潿西探區(qū)D次洼流二段巖性圈閉地球物理預(yù)測及其形成機(jī)制

周靜毅，潘新朋，黃家琳，劉婷婷

（1.中國石化上海海洋油氣分公司勘探開發(fā)研究院，上海 200120；2.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南長沙 410083）

1 地質(zhì)背景

隱蔽圈閉的形成和分布有一定的特殊性，其圈閉形態(tài)是不規(guī)則的，在分布上有一定的隱蔽性，但與構(gòu)造圈閉類似，隱蔽圈閉也具有一定的分布規(guī)律和成因特點(diǎn)，是特定地質(zhì)條件下的產(chǎn)物。平面上，隱蔽圈閉位于區(qū)域構(gòu)造和沉積體系的一定部位，不是單一的、孤立的分布，而是成群成帶出現(xiàn)，從屬于一定的區(qū)域構(gòu)造單元。隱蔽圈閉聚集區(qū)帶主要與區(qū)域構(gòu)造條件、區(qū)域巖性尖滅帶、物性變化帶、地層超覆帶和地層不整合面的分布有關(guān)，即隱蔽圈閉的形成和分布取決于古構(gòu)造、古地貌、物源體系和沉積環(huán)境等構(gòu)造、沉積條件。

潿西探區(qū)位于北部灣盆地。北部灣盆地屬于南海北部盆地群，位于華南板塊的西南邊緣，是發(fā)育于古生界粵桂隆起區(qū)和中生界海南隆起區(qū)之上的第三紀(jì)裂谷盆地。盆地的演化經(jīng)歷了裂陷（張裂）和坳陷（裂后）兩個(gè)階段。以古近紀(jì)張裂階段形成的構(gòu)造格局為劃分依據(jù)，平面上將北部灣盆地的構(gòu)造單元?jiǎng)澐譃?個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元：北部坳陷、企西隆起、中部坳陷、徐聞隆起、南部坳陷［1］（圖1）。其中北部坳陷分為3 個(gè)次一級(jí)（三級(jí)）構(gòu)造單元：潿西南凹陷、潿西低凸起和海中凹陷，其中潿西南凹陷又分為A、B、C、D 生油次洼［2］。就潿西探區(qū)而言，隱蔽圈閉的形成主要與地層不整合、構(gòu)造活動(dòng)的強(qiáng)弱程度、構(gòu)造反轉(zhuǎn)、潛山古地貌、地層坡折帶、湖岸線變遷帶等有著密切關(guān)系。

2 流沙港組時(shí)期物源及沉積體系特征

2.1 物源區(qū)分布

始新統(tǒng)流沙港期是湖泊水體明顯上升的沉積過程。該時(shí)期北部坳陷南北水體連通，大部分范圍被湖泊水體覆蓋（圖2），尤其是企西隆起，僅較高部位出露剝蝕區(qū)提供物源。萬山隆起作為北部灣盆地的西北側(cè)邊界，仍然可以作為北部坳陷西北側(cè)的物源提供區(qū)域，可以發(fā)育中、小規(guī)模的近岸扇三角洲或水下扇體。該時(shí)期的潿西南低凸起區(qū)域完全處于水下，接受流沙港組（二、一段）的沉積。海中凹陷南部斜坡帶南段、東段接受一部分來自企西隆起的物源，也可形成小規(guī)模的扇三角洲沉積。

2.2 流二段沉積體系特征

流二段沉積時(shí)期，湖泊擴(kuò)張至鼎盛期，潿西南低凸起沒于水下，坳陷大面積發(fā)育深湖、半深湖亞相沉積環(huán)境，因此該時(shí)期的沉積體系類型為湖泊沉積體系，深湖、半深湖亞相覆蓋整個(gè)潿西南凹陷中部洼槽帶和海中凹陷西北部洼槽帶，在1 號(hào)斷層和潿西南大斷裂下降盤深湖-半深湖內(nèi)發(fā)育近岸水下扇，濱淺湖亞相主要分布在兩個(gè)凹陷的南部斜坡帶，潿西南凹陷北部斷階帶及企西隆起周邊發(fā)育泛濫平原相，兩凹陷東南側(cè)鄰近企西隆起位置主要發(fā)育三角洲相沉積環(huán)境。在靠近坳陷中心部位，局部區(qū)域有濁積砂體分布（圖3）。

