梁全勝

(陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)研究院,陜西延安716000)

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鄂爾多斯盆地高家河地區(qū)上古生界地震沉積學(xué)研究

梁全勝

(陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)研究院,陜西延安716000)

摘要:綜合利用地震巖性學(xué)理論、地震反射同相軸非頻變特征、地震數(shù)值模擬和時(shí)頻分析等方法對(duì)鄂爾多斯盆地高家河三維地震工區(qū)上古生界地層進(jìn)行了地震沉積學(xué)研究。研究表明:①基于在上古生界建立的5個(gè)參考等時(shí)地震反射界面,通過(guò)線性內(nèi)插,在90°相位地震數(shù)據(jù)體中形成311層具有等時(shí)意義的地層切片;②在地震薄層(<λ/4,λ為通過(guò)砂巖的地震波波長(zhǎng))的情況下,90°相位地震數(shù)據(jù)的極性與巖性具有對(duì)應(yīng)關(guān)系,零相位和90°相位地震剖面具有相同的縱向分辨率;③利用振幅信息進(jìn)行巖性(沉積體系)解釋時(shí),頻率并不是越高越好；最佳頻率是使目的層內(nèi)最厚砂巖達(dá)到調(diào)諧振幅的頻率(調(diào)諧頻率);④90°相位地震數(shù)據(jù)的時(shí)頻譜不能反映由薄砂層到厚砂層的連續(xù)變化特征,所以利用90°相位地震資料地層切片預(yù)測(cè)巖性時(shí),必須將地震主頻調(diào)整為最厚砂層的調(diào)諧頻率。將上述認(rèn)識(shí)應(yīng)用到工區(qū)上古生界山西組二段最下部(P1S23)的地層研究,揭示了該時(shí)期主要水道的分布特征。

關(guān)鍵詞：地震沉積學(xué);鄂爾多斯盆地;參考等時(shí)地震反射界面;零相位地震數(shù)據(jù);90°相位地震數(shù)據(jù);調(diào)諧頻率

鄂爾多斯盆地高家河地區(qū)上古生界地層是天然氣主力產(chǎn)層,壓實(shí)作用強(qiáng)烈,致密砂巖與泥巖縱波傳播速度相近。目前研究實(shí)踐表明,由于該區(qū)地震反射品質(zhì)不高,并且缺乏區(qū)分砂泥巖的聲波速度基礎(chǔ),導(dǎo)致常規(guī)波阻抗反演方法預(yù)測(cè)的儲(chǔ)層精度低,對(duì)進(jìn)一步提高天然氣勘探成功率造成了不利影響。地震沉積學(xué)研究可以降低對(duì)地震反射品質(zhì)的要求,處理結(jié)果更具有地質(zhì)意義,同時(shí)可以進(jìn)一步提高沉積體系的預(yù)測(cè)精度。

基于Widess地震反射波疊加干涉理論[1],ZENG等提出了利用90°相位旋轉(zhuǎn)、地層切片和分頻技術(shù)提高地震信息預(yù)測(cè)巖性及沉積體系的精度[2-7]，并將適合盆地尺度范圍的、厚層的、低分辨的地震地層學(xué)發(fā)展到適合儲(chǔ)層尺度的、薄層的、高分辨的地震沉積學(xué)。國(guó)內(nèi)學(xué)者在地震沉積學(xué)研究方面也提出了自己的觀點(diǎn),并進(jìn)行了有益的探索[8-12]。特別是在利用地震沉積學(xué)方法研究陸相湖盆沉積體系方面取得了豐富的研究成果[13-15]。

本文首先從理論上研究了如何在地震數(shù)據(jù)體中建立高頻層序等時(shí)格架、巖性與子波相位的關(guān)系、地震子波頻率對(duì)沉積學(xué)解釋的影響三個(gè)地震沉積學(xué)基本問題,然后將研究成果應(yīng)用到鄂爾多斯盆地高家河地區(qū)上古生界山西組二段最下部(P1S23)地層研究,以揭示該時(shí)期主要水道的分布特征。

