濟陽坳陷濱海地區沙河街組隱伏剝蝕圈閉識別與描述*

吳笑荷

（1.中國地質大學（北京）能源學院 北京 100083； 2.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院 山東東營 257022）

濟陽坳陷濱海地區沙河街組隱伏剝蝕圈閉識別與描述*

吳笑荷1，2

（1.中國地質大學（北京）能源學院 北京 100083； 2.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院 山東東營 257022）

濟陽坳陷濱海地區沙河街組隱伏剝蝕圈閉的地震反射特征為平行反射、空白反射甚至超覆反射等地震假象，故剝蝕尖滅點難以準確落實。研究表明研究區該類圈閉具有地層薄、夾角緩、高阻抗圍巖等3個特點，難以識別的主要原因有2個：一是地震資料分辨率低，形成了平行反射；二是地層厚度薄，受高速圍巖的相干作用，形成了空白反射。提出了地質條件約束下運用地球物理技術有效識別和描述隱伏圈閉的方法，即依據構造演化特征和測井及錄井資料識別隱伏剝蝕圈閉，利用頻率屬性和提頻資料描述尖滅線，并計算出剝蝕尖滅點與地層和不整合面夾角、地層厚度的關系，最終精確落實剝蝕尖滅點位置。本文提出的隱伏剝蝕圈閉識別與描述技術已成功應用于濱海地區的埕島、孤島、長堤、樁西、新北等油田，都取得了良好的勘探效果，對其他地區類似地層圈閉識別和剝蝕尖滅線精確落實具有借鑒意義。

濟陽坳陷；濱海地區；沙河街組；隱伏剝蝕圈閉；反射假象；剝蝕尖滅點；圈閉識別與描述

陸相斷陷盆地多期成盆、凹凸相間和多元成烴的地質特征決定了地層油藏具有廣泛發育的可能［1］。濟陽坳陷發育多級不整合面，已落實多個與其相關的地層油藏，共探明地質儲量4.3×108t［2］。在多年的勘探進程中，已形成相對完善的不整合油藏T-S運聚-控藏模式及相應的地震描述技術［2-4］。

圖1 研究區構造位置圖Fig.1 Tectonic location of the study area

濱海地區（圖1）位于濟陽坳陷東部，受喜山運動影響，沙二段沉積晚期遭受抬升剝蝕，與沙一段形成剝蝕不整合，來自樁東凹陷的油氣沿斷層和不整合面運移至此形成大規模地層油藏［5-6］。但本區不整合結構在地震剖面上表現為平行反射、空白反射甚至超覆反射的地震假象，基于現有地震資料并采用目前成熟的不整合圈閉地震描述技術，難以正確判斷地層接觸關系和描述剝蝕尖滅點位置。本文針對此類地層圈閉，在總結其發育特點與剖析地震假象成因的基礎上，提出了地質條件約束下運用地球物理技術有效識別和描述隱伏剝蝕圈閉的方法，有效解決了上述難題。

1 隱伏剝蝕圈閉的提出與成因分析

1.1 隱伏剝蝕圈閉的提出

隱伏剝蝕圈閉是指由于不整合面上覆的高速地層或巖性體而形成的高阻抗背景，受地震資料分辨率和地層厚度影響，真實地層剝蝕尖滅點淹沒在強反射背景中，形成了平行反射、空白反射甚至超覆反射等地震假象，利用地震資料難以正確判斷地層結構和進行描述的剝蝕圈閉。與正常剝蝕圈閉相比，隱伏剝蝕圈閉主要有以下3點不同之處：地層厚度薄，平均厚度為10～40 m；地層產狀平緩，地層與不整合面夾角為2°～10°；不整合面上覆高速地層或巖性體，真實地層剝蝕尖滅點信息淹沒在強反射背景中，使得地層接觸關系和描述剝蝕圈閉難以正確判斷。

圖2 研究區Z306-Z207-Z203-ZX213連井地震剖面及綜合錄井對比Fig.2 Comparison of crosswell seismic profile and comprehensive logging crossing Z306-Z207-Z203-ZX213 in the study area

如圖2所示，研究區沙三段厚度自南向北從Z306井的160 m迅速減薄至ZX213井的25 m，無法厘定沙三段究竟是超覆于中生界之上還是剝蝕于沙一段之下，且其不整合點在地震剖面上均不能識別。在地震剖面上僅表現為TR（中生界頂面）與T2（沙一段底面）同相軸之間厚度減小，不能分辨其地層結構；尤其是地層厚度小于40 m時（即Z203井與ZX213井之間），T2與TR之間為空白反射，沙三段地層沒有形成同相軸，無法準確落實不整合點，從而制約了對沙三段的勘探。

