李曉彤，陳 偉，余養(yǎng)里

（西南石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川成都 610500）

雙魚(yú)石南地區(qū)位于龍門山構(gòu)造帶北段的山前隱伏構(gòu)造帶，已經(jīng)有很多學(xué)者對(duì)雙魚(yú)石構(gòu)造的地層層序、沉積特征、鉆井特性、儲(chǔ)層特征和剖面構(gòu)造特征進(jìn)行了較多工作，但缺乏對(duì)雙魚(yú)石南構(gòu)造的三維構(gòu)造特征、組合樣式、演化規(guī)律等的研究。三維構(gòu)造建模是三維地質(zhì)建模的基礎(chǔ)和核心內(nèi)容。三維地質(zhì)建模在許多地質(zhì)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，對(duì)三維構(gòu)造建模技術(shù)提出了更高的要求，使其能解決更加復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題，能夠更精細(xì)地刻畫地質(zhì)構(gòu)造。因此，本文基于文獻(xiàn)資料分析、三維地震資料精細(xì)解釋和三維構(gòu)造建模與恢復(fù)研究，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景和構(gòu)造特征，研究雙魚(yú)石南地區(qū)整體構(gòu)造特征。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

川西前陸盆地區(qū)位于四川盆地西部，與西側(cè)的龍門山造山帶、東部的龍泉山前緣隆起，構(gòu)成典型的前陸盆地系統(tǒng)，總體呈NE向延伸，現(xiàn)今為青藏高原東緣與秦嶺造山帶南緣的相交部位，受到印支期以來(lái)的多期擠壓構(gòu)造作用[1]，發(fā)育擠壓沖斷構(gòu)造。雙魚(yú)石南地區(qū)位于龍門山構(gòu)造帶北段，從北西向南東可以劃分出三個(gè)基本的構(gòu)造單元：唐王寨—轎子頂推覆體、沖斷前鋒帶和隱伏前緣帶。本次研究主要以二疊系地層：P2l（龍?zhí)督M）、P1m（茅口組）、P1l（梁山組）三套地層作為主要追蹤層，以此判別雙魚(yú)地區(qū)整體構(gòu)造特征。

2 三維構(gòu)造建模與恢復(fù)成因機(jī)理

2.1 三維構(gòu)造建模

三維構(gòu)造建模是三維地質(zhì)建模的基礎(chǔ)和核心內(nèi)容。只有建立完整、準(zhǔn)確的三維構(gòu)造模型，才能夠更好地建立和表達(dá)其他各類地質(zhì)模型。三維構(gòu)造建模對(duì)地質(zhì)解譯、地震反演、構(gòu)造恢復(fù)等實(shí)際工作起到基礎(chǔ)的核心作用。三維構(gòu)造建模也是三維構(gòu)造恢復(fù)的基礎(chǔ)和核心技術(shù)，可以利用構(gòu)造恢復(fù)的原理實(shí)現(xiàn)構(gòu)造模型的地質(zhì)規(guī)律驗(yàn)證。三維地質(zhì)建模在許多地質(zhì)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，對(duì)三維構(gòu)造建模技術(shù)提出了更高的要求，使其能解決更加復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題，能夠更精細(xì)地刻畫地質(zhì)構(gòu)造[2]。

三維構(gòu)造建模是要建立斷層網(wǎng)模型、地層模型及地質(zhì)體模型，不僅反映地質(zhì)構(gòu)造的幾何形態(tài)，而且反映各構(gòu)造地質(zhì)要素之間宏觀接觸關(guān)系[2-3]，具體表現(xiàn)在三維斷層數(shù)據(jù)與地層數(shù)據(jù)之間以及自身的接觸關(guān)系上。接觸關(guān)系的準(zhǔn)確性及完整性將會(huì)影響下一個(gè)步驟的順利進(jìn)行。前人研究認(rèn)為，三維構(gòu)造建模就是根據(jù)已知地質(zhì)數(shù)據(jù)，利用各種相關(guān)的原理與方法對(duì)各種地質(zhì)體或地質(zhì)現(xiàn)象的構(gòu)造幾何形態(tài)和拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行模擬[4]。

基于地震數(shù)據(jù)精細(xì)解釋的三維構(gòu)造建模流程是一個(gè)自上而下的線性過(guò)程。建模過(guò)程依次要經(jīng)過(guò)：三維地震數(shù)據(jù)精細(xì)解釋，地震數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性檢查，研究區(qū)域選取，建立斷層面，斷層面與斷層面接觸關(guān)系，建立地層面，斷層面與地層面接觸關(guān)系，完成以上工作后，形成封閉的地質(zhì)體，最后經(jīng)歷成面過(guò)程。地質(zhì)建模過(guò)程中每個(gè)步驟都需要進(jìn)行質(zhì)量控制，需要反復(fù)控制修改，因此在建模過(guò)程中，一旦某個(gè)步驟出現(xiàn)問(wèn)題或者需要修改，可能整個(gè)流程都需要重來(lái)一次。在實(shí)際建模過(guò)程中，隨著對(duì)地質(zhì)認(rèn)識(shí)的加深，三維構(gòu)造建模也就成為一個(gè)反復(fù)更新的過(guò)程。

