银根额济纳旗盆地居延海坳陷二维地震资料解释

2013-10-27余小刚潘仁芳长江大学地球科学学院油气资源与勘探技术教育部重点实验室长江大学湖北武汉430100

长江大学学报(自科版) 2013年10期

余小刚，潘仁芳 (长江大学地球科学学院油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北武汉 430100)

吴旭光 (长江大学地球物理与石油资源学院，湖北武汉 430100)

余小刚，潘仁芳 (长江大学地球科学学院油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北武汉 430100)

吴旭光 (长江大学地球物理与石油资源学院，湖北武汉 430100)

银根-额济纳旗盆地居延海坳陷石炭-二叠系具有良好的油气勘探前景。由于自然条件限制，居延海坳陷勘探程度低，钻井较少且都集中在一起，进行的地震勘探以普查为主。利用测井资料和地震资料，从井点出发，通过层位精细标定，多线联合解释技术，解释了居延海坳陷的5个层位及发育的主要断层，总结了石炭-二叠系地层的分布规律，并预测了石炭-二叠系分布区域，从而为油气勘探提供参考。

银根-额济纳旗盆地；居延海坳陷;石炭-二叠系；二维地震资料；层位标定；断层解释

1 地质概况

银根-额济纳旗盆地东以狼山为界，西邻北山，南抵北大山和雅布赖山前，北至中蒙边境及红格尔吉山、蒙根乌拉山。居延海坳陷位于盆地西北部，东南侧以绿园隆起和苏红图坳陷相隔，发育新生界、上白垩统、下白垩统、侏罗系和石炭-二叠系地层，其中石炭-二叠系地层为勘探主要目的层[1]。坳陷面积17960km2，其中凹陷面积10640km2，占59%。凹陷、凸起呈窄的长条形相间展布，且凹陷、凸起各自独立，彼此之间相互分隔。

2 闭合差校正

图1 闭合差校正前后剖面对比图

以波组特征为基准，在Landmark解释软件的折叠显示功能中将相交测线的地震剖面对齐，利用其闭合差统计功能可以得到该交点处的闭合差值[2]。根据该方法依次统计出全区的交点闭合差值。如果某条线的交点闭合差值普遍偏大或者偏小，则应进行闭合差校正，校正量的多少应从全区的交点闭合情况考虑，不仅要考虑校正量对本条线的影响，而且要兼顾相交测线的交点闭合情况，最终使全区测线的交点闭合差控制在10ms以内，这样界面反射波的追踪对比更加可靠，解释精度大大提高。首先，浏览地震剖面，选择标志波进行闭合差统计分析。由于该研究区的地震资料由多家公司处理的，地震剖面存在的闭合差大小不一。根据地震反射波连续性、分布稳定性、反射时间、目的层以及构造等情况，选择该研究区分布范围最广的新生界底界面(Q+N)反射波作为标志层进行闭合差计算。在此基础上，再以最新的地震测线(即2012年的4条新测线)作为基准，对其他二维测线进行闭合差校正。校正之后，全区测线的交点闭合差都控制在10ms以内，共统计并校正了37个交点。闭合差校正前后剖面对比图如图1所示。

3 层位标定

收集到工区内额1井的VSP(垂直地震剖面)数据、额1井和祥探9井的测井数据以及天2井的速度场资料。额1井位于居延海坳陷的路井凹陷内，经过测线DZ1101，完钻井深2962m，钻遇石炭-二叠系82m，在额济纳旗组及麻木乌苏组地层见多层油层显示。祥探9井位于路井凹陷，完钻井深3020.9m，1993.5m以下为石炭-二叠系地层[3]。研究中充分利用上述井资料，以确保层位标定的准确性，具体处理方法如下：①分析研究额1井的VSP 资料；②根据地质分层和测井数据制作额1井和祥探9井的合成地震记录；③分析对比额1井的VSP 数据和合成地震记录，并标定额1井处的层位；④根据祥探9井合成地震记录，标定祥探9井处的层位。

图2 祥探9井的合成地震记录

利用Landmark 和Hampson Russell软件分别制作额1井和祥探9井的合成地震记录，通过对比调整，最后得到相符合的地震合成记录，其相关系数都大于80%。此外，为了减少利用Gardner Equation公式[2]计算密度带来的误差，在制作合成地震记录时采用了实测声波和密度资料。以祥探9井为例，根据其密度和声波数据制作合成地震记录并标定了侏罗系底界面(J)和石炭-二叠系底界面(C-P)(见图2)。

4 地震剖面的层位解释

4.1解释方法

按照先解释过井剖面、再解释与过井剖面相交的剖面、最后解释既不过井又不与过井剖面相交的剖面的原则进行全区追踪解释：首先，根据前面标定的层位，解释过井剖面的层位；然后，根据地震剖面交点处的投影点确定那些与过井剖面相交的剖面上的地层，以此点位中心，对比两边的同相轴特征向两侧进行解释；最后，根据解释好的剖面在未解释剖面上的投影点，依次解释完全区内每一个地震剖面。若是遇到交点处不能闭合的地方，应反复研究交点处的剖面特征并重新解释，直到闭合为止[4]。