1.2 地震假象成因分析

圖3 不同頻率正演模型Fig.3 Forward models in different frequencies

分析認為，研究區內沙一段底部是淺湖灘壩微相，以生物灰巖為主，速度4 000 m/s；中生界速度約4 200 m/s；沙河街組砂巖速度3 800 m/s，泥巖速度3 300 m/s。以此速度特征為基礎數據，依據實際地層結構設計正演模型（圖3），中生界和沙河街組依次剝蝕于沙一段底部。模型正演表明，當頻率為20 Hz時，沙一段底部與下伏地層形成強反射界面，受該強反射界面的影響，砂組剝蝕尖滅部分沒有形成波形，形成與沙一段平行的地震反射軸；提高模型正演的頻率至36 Hz時，模型中的每個砂組都有相對應的反射同相軸，剝蝕尖滅點相對清楚。因此，隱伏剝蝕圈閉難以識別的主要原因有2個：一是地震資料分辨率低，形成了平行反射；二是地層厚度薄，受高速圍巖的相干作用，形成了空白反射。

2 隱伏剝蝕圈閉識別

隱伏剝蝕圈閉的隱蔽性導致在地震資料上不能明確判斷其地層結構，筆者提出首先通過構造演化史分析明確地層結構，再利用鉆井、測井、錄井資料進行基準面旋回的識別和劃分，進一步描述地層結構特征。

2.1 構造演化特征分析

圖4 研究區南北向構造演化史剖面Fig.4 Tectonic evolution history section S-N of the study area

構造升降作用控制了地層殘留展布特征，因此構造演化特征分析是正確認識地層結構特征的前提［7］。濟陽坳陷的形成演化過程可劃分為3個階段，即裂陷期（孔店組—沙四下亞段）、斷陷期（沙四上亞段—沙三段）和拗陷期（新近紀—第四紀），其中斷陷期是濟陽坳陷發育的主要階段［8-9］。從研究區南北向構造演化史剖面可以看出：沙三段沉積期（圖4a），該區斷陷活動最強，為穩定的深湖相，發育以深灰色泥巖、褐灰色油泥巖及油頁巖為主的暗色泥巖地層。沙二段沉積晚期（圖4b），受構造運動作用，研究區整體抬升，沙二段被剝蝕殆盡，由于北部抬升程度明顯大于南部，使得殘余沙三段厚度自南向北迅速減薄、逐層剝蝕；沙一段沉積期（圖4c），整個研究區又開始下沉，水體逐漸擴大，為淺湖相。由此可知，研究區缺失沙二段，沙三段和中生界依次剝蝕于沙一段底部，形成了地層剝蝕圈閉。

2.2 井資料對比識別地層接觸關系

通過構造演化特征分析，明確研究區在沙一段和沙三段之間形成了地層剝蝕圈閉，再利用鉆井、測井、錄井資料進行基準面旋回的識別和劃分，進一步描述地層結構特征。

根據高分辨率地層對比原則與方法，代表每一個基準面轉換的位置均記錄了基準面旋回變化中可容納空間增加到最大值或減小到最小值單向變化的極限位置，即基準面旋回二分時間單元界限［10］。因此基準面旋回上升到下降或下降到上升的轉換點可作為地層對比的優選位置。以鉆井、測井和地震資料為基礎，根據巖相物理性質的垂向變化、相序或相組合的變化、旋回的疊加樣式、地層的幾何形態劃分基準面旋回。如圖5所示，研究區沙三段整體表現為1個中期反旋回和4個短期反旋回，4個短期反旋回自淺至深分別對應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ砂組。

在旋回劃分的基礎上再利用測井資料進行地層對比，將劃分結果通過合成地震記錄標定到地震資料上，參考地震層序劃分結果將地震不整合或其它類型界面標定到鉆井中進行相互驗證，井震結合建立了以鉆井剖面為基礎的區域層序地層對比格架。由此，對一直以來有爭議的研究區沙三段地層結構有了明確認識：Ⅳ砂組向北超覆于中生界之上，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ砂組從南向北依次剝蝕于沙一段之下（圖5、6）。

圖5 研究區孤東66井層序旋回劃分Fig.5 Sequence cycles division of Well Gudong 66 in the study area

