原文發(fā)表于《科技導(dǎo)報(bào)》2025 年第16 期 《 基于沉積相模式的濁積巖五維地震預(yù)測(cè)方法——以濱南?利津地區(qū)為例》

根據(jù)濱南?利津地區(qū)濁積巖的發(fā)育位置、距離物源遠(yuǎn)近及流動(dòng)狀態(tài)的不同，開(kāi)展了濁積巖類型劃分，建立了濁積巖沉積模式，并利用五維地震數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)了濁積巖有利發(fā)育區(qū)。研究結(jié)果表明：研究區(qū)發(fā)育陡坡近源構(gòu)造坡折型、陡坡遠(yuǎn)源濁流型、陡坡遠(yuǎn)源碎屑流型和緩坡遠(yuǎn)源濁流型 4 種不同沉積模式的濁積巖，且其巖性、測(cè)井相、地震反射特征及發(fā)育位置均存在不同。順物源方向進(jìn)行地震數(shù)據(jù)疊加可以更好地描述濁積巖沿長(zhǎng)軸方向的展布范圍，垂直物源方向可以描述濁積巖短軸方向的邊界。不同方位疊加數(shù)據(jù)體的疊合屬性和乘積屬性均能反映濁積巖的最大范圍；而差值屬性能夠更清晰反映濁積巖的邊界。

濁積砂體作為陸相湖盆重要的重力流砂體類型之一，是近幾年巖性油氣藏勘探的熱點(diǎn)。自濁流理論正式建立以來(lái)，各國(guó)地質(zhì)學(xué)家對(duì)濁積巖進(jìn)行了大量研究，在沉積機(jī)理、演化模式、儲(chǔ)層特征、預(yù)測(cè)方法等研究方面獲得了重要進(jìn)展。受古地貌、沉積條件、構(gòu)造特征等影響，不同地區(qū)濁積巖的發(fā)育特征和沉積模式存在差異。目前，針對(duì)不同類型的濁積巖的預(yù)測(cè)方法主要有甜心體、疊前和疊后反演、隨機(jī)森林等方法。近 年 來(lái) ， 炮 檢 距 向 量 片 （offset vector tile，OVT）域五維地震數(shù)據(jù)解釋技術(shù)成為地震勘探的研究熱點(diǎn)，為濁積砂體預(yù)測(cè)提供了新的方法。五維地震數(shù)據(jù)相比常規(guī)共反射點(diǎn)道集（common reflection pint，CRP）道集增加了方位角和偏移距信息，利用 OVT 道集中不同方位、多個(gè)偏移距的地震響應(yīng)信息差異性能夠更好地預(yù)測(cè)濁積砂體的展布范圍。

1

研究區(qū)概況

濱南?利津地區(qū)位于濟(jì)陽(yáng)坳陷東營(yíng)凹陷的西部，濱南?利津斷裂帶的下降盤(pán)，北鄰陳家莊凸起，西靠濱縣凸起，南部為利津洼陷，面積約 200 km2。沙四上純上亞段沉積時(shí)期?沙三中沉積時(shí)期，研究區(qū)在濱縣凸起南坡、濱縣凸起東坡和利津北帶低臺(tái)階 3 個(gè)構(gòu)造帶帶上廣泛發(fā)育各種成因的濁積巖油藏，分布范圍廣、成藏條件好，具有良好的勘探潛力（圖 1）。

