南图尔盖盆地1057区块滑塌扇体地质特征分析

2016-12-20石巨业樊太亮于东方冀晓珊

特种油气藏 2016年1期

石巨业，樊太亮，于东方，冀晓珊

(1.中国地质大学，北京 100083；2.中国石化石油勘探开发研究院，北京 100083；3.海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室，北京 100083；4.内蒙古矿业(集团)绿能非常规天然气勘查开发有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010000；5.中国石油大庆油田有限责任公司，黑龙江大庆 163000)

石巨业1，2，樊太亮1，3，于东方4，冀晓珊5

以沉积学、层序地层学及地震地层学为理论基础，通过地震属性特征分析、相干体分析和三维可视化子体雕刻技术等方法，对南图尔盖盆地1057区块中侏罗统新发现的滑塌扇体进行研究和预测，并结合有限的测井、录井资料及区域地质背景，对滑塌扇体进行定量、半定量描述，研究其空间展布形态及其内部结构。研究表明：滑塌扇体在平面上沿边界断裂呈SW—NE向近椭圆形展布，面积约为4 km2，内部非均质性较强并向地堑深部延伸，纵向上滑塌扇体相互叠置并展现了泥包砂的地层结构。通过均方根振幅、平均瞬时频率、能量半衰时以及沿层相干4种地震属性综合分析，可以有效排除单一地震属性的不确定性以及多解性，从而实现对滑塌扇体的空间描述及地质特征分析。研究认为，研究区滑塌扇体具有良好的油气聚集条件，可以作为下一步勘探的主要目标。

滑塌扇体；层序地层学；地震地层学；岩性油气藏；南图尔盖盆地；1057区块

0 引言

南图尔盖盆地位于哈萨克斯坦的中南部，构造上处于乌拉尔—天山缝合线剪切带，是一个北西—南东向展布的大型长轴盆地，自西向东为四堑三垒的构造格局[1-3]。自1983年勘探已来，已发现油气35×108桶，分布在该盆地17个油气田中，这些油气田以构造油气藏为主。2005年，中国石油接手PK项目，及时转变勘探思路，加大勘探投入。阿雷斯库姆(Aryskum)地堑的1057区块展示出越来越好的岩性-地层圈闭勘探前景。该区块前期勘探程度较低，地质资料较为缺乏，但通过新一轮地震资料解释发现，在1057区块中侏罗统多尚组发育一套较为明显的滑塌扇体，是寻找大规模构造-岩性、岩性-地层油气藏的理想区域，对1057区块的油气勘探具有指导意义。

1 区域地质背景

Aryskum地堑位于南图尔盖盆地的西南侧，北临下锡尔河隆起，受Aryskum断裂带控制，呈北西—南东向延伸，是盆地的主要产油气区[4-5]。1057区块位于Aryskum地堑的东南部，面积约为320 km2，该区块勘探程度较低，处于盆地的深陷部位，除边界断裂带，洼陷部位构造并不复杂，具有很好的构造-岩性油气藏勘探前景。目的层多尚组主要发育暗色泥岩夹少量粉砂岩，有机质丰度和成熟度较高，主要发育Ⅰ—Ⅱ型干酪根，Ro可达1.02%，是该地区主力生油层[6]。该时期盆地处于拉张应力环境，盆地边界断裂活动强烈，Aryskum地堑沉降幅度最大，两侧断坡的坡度陡、宽带窄，在靠近盆地边缘部位，粗碎屑物质快速堆积容易形成各种滑塌扇体，有利于形成大面积岩性及构造-岩性油气藏。

2 滑塌扇体展布特征

研究区三维地震资料有效范围包含500条主测线及1 000条联络测线，覆盖面积约为200 km2，识别出的扇体包含100条主测线和100条联络测线，分布面积约为4 km2，其平面上呈近椭圆状，长轴方向为NW—SE向，平行于边界断裂并向洼陷深部延展(图1)。

图1 滑塌扇体位置及平面展布

研究区滑塌扇体在地震反射剖面上呈波浪状或者蠕虫状地震反射，具有非常明显的顶底强反射轴，内部表现为中等连续、中强振幅的地震反射，而滑塌扇体周围是中连续、弱振幅的地震反射，与围岩具有明显的物性差异(图2)。时间域地震剖面上，滑塌扇体最大厚度区域顶底对应的T0反射时间分别为1 900 ms和2 100 ms，结合区块探井时深关系，推算出深度范围为2 210～2 560 m；滑塌扇体顶底边界清晰，从其短轴方向地震剖面可以看出，西南部厚度比东北部要薄，并且地震反射同相轴向东北方向延伸；而长轴方向地震剖面显示出扇体所特有的顶平底凹的几何特征，该区部分钻井显示多尚组岩性以绿灰色砾状砂岩为主，成熟度低，分选中等，表明沉积物搬运距离不远，近岸快速堆积，沉积物源主要来自陡岸西南方向。

