岳欣欣，楊道慶，林社卿，李艷然，李恒權(quán)，郭軍參

（1.中國(guó)石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450048；2.中國(guó)石化河南油田分公司，河南南陽(yáng) 473132）

春光探區(qū)為準(zhǔn)噶爾盆地西北緣主要的含油氣區(qū)，前人的研究主要涉及沉積特征、沉積模式及油氣成藏規(guī)律等方面[1-5]，但對(duì)不同期次砂體的演化分析尚未開展研究，常規(guī)技術(shù)手段在刻畫富砂儲(chǔ)層巖性圈閉時(shí)受限，導(dǎo)致其砂體展布規(guī)律不清、沉積期次不明，制約了單砂體的精細(xì)開發(fā)。目前研究區(qū)井網(wǎng)密度小且分布不均，開發(fā)井距在300 m 左右，最高可達(dá)1 000 m 以上，難以達(dá)到精細(xì)刻畫的需求。研究區(qū)地震資料品質(zhì)高，為三維高精度滿覆蓋采集，常規(guī)疊后地震資料主頻約為60～70 Hz，其上下泥巖隔層厚，地震波組反射清晰，3～5 m 的薄儲(chǔ)層可以識(shí)別[6]，為利用地震沉積學(xué)技術(shù)研究沉積演化及砂體期次奠定了良好的基礎(chǔ)。地震沉積學(xué)由曾洪流在1998 年提出[7-10]，在精細(xì)刻畫薄儲(chǔ)層的沉積相的平面展布特征及其沉積演化等方面應(yīng)用較廣[11-16]，如朱筱敏利用地震沉積學(xué)刻畫出辮狀河三角洲水下分流河道砂體的展布形態(tài)[10]；樊曉伊應(yīng)用地震沉積學(xué)在多物源的復(fù)雜沉積體系中進(jìn)行沉積分析取得良好的效果[11]；張以明利用地震沉積學(xué)研究冀中坳陷淺水三角洲的沉積演化[12]。上述研究凸顯了地震沉積學(xué)針對(duì)沉積邊界刻畫的優(yōu)勢(shì)以及對(duì)薄砂層較強(qiáng)的識(shí)別能力，但較少涉及到單砂體期次的刻畫研究。

本文以車排子凸起春光探區(qū)新近系沙一段為例，利用地震沉積學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)分析研究區(qū)的沉積演化，厘清砂體展布規(guī)律及沉積期次。此次研究將地震沉積學(xué)技術(shù)方法成功應(yīng)用到單砂體期次的精細(xì)刻畫中，使地震沉積學(xué)的研究向深度發(fā)展，更好地為油氣田的勘探開發(fā)提供技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況

車排子凸起位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣斜坡帶上，為晚海西期形成的三角形古隆起，由北西向南東方向傾沒(méi)[17，18]，凸起經(jīng)歷多次強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，長(zhǎng)期遭受剝蝕，古近紀(jì)之后，喜山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致凸起構(gòu)造反轉(zhuǎn)，形成北高南低的構(gòu)造格局，整體快速沉降，沉積了厚度較大的新生代地層[11，17]。春光探區(qū)位于車排子凸起東部，其西北以扎伊爾山為界，南鄰四棵樹凹陷，向東以紅-車斷裂帶與昌吉凹陷以及中拐凸起相接（圖1）?；诪槭肯的?guī)r，二疊系、三疊系及侏羅系地層全部被剝蝕，白堊系及新近系地層由南東向北西超覆沉積，新近系沙灣組地層厚度大，分布范圍廣，自下而上為沙一段、沙二段和沙三段。沙一段、沙二段以辮狀河三角洲為主[19]，巖性較細(xì)，紫紅色、紅色、棕紅色與灰色泥巖交替發(fā)育，含礫砂巖、中細(xì)砂巖發(fā)育；沙三段發(fā)育沖積扇，北部砂礫巖、含礫砂巖發(fā)育，厚度大；南部發(fā)育大套紫色、棕色泥巖夾少量粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置及地層系統(tǒng)（據(jù)文獻(xiàn)[11]，有改動(dòng)）

