南海北部珠二坳陷超深水区断层系统分析中的高精度相干技术
2018-03-21汤良杰赵志刚杨海长杨东升
赵 钊,汤良杰,赵志刚,杨海长,杨东升,黄 萱
[1.中海油研究总院,北京 100028; 2.中国石油大学(北京) 盆地与油藏研究中心,北京 102249]
对于南海北部深水-超深水油气地质领域,前人在生烃特征、深水扇储层、成藏动力学与油气勘探潜力等方面展开过深入研究[7-16],而对于珠二坳陷超深水区域的断裂体系与关键构造期缺乏系统的研究。超深水区地貌地质条件复杂,具有海水深度和坡度变化大等特点,有强烈的多次波和鬼波干扰。这些特点导致地震资料中深层信噪比低、分辨率低、断面不清、陆坡崎岖海底区构造畸变或不成像,构造解释存在多解性。由于超深水区钻井稀少,断裂解释、结构分析乃至含油气性预测主要依靠地震资料,为降低勘探风险,对构造解释的精度提出了更高的要求。此外，珠二坳陷超深水区内复杂断块、热流体底辟与多种沉积异常体均有发育,断层的精细识别成为研究区构造解释的首要难点,断层解释组合是否合理将直接影响最终构造图的精度,对有利圈闭的落实与勘探目标含油气性预测具有重要作用。近年来珠二坳陷超深水区在白云南洼与荔湾凹陷内采集并处理了精度较高的三维地震资料。本文针对信息量丰富的三维地震体开展以高精度沿层相干技术为代表的多敏感属性测试,并应用于断层与异常体的精细表征,在此基础上进行珠二坳陷超深水区断裂系统特征分析,提高了构造解释的精度与效率,指导了超深水区的油气勘探评价。
图1 珠江口盆地珠二坳陷构造区划Fig.1 Location of the ultra-deepwater area of ZhuⅡDepression,Pearl River Mouth Basin
图2 珠江口盆地深水区地层划分Fig.2 Stratigraphic column of deepwater area in the Pearl River Mouth Basin
1 高精度相干技术应用
1.1 地震体相干性与预处理
断层是由于岩层在构造应力的作用下发生变形,当超过了其强度后发生断裂而形成的。断层在地震剖面上的表征为同相轴的错断、不连续及突变,应力使断层两侧的岩层沿断层面位移。相干技术是对地震道间的波形相似性进行分析的一项地震资料解释技术,它采用水平或平面图的方式显示具不连续性特征的断层和地层边界[17-18]。相干性体现在规则层位面上沿层振幅变化不大,因此对应的方差也小;而在断层附近或岩性变化带附近,振幅变化较大,振幅方差也相应较大[19]。
南海北部超深水区由于地貌地质条件复杂、水深和坡度变化大,地震数据体在经过去噪和偏移等处理后仍然有噪音残留,这会造成提取相干切片的切片精度和清晰度较低,对地震资料断裂解释造成困难。因此在进行相干提取前,需要对三维数据体进行构造平滑预处理,以在压制噪音干扰的基础上保护构造信息,使处理后的地震剖面的反射轴表面更平滑、更清晰,连续性更好。经过构造平滑预处理后沿层相干切片和相干体时间切片上大的断裂并没有被模糊,边缘更清楚,原来比较模糊的一些小尺度的构造细节(微小断层)也有较好的体现,能减少解释的多解性并提高解释的精度与效率。
1.2 高精度沿层相干技术
图3 珠二坳陷超深水区地震剖面AA′示“穿时”现象Fig.3 Seismic profile AA′ showing diachronism phenomenon in the ultra-deepwater area of ZhuⅡDepression
图4 珠二坳陷超深水区4 000 ms相干切片示两套断裂系统(a)与沿层相干切片(b)Fig.4 Two sets of fault systems showing in the 4 000 ms coherence-slice(a)& coherent slice along horizon(b)in the ultra-deepwater area of ZhuⅡDepression
南海超深水区地质条件复杂,泥底辟、热流体底辟与三角洲等多种沉积异常体均有发育,反映在相干切片中,不相干数据异常不一定都是断层,也可能存在因为岩性变化导致的地震识别陷阱与假象。图5中相干切片平面特征上疑似为多条规模较大的断层,而经研究区地震剖面BB’与多属性分析后认为是下渐新统恩平组多期三角洲沉积,反映典型的三角洲前积结构特征。所以在应用相干体识别断层过程中应结合地震剖面与多种地球物理属性进行具体分析,规避异常体干扰。
2 基于高精度沿层相干技术的珠二坳陷超深水区断层系统分析
2.1 基底断裂特征
2.2 晚渐新世断裂特征
2.3 早中新世断裂特征
图6 珠二坳陷白云超深水区沿层相干切片与构造Fig.6 Coherent slice along horizon and structural map in the Baiyun ultra-deepwater area of ZhuⅡDepressiona.沿层相干切片反射层等t0构造图
图7 珠二坳陷白云超深水区地震剖面CC′示断裂发育特征 Fig.7 Seismic section CC′ showing fault characteristics in the Baiyun ultra-deepwater area of ZhuⅡDepression
图8 珠二坳陷白云超深水区沿层相干切片与构造Fig.8 Coherent slice along horizons and structural map in the Baiyun ultra-deepwater area of ZhuⅡDepressiona.沿层相干切片反射层等t0构造图
2.4 断裂系统与断-拗转换
白云超深水区断裂系统划分为三级(表1),划分依据是断层的发育规模及对构造与沉积控制作用的大小。从白云超深水区基底等时构造图上可见(图9)，该区的构造格局和主要断裂的空间展布。其中发育1条一级控凹断裂,该断层位于白云主洼与白云南洼的交界地带,与白云凹陷结构走向一致为NE向。作为控制白云凹陷南部边界的断层,断层发育早,延伸长,水平断距大,活动强度大,但活动时间相对短,继承性不强。从珠二坳陷断-拗转换期(早渐新世末)古地貌图可见,该NE向断层对白云-荔湾凹陷恩平组沉积时期的连通性起到了重要的控制作用(图10)。研究区的二级断裂是一条位于白云凹陷南端的近EW向断层,该断层水平断距大,延伸较长,控制了白云南洼的构造形态。三级断裂为NE向、NW与近EW向展布的断层。三级断裂数量虽多,对凹陷的构造格局影响小,但对局部构造圈闭的形成发育具有控制作用。除主控断裂,大部分NE向断层在渐新统沉积前结束活动,个别继续活动的断层在渐新世结束后活动明显减弱。
表1 珠二坳陷白云超深水区主要断裂要素Table 1 Fault characteristics of the Baiyun ultra-deepwater area of ZhuⅡDepression
图9 珠二坳陷白云超深水区主要断裂系统Fig.9 Main fault system in the Baiyun ultra-deepwater area of ZhuⅡDepression
图10 珠二坳陷断-拗转换期(早渐新世末)古地貌Fig.10 Palaeogeomorphology of rift to sag transition period in ZhuⅡDepression(Early Oligocene)F1. NE向一级断层；F2. EW向二级断层
3 结论
1) 在珠二坳陷超深水区的断层研究中应用高精度沿层相干技术,有效提高了断裂系统解释与组合的精度,高精度沿层相干技术改善了超深水区内复杂断块、陡倾地层与沉积异常体的影响,对超深水三维资料中特定地质时期断层的空间展布具有敏感表征。
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