4.2各地层地震响应特征

1)新生界底界面(Q+N) 新生界底界面(Q+N)反射，强振幅，连续性好，分界面为不整合面。

2)白垩系下统赛乌苏组底界面(K1s) 白垩系下统赛乌苏组底界面(K1s)反射，中-强振幅，连续性较好，在凹陷内部有向两端削截的现象。

3)白垩系下统额济纳旗组底界面(K1e) 白垩系下统额济纳旗组底界面(K1e)反射，中-强振幅，连续性较好，在凹陷内部有向两端削截的现象。

4)侏罗系底界面(J) 侏罗系底界面(J)反射，中-弱振幅，中等连续性，多数发育在凹陷内部，部分地区缺失，在凹陷内部有向两端削截的现象。

5)石炭-二叠系 (C-P) 地层由于石炭-二叠系(C-P)地层探井大多都钻遇但没有钻穿此地层，因而层位解释难点在于如何确定C-P地层的底界。通过对钻遇的C-P地层的岩性、上下地层的接触关系及地震反射波进行对比研究，总结C-P地层的地震响应特征如下：①C-P地层顶底均为不整合面，且通常顶面之上的地层成层性较好，底面之下的地层具杂乱反射的基底特征；②C-P地层地震反射同相轴具有相对低频、中-弱振幅，连续性变化大的特征；③其内部多见岩浆岩反射 (如振幅突变、地层产状非正常、“气烟囱”反射等)。

图3 测线DZ1202的剖面解释图

4.3地震剖面分析

对地震剖面进行分析研究，追踪解释所有层位。图3所示为测线DZ1202的剖面解释图。由图3可知，凹陷内地层发育比较完整，其中Q+N地层沉积非常连续；K1s、K1e和J地层在凹陷中部沉积较厚，向两边逐渐变薄。其东南方向表现尤为明显；C-P地层埋藏较深，沉积较厚；测线的西北端发育逆冲断层，C-P地层遭受剥蚀。

5 断层解释

5.1解释方法

断层的解释应与层位解释同步进行。在解释过程中，主要依靠以下标志识别断层[5]：①反射同相轴在某段有明显的错段或者挠曲，且剖面上该处有各种干扰现象；②反射同相轴产生分叉、闭合或者振幅变化；③反射波波组特征有明显变化，追踪的层位与相交线不闭合，并确认此处层位追踪正确。在解释过程中充分利用Landmark 软件的放大、压缩等功能识别小断层，尽量不漏掉断层。同样，应根据断层在平面上的投影点进行闭合，而且要保证断层解释的合理性。此外，应将解释的断层进行断距计算，并在测线平面图上形成投影，并根据断层的区域走向合理地组合各断层。

5.2断裂特征

该研究区的断裂主要分为以下2类(见图4)：①一级断裂。控制着盆地内一级构造——坳陷、隆起的形成和分布，使盆地形成隆坳相间的构造格局，从而控制沉积相的展布和沉积体系的组成。②二级断裂。控制着盆地内二级构造——凹陷、凸起的形成和分布，其活动决定了沉积相在空间展布的局部细微形态，同时不同程度地造成断层两侧同一地层单元厚度的差异。

该研究区控凹断裂较为简单，大多数呈NE或NEE向，且都是正断层。下面就居东凹陷的典型断层的特性进行描述(见图4)。

1)居东1号断裂发育于居参1井北部，走向北东，断面倾向南东，最大垂直断距约2500m。居东1号断裂在中生代活动频繁，在侏罗纪以正断层形式控制地层沉积，沉积与沉降中心位于断层下降盘，到侏罗纪末期，北西向的挤压应力使断裂性质反转，侏罗系地层沿居东1号断层遭受近千米的剥蚀。到早白垩世，居东1号断裂又由于区域的张扭应力而反转为正断层性质，沉积了几千米的早白垩世地层。

2)居东2号断裂发育于居东凹陷北部，走向北北东至北东，断面倾向南，最大垂直断距约3800m。居东2号断裂对侏罗系地层的沉积控制不明显，在早白垩世随区域构造应力场转变为张扭性质开始活跃，且表现出活动的不均一性，具体反映在凹陷西北部。从95605、95625、95637、94256等测线比较，居东2号断裂下盘早白垩世至晚白垩世地层自西向东有不同的沉降速率。

6 石炭-二叠系分布区域预测

在完成工区主要目的层的解释工作后，绘制石炭-二叠系地层的分布图，据此预测其分布区域(见图5)。由图5可知，石炭-二叠系地层主要分布于各主要凹陷和乌家井凸起处。因此，石炭-二叠系地层在盆地居延海坳陷内分布较广，勘探前景较好。在此基础上，分析石炭-二叠系地层厚度(时间域)认为，地层残余厚度较大的区域位于各个凹陷内，如居东凹陷内厚度最大，约为1200ms左右，其次是路井凹陷、天草凹陷、建国营凹陷，凸起处如乌家井凸起处为300～600ms。