2 沉積特征

本次研究的目的層為沙灣組一段二砂組（N1S1Ⅱ），紅色泥巖與灰色泥巖頻繁交替出現(xiàn)，發(fā)育辮狀河三角洲前緣沉積[4，5]，巖性主要為灰色泥巖、紅色泥巖、含礫細(xì)砂巖及細(xì)砂巖，砂巖以巖屑砂巖為主，分選較差，顆粒大小混雜，磨圓中等，多為棱角-次棱角狀，雜基含量低，以顆粒支撐為主，膠結(jié)物較少，主要為方解石。

N1S1Ⅱ砂組水下分流河道微相發(fā)育，測(cè)井曲線以箱形為主，垂向上表現(xiàn)出正粒序的特征，多見河道沖刷面。研究區(qū) N1S1Ⅱ砂組東南部砂體較厚，西北部較薄。整體上，N1S1Ⅱ砂組以水下分流河道為主，發(fā)育規(guī)模大，春121E 井及春71 井連線以西，水下分流河道呈條帶狀發(fā)育，決口扇、廢棄河道及分流間灣較發(fā)育，由于分流間灣泥巖的遮擋，砂體連續(xù)性差，垂向上具有泥包砂的結(jié)構(gòu)特征，砂體易于識(shí)別和刻畫，為砂體期次分析奠定了基礎(chǔ)；春121E 井及春71 井連線以東，沉積砂體平面上連片、剖面上互相疊置，縱向、橫向連通性均較好（圖2），砂體期次難以劃分，不利于砂體的識(shí)別和刻畫，此次暫不進(jìn)行研究。

前人對(duì)沉積體系研究較多，隨著勘探開發(fā)的進(jìn)一步深入，對(duì)砂體的精細(xì)刻畫顯得尤為重要。本次研究旨在通過(guò)地震沉積學(xué)手段還原水下分流河道的演化過(guò)程，進(jìn)而分析水下分流河道砂體所形成的巖性圈閉的發(fā)育類型及位置。

圖2 N1S1Ⅱ砂組砂層最大波谷振幅屬性及沉積相

3 地震沉積學(xué)

3.1 90°相位轉(zhuǎn)換

90°相位轉(zhuǎn)換是地震沉積學(xué)研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，常規(guī)地震處理得到的零相位數(shù)據(jù)及其地震同相軸反映的是地層界面的波阻抗關(guān)系，對(duì)巖性沒(méi)有實(shí)際的指向意義，而地震沉積學(xué)的研究基礎(chǔ)是建立地震同相軸與巖性之間的關(guān)系。通過(guò)利用90°相位轉(zhuǎn)換，將地震響應(yīng)的主波瓣移至薄層砂體之間[10，11]，進(jìn)而建立地震同相軸與薄層砂體之間的關(guān)系，最終賦予同相軸地質(zhì)含義。本次研究中使用的原始疊后地震數(shù)據(jù)的子波相位為0°（圖3a），經(jīng)過(guò)90°相位調(diào)整后（圖3b），測(cè)井曲線與地震同相軸對(duì)應(yīng)性較高，薄層砂體基本都對(duì)應(yīng)于紅色同相軸（波谷），而泥巖基本對(duì)應(yīng)于黑色同相軸（波峰）。

