地震沉積學在油氣勘探中的研究與應用

許昕　(中國地質大學(武漢)資源學院，湖北 武漢 430074)

李俊頡　(長江大學地球科學學院，湖北 武漢 430100)

地震沉積學在油氣勘探中的研究與應用

許昕(中國地質大學(武漢)資源學院，湖北 武漢 430074)

李俊頡(長江大學地球科學學院，湖北 武漢 430100)

[摘要]地震沉積學是勘探開發領域中的一個新興學科，是高精度地震資料分析、野外露頭觀察以及沉積體系研究3個方面的交叉與融合。簡述了該學科的發展背景及技術方法，并以塔里木盆地牙哈地區為例，闡述了地震沉積學在油氣勘探中的應用。

[關鍵詞]地震沉積學；勘探開發；研究方法；塔里木盆地；牙哈地區

地震沉積學(seismic sedimentology)是一門新興學科，是繼地震地層學和高分辨率層序地層學之后又涌現出的一門現代物探技術與沉積學研究相融合的新興交叉學科。該學科主要是高精度地震資料分析、野外露頭觀察以及沉積體系研究3個方面的交叉與融合。我國學者曾洪流在1998年首次提出地震沉積學概念，在2000年時由Wolfgang S.[1]對該學科進行了進一步細致的定位，最終由曾洪流在2004年將其定義為“利用地震資料研究沉積巖和沉積作用的一門學科”，并指出其研究的核心內容是地震巖性學和地震地貌學。曾洪流[2]在2011年又將其明確為“通過地震巖性學、地震地貌學的綜合分析，研究巖性、沉積成因、沉積體系和盆地充填歷史的學科”。由此可見，它主要是依據沉積學理論，利用地震屬性技術定量和客觀地反映不同級別等時地層格架內的沉積相和儲層，其研究目標是等時地層格架內的沉積相和儲層。

隨著地震沉積學在國外油氣勘探領域的深入應用，我國的相關學者也開始將研究重心轉移到該領域上來。通過近10年的不懈努力，國內學者應用地震沉積學的技術在深水沉積和河流體系等方面取得了豐碩成果。

筆者結合自己的理論學習和項目經驗，對地震沉積學的發展背景及技術方法進行了梳理，并結合相關實例對地震沉積學在油氣勘探領域中的應用進行了分析。

1地震沉積學的發展背景

在勘探油氣的各種物探方法中，地震勘探已經成為一種最為直接有效的方法。地震勘探技術在多年的油田應用中已經取得了長足的進步。地震技術手段的演化也經歷了幾個不同的階段，一方面是從二維地震轉向三維地震，常規三維地震轉向高分辨率三維地震，再從三維地震又進一步轉換為四維地震；另一方面則是從研究地層與構造逐步深入到沉積體系的探究。目前，我國塔里木盆地牙哈地區、濟陽坳陷等區域已經實現了商業化的三維地震工區全覆蓋，這不僅有助于油田專家弄清地下地層的接觸關系和古構造特征，也有利于進一步明確古沉積特征，為后續的油氣勘探打下堅實基礎。

隨著地震手段的不斷推廣應用，地震記錄開始被更多地應用到廣大無巖心或者無露頭的地區，利用地震剖面上的反射特征來識別沉積相，從而預測有利區帶。每一種沉積體系的發育都受到了復合因素的影響和控制，準確地還原古地理、古地貌、古氣候和物源演化，有助于呈現出原本真實的沉積環境，這對于油氣圈閉的研究有著極為重要的意義。除此之外，地震屬性分析可以定量描述沉積單元與巖石相特征，再結合地質上沉積學方面的研究就形成了地震沉積學的理論前提。簡而言之，就是地震相與地質相的有效融合。

目前，利用精度高、信噪比高、數據密度大的三維地震資料對地層和構造的研究已經趨于成熟，但是以上研究已經不能進一步滿足油田勘探開發的需要。充分利用三維地震資料對沉積相帶識別、有利區帶預測、儲集砂體精細刻畫已成為油田生產關注的新方向，地震沉積學就是在這樣的環境下應運而生。

目前，國內一些學者對地震沉積學的認識還不盡統一。林承焰等[3]認為地層切片技術、90°相位轉換和分頻段解釋等應當根據層位標定的情況而論，而非全部絕對都是90°，分頻解釋技術也應該和時頻分析技術相互結合，只有這樣才能可能取得顯著效果。陸永潮等[4]認為地震沉積學是在高精度三維地震資料、露頭及鉆井巖心資料基礎上建立起來的沉積環境聯合模式。魏嘉等[5]認為90°相位轉換和分頻解釋技術不是地震沉積學的關鍵技術。劉保國等[6]則提出實用地震沉積學的觀點。可見，學者們根據各自研究重點的不同，對地震沉積學的定義也是有區別的。

2地震沉積學的技術方法

地震沉積學是地震地層學和層序地層學下屬的一個新交叉性學科。利用高分辨率地震三維資料，建立起古沉積體系與其相對應的一種綜合反饋。地震沉積學的核心就是根據不同反射層內劃分出不同的地震相帶，再根據井間沉積相和相序遞變規律，將地震相轉化為沉積相。

通過上述概念和含義不難發現，地震沉積學就是沉積相與地震相的有機結合，要將兩者很好地結合在一起就必須做好2個方面的內容。其一就是必須清楚地了解各個沉積單元在三維地震空間上所反映出的特點，弄清楚各種沉積環境模式、地層組合模式和沉積發育模式；另一方面就是熟知地震勘探的基本原理，了解各項地震參數所代表的地質含義，清楚每一種反射結構和外部幾何形態等特征。