圖3 流二段沉積相

3 地球物理方法識(shí)別巖性圈閉

在研究區(qū)層序地層格架約束下，結(jié)合物源方向開展沉積體系分析，指出巖性圈閉發(fā)育有利區(qū)。識(shí)別巖性圈閉的方法很多，主要為綜合使用地震屬性分析、地震反演、地震切片和可視化技術(shù)［3-5］。本文采用三個(gè)不同的主要技術(shù)方法：砂體預(yù)測采用地震譜分解（定性）與地震波阻抗反演（定量）結(jié)合；砂體頂?shù)捉缑婵坍嫴扇∽詣?dòng)拾取與人工解釋相結(jié)合；油氣預(yù)測采用的是基于S變換的地震吸收屬性技術(shù)。

利用地震波阻抗反演技術(shù)、地震吸收屬性等地球物理技術(shù)在研究區(qū)精細(xì)識(shí)別兩種類型的隱蔽圈閉：流二段重力流濁積砂巖性圈閉、流二段上部濁積砂巖上傾尖滅巖性圈閉。巖性圈閉地球物理預(yù)測技術(shù)流程見圖4。巖石物理分析認(rèn)為波阻抗屬性結(jié)合地震譜分解技術(shù)可以較好地區(qū)分砂泥巖；通過隱蔽油氣藏表征系統(tǒng)（SeisSpecial）的砂體自動(dòng)追蹤技術(shù)并輔以地震同相軸解釋技術(shù)可以解釋出巖性圈閉的頂?shù)捉缑?；最后通過基于S 變換的地震吸收屬性分析預(yù)測巖性圈閉的含油氣性。

圖4 巖性圈閉地球物理預(yù)測技術(shù)流程

波阻抗反演是巖性圈閉識(shí)別關(guān)鍵地球物理技術(shù)，而巖石物理定量分析則是影響研究區(qū)波阻抗反演的主要因素。巖石物理分析準(zhǔn)確區(qū)分砂泥巖才能通過波阻抗屬性識(shí)別有利砂體。

3.1 流二段濁積砂巖性圈閉

對(duì)于始新統(tǒng)流二段來說，從縱波阻抗（Z）和自然伽馬（GR）的交匯圖看出（圖5）：砂泥巖的分界值為8 700（Z值）。相對(duì)于流二段的中—深湖亞相泥巖的低縱波阻抗特征［6-7］，流二段砂巖具有較高的縱波阻抗，與低縱波阻抗泥巖形成強(qiáng)反射系數(shù)，在地震上表現(xiàn)為強(qiáng)振幅能量。

圖5 流沙港組縱波阻抗（Z）和自然伽馬（GR）交匯

在D 次洼附近流二段下部，有一套來自西北方向萬山隆起物源的濁積砂體，被流二段湖相泥巖所遮擋形成處于深凹區(qū)的透鏡體巖性圈閉（圖6）。濁積砂體在地震剖面上呈現(xiàn)為一套強(qiáng)振幅、低頻反射特征（圖7）。

圖6 過流二段濁積砂巖性圈閉的波阻抗剖面

圖7 過流二段濁積砂巖性圈閉地震剖面

通過譜分解技術(shù)對(duì)流二段濁積砂巖性圈閉進(jìn)行了刻畫，流二段的地震體頻寬在10～30 Hz 左右，分別提取了10 Hz、20 Hz、30 Hz的平面振幅屬性（圖8），可見10 Hz所刻畫的這套砂體最為清楚。

