朱從軍，宋金甫，謝英剛，郭清正，張 率

西北巴拉望盆地生物礁地震剖面特征與油氣檢測(cè)技術(shù)

朱從軍1，宋金甫2，謝英剛1，郭清正1，張 率1

（1.中海油能源發(fā)展鉆采工程研究院，天津塘沽 300457；2.大港油田第二采油廠，河北黃驊 061103）

南海西北巴拉望盆地在古新世控凹斷層上盤古地形高處發(fā)育大量的生物礁和巨厚的泥巖，形成工區(qū)重要的儲(chǔ)蓋組合類型。通過多年的勘探開發(fā)，已發(fā)現(xiàn)27個(gè)生物礁油氣田。從南海西北巴拉望盆地的演化以及生物礁的形成入手，對(duì)盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的生物礁油氣藏的地震響應(yīng)特征進(jìn)行歸納總結(jié)，為有效識(shí)別生物礁油氣藏打下基礎(chǔ)。同時(shí)，利用生物礁含油氣后具有高波阻抗、低頻率等特征，探索出運(yùn)用稀疏脈沖反演以及地震屬性設(shè)置門檻值過濾的方法，檢測(cè)生物礁的含油氣性，以提高生物礁油氣藏的勘探成功率。

西北巴拉望盆地；生物礁；地震響應(yīng)；波阻抗；門檻值；含油氣性

西北巴拉望盆地位于中國南海東南部，菲律賓巴拉望島的西北部，區(qū)塊離布桑加島最近距離約為24 km，工區(qū)內(nèi)水深介于200 ～ 3 270 m。自1976年勘探開發(fā)以來[1]，共發(fā)現(xiàn)27個(gè)生物礁油氣田，估算儲(chǔ)量油2 000×104t、凝析油2 060× 104t、氣1.3×1012m3，其中8個(gè)油氣田進(jìn)行了開發(fā)，包括Nido B、Martinloc、Linapacan West A、Malampaya-Camago和Galoc等。最大的油氣發(fā)現(xiàn)為Malampaya-Camago生物礁油氣田，天然氣儲(chǔ)量為1.0×1012m3，凝析油儲(chǔ)量為1 760×104t，油457×104t。生物礁油氣藏是南海西北巴拉望盆地主要油氣藏的類型，占總儲(chǔ)量的88%。

1 沉積背景

圖1 生物礁地震剖面響應(yīng)特征

巴拉望盆地的形成經(jīng)歷了兩次海底擴(kuò)張，第一次的NW-SE拉張(禮樂運(yùn)動(dòng))導(dǎo)致在南海地區(qū)形成了NE向延伸的西北巴拉望盆地以及西南巴拉望盆地。在早漸新世晚期或晚漸新世早期（32 Ma），南海開始再次擴(kuò)張，原位于北部陸緣的禮樂盆地及西北巴拉望盆地從華南陸塊裂離出來，隨著陸塊向南漂移，沿其后緣的裂谷陸殼經(jīng)歷了被動(dòng)沉降，形成了海相西北巴拉望盆地[2,3]，共沉積了尼多組、蓋洛克組、帕伽撒組三套地層。

晚漸新世，主要為尼多灰?guī)r組的下部沉積，為開闊的淺海陸棚—半深海環(huán)境，主要巖性為灰?guī)r、泥灰?guī)r。

早中新世，主要為尼多灰?guī)r組的上部沉積和蓋洛克組沉積，前者巖性為生物礁灰?guī)r、泥灰?guī)r，后者蓋洛克組為碎屑濁流沉積，巖性為細(xì)到粉砂巖。石油和天然氣主要聚集在尼多組上部生物礁灰?guī)r段。

生物礁灰?guī)r相帶分布具有一定的規(guī)律性，地震和鉆探證實(shí)，早中新世西北巴拉望盆地生物礁灰?guī)r主要沿古新世控凹斷層的上盤古地形高處呈帶狀發(fā)育。

中中新世，主要為帕伽撒組沉積，沉積環(huán)境為半深海大陸斜坡環(huán)境，巖性主要為泥頁巖、泥巖、砂巖，為本區(qū)區(qū)域性的蓋層。

2 地震特征

2.1外形

由于造礁生物生長(zhǎng)速率快，其厚度比同期四周沉積物明顯增厚,因而在有生物礁分布的層位上沿相鄰兩同相軸追蹤時(shí)，厚度明顯增大處則可能是生物礁分布的位置[4]（圖1①）。同時(shí)生物礁在地震剖面上的形態(tài)呈丘狀或透鏡狀凸起[5,6]，其規(guī)模大小不等，小者面積僅數(shù)平方千米，大的可達(dá)30多平方千米。