3 滑塌扇体属性分析

地震属性是指地震数据体进行数学变换得到的有关地震波的运动学特征、几何形态学特征、动力学和统计学特征等信息[7-8]。下地层岩性、物性和流体性质的不同，必然导致地震波能量变化的差异，进而影响地震属性的变化。在研究区提取了振幅类、层序类、频率类等十多种属性，结合地震属性异常现象和地震剖面反射特征进行地震属性优化。在属性优化的基础上，选取均方根振幅、平均瞬时频率、能量半衰时以及相干属性4种对扇体较为敏感但彼此独立的地震属性进行分析。

3.1 均方根振幅

均方根振幅是反映地震振幅大小变化的属性值，是时窗内各样点振幅平方的平均值再开平方得到的，其对高振幅异常非常敏感[9]。可以用来描述地层岩性、物性特征，追踪地层地震异常。在陆相环境中，扇体的分选和磨圆差、成分成熟度低、内部非均质性强，用均方根振幅值来描述扇体有较好的效果。此次研究经过多次尝试，以多尚组顶界面向下漂移80 ms后，时窗选取100 ms，提取的均方根振幅显示效果较为理想(图3a)，均方根振幅高异常区域(黄、红色区域)与一系列地震剖面上显示的强振幅非常吻合，扇体展布范围和面积得到进一步确定。研究区南部显示的均方根振幅高异常区域，经过地震剖面验证，是由于层位漂移80 ms后，刚好斜交下侏罗统顶界面对应的强同相轴上，因此，造成条带状分布的“高异常区域”假象，不具有砂砾岩扇体储层意义。

3.2 平均瞬时频率

平均瞬时频率即选定时窗内瞬时频率的平均值，反映了横向上地震波主频的变化特征，这些变化特征与断裂系统、岩性变化、孔隙度差异、含油气性等因素引起的频率吸收效应有关[10]。由扇根到扇端，沉积物砂砾比逐渐增加，而砂泥比变小，扇根部分吸收效应更明显，高频信息衰减更严重，并逐渐表现为泥包砂的地层结构。此次提取平均瞬时频率属性采用与均方根振幅相同的处理方式：多尚组顶向下漂移170 ms，时窗范围为100 ms，从平均瞬时频率属性平面图(图3b) 可以发现扇体发育处(橙色区域)呈明显的低异常，同均方根振幅高异常区域吻合，区域内由西向东属性逐渐由蓝色变为橙色，反映了扇根到扇端的非均质性结构的变化。

3.3 沿层相干属性

地震相干数据体可以反映地震波形的相似性，相似性差相干表现为低异常值，从而可以检测到岩性突变、断层、裂隙或特殊地质体引起的地震波形的变化[11-12]。时窗的选取对相干属性提取效果有很大影响。时窗选取过大，则包含多个反射波同相轴，降低了分辨率；时窗选取过小，则不能包含完整的波峰或者波谷，噪音影响突出，相干性模糊。时窗大小取决于地震反射波视周期T，一般选取0.5～1.5T较为合适。此次为突出扇体，时窗选取较大，为150 ms。相干属性显示在区域内右下角有一个黑色区带，即低相干值区，与周围大片灰色到浅灰色表示的高相干值形成鲜明的对比(图3c)，是由于滑塌扇体沉积速率快、成熟度差、结构不均质引起的，而且这与上述参数分析显示的异常地质体位置、范围甚至形状都有非常好的吻合。

图2 滑塌扇体典型地震剖面特征(剖面位置见图1)

3.4 能量半衰时

能量半衰时是表示能量变化快慢的属性，可以反映地层岩性和物性、地层不整合或储层内流体差异所造成的振幅异常变化[13-14]。在分析时窗内，反韵律段能量半衰时属性值偏低，而对于正韵律段能量半衰时值普遍偏高。在属性图上，滑塌扇体蓝色区域出现高异常的红色，这与岩性变化导致均方根振幅异常现象一致，表明扇体内部砂体正韵律特征(图3d)。