1高頻層序(短期旋回)等時(shí)格架的建立

利用地震沉積學(xué)重建高頻層序(短期旋回)框架是三維地震解釋策略的一個(gè)巨大變化。在地震數(shù)據(jù)體中建立高頻層序(短期旋回)等時(shí)格架的基礎(chǔ)是參考等時(shí)地震反射同相軸的識(shí)別。參考等時(shí)地震反射同相軸對(duì)應(yīng)于地質(zhì)上的等時(shí)地層界面,具有地質(zhì)上等時(shí)的特征。地質(zhì)上等時(shí)的參考地震反射同相軸代表一個(gè)孤立的、有一定厚度的、具有阻抗異常的并能大區(qū)域追蹤的地質(zhì)界面或沉積單元。從地質(zhì)上來(lái)說(shuō),最明顯的等時(shí)界面是凝縮層、厚泥頁(yè)巖中廣泛分布的薄砂層及厚砂層中廣泛分布的泥巖層、碎屑巖中碳酸鹽巖夾層和廣泛分布的煤層等特殊巖性及不整合面。在地震反射上,等時(shí)參考地震反射同相軸一般是反射最強(qiáng)、最連續(xù)的同相軸。在許多情況下,甚至在沒有井控制的情況下,這些等時(shí)參考同相軸也可以追蹤對(duì)比。等時(shí)地層界面為阻抗差異界面,根據(jù)褶積理論,無(wú)論子波頻率高低,都可以產(chǎn)生地震反射,形成反射同相軸。因此,等時(shí)參考地震反射同相軸具有非頻變特征。

根據(jù)模型正演可知,90°相位地震剖面的極性具有巖性意義,與巖性(薄砂層)具有較好的匹配關(guān)系。因此,我們利用90°相位地震剖面來(lái)建立高頻層序(短期旋回)等時(shí)地層格架。

本次研究建立了5個(gè)參考等時(shí)地震反射界面,分別命名為Reference1到Reference5(圖1)。5個(gè)參考等時(shí)地震反射界面基本與中期旋回最大洪泛面相對(duì)應(yīng)。如Reference2對(duì)應(yīng)于第9個(gè)中期旋回最大洪泛面，Reference3對(duì)應(yīng)于第4個(gè)中期旋回最大洪泛面，Reference4對(duì)應(yīng)于第2個(gè)中期旋回最大洪泛面，Reference5對(duì)應(yīng)于第1個(gè)中期旋回最大洪泛面。除第4個(gè)參考等時(shí)地震反射界面為太原組中部泥巖或泥灰?guī)r響應(yīng)外,其余參考等時(shí)地震反射界面均為凝縮層泥巖響應(yīng)。這些最大洪泛時(shí)期沉積分布穩(wěn)定,延伸范圍廣,最具有等時(shí)意義。在90°相位地震剖面上,凝縮層表現(xiàn)為中強(qiáng)振幅、高連續(xù)、波谷地震反射。通過(guò)對(duì)Y120井旁地震道進(jìn)行時(shí)頻分析,參考等時(shí)地震反射在不同頻率都具有較強(qiáng)的地震反射能量,說(shuō)明這些同相軸是由阻抗差異形成的,而不是由于地震干涉作用所致,具有非頻變特征,這也證實(shí)了這些同相軸在地質(zhì)上具有等時(shí)意義。

圖1　過(guò)Y120井inline 244測(cè)線(90°相位剖面)參考等時(shí)界面

目前形成地層切片的方法有參考同相軸之間線性內(nèi)插、瞬時(shí)相位延展、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和同相軸驅(qū)動(dòng)等。若地層連續(xù)沉積,垂向沉積速率保持恒定,橫向沉積速率與地層厚度具有線性關(guān)系,此外,在參考等時(shí)地震反射同相軸之間沒有削截或上超、退覆、頂超等不整一反射，則在時(shí)間域內(nèi),可以對(duì)參考等時(shí)地震反射界面之間的層段進(jìn)行線性內(nèi)插,從而形成具有等時(shí)意義的時(shí)間地層界面,即地層切片。

圖2　目的層高分辨率等時(shí)地層格架

本次研究在5個(gè)參考等時(shí)地震反射界面之間進(jìn)行線性內(nèi)插,在90°相位地震數(shù)據(jù)體中形成311層具有等時(shí)意義的地層切片(圖2中slice 1—slice 311)。通過(guò)時(shí)深標(biāo)定,建立了短期旋回界面與地層切片之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這是地震沉積學(xué)研究的關(guān)鍵之一(圖2)。