2.2邊界反射

生物礁體頂面直接被中中新統(tǒng)的帕伽撒泥巖覆蓋，泥巖和礁體之間存在明顯的波阻抗差，故出現(xiàn)強(qiáng)振幅反射相位。而礁體的底部由于多與泥灰?guī)r接觸，泥灰?guī)r的速度一般為4 000 m/s，與灰?guī)r的波阻抗差沒有頂面那么大，故底部反射界面明顯比頂部反射界面弱，且連續(xù)性也變差，甚至還可能出現(xiàn)斷續(xù)反射現(xiàn)象。

2.3內(nèi)部反射特征

生物礁是由豐富的造礁生物及附礁生物形成的塊狀格架地質(zhì)體[7]，不顯沉積層理，但可以看到生物層理(如結(jié)殼狀構(gòu)造、纏繞狀構(gòu)造等)，故礁體內(nèi)部呈雜亂反射（圖1②）。但當(dāng)生物礁在其生長(zhǎng)發(fā)育過程中，伴隨海水的進(jìn)退而出現(xiàn)礁、灘互層，礁灘沉積顯現(xiàn)出旋回性時(shí)， 也可出現(xiàn)層狀反射結(jié)構(gòu)（圖1③），有時(shí)內(nèi)部反射為空白區(qū)[8]（圖1④）。

2.4外圍反射

（1）披覆

礁體常為水下隆起，高于同沉積地層，致使緊鄰礁體的上覆地層具頂薄側(cè)厚特征[9]，在后期差異壓實(shí)作用下可形成披覆。披覆現(xiàn)象幾乎在所有礁體的外圍反射中都存在，隨著層位提高，披覆效應(yīng)逐漸消失。

（2）上超

礁體外圍的上超現(xiàn)象，在時(shí)間剖面上一般對(duì)稱出現(xiàn)在礁體兩側(cè)，與盆地邊緣的地層超覆較易區(qū)別，上超現(xiàn)象有時(shí)清楚，有時(shí)不清楚，當(dāng)礁體生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)間較長(zhǎng)，明顯高于同沉積圍巖時(shí)，兩側(cè)上超現(xiàn)象明顯。

（3）繞射

巖性的突變點(diǎn)或陡坡帶的邊緣，都可使礁體的邊界、內(nèi)部基底出現(xiàn)繞射波。這種繞射波在一般常規(guī)處理中多難以去除，可作為識(shí)別礁體的佐證[10]。

2.5底部的下凹現(xiàn)象

當(dāng)礁體厚度較大，礁體與圍巖存在明顯速度差，在礁體底部就會(huì)出現(xiàn)上凸或下凹現(xiàn)象。礁體速度大于圍巖時(shí)，則底部呈上凸?fàn)?；反之則呈下凹狀。上凸或下凹的程度與礁體厚度及二者波阻抗差的大小成正比，在本區(qū)域，主要呈下凹狀。

上述五個(gè)方面的地震反射特征并非每個(gè)礁體同時(shí)具有，有的礁體或缺少其中某個(gè)方面反射特征也是正常的，對(duì)此種現(xiàn)象也需作出明確的解釋。

3 識(shí)別誤區(qū)

在西北巴拉望盆地的生物礁油氣藏勘探過程中，鉆遇了一些失利井，如圖2所示，這些目標(biāo)區(qū)在地震剖面上具有生物礁的一些特征，如頂?shù)捉缑姹容^清晰，具有披覆上超等特征。

通過作區(qū)域性的地層對(duì)比圖，發(fā)現(xiàn)這些失利井的灰?guī)r段比成功鉆遇生物礁的井明顯減薄；其次，通過查閱鉆井資料，發(fā)現(xiàn)失利井的目的層巖性主要為泥巖，夾少量的粒泥灰?guī)r（Wackstone），巖性特征符合尼多灰?guī)r組的下部沉積，為開闊的淺海陸棚—半深海環(huán)境；同時(shí)，對(duì)地震剖面響應(yīng)特征進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)這些局部構(gòu)造高點(diǎn)地層厚度沒有發(fā)生明顯變化，與“生物礁地層厚度比四周沉積物明顯增厚”的特征不相符。由于該地區(qū)不發(fā)育火成巖體、火山錐、巖丘[11]等特殊地質(zhì)體，進(jìn)而得出結(jié)論，這些失利井沒有鉆遇生物礁，只是鉆遇了地形上的隆起或者古潛山。這對(duì)以后的生物礁勘探避免失利，提高勘探成功率具有重要意義。