图3 滑塌扇体的敏感地震属性分析

综上所述，均方根振幅和平均瞬时频率属性对滑塌扇体反映比较敏感，轮廓较为清晰，均方根振幅的高异常反映了扇体内部的非均质性较强及快速充填的特征；平均瞬时频率属性的异常指示了扇体内部含油气性或由岩性引起的频率吸收效应，且扇根部分吸收效应更明显，高频信息衰减更严重。能量半衰时和沿层相干属性对扇体轮廓刻画较为模糊，但总体与前2种属性吻合较好，能量半衰时的低异常值指明了扇体内某种流体吸收能量的特性，而扇体内的部分高异常值体现了砂体正韵律的特征。沿层相干的低异常值反映了扇体区与周围地震资料的不连续性，指示了扇体的空间展布，而有利的勘探目标往往处于相干较弱的区域。通过以上4种类型地震属性的综合分析，有助于论证有利勘探目标存在的可能性，同时也可以排除单一地震属性的不确定性以及多解性，从而实现对滑塌扇体的空间描述以及内部地质特征分析，滑塌扇体在平面上近椭圆展布，内部非均质性较强并展现泥包砂的地层结构，但对滑塌扇体做更深入的地质特征与储层描述，还需要进一步加强勘探，结合钻井资料以及岩石物理模型来进行分析。主要利用研究区的三维地震资料，充分挖掘地震资料所包含的地质信息，对滑塌扇体的地质特征进行定量、半定量描述，而根据研究区的地质背景资料，下侏罗统(如埃巴林组和鲍金根组)均发育灰色、深灰色泥岩，有机质成熟度和丰度较高，具有较好的生烃潜力。目的层多尚组的滑塌扇体砂岩储集性能较好，其上部湖泛期的泥岩又具有区域性的封盖能力，可以形成良好的生、储、盖组合，结合边界断裂的疏导，有利于形成大面积岩性-地层及构造-岩性油气藏，表现出良好的油气勘探前景。

4 三维可视化子体雕刻

三维可视化是对地震振幅数据体或者相干体、波阻抗体、频率等其他属性数据体的一种三维立体显示技术[15]，可以确定滑塌扇体的空间分布范围，并对其进行定量、半定量描述。雕刻技术是三维可视化主要手段之一，其首先利用子体探测从属性数据体内找出感兴趣的地质异常体，然后通过调整透明度、光线以及颜色梯度等参数，使目标地质体达到最佳显示效果，进而对异常地质体进行描述和合理解释。

基于上述地震属性异常现象的解释，为了有更好的刻画效果，利用Voxelgeo软件进行瞬时频率属性和相对波阻抗属性计算，并沿层做三维可视化雕刻：选取属性异常子体为探测种子点，调整探测曲线和未探测曲线透明度(探测曲线调置为不透明，未探测曲线调为透明)，然后叠置在目标层位上显示。扇体三维可视化子体雕刻效果如图4显示(图中颜色由浅变深表示层位逐渐加深)，扇体轮廓清晰直观，展布范围及形状同上述各种属性异常相符。

图4 三维可视化子雕刻显示滑塌扇体

5 结论

(1) 南图尔盖盆地Aryskum坳陷南部1057区块中侏罗统多尚组在地震上新发现一套滑塌扇体，根据地震反射及地震属性的平面特征，扇体特征明显且内部非均质性较强，分布面积约为4 km2，呈SW—NE向近椭圆形展布，物源主要来自西南方向的凸起区。滑塌扇体紧贴边界断裂带，边界断裂的继承性活动提供了良好的油气运移通道，可以提供充足的油气源，并且滑塌扇体前端与深部洼陷的烃源岩直接接触，四周被湖泛期泥岩所包围，有利于形成大面积岩性-地层油气藏，因此，该滑塌扇体区可以作为未来勘探的重要方向。

(2) 地震属性分析技术在油气勘探和开发过程中取得了越来越多的应用，充分运用地震多属性分析技术，结合三维可视化雕刻技术，避免了仅用单种地震属性进行储层预测的多解性和不确定性，并且时窗选取对结果影响很大，确定时窗要经过多次尝试，选取属性显示效果较好的时窗。在1057区块，均方根振幅、平均瞬时频率、能量半衰时以及沿层相干4种地震属性对滑塌扇体地震响特征明显且吻合度较高。

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