從圖2可以看出,短期旋回邊界和二分點(diǎn)界面(最大洪泛面)并不沿某個(gè)地震反射同相軸分布,而是切穿同相軸,即沿短期旋回和二分點(diǎn)界面地震極性發(fā)生變化(波峰和波谷交替出現(xiàn)),與傳統(tǒng)地震解釋不同。研究表明，這種情況是由地震干涉作用造成的,說(shuō)明地震反射同相軸不一定代表阻抗差異界面。因此,在鉆井資料較少的地區(qū),不能通過(guò)時(shí)深標(biāo)定和地震同相軸追蹤來(lái)建立高頻層序(短期旋回)等時(shí)地層格架。

在原始振幅數(shù)據(jù)體中,沿地層切片逐點(diǎn)采樣,形成振幅地層切片數(shù)據(jù)體。振幅地層切片數(shù)據(jù)體中每一點(diǎn)與原始振幅數(shù)據(jù)體中對(duì)應(yīng)點(diǎn)具有相同的x坐標(biāo)和y坐標(biāo),但縱坐標(biāo)則由雙程旅行時(shí)間變?yōu)橄鄬?duì)地質(zhì)時(shí)間,每一地層切片具有相同的相對(duì)地質(zhì)時(shí)間。因此,在振幅地層切片數(shù)據(jù)體中,沿每一地層切片拉平就可以消除構(gòu)造變形的影響,而突出沉積現(xiàn)象。振幅地層切片中的時(shí)間切片實(shí)際上就是具有年代地層意義的地層切片。同一地層切片是在相同的地質(zhì)時(shí)間形成的,上覆地層切片比其下伏地層切片晚。所以振幅地層切片數(shù)據(jù)體實(shí)際上代表了年代地層體。在具有地質(zhì)測(cè)年資料的情況下,可以標(biāo)定振幅地層切片數(shù)據(jù)體的絕對(duì)地質(zhì)時(shí)間。

2巖性與子波相位的關(guān)系

零相位地震道與單個(gè)反射界面對(duì)稱(如,與砂巖頂、底界面對(duì)稱等)。對(duì)于不整合界面上或厚層中的巖性識(shí)別,零相位數(shù)據(jù)更理想。然而,在零相位地震模型中可以看到,薄層砂巖(<λ/4，λ為通過(guò)砂巖的地震波波長(zhǎng))上半部分位于波峰,而下半部分則位于波谷,說(shuō)明地震極性與巖性沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系,無(wú)法利用地震同相軸確定巖性。因此對(duì)地震意義上的薄層沉積單元(<λ/4)而言,來(lái)自零相位數(shù)據(jù)的地震道不對(duì)稱,難以匹配到巖性指示測(cè)井曲線上。而且,由于存在更嚴(yán)重的旁瓣干涉作用，零相位數(shù)據(jù)的地層分辨率(stratigraphic resolution)低。因此,地層切片上觀察到的振幅信號(hào)和強(qiáng)度并不一定指示巖性[6-7]。改善振幅解釋的最簡(jiǎn)單和最有效方法是將零相位數(shù)據(jù)進(jìn)行90°相位旋轉(zhuǎn),將地震道從反射系數(shù)序列(界面信息)轉(zhuǎn)換成相對(duì)阻抗序列(層段信息)[6-7,16]。在90°相位地震數(shù)據(jù)中,最大振幅位于薄層中心。這種處理還可以改善地震數(shù)據(jù)的地層分辨率。

我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)地質(zhì)模型(圖3a),然后將90°相位50Hz Ricker子波與反射系數(shù)褶積得到90°相位合成地震剖面(圖3b)。可以看出,當(dāng)砂巖厚度大于λ/4時(shí),砂巖頂、底面沿波峰和波谷拐點(diǎn)分布,地震波形與砂巖頂、底面成反對(duì)稱形態(tài)。當(dāng)砂巖厚度為λ/4—λ之間時(shí),地震波形發(fā)生畸變;當(dāng)砂巖厚度小于λ/4時(shí),砂巖頂、底面偏離波峰、波谷拐點(diǎn),此時(shí)薄砂巖層大致與地震反射波谷同相軸對(duì)應(yīng)。這說(shuō)明在地震薄層的情況下,90°相位合成記錄的地震極性與巖性具有對(duì)應(yīng)關(guān)系,即地震波波谷同相軸對(duì)應(yīng)砂巖,此時(shí)可以利用地震同相軸預(yù)測(cè)巖性展布。

