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三维地震解释技术及其在苏北盆地溱潼凹陷的应用

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三维 地震 解释 技术 及其 苏北 盆地 凹陷 应用
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万方数据万方数据4期 马晓东,等:三维地震解释技术及其在苏北盆地溱潼凹陷的应用 1927图1苏北盆地分布图及溱潼凹陷区域构造图(据参考文献[8]、[11]、[12]修改)]、[11]2])图2溱潼地区三维地震剖面1716 716 ms on D 002 ms on D 20 on 3D of m 1 5m 200O.05O.100 1 50.15 。I +0.1502 02 1202.02 2202 02 3202 024202 02 5202.02 6202 02 7202 02 8202.029202 02不同断距的地震波组反射特征图5正演模型图 of 用丰富的色彩差异降低了追踪解释难度;尤其对后续工作如本区岩性圈闭识别中的属性提取、测井约束反演及层位自动归位而言,这种解释方法最大限度地保证了目的层段上下边界的可靠性.2.3方差体检测技术方差体技术是利用相邻道地震信号(如振幅、相位等)之间的相似性来描述地层、岩性等的横向非均匀性,通过计算样点的方差值,揭示数据体中的不连续信息,进行断层、岩性识别的新技术,特别是在识别断层和特殊岩性体、判别断层的空间位置和平面组合关系以及了解与储集层特征密切相关的砂体展布等方面非常有效[19,20].该技术利用道与道之间的相关性和相似性的对比,在断层识别、特殊岩性体的解释方面较常规三维数据体有明显优势.相似值较低的点与地质的不连续性(如断层和地层、特殊岩性体边界)密切相关,其优点是针对原始地震资料进行的,不受解释人员的主观影响,精度高,人为因素少.由于常规地震资料浅层信噪比和分辨率明显高于深层,可以利用浅层信噪比高的资料开展相干分析,初步确定各级断层在浅层的客观的组合表现特征,有利于对断层和断裂的整体认识.图4反映了溱潼凹陷边界大断层在平面上的展布特征和相互之间的交接关系,对后续确定边界断裂的组合模式起到了很大帮助作用.2.4地震正演模型技术地震正演模型技术是利用地震资料进行地层岩性解释的基础,在地震数据的采集、处理和解释等环节上,都起着非常重要的作用[Z].地震正演模型技术就是利用已有资料建立地下地质模型,根据地震波在地下介质中的传播原理,通过射线追踪或波动方程偏移等方法,模拟计算出对应于建立模型的地震记录.其主要目的是通过模拟记录与实际地震记录的对比分析,校正初始模型,使之更接近地下真8¨¨7”一¨3¨一州叫州…8H—炒煳…勰洲渊…?洲州㈣侣洲渊…他黼州…篇万方数据4期 马晓东,等:三维地震解释技术及其在苏北盆地溱潼凹陷的应用 1929000.3000.4000.5000_6000.1000.2000.3000—4000.1000·2000000·2000·3000000.6000000.3000000.2000 1000.2000.3000.1000.2000.30001000200030001000200030002t , 过模型正演能够帮助人们直观地认识地震波在地层中的传播规律,识别地质构造及油气藏的地震响应4].模型正演包括模型建立、正演模拟、记录分析等过程,其主要优点是改变模型参数很方便,也可以灵活地按照具体的要求选用不同的理论和公式.7,万方数据地球物理学进展8卷图8溱潼凹陷古近系层序地层格架图 且次级羽状断层及层间小断层也十分发育,基本为正断层,断层断距大小不一,很多断层反映的两侧波组错动特征不明显,更多表现为层断波不断或同相轴突然中断的特征,因此这类断层不容易识别.