津洼陷、民丰洼陷、牛庄洼陷、博兴洼陷等次级洼陷［23，24］。

图1 东营凹陷构造区划图(据杨伟利等，2006)Fig．1 The tectonic division of Dongying depression(according to Yang Weili，et al．，2006)

沙三段中亚段沉积时期，东营凹陷物源供给充足，东营三角洲沉积极其发育，自下而上可以划分为9个沉积期次(据胜利油田地质院)(图2)。随着三角洲不断向湖盆中央进积，导致沉积物在三角洲前缘斜坡处不断堆积，在自身重力、构造运动、水动力等多种因素的影响下，尚未完全固结的沉积物发生破裂、滑动等作用沿着斜坡下滑，沉积物在斜坡坡折带能量卸载形成滑塌浊积岩沉积［25～29］(图 3)。

为了建立三角洲—滑塌浊积体系预测模型，设定了三条假设条件:①不考虑青坨子物源对东南物源和南部物源三角洲的影响;②不考虑构造活动、洼陷带可容空间大小等不可定量描述的因素的影响;③将浊积体细分为若干个独立的个体，假定每次选点都选取的是不同浊积体的最大厚度处(图3)。通过分析认为:可以通过建立三角洲前缘滑塌浊积岩厚度h(m)与前缘地层厚度H(m)、砂岩百分含量x(%)、浊积岩滑移距离s(m)以及前缘斜坡坡角的大小a(°)的定量关系，从而建立三角洲—滑塌浊积体系的预测模型［30］。

图2 沙三中亚段东营三角洲东西向沉积相对比剖剖面Fig．2 The east-west correlation of sedimentary facies of Dongying Delta in the middle Es3

图3 三角洲—滑塌浊积体系定量参数选定示意图Fig．3 Schematic diagram of quantitative parameter selected for delta-fluxoturbidite depositional system

2 东营三角洲—滑塌浊积体系预测模型研究

2．1 研究方法

本次研究以东营三角洲第四、五、六沉积期次为例，建立前缘滑塌浊积岩厚度的预测模型。对三角洲—前缘滑塌浊积体系地质模型的研究，是在单因素分析的基础上，利用灰关联分析法对前缘滑塌砂体的厚度进行定量预测。

(1)利用控制变量的方法建立单因素关系。例如，寻找滑塌浊积体厚度h(m)与滑移距离s(m)的单因素关系，就要在前缘厚度H(m)、砂岩百分含量x(%)以及斜坡坡角a(°)为定值的情况下进行研究，消除它们对h-s关系的影响。

(2)得到单因素关系后(如 h-s、h-H、h-x、h-a等)，利用灰关联分析法对前缘滑塌砂体厚度h(m)进行定量预测，建立预测模型。

2．2 灰关联分析法

灰关联分析法，即建立系统中各因素的主次关系，找出影响各项评价指标的重要因素，它包括主因素与子因素的选定、关联系数、关联度及权系数的计算等［31］。

(1)主因素与子因素的选定

利用单因素分析的方法，确定决定浊积体厚度大小的主要参数作为主因素，其余参数作为子因素处理。

(2)确定单项指标定量化标准

本文采用极大值标准化的方法，对数据进行标准化处理。即以单项参数除以同类参数的极大值，使参数归一在0～1之间。对于其值愈大，反映浊积体厚度越大的参数，直接除以本参数的最大值;对于其值越小，反映厚度越大的参数，用本参数的极大值减去单项参数之差再除以最大值;对于取中间值时，反映厚度越大的参数，用单项参数减去中间值并求取绝对值，再用最大绝对值减去各项参数算得的绝对值之差再除以最大绝对值［32］。

(3)确定各项指标的权重，计算灰关联系数

定量标准化后的数据利用下列公式(公式①～④)，计算出各子因素与主因素之间的灰关联系数为:

ρ∈［0．1，1］称为分辨系数，其作用在于提高灰关联系数之间的差异显著性，一般取0．5。

ri，0为子序列 i与母序列 0的灰关联度(公式(5))，经过归一化处理(公式(6))，所得到的结果即为各指标相对于浊积体厚度预测时的权重系数。

2．3 控制变量法建立单因素关系

按照沙三段中亚期东营三角洲的主推进方向，选取地质剖面(以第六期次为例，如图4所示)，对三角洲及其前缘浊积体发育关系进行参数选取及定量研究(表1)。

2．3．1 h-s单因素关系

由于每条剖面三角洲前缘的H、x和a是定值，可以在单剖面的条件下，按照控制变量的方法，建立h-s的定量单因素关系。以第六期6-2剖面为例，得出该剖面的h与s的单因素关系(图5)。

按照同样的方法建立其他剖面的h-s关系，可以得出相同的规律，即浊积体厚度与滑移距离之间呈线性负相关关系，并且相关关系好。

图4 第六期次三角洲—滑塌浊积体系定量研究剖面位置图Fig．4 The quantitative research profile location of deltafluxoturbidite depositional system in the sixth stage

图5 第六期次6-2剖面滑塌浊积体厚度h与滑移距离s单因素分析图Fig．5 The chart of single factor analysis between fluxoturbidite thickness h and turbidite slip distance s of profile 6-2 in the sixth stage