圖8 流二段濁積砂巖性圈閉的地震譜分解分析

利用基于S 變換的地震吸收屬性Ssw/Sww（參考頻率到低截頻范圍內(nèi)的能量與參考頻率到高截頻范圍內(nèi)的能量的比值）進(jìn)行了含油氣性的預(yù)測［8-9］。流二段下部濁積砂隱蔽圈閉的含油氣性預(yù)測圖可見，此巖性圈閉含油氣的可能性較大（圖9）。

圖9 流二段濁積砂透鏡體巖性圈閉的含油氣性預(yù)測

結(jié)合隱蔽油氣藏表征系統(tǒng)砂體自動(dòng)追蹤技術(shù)和人工解釋在地震數(shù)據(jù)體對(duì)流二段濁積砂隱蔽圈閉進(jìn)行了頂?shù)酌娴耐噍S追蹤，此隱蔽圈閉的面積約為2.6 km2，頂面深度4 450～5 225 m；厚度為0～80 m（圖10）。

圖10 流二段濁積砂透鏡體巖性圈閉

3.2 流二段上部砂體上傾尖滅巖性圈閉

在D 次洼附近流二段上部，有一套來自西北方向萬山隆起物源的重力流濁積砂體在始新世末受潿西南低凸起抬升形成上傾尖滅，位于D 次洼東部斜坡帶的流二段上部砂體在地震剖面上表現(xiàn)為一套中振幅、中低頻反射特征（圖11），被流二段湖相泥巖所遮擋形成的巖性圈閉，過此隱蔽圈閉的北、中、南三個(gè)不同部位的波阻抗剖面可以看出砂體上傾尖滅特征（圖12）。

圖11 過流二段砂體上傾尖滅巖性圈閉地震剖面

圖12 過流二段砂巖上傾尖滅巖性圈閉中部波阻抗剖面

利用基于S 變換的地震吸收屬性Ssw/Sww（參考頻率到低截頻范圍內(nèi)的能量與參考頻率到高截頻范圍內(nèi)的能量的比值）進(jìn)行了含油氣性的預(yù)測［8］，此隱蔽圈閉含油氣的可能性較大（圖13）。

圖13 流二段上部濁積砂上傾巖性圈閉的含油氣性預(yù)測

通過地震屬性提取技術(shù)對(duì)流二段上部上傾尖滅巖性圈閉進(jìn)行了刻畫，認(rèn)為均方根振幅屬性可以定性刻畫其邊界。對(duì)于流二段上部濁積砂體的頂?shù)捉缑娴慕忉尪?，東西方向波阻抗剖面上砂體連續(xù)性較強(qiáng)，可以利用隱蔽油氣藏表征系統(tǒng)砂體自動(dòng)追蹤技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)追蹤解釋；但對(duì)于南北方向波阻抗剖面上砂體之間有斷層割裂，斷塊之間要手動(dòng)解釋；對(duì)于流二段上部濁積砂體的尖滅點(diǎn)則全部手動(dòng)解釋。此隱蔽圈閉的面積約為22.6 km2，頂面深度3 025～4 525 m；厚度約0～100 m（圖14）。

圖14 流二段砂巖上傾尖滅巖性圈閉

4 D次洼巖性圈閉的形成機(jī)制

流二段沉積期，潿西南低凸起為水下低隆，與D次洼東部斜坡存在坡折，由于坡折帶地形坡度和水體環(huán)境的突變，易造成重力流沉積物在坡折帶下方卸載，形成重力流滑塌。這些砂體直接與半深湖—深湖亞相的泥巖或油頁巖接觸，在上覆泥巖和斷層的共同封堵作用下，可形成良好的透鏡體巖性圈閉。探區(qū)內(nèi)W1 井、W2 井、W5 井等均揭示了該類砂體的存在（圖15），在油氣輸導(dǎo)及儲(chǔ)層條件有利的情況下，該類砂體可以形成巖性油氣藏。據(jù)鉆井揭示流沙港組二段為潿西探區(qū)的烴源巖層，因D 次洼鄰近潿西南低凸起，D 次洼不同部位可形成不同類型的巖性圈閉。