2.2 三維構(gòu)造恢復(fù)

構(gòu)造恢復(fù)是指將一剖面或曲面復(fù)原至未變形狀態(tài)，這需要考慮到與構(gòu)造事件有關(guān)的變形過(guò)程。自20世紀(jì)以來(lái)，剖面的構(gòu)造恢復(fù)一直被用來(lái)檢驗(yàn)構(gòu)造解釋的合理性。最近20年，三維構(gòu)造平衡恢復(fù)開(kāi)始應(yīng)用石油勘探領(lǐng)域，并隨著3D地震數(shù)據(jù)可用性的提高，其地位變得越來(lái)越重要。三維構(gòu)造模型的恢復(fù)可以提供新的分析選項(xiàng)：整個(gè)模型中不同的擴(kuò)展量、三維古形態(tài)，以及在變形斷塊體內(nèi)部發(fā)生的三維內(nèi)部應(yīng)變，其中內(nèi)部應(yīng)變的大小代表了斷裂的強(qiáng)度，高應(yīng)變區(qū)可能與潛在的流體遷移途徑相關(guān)。

現(xiàn)今獲取古地貌廣泛采用的“印模法”“殘厚法”本質(zhì)上都是通過(guò)垂直剪切層拉平后計(jì)算獲取的，存在幾個(gè)問(wèn)題：①由于沒(méi)有進(jìn)行去斷層操作，逆斷層位置的構(gòu)造疊加無(wú)法消除，存在畸變；②垂直剪切法并不考慮地層傾角的影響，最終計(jì)算獲取的是地層的鉛直厚度而非真實(shí)厚度。三維構(gòu)造平衡恢復(fù)技術(shù)可以進(jìn)行去斷層操作，能很大程度去除逆斷層造成的垂向構(gòu)造疊加影響。此外，其去褶皺可以采用彎滑等機(jī)制，可以更為準(zhǔn)確地計(jì)算地層的真實(shí)厚度，獲取更為可靠的古地貌。

3 雙魚(yú)石南三維構(gòu)造恢復(fù)與建模過(guò)程

對(duì)雙魚(yú)石-雙魚(yú)石南區(qū)域三維構(gòu)造建模可以驗(yàn)證雙魚(yú)石-雙魚(yú)石南三維構(gòu)造解釋的準(zhǔn)確性，也是三維構(gòu)造恢復(fù)的前提?；谌S地震解釋的成果，將雙魚(yú)石-雙魚(yú)石南三維構(gòu)造區(qū)的地層和斷層點(diǎn)源數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維建模軟件，并建立地層面和斷層面，對(duì)成面結(jié)果異常的位置（沿傾向和走向上的突變不連續(xù)）修改地震解釋并重新成面；其后通過(guò)控制設(shè)定斷層主次交切關(guān)系，建立斷層的接觸關(guān)系；最后建立斷層面和地層面的接觸關(guān)系，由于雙魚(yú)石-雙魚(yú)石南構(gòu)造帶內(nèi)的斷層均為逆斷層，地層上下盤會(huì)部分疊置，造成同一層一個(gè)x，y，有多個(gè)z值，自動(dòng)處理結(jié)果會(huì)比較差，需要不斷人為控制修改。經(jīng)過(guò)多次的修改重新建立，最終建立起雙魚(yú)石三維構(gòu)造模型。

本項(xiàng)目基于三維地震解釋建立的三維構(gòu)造模型開(kāi)展了雙魚(yú)石-雙魚(yú)石南區(qū)域的三維構(gòu)造平衡恢復(fù)，先后進(jìn)行去斷層和去褶皺工作，分別獲取了梁山組和茅口組的古地貌。

4 結(jié)果與討論

選取地震反射較為連續(xù)的P1l、P1m和P2l反射層為標(biāo)志層，用以刻畫二疊紀(jì)早、中期雙魚(yú)石地區(qū)的古形態(tài)。將雙魚(yú)石、雙魚(yú)石南地區(qū)的地震剖面進(jìn)行簡(jiǎn)單的層拉平（P2l底反射層）處理，可以大致看出二疊紀(jì)早、中期的古形態(tài)變化趨勢(shì)（見(jiàn)圖1）。從北西至南東，整個(gè)雙魚(yú)石區(qū)域P1l底～P1m底、P1m底～P2l底厚度逐漸減薄，表明在茅口組沉積初期和龍?zhí)督M沉積初期，P1l底、P1m底古形態(tài)呈現(xiàn)北西深、南東淺的古形態(tài)特征。