圖 1 東營(yíng)凹陷濱南?利津地區(qū)濁積巖分布示意

濱南?利津地區(qū)古地形上具有西緩東陡、階梯式發(fā)育的特征，對(duì)研究區(qū)的沉積具有重要的影響。沙四上亞段沉積時(shí)期為盆地裂陷時(shí)期，北部邊界斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈，使剝蝕區(qū)與沉積區(qū)高差加大，碎屑供給充分；沙三下亞段時(shí)期，湖盆加速沉降，湖平面大幅度上升，湖泊進(jìn)一步擴(kuò)張。受濱南斷層、利津斷層和勝北斷層的活動(dòng)速率的影響，沙四上亞段沉積時(shí)期分別在濱南地區(qū)和利津地區(qū)形成了 2 大不同的沉積體系，濱縣凸起存在多個(gè)大型古沖溝，自北向南形成了沖積扇—扇三角洲—灘壩沉積體系；利津地區(qū)相對(duì)較陡，發(fā)育近岸水下扇—深水濁積的沉積體系。沙三下亞段時(shí)期，碎屑供給能力降低，總體以深湖相沉積為主，自北向南形成了扇三角洲—濁積巖沉積組合。

2

濁積巖沉積模式

以濱南?利津地區(qū)的構(gòu)造和沉積特征為背景，根據(jù)濁積巖的發(fā)育位置、距離物源遠(yuǎn)近以及流動(dòng)狀態(tài)，總結(jié)了 4 種不同的濁積巖沉積模式。

2.1

陡坡近源構(gòu)造坡折型

陡坡近源構(gòu)造坡折型濁積巖的巖性主要為灰色礫狀砂巖、含礫砂巖和泥質(zhì)砂巖，具有泥包砂的特征；沉積物粒度較粗、分選較差，巖心中可見(jiàn)大量粒徑約 1 cm 的礫石，最大者可達(dá) 3 cm，反映出近源堆積的特征。測(cè)井上，自然電位（SP）曲線具有明顯的箱形特征，頂?shù)壮尸F(xiàn)出中—高幅度突變，反映物源供應(yīng)比較豐富且水體能量比較穩(wěn)定（圖 2（a））。地震上，砂體呈現(xiàn)出中強(qiáng)振幅的地震反射特征。這種濁積巖主要發(fā)育在斷層活動(dòng)等誘導(dǎo)機(jī)制下，扇體滑塌并卸載到斷坡坡腳部位（圖 2（b）），砂體平面形態(tài)多，如利津北帶東段沙四上純下濁積砂體。

圖 2 陡坡近源構(gòu)造坡折型濁積巖測(cè)井特征（a）及沉積模式圖（b）

2.2

陡坡遠(yuǎn)源濁流型

陡坡遠(yuǎn)源濁流型濁積巖的巖性為灰白色含礫砂巖和灰色泥質(zhì)砂巖，巖心中可見(jiàn)豎立狀礫石，反映快速堆積的重力流沉積特征（圖 3（a））。測(cè)井上。自然伽馬（GR）曲線具有齒化箱形特征，濁積砂體呈現(xiàn)中—高幅度隆起，與頂?shù)啄鄮r突變接觸，同時(shí)齒化的特征反映了沉積環(huán)境、水體能量的快速變化，導(dǎo)致沉積物粒度和分選快速變化；部分濁積砂體的自然伽馬曲線表現(xiàn)出指形的特征，厚度較薄，與頂?shù)啄鄮r突變接觸，無(wú)明顯韻律變化（圖 3（b））。地震上，濁積砂體呈現(xiàn)強(qiáng)振幅的連續(xù)反射特征。這種類型的濁積巖形成于湖盆陡坡一側(cè)，坡度大，泥、砂、礫組成的重力流沿著水道被輸送到深水湖盆中，濁積巖砂體厚度大，多直接前插于湖盆泥巖之中，如利津北帶沙三段和濱縣凸起東坡沙三段的濁積扇。