拾取90°相位合成地震剖面中砂巖中心線的振幅,制作如圖3c所示的砂巖調(diào)諧振幅曲線，可以看出，0和90°相位合成地震剖面具有相同的縱向分辨率。比較零相位地震剖面沿砂巖頂面波峰和90°相位剖面沿砂巖中心線的振幅分布,發(fā)現(xiàn)在薄砂層區(qū)域(<λ/4)兩種振幅具有相似的分布特征。

圖3　楔狀砂巖模型及其90°相位子波地震響應(yīng)特征a 地質(zhì)模型; b 90°相位合成地震剖面; c 砂巖調(diào)諧振幅曲線

3地震子波頻率對(duì)沉積學(xué)解釋的影響

薄層沉積序列(如高頻層序)的地震反射特征與地震頻率緊密相關(guān)[4]。ZENG等認(rèn)為地震頻率極大地控制了地震反射同相軸的地層學(xué)性質(zhì)(等時(shí)或穿時(shí))[2-3]。在低頻范圍,許多地震反射同相軸趨向于穿時(shí);而在高頻范圍,地震反射同相軸更趨向于等時(shí)。相似地,地震頻率成分也控制了地層切片上觀察到的地震地貌模式。地震頻率對(duì)地震反射的控制與調(diào)諧現(xiàn)象密切相關(guān)。接近給定子波調(diào)諧厚度的地層其地震反射振幅被加強(qiáng),而其余厚度的地層地震反射振幅被壓制。簡(jiǎn)言之,地震地貌是子波頻率或調(diào)諧厚度的函數(shù)。

研究區(qū)域目的層砂巖厚度變化大,最厚達(dá)到35m,最薄小于1m。使不同厚度的砂體達(dá)到調(diào)諧振幅的頻率(調(diào)諧頻率)是不同的。

本文依據(jù)楔狀地質(zhì)模型(圖3a),將相應(yīng)的反射系數(shù)與不同主頻的零相位Ricker子波褶積,然后沿砂巖頂面提取振幅信息,得到不同頻率的調(diào)諧厚度(最強(qiáng)振幅對(duì)應(yīng)的砂巖厚度)和不同砂巖層厚度的調(diào)諧頻率(圖4)。可以看出,隨著砂巖厚度增加,調(diào)諧頻率降低;而隨著子波頻率增加,砂巖調(diào)諧厚度也降低。

對(duì)零相位50Hz Ricker子波楔狀地震模型波峰和波谷之間的砂巖層段進(jìn)行10～150Hz時(shí)頻分析,結(jié)果見圖5,可以看出薄砂層具有高的調(diào)諧頻率,隨著砂巖厚度增加調(diào)諧頻率降低。圖5也反映出利用時(shí)頻譜特征可以確定砂體的連續(xù)性。調(diào)諧頻率連續(xù)變化說(shuō)明砂體連續(xù)分布。進(jìn)一步的研究表明,雖然調(diào)諧頻率在宏觀上連續(xù)分布,但具有突變現(xiàn)象,則說(shuō)明砂體厚度有變化。若調(diào)諧頻率成斷續(xù)或斑狀分布則表明砂體不連續(xù)。

圖4　零相位模型調(diào)諧頻率(a)及調(diào)諧厚度(b)特征

圖5　零相位50Hz Ricker子波楔狀地震模型時(shí)頻分析結(jié)果

對(duì)S232井井旁道實(shí)際地震記錄進(jìn)行了時(shí)頻分析,發(fā)現(xiàn)砂巖相對(duì)泥巖具有高阻抗特征,厚砂層(>λ/4)位于波谷;薄砂層(<λ/4)為波峰—波谷對(duì);極薄砂層形成復(fù)合地震反射,無(wú)法單獨(dú)利用地震信息進(jìn)行檢測(cè),如,上二疊統(tǒng)盒二段(P2H2)頂部夾于泥巖中的薄砂巖厚度1.34m,平均縱波速度4961m/s,調(diào)諧頻率925Hz,相對(duì)于50Hz主頻地震資料為地震意義上的極薄層,地震信息不能檢測(cè),與泥巖或其它薄砂巖層形成復(fù)合地震反射同相軸。P2H2底部砂巖厚度14.20m,平均縱波速度4329m/s,調(diào)諧頻率69Hz,相對(duì)于50Hz主頻地震資料為地震意義上的薄層。下部砂巖位于波峰,上部砂巖位于波谷。上二疊統(tǒng)盒八段(P2H8)底部砂巖厚度34.70m,平均縱波速度4219m/s,調(diào)諧頻率28Hz,相對(duì)于50Hz主頻地震資料為地震意義上的厚層,因此,該砂巖位于波谷。