4 油氣檢測(cè)

圖2 失利井實(shí)例

西北巴拉望盆地經(jīng)過兩次大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，斷層比較發(fā)育，對(duì)生物礁的含油氣性具有一定的破壞作用。生物礁是否含有油氣是勘探中面臨的重大問題。通過對(duì)生物礁儲(chǔ)層勘探成功和失敗實(shí)例的分析，發(fā)現(xiàn)約束稀疏脈沖波阻抗反演以及瞬時(shí)頻率屬性能有效地預(yù)測(cè)生物礁的含油氣性。

4.1約束稀疏脈沖反演

約束稀疏脈沖波阻抗反演是從反射地震資料導(dǎo)出的一種儲(chǔ)層預(yù)測(cè)反演技術(shù)，它把測(cè)井和地震資料結(jié)合起來進(jìn)行綜合研究，充分利用了測(cè)井資料垂向分辨率高、地震資料橫向分辨率高的優(yōu)點(diǎn)，反演出的波阻抗剖面集地震資料的橫向連續(xù)可追蹤性、測(cè)井資料的縱向高分辨率以及地質(zhì)剖面的直觀性于一體，為勘探開發(fā)提供了可靠的信息[12]。

通常情況下，含油氣儲(chǔ)集層中地震波速度明顯降低，這會(huì)使氣頂反射系數(shù)異常高[13]，明顯強(qiáng)于不含油氣的儲(chǔ)集體。利用這一特征，運(yùn)用疊后約束稀疏脈沖波阻抗反演，對(duì)西北巴拉望盆地的Malampaya生物礁油氣田進(jìn)行儲(chǔ)層反演并確定含油氣儲(chǔ)層波阻抗值域范圍。具體方法如下：在反演軟件（Jason）的色標(biāo)設(shè)置中，設(shè)置低波阻抗段為空值，高波阻抗段為顏色明顯的紅色或黃色，通過調(diào)節(jié)色標(biāo)，確定含油氣生物礁的波阻抗值范圍，通過設(shè)置門檻值，過濾低波阻抗的泥巖和不含油氣的儲(chǔ)集層，橫向預(yù)測(cè)生物礁的含油氣性。通過測(cè)試，當(dāng)波阻抗值大于7.3×106kg/m3·m/s時(shí)，能有效地劃分礁體的含油氣性。

圖3所示，Malampaya礁體尼多組下部灰?guī)r和泥巖沉積的波阻抗值明顯低于尼多組上覆的含油氣生物礁灰?guī)r，通過已鉆井分析，下部灰?guī)r沒有見到油氣顯示。Malampaya礁體與鄰近①、②和③號(hào)礁體的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，②號(hào)礁體的波阻抗明顯低于Malampaya與①號(hào)、③號(hào)礁體。通過鉆探結(jié)果，②號(hào)礁體沒有油氣顯示。可見，通過設(shè)置波阻抗門檻值，約束稀疏脈沖波阻抗反演能有效地識(shí)別生物礁的含油氣性。

圖3 生物礁約束稀疏脈沖反演剖面

圖4 瞬時(shí)頻率屬性剖面

4.2地震屬性

通過對(duì)西北巴拉望盆地含油氣生物礁灰?guī)r地震屬性的提取，表現(xiàn)為中—低振幅、低頻率、高能量半衰期、中—低弧長(zhǎng)，中低能量的特征。通過利用Geoframe地震綜合解釋軟件中的屬性模塊，運(yùn)用瞬時(shí)頻率（Instantaneous Frequency）屬性，通過濾掉高頻，顯示低頻地震剖面，檢測(cè)生物礁灰?guī)r的含油氣性。

從圖4可以看出，通過過濾高頻部分，提取瞬時(shí)頻率低頻剖面，可以明顯地分辨出生物礁灰?guī)r的含油氣性，Malampaya生物礁油氣藏的瞬時(shí)頻率低，②、③號(hào)礁體的低頻部分較少，油氣藏勘探具有較大的風(fēng)險(xiǎn)，通過鉆探②號(hào)礁體，沒有發(fā)現(xiàn)油氣顯示。可見，利用提取瞬時(shí)頻率的低頻部分剖面可以有效的分辨出生物礁及其含油氣性。

5 結(jié)論

（1）西北巴拉望盆地生物礁發(fā)育，主要沿古新世控凹斷層的上盤古地形高呈帶狀發(fā)育，其頂部覆蓋較厚的泥巖，形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)蓋組合，具有良好成藏環(huán)境。