圖 3 陡坡遠(yuǎn)源濁流型濁積巖測(cè)井特征（a）及沉積模式圖（b）

2.3

陡坡遠(yuǎn)源碎屑流型

陡坡遠(yuǎn)源碎屑流型濁積巖是濱南地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的濁積巖類型，巖性為灰色或褐灰色細(xì)礫巖、含礫細(xì)砂巖；巖心上可以觀察到泥巖中存在礫石和含礫砂質(zhì)條帶的現(xiàn)象，粒徑在大多為 2~3 mm，反映出一定的碎屑流特征。測(cè)井上，自然伽馬曲線具有齒化箱形或者指狀尖峰特征，電阻率曲線呈低幅度箱形隆起或者指狀尖峰（圖 4（a））。地震上，濁積砂體呈現(xiàn)較連續(xù)的中強(qiáng)振幅地震反射特征。這種類型的濁積巖形成受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、洪水、火山等事件性因素的影響，砂體發(fā)生滑塌形成砂質(zhì)碎屑流沉積，如濱縣凸起東坡沙三下濁積巖（圖 4（b））。

圖 4 陡坡 遠(yuǎn)源碎屑流型濁積巖測(cè)井特征（a）及沉積模式圖（b）

2.4

緩坡遠(yuǎn)源濁流型

緩坡遠(yuǎn)源濁流型濁積巖的巖性為灰色或褐灰色細(xì)砂巖、含礫細(xì)砂巖，沉積物粒度較細(xì)，分選較好。測(cè)井上，自然伽馬曲線體現(xiàn)出齒化箱形的特征（圖 5（a））；同時(shí)砂體在地震上呈現(xiàn)連續(xù)的強(qiáng)振幅反射特征。這類濁積巖發(fā)育在湖盆緩坡的三角洲的前方，坡度小，以滑塌為主，在斜坡上也有一定的滯留沉積，濁積砂體整體呈現(xiàn)寬而薄的席狀特點(diǎn)，如濱縣凸起南坡沙四上的濁積巖（圖 5（b））。

圖 5 緩坡遠(yuǎn)源濁流型濁積巖測(cè)井特征（a）及沉積模式圖（b）

從區(qū)域分布特征來(lái)看，受到沉積背景的影響，研究區(qū)不同的構(gòu)造帶上發(fā)育的濁積巖類型也存在差異。利津北帶低臺(tái)階地區(qū)主要發(fā)育跟斷層活動(dòng)相關(guān)的陡坡近源構(gòu)造坡折型和陡坡遠(yuǎn)源濁流型濁積巖；濱縣凸起東坡發(fā)育與濁流水道相關(guān)的陡坡遠(yuǎn)源濁流型濁積巖和陡坡遠(yuǎn)源碎屑流型濁積巖；濱縣凸起南坡則主要發(fā)育緩坡遠(yuǎn)源濁流型濁積巖。

3

五維地震數(shù)據(jù)濁積巖展布預(yù)測(cè)

五維地震預(yù)測(cè)技術(shù)是通過(guò)方位角?偏移距的參數(shù)優(yōu)選，獲取敏感疊加參數(shù)，結(jié)合實(shí)際工區(qū)地質(zhì)目標(biāo)的特征，將 OVT 道集按需疊加，改善部分疊加效果，為后續(xù) OVT 域地震屬性分析提供高質(zhì)量的疊前地震道集。研究區(qū)內(nèi)現(xiàn)有 1 塊 OVT 域地震資料，覆蓋次數(shù)為 208 次，面元網(wǎng)格為 12.5 m×12.5 m，橫縱比為 0.63，這是本區(qū)內(nèi)第一塊寬方位地震采集處理工區(qū)，為本次研究提供了資料基礎(chǔ)。結(jié)合研究區(qū)實(shí)際資料情況，優(yōu)選濱縣凸起東坡沙三下亞段濁積巖開(kāi)展 OVT 域分布范圍預(yù)測(cè)。

3.1

各向異性特征分析

受古地形的控制，濱縣凸起東坡沙三下亞段發(fā)育陡坡遠(yuǎn)源濁流型濁積巖，且砂體的展布具有一定的方向性，長(zhǎng)軸方向?yàn)楸蔽?南東向（圖 6（a））。選取實(shí)際鉆遇濁積巖的典型井進(jìn)行了橢圓擬合，結(jié)果表明，濁積巖在五維地震數(shù)據(jù)中具有明顯的各向異性特征，且各向異性的長(zhǎng)軸方向代表了濁積巖的沉積方向（圖 6（b）~（c））。