在前面的章節(jié)中,分別討論了地震子波相位及頻率對(duì)地震資料沉積學(xué)解釋的影響,但在實(shí)際工作中,兩者會(huì)對(duì)解釋產(chǎn)生綜合影響。本文沿90°相位50Hz Ricker子波楔狀地震模型砂巖中心線進(jìn)行5～200Hz時(shí)頻分析,以此說(shuō)明子波相位和頻率對(duì)沉積學(xué)解釋產(chǎn)生的影響，時(shí)頻分析結(jié)果見圖6?？梢钥闯?薄砂層(<λ/4)對(duì)應(yīng)于地震反射波谷同相軸(圖6),而厚砂層則對(duì)應(yīng)于地震反射波峰同相軸,顯示為明顯的兩段式。這種情況很容易使人誤認(rèn)為是砂體不連續(xù)造成的,因此,90°相位Ricker子波楔狀地震模型的時(shí)頻譜不能反應(yīng)由薄砂層到厚砂層的連續(xù)變化特征。該圖的重要性在于,為避免此類解釋陷阱,必須將地震主頻調(diào)整為最厚砂層的調(diào)諧頻率。所以，當(dāng)利用90°相位地震資料地層切片預(yù)測(cè)巖性時(shí),應(yīng)該特別小心。這與前述的零相位50Hz Ricker子波楔狀地震模型的時(shí)頻譜特征(圖5)完全不同。

上述研究說(shuō)明,不同層序地層中砂巖厚度分布范圍不同,沉積體系規(guī)模不一。因此,鑒于不同頻率有不同的最佳解釋范圍,那么在解釋不同層序中各種規(guī)模的沉積體系時(shí),應(yīng)選用不同的頻率組合,即沉積學(xué)解釋應(yīng)該采用分頻解釋。在利用振幅信息進(jìn)行巖性(沉積體系)解釋時(shí)并非是頻率越高越好。最佳頻率是使目的層內(nèi)最厚砂巖達(dá)到調(diào)諧振幅的頻率(調(diào)諧頻率)。

圖6　90°相位50Hz Ricker子波合成地震剖面砂巖中心線時(shí)頻分析結(jié)果

4應(yīng)用效果分析

將上述研究結(jié)果應(yīng)用于延長(zhǎng)油田高家河三維地震工區(qū)內(nèi)上古生界山西組二段最下部(P1S23)地層研究,以闡明地震沉積學(xué)的具體應(yīng)用成果。

P1S23介于地層切片Slice 273和Slice 282切片之間(圖2),該段底部砂巖(北岔溝砂巖)發(fā)育,為重要的天然氣勘探目的層。在野外露頭上,北岔溝砂巖厚度變化較大,由復(fù)合水道砂巖組成,底界面為河道強(qiáng)烈下切作用形成的沖刷面。P1S23上部主要發(fā)育泥巖。Slice 279切片基本上切過(guò)北岔溝砂巖,可以用來(lái)解釋P1S23的沉積體系的分布特征(圖7)。

對(duì)S208井旁地震道進(jìn)行時(shí)頻分析發(fā)現(xiàn),北岔溝砂巖強(qiáng)地震反射能量集中在60～90Hz。因此,本文選擇60,70和85Hz能量數(shù)據(jù)體的地層切片,來(lái)反應(yīng)不同規(guī)模的沉積體系。

60Hz能量地層切片Slice 279主要反應(yīng)了較大規(guī)模的水道及決口扇沉積形態(tài)。Slice 279地層切片中,最強(qiáng)地震反射能量呈條帶狀展布。主要在3個(gè)區(qū)域:①沿S231—S232—S208—S244呈南北—東西—南北向分布;②沿S212—Y127—S209呈北西—南東向分布;③沿S226邊緣呈北東—南西向分布。