3.2 等時(shí)地層格架建立及地層切片提取

建立精確的等時(shí)地層格架是地震沉積學(xué)研究的關(guān)鍵性基礎(chǔ)工作，前人在建立等時(shí)地層格架時(shí)，往往以三級(jí)層序或者體系域界面作為約束進(jìn)行地層切片[20-24]，提取的切片對(duì)于勘探早期而言比時(shí)間切片和沿層切片更具有等時(shí)性，隨著勘探開發(fā)的深入，繼續(xù)使用三級(jí)層序內(nèi)的地層切片稍顯粗糙。因此，利用四級(jí)層序的邊界（一般對(duì)應(yīng)砂組）作為約束內(nèi)插并提取地層切片進(jìn)行沉積解釋，以符合高成熟油田的勘探需求。在針對(duì)辮狀河三角洲地層進(jìn)行對(duì)比時(shí)，可采用普遍發(fā)育的三角洲前緣泥巖作為可靠的等時(shí)對(duì)比標(biāo)志，N1S1Ⅱ砂組頂部及底部均發(fā)育一套在全區(qū)普遍存在的泥巖沉積；N1S1Ⅱ砂組底部發(fā)育一套淺灰色泥巖，厚度約2～10 m，自然電位曲線接近泥巖基線，地震同相軸表現(xiàn)為中-強(qiáng)振幅，連續(xù)性中等；N1S1Ⅱ砂組頂部發(fā)育一套全區(qū)穩(wěn)定存在的灰色泥巖，厚度約5～15 m，自然電位曲線接近泥巖基線，地震同相軸表現(xiàn)為強(qiáng)振幅，連續(xù)性好。本文以兩套泥巖所對(duì)應(yīng)的地震同相軸進(jìn)行內(nèi)插并提取了 N1S1Ⅱ砂組的地層切片，切片的時(shí)間間隔約1 ms。

3.3 典型地層切片解釋及沉積演化

圖3 地震剖面對(duì)比

地層切片解釋是將地震數(shù)據(jù)在現(xiàn)代沉積、測(cè)錄井、露頭及鄰區(qū)實(shí)例等約束條件下識(shí)別沉積現(xiàn)象的過(guò)程[23-24]。N1S1Ⅱ砂組沉積過(guò)程中，水下分流河道砂體經(jīng)歷了多期的遷移，其疊置關(guān)系較為復(fù)雜。本次研究從下到上共篩選出4 張典型的地層切片進(jìn)行地質(zhì)解釋，進(jìn)而確定N1S1Ⅱ砂組的演化過(guò)程。圖4 中地層切片a和b 分別代表著N1S1Ⅱ3小層的早、晚期，c 和d 分別與N1S1Ⅱ4小層的早、晚期相對(duì)應(yīng)。在N1S1Ⅱ3小層沉積早期（圖4a），研究區(qū)中部的北東-南西方向發(fā)育多條高彎度水下分流河道，水下分流河道間發(fā)育分流間灣、多個(gè)小型決口扇及散落狀分布的廢棄河道；東南部此時(shí)發(fā)育呈連片分布高振幅值的偏砂相異常體，解釋為低彎度分流河道，內(nèi)部發(fā)育多個(gè)分流間灣。在N1S1Ⅱ3小層沉積晚期（圖4b），由于多期高彎度分流河道的遷移疊置使得河道明顯變寬，平面分布范圍明顯增加，廢棄河道及分流間灣發(fā)育范圍明顯變小，此時(shí)和N1S1Ⅱ3沉積早期相比，高彎度分流河道的主體由東南向西北明顯遷移，東南部低彎度分流河道的發(fā)育規(guī)模也明顯增大。

在經(jīng)歷短暫的沉積間斷后，N1S1Ⅱ4小層分流河道砂體的發(fā)育規(guī)模、發(fā)育位置發(fā)生明顯地改變，N1S1Ⅱ4小層沉積早期（圖4c），研究區(qū)西部春98 井區(qū)及春33 井區(qū)發(fā)育兩條寬度較大的高彎度分流河道，分流間灣發(fā)育規(guī)模較小，廢棄河道零星分布，反映來(lái)自東北方向的物源供給較為充足，此時(shí)東南部發(fā)育低彎度分流河道，在N1S1Ⅱ4小層沉積晚期（圖4d），春98 井區(qū)的分流河道開始逐漸廢棄，分流間灣發(fā)育，春33 井區(qū)的高彎度分流河道依然較為發(fā)育。