地震沉積學作為一門新興的交叉學科，充分結合了地質學的理論思想和地球物理學的應用技術，展現出了巨大優勢和廣闊的應用前景，相關的一些方法和技術已經廣泛應用到沉積體分析、沉積過程分析、定量儲層表征等方面。特別是針對我國一些處于陸相沉積盆地的油田，因構造復雜、沉積環境多變，更需要地震沉積學這樣包含地質理論和地球物理技術的交叉學科來解決實際問題，尤其是在隱蔽油氣藏的勘探開發方面，應用前景可謂十分廣闊。

地震沉積學實質上就是地震相研究與沉積相研究的交織，這兩者實質上既是一種相互補充也是一種相互驗證。將原本地震反射特征賦予了地質學的觀念和思路，與此同時，將油田內一些模糊的地質認識進行了細化，形成了以下的技術思路：首先，通過野外露頭和取心井巖心的觀察，建立研究區內的地質模型；其次，根據單井相分析、單連井層序分析、相位轉換和分頻解釋形成高分辨率層序地層解釋；再次結合地震反演與屬性分析，完成巖性識別；最終，形成地震相平面展布、沉積相平面展布、沉積空間展布以及有利區帶預測。具體研究框架如圖1所示。

圖1　地震沉積學研究路線

3地震沉積學的應用

國外早在20世紀80年代就開始廣泛應用地震沉積學，中國對該項技術的應用起步較晚。與此同時，在實際應用二維地震資料的過程中往往受到了分辨率和解釋準確性的限制，沒有形成一整套完善的解釋體系。隨著三維、四維地震資料的引入和廣泛應用，上述問題得到了較好解決，并取得了實質性的突破。筆者以塔里木盆地牙哈地區地震沉積學的研究與應用為例，簡要闡述該學科在勘探開發領域中的應用。

在地震剖面的研究工作中，可以提取振幅、波形、頻率、衰減、相關性、速度、AVO及其各種比率等8個地震屬性。但在實際的研究過程中，往往選取相位、頻率和振幅等3個屬性作為基礎。研究沉積相的展布前提就是要明確砂體厚度分布范圍以及延伸趨勢，而振幅屬性恰恰可以很好地反映出砂體的分布規律。通過對牙哈地區所做的巖心-測井相分析不難發現，波阻抗差高，振幅強的為砂泥巖互層；波阻抗差低，振幅小的為泥巖。圖2為牙哈地區庫車組下部至中上部的均方根振幅屬性圖，該圖直觀地反映出了順牙哈大斷裂向南，均方根振幅自下而上沿某一固定方向表現為高值。經過分析認為是水道沿著固定方向呈現撓曲狀發育，且在不同沉積時期，由于主物源方向發生改變，從而導致河道的流向也發生了改變。

圖2　牙哈地區庫車組均方根振幅屬性圖

圖3為牙哈地區庫車組下部至中上部的沉積相平面圖，研究認為該組下部沉積期水體較淺，河流彎曲度不高，物源供給充足，主河道及中等形態的片狀小水道沿東北-西南方向延伸，其中發育有少量天然堤亞相和決口扇亞相；而中上部時期水體開始加深并造成大范圍泛濫，緊貼河道發育有一些小規模的天然堤微相，小范圍則發育少量決口扇微相；北部和西南大部分地區發育成為了河漫灘微相，期間偶見一些零散分布的片流小水道，同時低洼地帶則形成了孤立分布的牛軛湖亞相。

圖3　牙哈地區庫車組沉積微相平面分布圖

4總結與展望

[參考文獻]

1)地震沉積學在油氣勘探開發中的效果顯著，尤其在非構造圈閉勘探中的應用逐漸得到完善，在國內外油氣資源的勘探開發中展示出其重要性。

2)沉積特征是地震沉積學研究的最終目標，所以要重視利用具有巖性地層意義的數據體作為地震沉積學的研究基礎，并針對具體的地質對象，合理選用相應的研究方法和技術。

3)地震沉積學的研究尚處于早期階段，在理論、技術方法和實際應用方面都需要展開更深層次的研究，以便更加有效地服務于油氣資源的勘探與開發。

[1]Wolfgang S.The future of applied sedimentary geology[J].Journal of Sedimentary Research，2000，70(1):2～9.

[2]曾洪流.地震沉積學在中國：回顧和展望[J]. 沉積學報，2011，29(3): 417～423.

[3]林承焰，張憲國.地震沉積學探討[J].地球科學進展，2006，21(11): 1140～1144.

[4]陸永潮，杜學斌，陳平，等.油氣精細勘探的主要方法體系——地震沉積學研究[J].石油實驗地質, 2008，30(1)：1～5.

[5]魏嘉，朱文斌，朱海龍，等.地震沉積學——地震解釋的新思路及沉積研究的新工具[J]. 勘探地球物理進展，2008，31(2): 95～100.

[6]劉保國，劉力輝.實用地震沉積學在沉積相分析中的應用[J].石油物探，2008，47(3)：266～271.

[編輯]龔丹

[引著格式]許昕，李俊頡.地震沉積學在油氣勘探中的研究與應用[J].長江大學學報(自科版) ,2015,12(29):32~35.

[中圖分類號]P631.44

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2015)29-0032-04

[作者簡介]許昕(1990-)，女，碩士生，現主要從事油氣地質、管理學方面的學習與研究，6260912@qq.com。

[收稿日期]2015-08-02