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地震相-沉积相

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地震 沉积相
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地震相 ——沉积相,充分理解各种反射结构、识别特征地质体,寻找可疑对象,预测有利目标!,地震相(Seismic facies): 具有相似属性(连续性、振幅、频率、外部形态、内部反射结构等)的地震反射单元。,参考资料《地震地层学(在油气勘探中的应用)》[美]C.E 佩顿编 徐怀大,陈俊生,吴律等译,石油工业出版社。 《陆相地震地层学》,张万选、张厚福、曾洪流等,石油大学出版社,1993。,物理参数:反射连续性、振幅、频率;几何参数:反射外形;结构参数:内部反射结构;关系参数:地震相平面组合关系;速度-岩性参数:层速度、岩性参数、砂岩百分含量。,地震相参数:,一、振幅、频率、连续性参数及内涵,连续性——直接与地层本身的横向岩性稳定性有关。连续性越好,代表地层是在相对低能的稳定环境沉积的产物。反之,连续性越差反映地层横向变化越大,沉积能量越高。振幅——直接与波阻抗差有关。振幅大面积稳定,暗示上、下伏地层的良好连续性,反映沉积能量低;振幅变化快(变振幅) ,通常表示上、下伏地层岩性快速变化,是高能环境的产物。频率——一般与岩性组合有关,含大量薄砂层的地层通常比泥岩视频率高;视频率的横向快速变化也说明了岩性快速变化,因而是高能环境的产物。,,平行,水平,亚平行,发散,波状,均匀沉降盆地或稳定板内盆地的均匀沉积,沉积斜坡上沉积速率渐变,S型,S-斜交复合型,切线型斜交型,叠瓦,进积,快速沉降、海平面上升、沉积供给速率低。,缓慢沉降、海平面稳定、高沉积供给。,沉积供给高低交替,向稳定浅水进积,乱岗状,杂乱,空白,小型沉积体相互叠置在一起,同生变形、断裂带、河道复合体,火山岩体、岩盐、均匀砂岩、泥岩,盆地背景(坡度、水体、基底沉降)、物源供给,二、内部反射结构 反射结构是指地震剖面上层序内反射同相轴的延伸情况及同相轴之间的相互关系。,,(1)平行、亚平行结构 平行、亚平行是最简单、最常见的结构,反射层呈平直或微波状,反映一种稳定水体的匀速沉积作用,常见于陆棚、滨浅湖或湖盆中心的深湖、半深湖相区。(2)发散结构 这种结构往往出现在楔形单元中,反射层在楔形体收敛方向上常出现非系统性终止现象(内部收敛),向发散方向反射层增多并加厚,反映一种沉积速度的变化造成不均衡沉积或盆地范围扩大引起沉积界面逐渐倾斜形成的沉积作用、沉积时基底的差异沉降作用等。,(3)前积结构 前积结构表现为一套倾斜的反射层依次向盆地方向前积,主要是由顺沉积物走向前积作用产生。每个前积反射层代表某一时期的等时界面,并指示前积单元的古地形和古水流方向。在前积反射的上部和下部常有水平或微倾斜的顶积层和底积层,常见近端顶超和远端下超。前积结构往往指示三角洲前缘沉积。,莺歌海盆地中发育的大型S形前积相,a. S形前积结构:总体为中间厚两头薄的梭状,前积反射层呈S形,近端顶超,远端下超,可根据拐点划分为顶积层(水平状)、前积层(倾斜状)、底积层(水平或微倾斜状),表明有前积作用、斜坡上端又有垂向加积。 根据顶积层的发育程度可细分为两种:顶积层(T)/前积层(P)>1时,多见于断陷边界大断层的下降盘,顶积层厚且岩性粗杂,一般反映为扇三角洲;顶积层(T)/前积层(P)<1时,常为海相三角洲以及单断凹陷缓坡三角洲,反映一种相对低水流能量沉积,沉积物供给相对较少,水体较宽广,代表较低能的富泥河控三角洲或三角洲朵状体间沉积。