圖6 研究區Z308-Z306-Z207-Z203-ZX213連井地層對比剖面Fig.6 Stratigraphic correlation profile crossing wells Z308-Z306-Z207-Z203-ZX213 in the study area

3 隱伏剝蝕圈閉描述

地層尖滅線是控制油氣成藏的重要因素，準確確定地層尖滅線的位置對于指導勘探開發具有重要意義［11］。受地震資料分辨率限制，不能根據砂組頂面反射同相軸的減弱或消失準確判斷地層尖滅線的位置，需要利用多種屬性首先描述尖滅線平面展布形態，再結合薄層正演模型和提頻資料來精確落實尖滅點。

3.1 地球物理屬性描述尖滅線

從正演模型可以看出（圖7），受下伏地層尖滅點的影響，沙一段底部灰巖頂面反射不再是一條平直的強反射同相軸，在尖滅點處同相軸會呈現輕微上拱現象［12］，且在尖滅點處波形明顯拉長，頻率減小，因此頻率類和波形類屬性可作為屬性預測的指征。

在實際應用中發現，頻率類屬性更能反映尖滅點位置。如圖8所示，沿T2同相軸提取瞬時頻率屬性（剖面之上的紅線代表瞬時頻率值），在Ⅰ砂組、Ⅱ砂組的尖滅點附近，瞬時頻率發生明顯突變。據此，提取整個工區的瞬時頻率，平面上顏色由紅色變為白色的條帶頻率從38.65 Hz突變為20.16 Hz，該條帶在平面上的展布形態分別代表了Ⅰ砂組、Ⅱ砂組的尖滅線位置。然而，該條帶只能反映尖滅點的大體位置和平面展布形態，對于精確落實尖滅點的位置還需要結合提頻屬性剖面。

圖7 尖滅點反射正演模型Fig.7 Reflection forward model of pinchouts

圖8 典型地震剖面及瞬時頻率平面預測圖Fig.8 Typical seismic profile and instantaneous frequency prediction of the study area

3.2 提頻屬性剖面落實尖滅點

正演模型表明，當地震分辨率達到36 Hz時，隱伏剝蝕圈閉的地層剝蝕點能夠較為準確地表現，因此，提高地震分辨率是追蹤隱伏剝蝕圈閉的首要手段。對提頻后資料進行了反（負）二階微商變換屬性處理，處理過的屬性剖面縱向分辨率有所提高；同時對剖面的能量進行了均衡，一些較弱的地震反射能夠較好的顯示出來，從而使尖滅點處的弱軸反射較明顯的體現出來。如圖9所示，在常規剖面中，Ⅰ砂組同相軸若隱若現，不能準確判斷尖滅點位置；在提頻屬性剖面中，Ⅰ砂組同相軸得到加強，能夠更準確地進行層位追蹤，提高了尖滅點的精度。

圖9 研究區常規剖面（a）與提頻屬性剖面（b）對比Fig.9 Comparison of normal section（a）and frequency profile（b）of the study area

3.3 公式推導落實厚砂組最大剝蝕范圍

濱海地區沙河街組砂巖阻抗高、泥巖阻抗低，因此地震資料上同相軸代表砂巖頂面反射。對于砂巖厚度較小的地區，砂巖頂面尖滅點位置即可代表該砂組的發育范圍；對于砂巖厚度較大的地區，砂巖底面的尖滅點位置才能代表該砂組的發育范圍。如圖10所示，對于砂巖厚度達到100 m的砂組ECDG，運用前面所述方法只能求出C點位置，而該套砂巖真正的發育范圍應該是D點，即應當求出CD段長度x。已知A、B兩井點之間距離s、這兩口井在該套砂巖的鉆探深度h1、h2，以及該套砂巖的視厚度m，可計算出x值為

因此，知曉兩口井的坐標及其同一地層的鉆探深度，利用式（1）可實現地層剝蝕線的科學定量外推，從而在理論上可求取任何厚度的砂巖底面剝蝕尖滅點位置，真正代表了該套地層的最大剝蝕范圍。

圖10 厚層砂巖正演模型Fig.10 Forward model of thick sandstone

4 應用效果

研究區沙三段勘探一直以構造油藏為主要目標，隨著構造圈閉的逐一發現，近10年來勘探一度停滯。通過構造演化分析和測井資料對比等基礎地質資料分析，重新認識了沙三段的地層結構為“頂剝底超”，也存在地層剝蝕油藏。通過對該區進行瞬時頻率屬性分析和提頻資料的應用，精確描述了沙三段3個砂組的剝蝕尖滅線位置（圖11），落實剝蝕圈閉14.1 km2，預測地質儲量487×104t，最終建議部署了3口井位，鉆探成功率達到100%。

