平面低角度斷裂切割關(guān)系組合與解析

焦立波

(中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

1 區(qū)域斷裂體系

海中凹陷地處北部灣盆地北部坳陷帶，北與潿西南凹陷相鄰，西被潿西南斷裂所限，東、南分別與烏石凹陷、海頭北凹陷相望(圖1)。北部灣盆地區(qū)域上發(fā)育北東、北西與東西向3組斷裂體系[1～5]。北東向斷裂屬于幕式斷裂，早期(中生代及之前)受北西向區(qū)域應(yīng)力擠壓推覆形成壓扭性斷裂，后期(晚白堊世至古近紀(jì))受區(qū)域拉張應(yīng)力作用再次活動(dòng)形成拉張斷陷，控制盆地的形成與演化。北西向斷裂屬于幕式斷裂，同期或晚于北東向斷裂，早期(中生代及之前)屬于古地中海構(gòu)造帶東緣(北西向構(gòu)造)，與北東向斷裂相互切割，后期(晚白堊世至古近紀(jì))受古南海盆地向南俯沖拉張及紅河斷裂左旋走滑應(yīng)力作用再次活動(dòng)，加劇了盆地的形成和盆地內(nèi)斷裂的發(fā)育。近東西向斷裂屬于晚期斷裂，晚白堊世-古近紀(jì)受古南海盆地向南俯沖拉張作用，形成控制盆地邊界及沉積斷裂。

圖1 北部灣盆地構(gòu)造綱要圖

2 斷裂組合關(guān)系解析

2.1 層位解釋矛盾性分析

注：t1、t2為等時(shí)相干切片的提取時(shí)刻；為地震反射界面。圖2 海中凹陷東區(qū)南北向地震剖面

2.2 斷裂識(shí)別與解析

在斷層識(shí)別方面，諸多學(xué)者做過相關(guān)的研究[7～10]，方法主要包括相干算法、波形分析、曲率法、螞蟻?zhàn)粉櫋⒎诸l、譜分解、時(shí)頻三原色法等，再通過地層切片技術(shù)將斷裂在平面上體現(xiàn)的信息進(jìn)行識(shí)別，達(dá)到斷裂解釋的目的。由于海中凹陷東區(qū)的三維地震資料信噪比低、成像較差，不能很好地反映出小斷裂的信息，上述識(shí)別方法的效果均不理想。因此，筆者采用構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜斷裂的識(shí)別。該方法是針對(duì)疊后地震資料的一種特殊去噪方法，采用“各向異性擴(kuò)散”的平滑算法，即只對(duì)平行于地震同相軸的信息進(jìn)行平滑操作，而對(duì)垂直于地震同相軸方向的信息不做任何平滑：首先對(duì)地震資料進(jìn)行傾角體估算，選擇合適的濾波參數(shù)對(duì)地震體進(jìn)行構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波；然后再進(jìn)行中值濾波等操作；最后將濾波后的地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行一系列的相干屬性分析，選擇優(yōu)勢(shì)屬性進(jìn)行小斷裂的識(shí)別。構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波后，可使得原本連續(xù)的同相軸更加連續(xù)，同相軸的扭曲、錯(cuò)斷現(xiàn)象更加明顯，斷層信息得到了更好的保留，凸顯了小斷層的地震響應(yīng)特征。

從構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波前后的地震剖面及頻譜分析(圖3)可以看出，主頻和頻帶寬度幾乎無變化，說明該方法并未改變地震資料的原有特性，只是消除了部分噪聲。利用上述方法進(jìn)行地震資料處理與相干分析，運(yùn)用時(shí)間切片技術(shù)，提取了t1和t2時(shí)刻的等時(shí)相干切片(圖4)，來證實(shí)斷層F2是否存在。斷層F1和F2在相干切片上可以清晰識(shí)別，t1時(shí)刻上斷層F1在F2的北側(cè)，向下經(jīng)過斷層切割部位后，在t2時(shí)刻上斷層F1在F2的南側(cè)，說明斷層F2是真實(shí)存在的。斷層F2的西段走向?yàn)楸睎|向，自西向東走向逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楸睎|東-近東西向，斷層F2在東段與F1斷層低角度切割，幾乎平行。

圖3 構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波處理前后地震剖面及頻譜分析對(duì)比

圖4 F1與F2構(gòu)造區(qū)不同時(shí)刻等時(shí)相干切片

2.3 解釋合理性論證

剖面平衡是一個(gè)基本的地質(zhì)規(guī)律。平衡地質(zhì)剖面可以理解為遵循物質(zhì)守恒原理，遵循巖層長(zhǎng)度或面積變形前后不變的原則，將變形剖面恢復(fù)到沉積地層狀態(tài)的剖面。通過對(duì)現(xiàn)今的地質(zhì)剖面進(jìn)行反演，逐層回剝，遵循平衡剖面原理，對(duì)關(guān)鍵斷層的形成期次進(jìn)行分析，判斷斷層與地層動(dòng)態(tài)配置關(guān)系在構(gòu)造變形中是否合理。若剖面能夠平衡，說明資料解釋是合理的。

圖5 海中凹陷東區(qū)南北向構(gòu)造演化剖面

2.4 斷裂組合關(guān)系

斷裂平面組合關(guān)系，直接影響到圈閉的大小與規(guī)模，斷裂切穿層位與圈閉形成時(shí)期的配置關(guān)系，是直接影響圈閉能否成藏的關(guān)鍵因素。綜合上述解析結(jié)果，對(duì)海中凹陷東區(qū)三維地震區(qū)的斷裂進(jìn)行組合(圖6)，可以看出，主要存在北東向、北西向、近東西向3組斷裂類型，還存在一些應(yīng)力轉(zhuǎn)換過程中的過渡類型。斷層F2是潿洲組二段沉積時(shí)期形成的北東-北東東向斷層，其東段走向逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楸睎|東向，屬于應(yīng)力過渡類型的斷層；后期斷層F1走向?yàn)榻鼥|西向，與斷層F2近平行切割，形成了復(fù)雜的組合關(guān)系，在剖面上2個(gè)斷層形成對(duì)掉的復(fù)合樣式，該種特殊的組合樣式是非常少見的。若斷層F2形成時(shí)間晚于斷層F1，則斷層F2的延伸長(zhǎng)度會(huì)被斷層F1所限或切割斷層F1繼續(xù)向北東方向延伸；若斷層F2規(guī)模較小，則會(huì)被斷層F1所限，而不是繼續(xù)平行切割于斷層F1向前延伸。因此，就目前該種斷裂組合而言，斷層F2是先存斷裂，屬于早期斷裂，斷層F1晚期形成，規(guī)模大、延伸長(zhǎng)，在東段與斷層F2形成平行對(duì)向切割關(guān)系，與區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的轉(zhuǎn)變特征相符合。斷層F1南掉，其北側(cè)形成了大型斷鼻-斷塊圈閉，規(guī)模大，靠近北部烴源巖，斷層F1切穿流沙港組二段烴源巖，油氣運(yùn)移條件優(yōu)越，成藏概率大。

圖6 海中凹陷東區(qū)斷裂系統(tǒng)圖

3 結(jié)語