,b. 斜交形前积:包括切线斜交和平行斜交两种。切线斜交无顶积层,只保留底积层,具低角度切线状下超;平行斜交既无顶积层,也没有底积层,具高角度下超。两种斜交前积反射的视倾角为5~20°,反映一种较高水流能量沉积,沉积物供给速度快和水流作用强,水体相对较窄且缓慢变动或者静止不动的相对海(湖)平面条件,受沉积物供给快和盆地沉降相对缓慢的共同作用,沉积物接近或超过基准面,在水流过路冲刷作用下,使顶积层得不到保存。斜交前积往往代表强水流河控三角洲;平行斜交比切线斜交堆积速度更快,代表的水流能量更强。,发育在大陆边缘大型的斜交前积相,大型的斜交前积相通常发育在大陆斜坡部位,S形前积相一般发育在大陆架之上近岸三角洲前缘,大港油田马东地区,北带民丰断控陡坡带某测线沙三下层序地层结构特征,c. S形-斜交复合前积:以S形与斜交形前积反射交互出现为特征,顶积层常不发育,底积层发育。反映物源供给充足的高能沉积作用与物源供给减少的低能沉积作用或水流过路冲刷作用周期性交替造成的;顶积层不发育可能与水流过路冲刷作用有关。该种前积结构反映盆地范围和水体变化较大,造成水流能量强弱交替,常为高能环境沉积的三角洲。d. 叠瓦状前积反射结构:主要特点是薄(一般小于200ms),内部反射呈低角度倾斜,彼此相互平行并部分重复,顶底面一般为平行反射。常反映浅水流作用,发育在盆地缓坡。在陆相湖盆中,前积指向湖心的叠瓦状前积反射结构,一般代表浅水三角洲或水退型滩坝砂体;前积指向湖岸的叠瓦状前积反射结构,则可能为水进型滩坝砂体。,e. 帚状前积反射结构:内部反射从根部向下倾方向呈发散状,下超于下伏地层之上。解释为陡坡下的快速堆积体,如近岸水下扇、冲积扇等。在我国顶部断陷盆地中,该类型十分丰富,常沿断控陡坡带发育,与盆地的强烈断陷活动期对应,反映了构造活动的沉积响应关系。,歧南凹陷古近系典型地震相类型1- “S”型前积反射地震相;2、3、4、7、9、10-丘形反射地震相;8-帚状杂乱-空白反射地震相;5、11-楔状杂乱前积反射地震相,f. 杂乱前积反射结构:内部杂乱反射不连续,不整一,但总体具有前积斜坡倾斜的优选方位,由砂、砾为主的高能环境快速前积所致,一般解释为近岸水下扇或扇三角洲,是陆相断陷湖盆断控陡坡背景常见的地震相类型。,(4)乱岗状结构 是由不规则、连续性差的反射段组成,同相轴弯曲、不光滑,甚至呈蠕虫状,但总体仍大致平行,常有非系统性反射终止和同相轴分叉现象。它代表了沉积能量的横向变化,反映分散性弱水流沉积,常见于三角洲、扇三角洲或三角洲间湾沉积中。(5)杂乱状结构 是一种不规则、不连续反射,内部缺少有序排列的波阻抗界面。 它可以是高能不稳定环境的沉积作用,如浊流沉积; 也可是同生变形或构造变形造成,如滑塌、泥石流、河道及峡谷充填; 其次,大断裂和褶皱作用等也可造成这种反射结构。 另外,许多火成岩体、盐丘、泥丘、礁等地质体,也可由于内部成层性差或不均质性造成杂乱反射。 杂乱状结构是断陷湖盆边界断层的下降盘常见的类型,反映粗杂沉积物的高速堆积,可解释为冲积扇或近岸水下扇、扇三角洲。,(6)空白或无反射结构 无反射是由于缺乏反射界面造成的,这表明地层或地质体是均质体,如快速堆积的厚层砂岩或泥岩、厚层碳酸盐岩、盐丘、泥丘、礁、火成岩体等均可造成无反射;这些岩层或岩体的顶底界常有强反射。在陆相断陷盆地内,常见于大断层根部的空白或无反射结构常指示块状砂岩或块状砾岩,若分布在凹陷内部,则反映为块状泥岩。,席状,丘状,席状披盖,楔状,滩状,凸镜状,扇状,盆地充填,水道充填,槽状充填,充填类型,斜坡充填,典型地震反射外形,5、外部几何形态 指地震剖面上由某种地震反射结构组成的在三维空间内的分布状况。