圖11 研究區沙三段構造圖Fig.11 Structure map of Member 3 of Shahejie Formation in the study area

5 結束語

針對類似于濱海地區沙河街組剝蝕圈閉的描述，需要從圈閉成因分析、地震手段利弊分析、地層結構分析依次入手，綜合形成地質約束和地球物理技術雙重因素控制下的隱伏剝蝕圈閉識別與描述技術，從而有效解決隱伏剝蝕地層油藏剝蝕線預測不準的難題。實踐證明，這套技術體系已成功應用于濱海地區的埕島、孤島、長堤、樁西和新北等油田，都取得了良好的勘探效果，對其他地區類似地層圈閉的識別和剝蝕尖滅線的精確落實具有借鑒意義。

［1］ 張營革，高秋菊，蘇朝光，等.濟陽坳陷第三系不整合地層油藏地震描述技術［J］.油氣地質與采收率，2008，15（3）：46-49.ZHANG Yingge，GAO Qiuju，SU Chaoguang，et al.Seismic description techniques of Tertiary unconformity stratigraphic reservoirs in Jiyang Depression［J］.Petroleum Geology and Recovery Efficiency，2008，15（3）：46-49.

［2］ 隋風貴，王學軍，卓勤功，等.陸相斷陷盆地地層油藏勘探現狀與研究方向：以濟陽坳陷為例［J］.油氣地質與采收率，2007，14（1）：1-6.SUI Fenggui，WANG Xuejun，ZHUO Qingong，et al.Current exploration situation and research trend of stratigraphic reservoirs in continental fault basin：taking Jiyang Depression as an example［J］.Petroleum Geology and Recovery Efficiency，2007，14（1）：1-6.

［3］ 蘇朝光，閆昭岷，張營革，等.地層油藏超剝尖滅線夾角定量外推方法模型研究［J］.地球物理學進展，2007，22（6）：1841-1846.SU Chaoguang，YAN Zhaomin，ZHANG Yingge，et al.The study of quantitive extrapolation model for overlap-denudation pitching-out line stratigraphic reservoir［J］.Progress in Geophysics，2007，22（6）：1841-1846.

［4］ 蘇朝光，閆昭岷，張營革，等.應用井約束正演模型技術解決地層圈閉描述中的幾個難題［J］.油氣地質與采收率，2007，14（1）：52-55.SU Chaoguang，YAN Zhaomin，ZHANG Yingge，et al.Application of a well-constrained forward model technique in solving difficulties of stratigraphic trap description：taking Jiyang Depression as an example［J］.Petroleum Geology and Recov-ery Efficiency，2007，14（1）：52-55.

［5］ 侯明金，MERCIER J，VERGELY P，等.海西至印支期郯廬斷裂帶的性質：據中國東部石炭紀至三疊紀的巖相古地理特征分析［J］.古地理學報，2004，6（4）：459-468.HOU Mingjin，MERCIER J，VERGELY P，et al.Features of Tan-Lu Fault Zone from Hercynian to Indosinian：by analyzing lithofacies palaeogeography of the Carboniferous to Triassic in eastern China［J］.Journal of Palaeogeography，2004，6（4）：459-468.

［6］ 萬桂梅，周東紅，湯良杰.渤海海域郯廬斷裂帶對油氣成藏的控制作用［J］.石油與天然氣地質，2009，30（4）：450-454.WAN Guimei，ZHOU Donghong，TANG Liangjie.Control of the Tan-Lu fault zone on hydrocarbon accumulation in the Bohai Sea waters［J］.Oil＆Gas Geology，2009，30（4）：450-454.

［7］ 張營革，高秋菊，郝志偉，等.地層油藏上傾尖滅點精細描述方法：以濟陽坳陷為例［J］.油氣地球物理，2006，4（3）：35-39.ZHANG Yingge，GAO Qiuju，HAO Zhiwei，et al.Fine description for the updip pinchout point of stratigraphic reservoir：a case history of Jiyang Depression［J］.Petroleum Geophysics，2006，4（3）：35-39.

