生物礁地震地质综合识别技术<br/>——以ZJ坳陷为例

生物礁地震地质综合识别技术
——以ZJ坳陷为例

2018-04-07邢占涛韩建光何文刚任玉秀

断块油气田 2018年2期

邢占涛，韩建光，何文刚，任玉秀

（1.中国华电集团科学技术研究总院有限公司，北京 100070；2.中国地质科学院地质研究所，北京 100037；3.中国石油大学（北京），北京 102249；4.中国华电集团清洁能源有限公司，北京 100070）

0 引言

生物礁因为具有高孔隙度和高渗透率，进而成为石油、天然聚集的有利场所［1-4］。已成功开发的生物礁油气田具油气储量丰度大、产能高的特点，在油气勘探开发中占有十分重要的地位，一直是油气勘探的重点探索目标［5-7］。

前人针对生物礁开展了大量的研究，包括石油地质学、地球化学、地球物理等多个学科分析，常规的储层预测技术一般很难对其进行识别，新技术、新方法的应用将推动生物礁研究向深度和广度上的发展。其中，地球化学方法将继续发挥其巨大的作用，更好地用于高精度测年和恢复古沉积环境和古气候，同时，将继续重视地震勘探技术［8-9］。

生物礁最明显的地震识别标志是在隆起区形成丘形反射，典型的生物礁体在地震反射特征上表现为顶部振幅较强且连续、内部反射杂乱和不连续［10］。然而，火山、古潜山、岩丘等地质体的地震反射特征与碳酸盐岩隆十分相似［11］，其中火成岩体的地震反射特征与生物礁地震反射特征最为相似，同样表现出局部隆起特征，内部反射杂乱或空白，且顶面往往出现强反射特征。勘探实践表明，地震-地质配套解释是其他工作的基础和先导，可以提高礁体识别的准确性和钻探的成功率［12］。

1 地质概况

ZJ坳陷是发育在南海西北陆坡区的新生代裂谷型坳陷，地理位置处于西沙群岛的西南部海域，海水深度在200～2 000 m。ZJ坳陷中新统的三亚组和梅山组海相碳酸盐岩所占比重较大，储集类型多样，分布范围广，圈闭规模大，早期断层持续活动，具备形成大油气田的条件。前期工作重点放在的碎屑岩储集体，对碳酸盐岩的储集体研究程度不够，特别是对生物礁的时空分布缺乏整体认识，因此，有必要对南海北部探区重点目标区碳酸盐岩的分布特征开展研究。

本文以ZJ坳陷区为例，进行生物礁地震地质综合识别技术研究。本区中新世时期，整体以局限—开阔浅海沉积环境为主，发育浅海台缘斜坡相、碳酸盐岩浅滩、泻湖及岛缘扇，沉积砂体、古潜山、泥底辟及岩丘等地质体并不发育（见图1）。通过宏观地震相、地震反演及沉积相等地震地质综合研究，识别出古隆起生物礁、台地边缘生物礁和斜坡—盆地中孤立礁等3种类型生物礁，同时根据生物礁相模式对单个礁体进行解剖，划分出7个生物礁有利相带区，解决了本区无井生物礁识别问题，从而为勘探甜点区优选提供有利依据，大大提高了钻探成功率。

2 生物礁发育类型

随着国内外生物礁勘探的逐渐兴起，许多专家结合生物礁生长理论和勘探实践对生物礁发育的有利区带和类型进行了探讨［13-15］。在前人研究的基础上，结合该地区的地质背景，在对区域生物礁调研的基础上，按照生物礁的发育规律，利用工区实际地震资料，建立了3种类型生物礁发育模式，划分出礁体有利发育相带，并对单个礁体进行了识别和解剖。

图1 ZJ坳陷中新统沉积相

2.1 台地边缘生物礁发育模式

生物礁生长需要阳光充足、水体清洁、水深适宜等特定的沉积环境，而浅海环境往往能较好地满足这些条件。生物礁最有利的储集相带为台内以及台缘坡折带，发育于浅水环境，在坡折带区水体越浅，越有利于生物礁的发育。按照坡折带发育理论，ZJ坳陷生物礁构造主要分布在台缘斜坡相带，在台地边缘斜坡相与开阔浅海相均可见生物礁发育（见图2）。