为此我们进行了有关小断层的模拟研究,以此来寻找小断层解释的理论依据.模型参数如下:子波为雷克子波;主频为30 岩速度为3500 m/s;泥岩速度为3200 m/s.从模型正演的结果可以看出,15 5).2.5三维可视化解释技术三维可视化技术通过物体光照、透明度、空间旋转、层块剥离等手段,观察三维数据结构,直观分析数据空间变化,获取有用信息.可视化技术提供了描述和理解地下地质现象的工具,为综合大量资料,建立可信图象描绘提供了简便手段.使研究人员从一个全新的角度观察地质体的地震响应和空间形态,是实现从线、面到体的真三维解释的基础[25,26].可视化有两种基本类型:层面可视化和数据体可视化.层面可视化是对某一地层及其相关断层作图,然后在三维空间按三维模型重新显示和解释;而数据体立体可视化,则是基于一种与数据体自身完全不同的属性——透明度.三维立体可视化假定地下界面的反射系数是地下地质体在原位的三维模型,它是构造、岩性及振幅(或属性参数)特征在三维空间的综合反映.无论是做三维空间的局部分析,还万方数据4期 马晓东,等:三维地震解释技术及其在苏北盆地溱潼凹陷的应用地 层 年龄 厚度 岩性 地震 层序划分 盆地演化 沉积 生储盖系 统 组 段 m) 剖面 界面 一级 一幻 三级 构造幕 构造运动 环境 烃垂毽 盖层38 瀵—_二垛 湖垛蒸 幕动至 泊二段始 =E。2 古 垛45 0 近 组系 层 及三 垛 始 序 走 三5c: 新 组 角新 垛—— 垛一段 滑 洲组 统 层序 伸段 展i’.莘赣母构 断 f}造 陷古 E。 E。’ 真武事一 牛 期50 5统 戴—— 戴二段 湖戴 段200 真 泊;.÷: 层序●—- I|南 E d 2 组 幕 武 及近 组53 O 】至 三 角 戴 段 洲组 层序段 200 一i■。‘ 54 95∞皇 {系 古 段 鬻 泊E,4 零t.::..湖皇泊三及段 150:— 三●一 角E,3阜 幕 洲新 一1 00湖口 滑二天段 泊堡 伸E,2 湖皇 5-!=r 动 泊——阜一段 及段 700三层序E+ 角E.1 一一34 一洲二统 幕 一一州组泊泰州 段蔷≯j’::层序 三泰组角——仪征事1 洲段65 040万方数据1932 地球物理学进展8卷我们完成相关分析.图6为溱潼凹陷控凹断层三维可视化图,图中反映了控凹断层的空间断面形态,及其空间组合关系.显示出溱潼凹陷的控凹断层也就是凹陷南部边界大断层,具有伸展一走滑双重性质,延伸范围长,切割基底,走向北东.2.6平衡剖面技术平衡剖面技术是通过几何学原则,在垂直构造走向的剖面上将变形构造全部复原成合理的未变形状态的一种模拟技术.上世纪60年代末,969)在对阿巴拉契亚山脉构造研究中首次提出了平衡剖面的概念[27],后经众多学者深入研究,平衡剖面技术和理论趋向完善.特别是70年代末期薄皮构造机制的提出,平衡剖面技术得到了迅速发展,其间产生了恢复法、面积平衡法及剩余面积法等.80年代早期,得人们更深刻的认识到了平衡剖面技术的长处[2引.在我国石油勘探领域,平衡剖面技术在20世纪80年代后期逐步兴起.作为地震解释的重要技术之一,它可以对地层构造演化进行定量、半定量的分析,是构造演化定量分析的重要手段,在油气勘探、盆地模拟等领域得到广泛应用[29,303.平衡剖面技术可以利用解释方案通过对古构造的恢复,研究一个地区的沉积演化史,同样也可以利用平衡剖面技术所反映的沉积演化规律来验证解释方案的合理性.