圖 6 濱南地區(qū)某井各向異性特征圖

3.2

基于沉積相模式的濁積巖優(yōu)勢(shì)方位角確定方法

利用五維地震數(shù)據(jù)資料，通過(guò)優(yōu)選優(yōu)勢(shì)方位角進(jìn)行數(shù)據(jù)部分疊加并提取多個(gè)方位地震屬性來(lái)反映的地質(zhì)沉積信息并進(jìn)行濁積砂體展布的精細(xì)描述，能夠充分發(fā)揮多方位地震橫向預(yù)測(cè)能力。選取濱縣凸起東坡沙三下所有鉆遇濁積巖的井進(jìn)行橢圓擬合，結(jié)果表明研究區(qū)濁積巖具有相似的各向異性特征，擬合橢圓的長(zhǎng)軸方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向，即順物源方向。結(jié)合擬合模板的方位角信息，優(yōu)選優(yōu)勢(shì)方位角為 130~180°。同時(shí)，優(yōu)選 130~180°（順物源方向）、40~90°（垂直物源方向）、85~135°（斜交物源方向）、?5~45°（斜交物源方向）4 個(gè)不同方位進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明，順物源方向進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加能夠更好的描述濁積砂體沿長(zhǎng)軸方向的邊界，而垂直物源方向進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加對(duì)砂體的橫向邊界刻畫(huà)更為明確（圖 7）。

圖 7 濱南 地區(qū)不同方位疊加數(shù)據(jù)最大振幅屬性圖

3.3

基于地層傾角和埋深的偏移距確定方法

偏移距是分區(qū)道集優(yōu)化疊加的最重要參數(shù)之一，偏移距優(yōu)選是根據(jù)道集疊加后地質(zhì)體的成像效果，去除近偏和遠(yuǎn)偏能量弱、噪聲大的道集，優(yōu)化數(shù)據(jù)體，能夠提高信噪比、突出目的層段反射。濱縣凸起東坡 OVT 域地震數(shù)據(jù)的偏移距范圍為 0~4062 m，通過(guò)對(duì)偏移距的分析，當(dāng)偏移距小于 2400 m 時(shí)，目的層反射平直段的道集能量強(qiáng)，當(dāng)偏移距大于 2400 m 時(shí)，道集能量開(kāi)始逐漸減弱，當(dāng)偏移距大于 3500 m 時(shí)，道集能量不均衡，信息已被噪音淹沒(méi)，資料無(wú)法使用（圖 8）。為了提高信噪比和計(jì)算速度，結(jié)合橢圓擬合時(shí)確定的偏移距范圍，最終優(yōu)選最大偏移距為 2200 m。最小偏移距采用傾角計(jì)算的方法

式中，

L

H

圖 8 濱南 地區(qū)五維地震數(shù)據(jù)資料偏移距和道集剖面圖

圖 9 最小偏移距計(jì)算剖面示意

3.4

濁積巖五維差異屬性預(yù)測(cè)方法

通過(guò)對(duì)方位角和偏移距的優(yōu)選，建立了方位角130~180°、偏移距 550~2220 m 的模板進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加。對(duì)比數(shù)據(jù)疊加前后的地震剖面，以 B681 井為例，該井在常規(guī)地震資料中表現(xiàn)為強(qiáng)振幅反射，認(rèn)為是濁積巖的有利發(fā)育區(qū)；經(jīng)數(shù)據(jù)疊加后，該井處的強(qiáng)反射轉(zhuǎn)變?yōu)槿醴瓷涮卣鳎▓D 10），與實(shí)鉆結(jié)果對(duì)比，該井在沙三下亞段主要鉆遇泥巖和油頁(yè)巖，并未鉆遇濁積巖，證明了本次方位角?偏移距優(yōu)選的正確性。