2．3．2 h-H、h-x、h-a 单因素关系

在三角洲前缘相同位置前缘厚度H、砂岩百分含量x以及斜坡坡角a是一一对应的，讨论h-H、h-x、ha单因素关系时，可以将H、x、a作为一个整体来考虑，而忽略H、x、a之间的相互影响。建立h-H、h-x、h-

a的单因素关系，即寻找滑移距离s相等的滑塌浊积岩进行研究。

表1 第四、五、六期次三角洲—滑塌浊积体系定量参数数据表Table 1 Data of quantitative parameter for delta-fluxoturbidite system from the forth to sixth stage

表2 s=10 795 m时第六期三角洲—滑塌浊积体系定量参数数据表Table 2 Data of quantitative parameter for delta-fluxoturbidite system in the sixth stage，s=10 795 m

图6 s=10 795 m时第六期次滑塌浊积体厚度h与前缘厚度H、砂岩百分含量x、斜坡坡角a单因素分析图Fig．6 The chart of single factor analysis between fluxoturbidite thickness h and delta front thickness H，sandstone percentage content x，slope angle a in the sixth stage

为了寻找相同滑移距离(s)下的h-H关系，根据各剖面各期次得到的h-s的线性关系式，插入一些“等距离的数据点”。例如建立s=10 795 m时滑塌浊积岩h-H、h-x、h-a的单因素关系(表2)。

s=10 795 m等距离下h-H、h-x、h-a关系为(图6):

h=0．168 3H+11．728，R2=0．693 2

h=0．433 9x+6．293 3，R2=0．773 6

h=10．191x+3．613 8，R2=0．176 9

利用同样的研究方法，对其它剖面进行h-H、hx、h-a单因素分析。

研究发现，滑塌浊积体厚度h(m)与滑移距离s(m)呈正相关，与前缘厚度H(m)、前缘砂岩百分含量x(m)、前缘斜坡坡角a(°)呈负相关，且h(m)与s(m)相关关系最好，因此本文将滑移距离s(m)作为控制浊积体厚度h(m)的主因素，其他参数作为子因素来处理。

2．4 灰关联分析法建立浊积体预测模型

通过极大值标准化的方法，对所选的参数数据进行标准化处理(表3)。以滑移距离s(m)做为主因素，进行灰关联分析，最终得到s(m)、x(%)、H(m)及 a(°)的灰关联度分别为:1、0．628、0．623、0．563;经过归一化处理后得到各参数对应的权重系数分别为:0．355、0．221、0．223、0．201。

最终得到四、五、六沉积期次三角洲前缘滑塌浊积岩厚度预测模型(图7):

h=55．359Q1.5223，R2=0．761

Q=0．355s'+0．223x'+0．221H'+0．201a'

Q 为综合评价系数，s'、H'、x'、a'分别代表经过最大值标准化后的滑移距离、前缘砂体厚度、百分含量以及斜坡坡角数据。

图7 第四、五、六期次东营三角洲前缘滑塌浊积岩厚度预测模型Fig．7 Prediction model for fluxoturbidite thickness of Dongying delta front from 4 to 6 stage

通过对数学模型h-s'-H'-x'-a'误差验证发现，预测厚度与实测厚度之间满足:|h'－h|/h＜35%，|h'－h|/h均值等于0．15预测结果较为准确。

表3 第四、五、六期次三角洲—滑塌浊积体系预测模型灰关联分析成果表Table 3 Gray relational analysis result of prediction model for delta-fluxoturbidite system from 4 to 6 stage

表4 第七期次三角洲前缘滑塌浊积岩厚度预测模型验证数值表Table 4 Numerical table of prediction model for fluxoturbidite thickness of delta front in the seventh stage

3 预测模型的验证

利用预测模型(h=55．359Q1.5223，Q=0．355s'+0．223x'+0．221H'+0．201a')对第七沉积期次三角洲—滑塌浊积体系进行验证(图8)，可以发现:|h＇－h|/h为 0．039～0．343，|h＇－h|/h 均值等于0．171，滑塌浊积岩的预测厚度与实测厚度误差较小，预测模型在第七期次具有较高的预测精度(表4)。因此，通过对东营三角洲—浊积体系建立的滑塌浊积岩预测模型，具备推广的潜力。

图8 第七期次三角洲—滑塌浊积体系定量研究剖面位置图Fig．8 The quantitative research profile location of deltafluxoturbidite depositional system in the seventh stage

4 小结

本文在单因素分析的基础上，利用灰关联分析法建立三角洲—滑塌浊积体系预测模型:

(1)滑移距离s(m)与浊积体厚度h(m)呈负相关关系，且相关关系好，作为主因素;

(2)砂体厚度H(m)、砂岩百分含量x(%)及斜坡坡角a(°)与h(m)呈正相关关系，作为子因素;

(3)通过计算各子因素相对于主因素的权重系数，确定灰关联系数，建立滑塌浊积岩厚度h(m)的定量预测模型:h=55．359Q1.5223，Q=0．355s'+0．223x'+0．221H'+0．201a'(Q 为综合评价系数，s'、x'、H'、a'分别表经过最大值标准化后的滑移距离、前缘砂体厚度、百分含量以及斜坡坡角数据)。

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