由于凹陷斜坡带次级断层具有相互切割的特点,因此在地震解释中,通过研究沿垂直断裂带方向的构造演化史(图7),来剖析本区主干断层及局部构造的发育史.3 溱潼凹陷古近系的层序地层格架及其特征利用上述解释技术,综合各种分析资料,从溱潼凹陷的构造和沉积特征出发,利用跨越凹陷主要构造轴的三维地震剖面进行系统的层序划分及对比研究,建立了比以往精度更高的层序地层格架,为盆地的精细体系域和沉积体系的恢复以及储集体预测提供了基础.如图8所示,溱潼凹陷古近系为上、下两个构造层序叠合的复式层序地层格架,由北向南可划分出北部缓斜坡带、中央深洼带、南部断坡带和南部泰州凸起带等沉积古地理单元.结合测井资料及反射地震剖面地震层位对比研究,绘制了溱潼凹陷古近系综合填充序列图(图9),对溱潼凹陷年代地层、层序地层划分和构造演化历史进行了剖析解读.图8和图9的结果表明:溱潼凹陷分成上、下构造层序单元.下部构造层序包括泰州一阜~段(阜二一阜四两个层序组,该构造层序为南断凹一北斜坡的半地堑型层序地层格架,泰州凸起北的南部断坡带(祝庄一草舍一红庄断裂带),仅控制了凹陷内的地层厚度和水深变化,而非凹陷的沉积边界,地层向泰州凸起超覆,指示泰州凸起(主要为东倾伏端)在下构造层序发育时大部分为隐伏的水下隆起.上构造层序包括戴南组和三垛组两个层序组,该构造层序发育时,其凹陷南、北两侧均由同生断裂控制(低位期)或南断控北缓斜坡(湖扩和高位期)的构造坡折型的半地堑型层序地层格架.且南部断坡带的祝庄一草舍一红庄断裂为该时期凹陷的沉积边界,断裂南的泰州凸起隆起成古陆,并有大量物源经泰州凸起向西向北注人溱潼凹陷,形成沿该边缘断裂带的贯串河道或呈裙状的低位扇群(低位期)和叠合的扇三角洲复合朵叶体(湖扩和高位期).各层序的沉积一沉降中心的变迁受控于凹陷南缘祝庄一草舍一红庄断裂带作用下的构造坡折带的活动迁移,如下部泰州一阜宁组构造层序发育时,泰州凸起东倾伏端为水下低隆起,但其北侧的祝庄断裂带的不断扩展,控制了泰州一阜宁组中各层序的地层厚度分布和沉积沉降中心的迁移,至阜四段扩展到最大,导致其湖盆范围和次深凹的扩大,致使湖盆中心具有向东南迁移的特点;而至上部戴南一三垛组构造层序发育时,由于吴堡运动导致泰州凸起隆起暴露成古陆,其北侧的祝庄一草舍一红庄断裂带为凹陷的沉积边界,该断裂的同生活动导致凹陷北部斜坡带上的反向调节滚动断层也发生同生活动,并控制了凹陷两侧的沉积坡折及凹陷内各层序的地层厚度分布,同时该两侧构造坡折带的扩张及其后向盆内的迁移,造成湖盆戴南组2个层序和垛一段层序的扩展和垛二段层序的逐渐萎缩,而物源的供给加强,加速了湖盆的淤浅平原化,并随着北部大型轴向三角洲向盆内的进积,导致湖盆中心自东向凹陷内迁移.4结 论随着地震勘探的精度要求的不断提高,常规的地震解释技术已经能够远远不能满足要求.借助先进的技术,开展储层预测及描述、异常地质体识别、烃类检测、地层学解释等方面的工作,是现今地震资万方数据4期 马晓东,等:三维地震解释技术及其在苏北盆地溱潼凹陷的应用 1933料解释工作的主要目标.通过解释实例证明切片、正演模型、方差体检测、三维可视化及平衡剖面等技术组合在本区的应用取得了良好的效果.解释成果刻画出溱潼凹陷古近系为上、下两个构造层序叠合的复式层序地层格架,由北向南可划分出北部缓斜坡带、中央深洼带、南部断坡带和南部泰州凸起带等沉积古地理单元.从层序地层格架可以看出,溱潼凹陷由上下两次裂陷成盆充填组成,构成溱潼凹陷古近系下部断坳带型构造层序上部断坡带型叠合的复合型层序地层格架,且每期成盆充填代表了在一定构造应力场下一组层序的生长发育过程,每期伸展沉降成盆演化代表了古近系经历了两期不同的湖盆发展的沉积充填过程.参考文献([1]李庆忠,俞寿朋,刘雯林,等.东辛油田地震勘探历程——一个复杂断块构造的三维地震解释实例[J]979,22(2):140—155. 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