圖 10 過(guò) B682?9?B681 常規(guī)地震剖面（a）和五維地震數(shù)據(jù)疊加剖面（b）

巖性變化在不同方位角?偏移距的 OVT 域地震數(shù)據(jù)體上會(huì)有不同的體現(xiàn)，通過(guò)對(duì)優(yōu)選出的疊前地震屬性體進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)運(yùn)算，求取疊合屬性、差值屬性或乘積屬性，可有效凸顯巖性邊界。利用順物源方向（130?180?550?2220）的數(shù)據(jù)體 A 和垂直物源方向（40?90?550?2220）的數(shù)據(jù)體 B 進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)算求取差值屬性。結(jié)果表明，差值屬性則能更清晰地反映濁流水道的邊界和濁積巖的厚度變化（圖 11）。B680、B681 等濁積巖鉆探失利的井區(qū)，本次預(yù)測(cè)已進(jìn)行過(guò)修正；而 B685 井區(qū)的濁積巖發(fā)育范圍有所擴(kuò)大，指出了濁積巖的勘探潛力方向。統(tǒng)計(jì)鉆遇沙三下的 15 口井，有 13 口井的預(yù)測(cè)結(jié)果與鉆井結(jié)果相吻合，屬性吻合率 87%，提高了濁積巖砂體的預(yù)測(cè)精度。B685?X10和 B685?X13 兩口井與預(yù)測(cè)結(jié)果吻合度較差，分析原因認(rèn)為主要是鉆遇濁積巖邊部、砂體厚度較?。▓D 12），屬性預(yù)測(cè)精確性較低。

圖 11 濱南地區(qū)濁積巖差值屬性預(yù)測(cè)圖

圖 12 B685?X10 綜合錄井圖

4

結(jié)論

1）根據(jù)發(fā)育位置、距離物源遠(yuǎn)近以及流動(dòng)狀態(tài)的不同，濱南地區(qū)發(fā)育陡坡近源構(gòu)造坡折型、陡坡遠(yuǎn)源濁流型、陡坡遠(yuǎn)源碎屑流型和緩坡遠(yuǎn)源濁流型 4 種不同沉積模式的濁積巖，且其巖性、測(cè)井相、地震反射特征及發(fā)育位置均存在不同。

2）順物源方向進(jìn)行地震數(shù)據(jù)疊加可以更好地描述濁積巖沿長(zhǎng)軸方向的展布范圍，垂直物源方向可以描述濁積巖短軸方向的邊界。不同方位疊加數(shù)據(jù)體的疊合屬性和乘積屬性均能反映濁積巖的最大范圍；而差值屬性能夠更清晰反映濁積巖的邊界。

3）通過(guò)在濱南地區(qū)的實(shí)際應(yīng)用，濁積巖預(yù)測(cè)吻合率達(dá)到 87%，提高了預(yù)測(cè)精度，證實(shí)了基于 OVT 域五維地震數(shù)據(jù)開(kāi)展?jié)岱e砂體空間展布范圍預(yù)測(cè)的適用性，在濁積巖油氣勘探中具有重要的指導(dǎo)意義。

本文作者：郭志揚(yáng)，張偉忠，亓亮，張?jiān)茲蛘?，吳明榮，婁鳳芹

作者簡(jiǎn)介：郭志揚(yáng)，中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司勝利油田分公司物探研究院，助理研究員，研究方向?yàn)橛蜌獠匦纬蓹C(jī)理與分布規(guī)律。

文章來(lái) 源 ： 郭志揚(yáng), 張偉忠, 亓亮 ，等. 2024年1月 基于沉積相模式的濁積巖五維地震預(yù)測(cè)方法——以濱南?利津地區(qū)為例 [J] . 科技導(dǎo)報(bào), 2025, 43(16): 128-135.

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