图2 ZJ坳陷Line2800测线沉积结构

2.2 古隆起生物礁发育模式

陆亚秋等［16］认为，生物礁的发育受古地貌和古沉积环境的控制，一般发育在相对隆起的区域，同时在构造高部位进行建造。研究区内古地貌高部位主要包括继承性凸起与渐新世残余火山等，在这些古地貌高部位附近先后发现了一些生物礁构造。

2.3 斜坡—盆地孤立礁发育模式

赵宗举［17］提出礁滩储集层可分为台内礁滩、台缘礁滩以及斜坡—盆地中的孤立礁滩等3类，其中斜坡—盆地中孤立礁发育的规模与古地理环境各不相同，小的孤立礁可以是几十米宽的深水泥丘，大的孤立礁可以是一个碳酸盐岩台地。孤立礁发育一般受Ⅰ型层序界面及与其相关的长期低位暴露的淡水淋溶及白云石化作用影响，且多发育于斜坡扇和低位扇中。孤立礁发育的数量远不及台地边缘礁和古隆起生物礁，多形成于相对深水区，且礁体的造礁生物种类与前2类明显不同，除了泥质含量较多之外，往往还具有继承性和持续生长的特点。地震剖面上孤立礁形态特征较明显，剖面上发育完整的Ⅰ型层序，红框内发育斜坡扇，扇尾经过抬升暴露进而发育孤立礁（见图3）。

图3 ZJ坳陷孤立礁实例

3 生物礁边界地震识别方法

在地质模式指导下，依据生物礁相模式，结合地震相、地震反演等手段，在地震剖面上精细识别和刻画礁滩构造、岩性体的岩性边界，区分物性特征差异，并对单个礁体进行解剖，划分礁体发育有利相带。

3.1 振幅强度法

地震振幅反映了地震反射强度，根据强度的变化识别生物礁。发育生物礁的地层与围岩表现出很大的不同，生物礁储层的振幅表现为顶底连续、内部不连续。图4和图5分别为Line1200及Line1220线孤立礁发育的振幅强度剖面，可以根据振幅强弱变换及连续性来确定生物礁边界。

图4 Line1200线振幅强度剖面

图5 Line1220线振幅强度剖面

3.2 瞬时相位剖面法

瞬时相位是目前识别地震异常体的一种常用手段，它反映了地震能量的变化，也能反映储层的非均质性。根据地震相位的变化，可确定生物礁发育的边界。图6为Line2000线常规变密度及瞬时相位剖面，根据相位的杂乱变化可以确定生物礁的边界。

图6 Line2000线常规变密度与瞬时相位剖面

3.3 速度反演法

生物礁体跟围岩相比，在速度上属于从低速进入高速，声波及阻抗曲线上呈现明显的台阶变化，地震反射表现为强振幅波峰，连续性较好，容易识别和追踪。生物礁发育的区域通常表现为振幅异常及低速异常。地震振幅剖面上，生物礁发育区域，地震同相轴表现为不连续，振幅异常，地震反射外形表现上凸或下凹状，内部反射表现为杂乱、无反射。速度反演剖面上，礁体表现为连续的低速体，平行反射，振幅连续，礁体边界清楚，容易识别（见图7）。

图7 Line2020线常规变密度地震剖面与速度反演剖面

4 生物礁平面分布

以地震剖面的沉积结构解释为指导，礁体外形的多方法识别为手段，完成了ZJ坳陷全区生物礁构造的解释与成图。由于遵循沉积相指导的原则，因此能较好地结合生物礁发育规律开展地震解释工作，保证礁体解释的合理性。通过对研究区每一条二维线地震剖面的地震相识别，划分出不同的沉积相带及其分布范围，然后根据地震相-沉积相的对应关系，把不同二维线地震剖面上的地震相投影到平面上进行组合，按沉积规律转化为沉积相平面分布图（见图8）。