4 應(yīng)用分析

4.1 確定圈閉的發(fā)育類型

圖4 典型地層切片及沉積學(xué)解釋

通過(guò)分析N1S1Ⅱ3小層的沉積演化過(guò)程可知，高彎度分流河道砂體是從南東向北西的遷移，在不同井區(qū)發(fā)育的巖性圈閉成因類型不同（圖5）：①早期的河道砂體廢棄后形成的圈閉，即圖 4a′中春 119E井、春71 井附近；②水下分流河道砂體演化過(guò)程由于砂體的橫縱向不連通形成的圈閉，對(duì)應(yīng)圖4b′中春106 井、春88 井附近，其成藏的關(guān)鍵在于砂體的縱、橫向的連通性；③分流河道砂體尖滅形成的圈閉，對(duì)應(yīng)于圖4a′、圖4b′砂體尖滅線的春33 井附近。對(duì)比N1S1Ⅱ3小層和N1S1Ⅱ4小層的沉積演化過(guò)程可知，N1S1Ⅱ4小層不存在明顯的砂體平面遷移，而是兩條規(guī)模較大分流河道砂體發(fā)育、廢棄的過(guò)程，故該小層圈閉發(fā)育類型不同于N1S1Ⅱ3小層，主要發(fā)育兩種類型的圈閉（圖5），類型①主要發(fā)育在春98 井、春106 井附近（圖4c′）；類型③主要發(fā)育在春33 井附近（圖4d′）。由于N1S1Ⅱ4小層水下分流河道范圍相對(duì)固定，形成類型②的可能性較小。

圖5 春光探區(qū)N1S1Ⅱ砂組圈閉類型

4.2 預(yù)測(cè)未知井點(diǎn)砂體期次

由于井網(wǎng)密度小，潛在的目標(biāo)井點(diǎn)的砂體期次往往難以進(jìn)行可靠預(yù)測(cè)，而通過(guò)密集、準(zhǔn)確的地層切片可以較好地反映砂體的遷移、疊置規(guī)律，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)砂體期次的精確刻畫。以春106 井區(qū)為例，在N1S1Ⅱ4小層內(nèi)部自下而上連續(xù)提取了四張地層切片（圖6），從圖6a 中可以看出，春98 井、春120井及春106 井為強(qiáng)正振幅異常體，代表偏泥巖相沉積，春105 井此時(shí)為強(qiáng)負(fù)振幅的偏砂相沉積，因此春105 井砂體最早開始發(fā)育；從圖6b 中可以看出，春98 井、春120 井及春105 井為強(qiáng)負(fù)振幅的偏砂巖相沉積，春106 井依然為強(qiáng)正振幅異常體，此時(shí)，春98 井、春120 井及春105 井砂體發(fā)育，而春106井依然以偏泥相的細(xì)粒沉積為主；圖6c 中四口井均為強(qiáng)負(fù)振幅異常體，此時(shí)春106 井已經(jīng)開始沉積砂體；圖6d 中只有春106 井為強(qiáng)負(fù)振幅異常體，其他三口井均表現(xiàn)為強(qiáng)正振幅，表明泥巖較發(fā)育。綜上所述，春 105 井最早開始沉積砂體，春 98 井及春120 井其次，而春106 井最后接受沉積，且春98 井、春120 井及春105 井發(fā)生沉積間斷要早于春106 井，這與實(shí)鉆結(jié)果完全一致，證明根據(jù)鄰井資料利用連續(xù)地層切片預(yù)測(cè)砂體期次的可行性。

圖6 春106 井區(qū)N1S1Ⅱ4 砂組地層切片

5 結(jié)論

（1）針對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地車排子凸起春光探區(qū)新近系N1S1Ⅱ砂組，通過(guò)90°相位轉(zhuǎn)換、等時(shí)地層格架建立及地層切片研究，展示了高成熟油田四級(jí)層序內(nèi)三角洲前緣水下分流河道砂體的平面分布和演化過(guò)程。

（2）N1S1Ⅱ3小層的沉積演化是多條高彎度分流河道從東南向西北的遷移過(guò)程，發(fā)育三種類型的圈閉；而N1S1Ⅱ4小層的沉積演化是兩條規(guī)模較大分流河道砂體發(fā)育、廢棄的過(guò)程，發(fā)育兩種類型的圈閉。

（3）根據(jù)鄰井資料利用連續(xù)地層切片成功地對(duì)未知井點(diǎn)砂體期次的精確預(yù)測(cè)，證明利用地震沉積學(xué)預(yù)測(cè)砂體期次可行。