［8］ 楊品榮，陳潔，蔡進功，等.濟陽坳陷構造轉型期及其石油地質意義［J］.油氣地質與采收率，2001，8（3）：5-7.YANG Pinrong，CHEN Jie，CAI Jingong，et al.Structural transitional stages in Jiyang depression and their significance on petroleum geology［J］.Petroleum Geology and Recovery Efficiency，2001，8（3）：5-7.

［9］ 隋風貴，趙樂強，林會喜，等.濟陽坳陷第三系地層油藏形成機制與組合模式［J］.油氣地質與采收率，2005，12（6）：1-5.SUI Fenggui，ZHAO Leqiang，LIN Huixi，et al.The forming mechanism and its combination mode of stratigraphic reservoir in Tertiary in Jiyang Depression［J］.Petroleum Geology and Recovery Efficiency，2005，12（6）：1-5.

［10］ LIU Shuanglian，LIU Junlai，LI Hao，et al.Definition and classification of low-resistivity oil zones［J］.Journal of China University of Mining＆Technology（English Edition），2006，16（2）：228-232.

［11］ 趙衛軍，支東明，黨玉芳，等.準噶爾盆地陸西地區侏羅系西山窯組頂界不整合結構特征及其與油氣關系［J］.新疆地質，2007，25（1）：92-95.ZHAO Weijun，ZHI Dongming，DANG Yufang，et al.He Trait of unconformity structure and its relation with oil and gas at Xishanyaozu in Jurassic at Luxi Area in Junggar Basin［J］.Xinjiang Geology，2007，25（1）：92-95.

［12］ 周子群.利用正演模型識別樁西地區沙河街組地層剝蝕點［J］.油氣地球物理，2016，14（4）：39-42.ZHOU Ziqun.Denudation point identification of E s in Zhuangxi area by the application of forward model［J］.Petroleum Geophysics，2016，14（4）：39-42.

Identification and description of buried denudation trap in Shahejie Formation in coastal area of Jiyang depression

WU Xiaohe1，2
（1.School of Energy Resources，China University of Geosciences，Beijing100083，China；2.Geophysical Research Institute，Shengli Oilfield Branch Company，Sinopec，Dongying，Shandong257022，China）

The seismic reflection characteristics of buried denudation trap in Shahejie Formation in coastal area of Jiyang depression are parallel，blank or overlapping reflection，causing the difficulty to accurately describe the erosion pinch-out.Research shows that the trap characteristics in the study area are summarized as thin bed，small slope and high impedance of surrounding rock.The two reasons causing the difficulty of trap description are：poor seismic resolution that causes parallel reflection，and blank reflection because of the thin strata and interference of high velocity surrounding rock.A method to identify and describe the buried denudation traps is established with geophysics techniques constrained by geological conditions.Buried denudation traps are identified based on the structural evolution and logging data.The pinch-out line is described with frequency attribute and increased frequency information，then the relationship of erosion pinch-out with dip angle of stratigraphic and unconformity and the stratigraphic thickness is calculated，and the accurate position of erosion pinch-out is finally determined.The proposed technique is used for Chengdao，Gudao，Changdi，Zhuangxi and Xinbei oilfields with good exploration results.The method can provide reference for identification of stratigraphic traps and description of the erosion pinch-out.

Jiyang depression；coastal area；Shahejie Formation；buried denudation trap；false appearance of reflection；erosion pinch-out；identification and description of trap

吳笑荷.濟陽坳陷濱海地區沙河街組隱伏剝蝕圈閉識別與描述［J］.中國海上油氣，2017，29（6）：67-74.

WU Xiaohe.Identification and description of buried denudation trap in Shahejie Formation in coastal area of Jiyang depression［J］.China Offshore Oil and Gas，2017，29（6）：67-74.

TE132.1

A

1673-1506（2017）06-0067-08

10.11935/j.issn.1673-1506.2017.06.008

*“十三五”國家科技重大專項“勝利油田特高含水期提高采收率技術（編號：2016ZX05011）”、“渤海灣盆地精細勘探關鍵技術（三期）（編號：2016ZX05006）”部分研究成果。

吳笑荷，女，高級工程師，2008年獲中國石油大學（北京）碩士學位，主要從事層序地層、沉積學和油氣勘探方面的研究工作。地址：山東省東營市北一路210號勝利油田物探研究院（郵編：257022）。E-mail：wuxiaohe.slyt＠sinopec.com。

2017-02-21改回日期：2017-06-06

（編輯：馮 娜）