外形可以提供有关沉积体的几何形态、水动力、物源及古地理背景等方面的信息。,(1)席状 席状是最常见的外形之一,其是反射单元的上下界面平行或近平行,厚度相对稳定;单元内部常具平行、亚平行结构,也可是发散结构。一般出现在较稳定的深水沉积区,如深湖、陆棚、陆坡及深海盆地等稳定的沉积环境。(2)楔形 楔形常具发散结构。主要特点是在倾向上其厚度向一个方向逐渐增厚,向相反方向减薄,在走向上则是席状的;往往出现在滨浅湖、陆波等环境中,一般指示冲积扇或扇三角洲沉积相类型。(3)帚状 帚状常具波状结构。主要特点是顺盆地边界断层呈帚状延伸,往往是楔形冲积扇或扇三角洲的地震响应,形成环境与指示相类型同楔形。,(4)透镜状 有人称为“眼球状”或“梭状”,其主要特点是呈中部厚两侧薄的双凸形。常具有S形前积或乱岗结构;河道充填、沿岸砂坝、小型礁体等可形成透镜状反射。(5)丘形 丘形与透镜状的区别是上突下平,周围反射向上超覆;丘形反射常出现在海(湖)底扇、扇三角洲、礁、火山锥、盐丘、泥丘等沉积相或岩体中。 在盆地边缘呈大型二维丘状相单元,内部反射呈双向下超,为三角洲走向剖面的特征;若呈中、小型二维丘状则常解释为近岸水下扇、冲积扇等。盆地内部常见的中、小型三维丘状体、顶面有披盖反射特征,则是浊积扇的极好标志 。,双超丘型反射——盆地扇;围岩低频连续平行反射——深水低能环境;表面上超、席状披覆,莺歌海盆地某测线S30界面上的盆底扇、斜坡扇反射特征,,(6)充填形 指低凹处充填沉积物形成的各种反射。按沉积环境可分为河道或峡谷充填、盆地充填、斜坡充填。 按充填形式可分为杂乱充填、上超充填、发散充填、前积充填、丘形上超充填和复合充填等。,几种凹地充填类型(据张万选等,1988),水道(深切谷)充填地震相(据孙家振等,2002)A-活动的下切谷地震相;b-废弃的水道充填地震相,莺歌海盆地S30界面上的大型深切谷充填地震相 :内部由I、II两套斜交前积反射构成的充填复合体,反映下切谷的侧向迁移过程。,珠江口盆地白云凹陷新近系大型深切谷(IVF)(据彭大均等,2005),大型下切谷常发育于具有大型河流注入的大陆边缘盆地,其规模达且具明显的充填反射结构。珠江口盆地白云凹陷新近系各层序底界上均发现由河流回春作用诱发的大型深切谷及其充填物,根据地震剖面深切谷资料统计:河谷宽度1500~6500m、河谷深度大于150的有三条,其中最深的达300;河谷深度在75~150的有12条,平均河谷宽度为250。以当今的标准来看,这些深切河谷均已达到相当的规模,河流回春的规模及其可能携带的沉积物质数量是惊人的。,饶阳凹陷留西地区古近系沙三上层序低位域下切河谷充填(据冯有良,2006),南阳凹陷北部缓坡带小型下切谷,在地震剖面上仅表现为小的下凹形态,底部见少量削截,内部见一根同相轴的双超反射或无反射。与海相大型下切谷相比,断陷盆地中下切谷普遍较小被易被忽视和怀疑。但根据南阳凹陷野外露头实测表明,在盆地北部缓坡带,地震剖面上识别的为数众多的小型下切谷,在野外露头上充填砂体厚度3-5m、横向延伸大于2km,也具有相当的规模,,SB42层序界面上发育的大型下切复合水道出露剖面,地震相命名: 在上述地震相参数中,反射结构和外形最为可靠,其次为连续性和振幅,频率可靠性相对较差。因此,在地震相命名时以反射结构或外形为主,辅以连续性、振幅、频率等。为了突出主要特征,能直接反映地震相的地质含义,通常采用: 1)具特殊反射结构或外形的地震相,单独用结构或外形命名,如充填相、丘状相、前积相等;一般将振幅、连续性等作为修饰词放在前面,如强振幅中等连续前积相。 2)分布面积较广,外形为席状,反射结构为平行或亚平行时,可主要用连续性和振幅命名,如强振幅连续平行反射地震相。