圖1 對(duì)雙魚(yú)石、雙魚(yú)石南過(guò)井測(cè)線的P2l底反射層進(jìn)行層拉平后的地震剖面，展示了P1l～P1m、P1m～P2l的厚度變化趨勢(shì)

下面通過(guò)對(duì)雙魚(yú)石、雙魚(yú)石南區(qū)域三維構(gòu)造幾何模型進(jìn)行去斷層、去褶皺處理，恢復(fù)二疊紀(jì)早中期的P1l、P1m底的古形態(tài)。

4.1 茅口組沉積初期梁山組底古形態(tài)

通過(guò)對(duì)三維構(gòu)造模型中P1m底標(biāo)志層進(jìn)行去斷層、去褶皺處理，可以獲得茅口組沉積初期，梁山組底的古形態(tài)。整體上看，雙魚(yú)石地區(qū)P1l古形態(tài)呈北西低、南東隆升的構(gòu)造格局。古隆起的高點(diǎn)出現(xiàn)在雙魚(yú)石地區(qū)三維地震覆蓋區(qū)的東南部位、雙魚(yú)石構(gòu)造南側(cè)，古隆起較為寬緩，看似平臺(tái)，走向近北東。次級(jí)古隆起出現(xiàn)在秀鐘潛伏構(gòu)造、雙魚(yú)石南地區(qū)南部以及雙魚(yú)石構(gòu)造附近（按面積大小排列）。秀鐘潛伏構(gòu)造南部古隆起呈短軸狀，長(zhǎng)軸走向近南北。雙魚(yú)石南區(qū)域南部的古隆起表現(xiàn)為長(zhǎng)軸狀隆起上疊加有短軸狀隆起。雙魚(yú)石構(gòu)造附近的古隆起為長(zhǎng)軸狀，由兩次級(jí)古隆起平行排列組成，長(zhǎng)軸走向北東。另外，沿田壩里潛伏構(gòu)造北東-南西延伸沿線附近，存在北東向長(zhǎng)軸狀古隆起，且延伸范圍較大。鹽店場(chǎng)高點(diǎn)沿線也存在北東向的局部古隆起，該古隆起呈長(zhǎng)軸狀，向東有抬升趨勢(shì)。

4.2 龍?zhí)督M沉積初期茅口組底古形態(tài)

對(duì)三維構(gòu)造模型中P2l底標(biāo)志層進(jìn)行去斷層、去褶皺處理，可以獲得梁山組沉積初期，茅口組底的古地貌。龍?zhí)督M沉積初期，古地貌整體仍然呈南隆北坳的構(gòu)造格局，但南部抬升幅度受到大幅度限制，隆深高點(diǎn)轉(zhuǎn)至雙魚(yú)石區(qū)域的中部以及雙魚(yú)石構(gòu)造南側(cè)區(qū)域，垂向抬升幅度約80m。柏勝高點(diǎn)-青林口潛伏構(gòu)造-盧家漕潛伏構(gòu)造沿線：整體走向北東，內(nèi)部由分段、不同走向的次級(jí)古隆起連接而成，次級(jí)古隆起呈短軸狀。雙魚(yú)石構(gòu)造古隆起：走向北東的長(zhǎng)軸狀隆起，是茅口組沉積初期古隆起基礎(chǔ)上出現(xiàn)的繼承性抬升。

5 結(jié)束語(yǔ)

利用三維構(gòu)造建模與恢復(fù)方法再現(xiàn)了雙魚(yú)石-雙魚(yú)石南區(qū)域梁山組、茅口組古構(gòu)造形態(tài)，進(jìn)而分析了區(qū)域整體構(gòu)造特征?；谌S構(gòu)造建模結(jié)果發(fā)現(xiàn)：從北西至南東，整個(gè)雙魚(yú)石區(qū)域P1l底～P1m底、P1m底～P2l底厚度逐漸減薄，表明在茅口組沉積初期和龍?zhí)督M沉積初期，P1l底、P1m底古形態(tài)呈現(xiàn)北西深、南東淺的古形態(tài)特征?；谌鄬尤ヱ薨櫜僮鞯墓判螒B(tài)恢復(fù)研究結(jié)果來(lái)看，雙魚(yú)石地區(qū)P1l古形態(tài)呈北西低、南東隆升的構(gòu)造格局。龍?zhí)督M沉積初期，古地貌整體仍然呈南隆北坳的構(gòu)造格局，但南部抬升幅度受到大幅度限制，隆深高點(diǎn)轉(zhuǎn)至雙魚(yú)石區(qū)域的中部。