（2）通過對(duì)已勘探發(fā)現(xiàn)生物礁油氣藏的地震剖面特征的歸納總結(jié)，得出西北巴拉望盆地生物礁具有“上凸下凹”現(xiàn)象、礁體地層厚度明顯增大、礁體與周緣沉積物呈超覆接觸關(guān)系等特征。

（3）利用約束稀疏脈沖反演以及瞬時(shí)頻率剖面設(shè)置門檻值檢測(cè)生物礁的含油氣性，對(duì)提高生物礁勘探成功率具有較大的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

[1] 劉振湖．南海南沙海域沉積盆地與油氣分布[J]．大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2005，29（3）：410-417．

[2] 姚伯初，萬玲，吳能友．大南海地區(qū)新生代板塊構(gòu)造活動(dòng)[J].中國地質(zhì)，2004，31（2）：113-122．

[3] 魏喜，鄧晉福，謝文彥，等．南海盆地演化對(duì)生物礁的控制及礁油氣藏勘探潛力分析[J]．地學(xué)前緣，2005，12（3）：245-251．

[4] 陳斯忠，胡平忠．珠江口盆地第三紀(jì)生物礁及其找油意義[J].中國海上油氣，1987，1（1）：3-10．

[5] 龔再升．生物礁是南海北部深水區(qū)的重要勘探領(lǐng)域[J]．中國海上油氣，2009，21（5）：289-295．

[6] 朱偉林．珠江口盆地中新世碳酸鹽巖及生物礁相研究[J]．海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，1987，7（2）：11-19．

[7] 張明書．生物礁比較沉積學(xué)與礁油氣藏探查[J]．海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，1990，10（2）：13-22．

[8] 汪瑞良，周小康，曾驛，等．珠江口盆地東部東沙隆起中新世碳酸鹽巖與生物礁地震響應(yīng)特征及其識(shí)別[J]．石油天然氣學(xué)報(bào)，2011，33（8）：63-68．

[9] 王玲，張研，馬曉宇，等．臺(tái)緣斜坡帶變形膏、鹽巖下的礁體識(shí)別技術(shù)[J]．石油地球物理勘探，2011，46（4）：621-628.

[10] 邱燕．地震地層學(xué)解釋法在珠江口盆地的應(yīng)用[J]．地質(zhì)評(píng)論，1990，36（6）：540-549．

[11] 郭建宇，馬朋善，胡平忠，等．地震-地質(zhì)方法識(shí)別生物礁[J].石油地球物理勘探，2006，41（5）：587-591．

[12] 舒克棟，張才智，程超，等．約束稀疏脈沖反演在泌陽凹陷南部陡坡帶中的應(yīng)用[J]．新疆石油天然氣，2011，7（1）：16-20．

[13] 張明學(xué)．地震勘探原理與解釋[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2010：219．

Seismic Profile Characteristics of Reefs and Hydrocarbon Detection Technology in Northwest Palawan Basin

ZHU Congjun1, SONG Jinfu2, XIE Yinggang1, GUO Qingzheng1, ZHANG Shuai1
（1.Oilfield Engineering Research Institude,CNOOC Energy Technology & Services,Tanggu Tianjin300457,China; 2. The Second Oil Production Plant of DaGang Oilfield,Huanghua Hebei061103,China）

In the hanging wall of faults which controlled the Paleocene depression in the Northwest Palawan Basin in the South China Sea, a large number of ancient terrain height reefs and thick mudstones are well developed, forming important reservoir cap combination type in the study area. Through years of exploration and development, 27 reef oil and gas fields have been discovered. In this article, the Northwest Palawan basin evolution and reef formation in this basin have been discussed, and the seismic response characteristics of reef oil and gas reservoir discovered in this basin are summarized, which lay a solid foundation for valid identification of reef reservoirs. Meanwhile, the reef reservoirs after containing oil and gas are characterized by high impedance and lowfrequency. The sparse spike inversion method and filtering method by setting threshold value of seismic attribute have been used to detect hydrocarbon bearing conditions of reefs to improve the reef reservoir exploration success rate.

Northwest Palawan Basin; reef; seismic response; impedance; threshold value; hydrocarbon bearing conditions

P631.4

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2014.03.061

1008-2336（2014）03-0061-05

2013-08-02；改回日期：2013-10-29

朱從軍，男，1982年生，工程師，2004年畢業(yè)于長(zhǎng)安大學(xué)資源學(xué)院，主要從事地球物理研究工作。

E-mail：zhucj@cnooc.com.cn。