,综上所述,地震相包含了盆地背景(坡度、基底沉降)、物源供给、盆地水体(水深、水动力)、沉积作用等多重信息。 如在断陷盆地断控陡岸带,常发育帚状前积反射结构、楔状杂乱前积反射结构,但两者反映的沉积古地形还存在差异,帚状前积结构反映的盆缘坡度比楔状杂乱前积结构更陡、盆缘断陷活动更加强烈。 在同一三角洲沉积体系中,由于处于不同三角洲沉积部位可能表现为不同类型的前积结构。如受主分支河道控制的建设性三角洲前缘砂体可能表现为斜交前积,而前缘砂体侧缘或朵状体之间低能量处可能呈现S形前积。 另外,在同一沉积体的不同切面上,地震反射的形态、结构特征可能不同。如三角洲体系在纵切面上呈楔状斜交前积反射,而在横切面上表现为丘状外形、双向前积反射结构特征。因此,综合分析不同部位、不同方向的地震相特征,才能对一个沉积体形成完整的认识。,地震相向沉积相的转化 将地震相向沉积相转化、进一步分析盆地构造演化、沉积物供给、有利的储集体以及生-储-盖组合等系列特征,是地震相分析的最终目的。地震相向沉积相转化是一个地球物理与地质长期结合、反复实践的过程。 由于地震相有不同程度的多解性,加上多种因素如地震分辨率的限制、构造假象等影响,地震相与沉积相并不存在一一对应的关系。 用地震相直接转换的沉积相通常比较粗糙,在地震相向沉积相转化的过程中,应遵循以下原则: (1)能量匹配准则 由于地震相是沉积相单元的声阻抗图象,导致纵横剖面反射结构和外形有规律组合,称其为地震相内部组合。 地震相参数中的反射结构和几何外形具有明显的沉积环境能量标志,而同一沉积体的反射结构和外形,必须是同一能量级。代表高能环境的反射结构和外形不能与代表低能环境的反射结构和外形匹配,反之亦然。 例如,平行反射结构一般代表低能环境,发散结构代表从高能到低能变化,而前积结构表示高能环境。 各种反射结构的一般能量标准:平行结构——低能;亚平行-乱岗状结构——中能至高能;发散结构——低能至中能;前积结构——高能;杂乱结构——高能至极高能;无反射结构——极低能或极高能.地震相外形的一般能量水平:席状——低能至高能;楔状——低能至高能;丘状——高能;充填——低能至高能。,地震相向沉积相的转化 (2)岩芯相准则 在没有钻井的探区内,只能通过地震相与沉积相的一般对应关系,与同类盆地的标准地震相模式对比,将地震相转换成沉积相。 但是若在有井的探区,地震相解释应充分利用已有的钻井、测井、古生物资料,用钻井的岩芯相标定对应的地震相,尤其是岩芯分析资料。如某一斜交前积相既可能代表三角洲扇体,也可能是冲积扇体,若岩芯相为三角洲的特征,应以岩芯相为准。 (3)沉积体系匹配准则 沉积体系指成因上有联系的沉积相的共生组合,是平面相序模式。平面上一组地震相分布受沉积体系的控制,这种控制包括沉积相类型的排列方式,相邻相序关系,展布方向性。受沉积盆地边界条件和构造背景的制约,从不同的边界向盆地内部延伸时,有些沉积相可以重复出现,有些则不能再出现。如在断陷湖盆的构造强烈活动期,在陡坡区向盆地方向常常发育的近岸水下扇体,但一般不会在缓坡区出现。,断陷湖盆地震相模式(据张万选等,1988简化),不同类型的盆地在其不同演化阶段,都有其自生的特点和发展演化规律。如陆相断陷盆地的断控陡坡带与缓坡带的地震相类型存在较大差别。 地震相向沉积相转化应充分了解不同类型的盆地以及不同的盆缘背景下的沉积体系发育演化规律,结合钻井资料,以岩芯相、测井相的结果作为点的控制,建立岩芯相、测井相与地震相的对应关系,才能排除非沉积因素的干扰,克服地震相的多解性,提高沉积相解释的精度。,廊固凹陷沙三下亚层序地震相向沉积相转化(据张万选等,1993),
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