地震相在沉積環境分析中的應用

辛思華 劉偉

摘 要：沉積相揭示了煤層的沉積環境、成因及其分布規律。通過沉積相研究可以幫助我們建立煤層地質概念模型。在分析地質資料的基礎上，利用地震資料與沉積相的關系，選取合適的參數清晰地展現了物源來向、沉積范圍、賦煤范圍等特征，采模擬計算方法對沉積相作精細劃分，合理推測煤層的賦存范圍及驗證孔位提供可靠的地質依據。

關鍵詞：地震相；沉積環境；沉積演化

引言

沉積相是指沉積環境的“古代產物”，也專指環境的“物質表現”。一定的沉積環境有其特定的物質表現，沉積相揭示了目的層段的沉積環境、煤層成因及其分布規律。通過沉積相的研究，揭示了沉積相和煤層及其物性的控制關系，從而幫助工程師建立地質概念模型，了解該地區的沉積環境指導下步地質工作。因此，沉積相的研究對煤田勘探具有重要意義。

對沉積環境的分析最令人信服的做法是首先對大量巖心進行細致全面的觀察描述，包括對巖性、沉積構造、古生物標志、地球化學標志等方面的全面描述。然后綜合以上描述成果，運用沉積學原理，對古沉積環境作出正確的解釋。然而，對于勘探階段或開發早期階段來說，由于測井、鉆井取芯資料的限制，巖心資料的地質分析雖然能夠正確地解決沉積相及微相，但也只是“一孔之見”對于沒有鉆探資料的地區，其說服力更是是蒼白無力的。

與其它方法相比地震勘探具有高分辨率數據和大范圍的沉積環境分析，地震資料蘊涵了豐富的地下信息，其中主要包括巖性、沉積范圍、沉積規律等特征，另一方面，煤層的這些物性特征會在地震剖面上反映出來。作者在實際工作中，利用地震資料對沉積相的研究進行了一些嘗試，在找煤階段利用二維地震分析沉積環境給定預測孔位和圈定賦煤范圍時并取得了一些較好的效果。

1 方法原理

利用地震資料進行沉積相分析的思路是：在區域沉積環境的控制下，利用地震資料進行地震相預測，利用地震資料屬性成果進行沉積微相研究。

1.1 沉積相與煤層的關系及其在地震資料上的響應

以某預測區為例，以往地質資表明本區地層自下而上分別為：中侏羅統夏家街組（J2x）；上侏羅統德仁組（J3dr）；上侏羅統久大組（J3j）巖性為黃褐、黃灰、灰色中粗粒、細粒凝灰質砂巖、黑色頁巖夾粉砂巖、細砂巖及煤層；上侏羅統安民組（J3a）；上侏羅統長安組（J3c）；下白堊統泉頭組（K1q）。其中久大組、長安組為主要含煤地層，安民組為次要含煤地層，由于沉積地層與上下圍巖（火山巖）物性差異巨大，目前的地震資料對煤層特征的反映也越來越明顯。實踐證明，只要選取合適的地震屬性，利用地震資料識別沉積相是可行的。

1.2 利用反射強度（A（t））劃分地震相

定義為復地震道振幅的絕對值A（t）=[f（t）2+q2（t）]0.5，通常也稱為瞬時振幅或振幅包絡，常用來確定沉積層中流體成分、巖性、地層變異等。特定的沉積環境決定了特點巖性特征，高能量的砂巖和低能量的頁巖、煤層等往往能形成強振幅特征。可以認為，對于特定的沉積環境，其地震反射特征是一致的，在地震反射強度平面圖上相似的地方可以認為是具有相似的沉積環境。

2 實例應用

以某預測區的時間剖面如圖1、2為標準時間剖面和瞬時振幅剖面，通過對以往地質資料的在圖1分析確定A層位標定位久大組的底界面，B層位標定為長安組底界面，C層位標定為夏家街組底界面，估算久大組和長安組賦煤范圍為2300m和1700m。通過圖2利用地震相劃分的沉積相可以明顯的看出久大組和長安組賦煤的范圍要遠遠小于標準時間剖面的范圍，估算久大組和長安組賦煤范圍僅為450m和300m長。

利用地震相分析沉積環境后推測出預測區的沉積演變規律。本區的沉積格局為高水位體系域的前積斜層的體系，預測區二維地震測線基本處于盆地的邊緣，整個盆地方向為一個北東向，盆地寬度從北往南逐漸變寬，沉積的范圍及厚度也逐漸變大變厚，烴源類沉積也隨之豐富。從以往地質資料和現場露頭分析本區主要含煤地層為久大組，長安組為次要含煤地層。預測區成煤期應該是湖退階段三角洲沉積。湖退階段的沉積次序從下至上為淺湖沉積——障壁島沉積——濱岸沼澤沉積（泥炭沉積），且高水位三角洲沉積的特點是近陸源部分沉積傾角較小，前緣部分由于受到沉積盆地邊緣傾角和快速堆積的沉積傾角較大，往往出現兩頭薄中間厚的透鏡體，河水的沖刷往往導致煤層的時斷時續的情況；并且隨著湖水深度的增加有機沉積物不在具備成煤條件，但是其沉積地層物性差異與煤層差異不大導致標準時間剖面的同相軸繼續連續，但是其已經變成煤系地層的反射而不是煤層的反射。預測區驗證鉆孔表明本區僅久大組地層賦含煤層煤層厚度僅為0.5m，深部僅存在煤系地層。驗證結果表明如果利用地震資料的屬性分析沉積環境預測成煤范圍，僅憑反射軸連續性估算賦煤范圍其誤差范圍將相當的大，本區的誤差距達到了5倍。

3 結束語

在煤田預測階段二維地震已經成為普遍的施工手段，但是目前利用已有的地震資料進行沉積環境的分析與演化的研究開展的較少。如果在預查階段利用地震資料綜合分析沉積環境和賦煤規律將大大提高找煤的成功率，同時也將大大縮短勘探周期和勘探資金。

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