上述三個(gè)區(qū)域,鉆遇P1S23砂巖厚度一般在15m以上。S244井和S211井鉆遇砂巖厚度超過(guò)30m。通過(guò)測(cè)井資料分析,北岔溝砂巖在自然伽馬曲線上多數(shù)表現(xiàn)為箱形、鋸齒狀箱形,少數(shù)呈鐘形或鋸齒狀鐘形疊置測(cè)井相。說(shuō)明北岔溝砂巖主要為一套拼合砂體。結(jié)合巖性、測(cè)井及地震反射模式,可以發(fā)現(xiàn),條帶狀強(qiáng)地震反射形態(tài)表征了復(fù)合水道砂巖的平面分布特征。

在Y287井兩側(cè),存在兩個(gè)互不連通的斑狀強(qiáng)能量地震反射區(qū)域。該區(qū)域P1S23巖性組合主要為泥巖夾砂巖或砂泥巖不等厚互層。自北而南,砂巖逐漸減薄,S226井鉆遇砂巖厚度15m左右,而在Y287井,僅僅鉆遇幾個(gè)薄砂巖層。在自然伽馬曲線上,相對(duì)較厚砂巖表現(xiàn)為漏斗狀,薄砂層表現(xiàn)為低幅齒狀。說(shuō)明這些斑狀強(qiáng)振幅反應(yīng)了水道決口形成的決口扇沉積(圖7)。

與60Hz能量地層切片比較,70Hz能量地層切片Slice 279在S246井到S221井區(qū)域出現(xiàn)向西凸出的細(xì)條帶狀強(qiáng)地震反射能量分布模式。

根據(jù)鉆井資料分析,S246井P1S23共發(fā)育3套砂巖,砂巖之間具有較厚的泥巖隔層,累積砂巖厚度達(dá)到27m,自然伽馬曲線上表現(xiàn)為鋸齒狀鐘形和箱形的疊置組合。S224井P1S23于頂、底各發(fā)育一套砂巖,間夾較厚泥巖隔層,砂巖累積厚度13m,自然電位曲線較平直。Y162井和S221井P1S23底部發(fā)育一套砂巖,累積厚度15m,其上發(fā)育大套泥巖,自然伽馬曲線表現(xiàn)為鋸齒狀鐘形。說(shuō)明該區(qū)域相帶主要是河道遷移形成。

綜上所述,本次研究認(rèn)為,S246井到S221井區(qū)域出現(xiàn)的南北向延伸的、向西凸出的細(xì)條帶狀強(qiáng)地震反射反映了該區(qū)域發(fā)育多次河道遷移事件。說(shuō)明自東向西,河道不斷遷移的演化過(guò)程。

隨著地震主頻提高,地震分辨率增強(qiáng),85Hz能量地層切片Slice 279反映出決口扇內(nèi)部砂體厚薄不均的非均一性特征。如Y218井區(qū)域,出現(xiàn)呈蠕蟲狀中—強(qiáng)地震反射模式,P1S23中下部發(fā)育塊狀砂巖,可能代表決口扇上發(fā)育的小水道。

結(jié)合地質(zhì)、測(cè)井和地震反射特征認(rèn)為,P1S23沉積時(shí)期,工區(qū)主要為淺水型三角洲下三角洲平原沉積環(huán)境,水道發(fā)育。水道主要有①沿S229—S228—S232—S208—Y124邊緣呈南北—東西—南北向分布。沿該河道邊緣,于S231附近可能發(fā)育一個(gè)規(guī)模較大的邊灘;②沿S212—Y127—S209呈北西—南東向分布;③沿S210—S226發(fā)育一遷移河道帶,呈近東—西向分布,指明了水道自東向西不斷遷移的演化過(guò)程。在工區(qū)東邊及東北可能也發(fā)育水道。Y287井兩側(cè)主要發(fā)育決口扇沉積。此外,工區(qū)北部主要為泥巖夾薄砂層區(qū)域,局部地區(qū)也富集砂巖(圖7)。

圖7　P1S23沉積沉積體系平面分布

5結(jié)束語(yǔ)

本次研究得到如下認(rèn)識(shí):

1) 建立了5個(gè)參考等時(shí)地震反射界面,基本與中期旋回最大洪泛面相對(duì)應(yīng),具有等時(shí)意義。在90°相位地震剖面上,參考等時(shí)地震反射表現(xiàn)為中強(qiáng)振幅、高連續(xù)、波谷地震反射同相軸。參考等時(shí)地震反射在不同頻率都具有較強(qiáng)的地震反射能量,由阻抗差異形成,具有非頻變特征。通過(guò)在五個(gè)參考等時(shí)地震反射界面之間進(jìn)行線性內(nèi)插,在90°相位地震數(shù)據(jù)體中形成311層具有等時(shí)意義的地層切片。通過(guò)時(shí)深標(biāo)定,說(shuō)明沿短期旋回和二分點(diǎn)界面,地震極性發(fā)生變化。

2) 在地震薄層(<λ/4)的情況下,90°相位地震數(shù)據(jù)的地震極性與巖性具有對(duì)應(yīng)關(guān)系,地震波波谷同相軸對(duì)應(yīng)砂巖。零相位和90°相位地震剖面具有相同的縱向分辨率,在薄砂層區(qū)域(<λ/4),兩種振幅(零相位和90°相位)具有相似的分布特征。

3) 在解釋不同層序中各種規(guī)模的沉積體系時(shí),應(yīng)選用不同的頻率組合。在利用振幅信息進(jìn)行巖性(沉積體系)解釋時(shí)并非是頻率越高越好。最佳頻率是使目的層內(nèi)最厚砂巖達(dá)到調(diào)諧振幅的頻率(調(diào)諧頻率)。90°相位地震數(shù)據(jù)的時(shí)頻譜不能反應(yīng)由薄砂層到厚砂層的連續(xù)變化特征。利用90°相位地震資料地層切片預(yù)測(cè)巖性時(shí),必須將地震主頻調(diào)整為最厚砂層的調(diào)諧頻率。

4) 將地理論研究應(yīng)用于延長(zhǎng)油田高家河三維地震工區(qū)內(nèi)上古生界山西組二段最下部(P1S23)地層研究，結(jié)合地質(zhì)、測(cè)井和地震反射特征,表明該時(shí)期水道主要分布特征為:①沿S229—S228—S232—S208—Y124邊緣呈南北—東西—南北向分布;②沿S212—Y127—S209呈北西—南東向分布;③沿S210—S226發(fā)育一遷移河道帶,呈近東—西向分布。

參考文獻(xiàn)

[1]WIDESS M B.How thin is a thin bed? [J].Geophysics,1973,38(6):1176-1180

[2]ZENG H L,BACKUS M M,BARROW K T,et al.Stratal slicing:part Ⅰ.realistic 3-D seismic model[J].Geophysics,1998a,63(2):502-513

[3]ZENG H L,HENRY S C,RIOLA J P.Stratal slicing:part Ⅱ.real seismic data[J].Geophysics,1998b,63(2):514-522

[4]ZENG H L,KERANS C.Seismic frequency control on carbonate seismic stratigraphy:a case study of the Kingdom Abo sequence,west Texas[J].AAPG Bulletin,2003,87(2):273-293

[5]ZENG H L,HENTZ T F.High-frequency sequence stratigraphy from seismic sedimentology:applied to Miocene,Vermilion Block 50,Tiger Shoal area,offshore Louisiana[J].AAPG Bulletin,2004,88(2):153-174

[6]ZENG H L,BACKUS M M.Interpretive advantages of 90°-phase wavelets,part I:modeling[J].Geophysics,2005a,70(1):C7-C15

[7]ZENG H L,BACKUS M M.Interpretive advantages of 90°-phase wavelets,part II:seismic applications[J].Geophysics,2005b,70(1):C17-C24

[8]董春梅,張憲國(guó),林承焰.有關(guān)地震沉積學(xué)若干問題的探討[J].石油地球物理勘探,2006,41(4):405-409

DONG C M,ZHANG X G,LIN C Y.Discussions on several issues about seismic sedimentology[J].Oil Geophysical Prospecting,2006,41(4):405- 409

[9]董春梅,張憲國(guó),林承焰.地震沉積學(xué)的概念、方法和技術(shù)[J].沉積學(xué)報(bào),2006,24(5):699-704

DONG C M,ZHANG X G,LIN C Y.Concepts,meth-odologies,and technologies of the seismic sedimentology[J].Acta Sedimentologica Sinica,2006,24(5):699-704

[10]林承焰,張憲國(guó).地震沉積學(xué)探討[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2006,21(11):1140-1144

LIN C Y,ZHANG X G.The discussion of seismic sedimentology[J].Advances in Earth Science,2006,21(11):1140-1144

[11]林承焰,張憲國(guó),董春梅.地震沉積學(xué)及其初步應(yīng)用[J].石油學(xué)報(bào),2007,28(2 ):69-71

LIN C Y,ZHANG X G,DONG C M.Concepts of seismic sedimentology and its preliminary applications[J].Acta Petrolei Sinica,2007,28(2):69-71

[12]吳因業(yè),顧家裕,施和生,等.從層序地層學(xué)到地震沉積學(xué)—全國(guó)第五屆油氣層序地層學(xué)大會(huì)綜述[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2008,30(3):217-220,226

WU Y Y,GU J Y,SHI H S,et al.From sequence stratigraphy to seismic sedimentology[J].Petroleam Geology & Experiment,2008,30(3):217-220,226

[13]董艷蕾,朱筱敏,曾洪流,等.黃驊坳陷歧南凹陷古近系沙一層序地震沉積學(xué)研究[J].沉積學(xué)報(bào),2008,26(2):234-240

DONG Y L,ZHU X M,ZENG H L,et al.Seismic sedimentologic study of Tertiary Sha-1 sequence,Qinan Sag,Huanghua Depression[J].Acta Sedimentologica Sinica,2008,26(2):234-240

[14]朱筱敏,劉長(zhǎng)利,張義娜,等.地震沉積學(xué)在陸相湖盆三角洲砂體預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].沉積學(xué)報(bào),2009,27(5):915-921

ZHU X M,LIU C L,ZHANG Y N,et al.Application of seismic sedimentology in prediction of non-marine lacustrine deltaic sand bodies[J].Acta Sedimentologica Sinica,2009,27(5):915-921

[15]ZHAO W H,ZOU C N,CHI Y L,et al.Sequence stratigraphy,seismic sedimentology,and litho-stratigraphic plays:Upper Cretaceous,Sifangtuozi Area,Southwest Songliao Basin,China[J].AAPG Bulletin,2011,35(5):980-995

[16]SICKING C J.Windowing and estimation variance in deconvolution[J].Geophysics,1982,47(6):1022-1034

(編輯:朱文杰)

Seismic sedimentology study on Upper Paleozoic in Gaojiahe Area,Erdos Basin

LIANG Quansheng

(ResearchInstituteofYanchangPetroleum(Group)Co.LTD,Yan’an716000,China)

Abstract:Seismic sedimentology study was carried out on the Upper Paleozoic of 3D seismic survey area at Gaojiahe Area in Erdos Basin using the frequency-independent event characteristic,seismic litholgoy theory,seismic numerical simulation and time-frequency analysis.The results indicate:①the five reference isochronous seismic reflection interfaces,established in Upper Paleozoic,have formed 311 strata slices with isochronous meaning in 90° phase seismic data volume by linear interpolation;②when the layer is thin (<λ/4，λ means seismic wavelet length),the polarity of 90° phase seismic data corresponds with lithology,and the seismic sections of zero-phase and 90° phase own the same longitudinal resolution;③when the amplitude is utilized for lithology (sedimentary system) interpretation,the optimal frequency is the tuning frequency which makes the thickest sandstone reaching tuning amplitude;④the time-frequency spectrum of 90° phase seismic data cannot reflect the continuous variation characteristics from thin sandstone to thick sandstone.The above recognitions are applied on P1S23 formation of the Upper Paleozoic at Gaojiahe Area in Erdos Basin,and the distribution of the main channels was revealed.

Keywords:seismic sedimentology,Erdos Basin,reference isochronous seismic reflection interface,zero-phase and 90° phase seismic data,tuning frequency

文章編號(hào)：1000-1441(2016)01-0107-08

DOI:10.3969/j.issn.1000-1441.2016.01.014

中圖分類號(hào)：P631

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(41372118)及陜西省科技計(jì)劃(2014K10-12)項(xiàng)目資助。

作者簡(jiǎn)介：梁全勝(1978—),男,高級(jí)工程師,主要從事沉積學(xué)、地震沉積學(xué)及油氣成藏地質(zhì)學(xué)等研究。

收稿日期：2015-03-17;改回日期：2015-09-22。

梁全勝.鄂爾多斯盆地高家河地區(qū)上古生界地震沉積學(xué)研究[J].石油物探,2016,55(1):-114

LIANG Quansheng.Seismic sedimentology study on Upper Paleozoic in Gaojiahe Area,Erdos Basin[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2016,55(1):-114

This research is financially supported by the National Science Foundation of China (Grant No.41372118),the Science and Technology Program of Shanxi Province (Grant No.2014K10-12).