圖15 W3—W4—W5井聯(lián)井相剖面

4.1 流二段濁積砂巖性圈閉的形成機(jī)制

砂巖透鏡體巖性圈閉是最簡單的一種非構(gòu)造圈閉，主要分布在深水相區(qū)域。當(dāng)扇三角洲形成于坡陡、地形高差大的地質(zhì)環(huán)境時(shí)，扇三角洲前緣砂體往往不穩(wěn)定，容易滑塌再搬運(yùn)，在深水區(qū)的泥巖中形成砂巖透鏡體，從而形成巖性圈閉。

在潿西南凹陷中流沙港組沉積時(shí)期，盆地邊緣沉積地形都比較陡，因此容易形成滑塌濁積體或濁積扇，尤其是處于構(gòu)造坡折帶的扇三角洲砂體，更容易形成滑塌濁積體，從而形成巖性圈閉。

對(duì)于流二段巖性圈閉而言，由于重力流滑塌砂體被湖相泥巖包圍，只有處在成熟烴源巖分布范圍內(nèi)具備烴源供給才能成藏，但區(qū)內(nèi)成熟烴源巖埋深相對(duì)較大，儲(chǔ)層物性相對(duì)較差，尤其是海中凹陷內(nèi)坡—深凹帶，流二段埋深普遍超過4 000 m，難以形成商業(yè)產(chǎn)能。因此D 次洼洼槽—內(nèi)坡帶成熟烴源巖范圍區(qū)是尋找?guī)r性圈閉的相對(duì)最有利地區(qū)。

4.2 流二段巖性上傾尖滅圈閉的形成機(jī)制

在斜坡背景上，當(dāng)儲(chǔ)層沿上傾方向尖滅，由滲透性巖層變?yōu)榉菨B透性巖層時(shí)，易形成巖性上傾尖滅圈閉。上傾尖滅砂體可能是盆地發(fā)育過程中斷層活動(dòng)引起的地層掀斜形成上傾尖滅，也可能是沉積過程中沿坡折帶形成湖底扇沉積體系，砂體在坡折帶形成上傾尖滅。探區(qū)內(nèi)東部斜坡帶，流二段沉積晚期，潿西南凹陷經(jīng)歷了流二段主裂陷期強(qiáng)烈的拉張作用后開始減弱活動(dòng)，此時(shí)沉積物供給速率相對(duì)增加，物源區(qū)提供的沉積物向盆地中心推進(jìn)，開始形成具有下切水道特征的內(nèi)扇。隨著湖平面進(jìn)一步下降，陸源碎屑物持續(xù)向湖盆中心推進(jìn)，物源體系繼續(xù)為湖底扇運(yùn)送大量的碎屑物，在一定觸發(fā)機(jī)制的作用下，形成的扇三角洲前緣砂體沉積物在坡折帶處發(fā)生滑塌，并在坡折帶的下部沉積下來形成湖底扇。坡折帶中斷層的反復(fù)活動(dòng)造成斜坡的不穩(wěn)定，沉積物重力流常在鄰近的活動(dòng)斷層處堆積，斷裂坡折帶離岸的遠(yuǎn)近決定了補(bǔ)給水道的延伸距離和湖底扇的分布位置。潿西南低凸起斜坡帶坡折帶離岸較近，因此，補(bǔ)給水道的延伸距離相對(duì)較短，導(dǎo)致湖底扇內(nèi)扇亞相不是很發(fā)育，形成離岸較近的湖底扇砂巖體。由于處于深水區(qū)，沉積物以泥巖為主，湖底扇砂體沉積后被包裹在湖相泥巖中，具有很好的側(cè)向封堵條件，且后期潿西南低凸起的抬升，使得形成的上傾尖滅的湖底扇砂體能很好的保存下來，該類巖性圈閉面積較透鏡體巖性圈閉面積明顯較大。

5 結(jié)論

通過潿西探區(qū)D 次洼流二段巖性圈閉識(shí)別研究，有以下三點(diǎn)認(rèn)識(shí):

（1）基于研究區(qū)層序地層格架約束下的物源和沉積體系分析可以指導(dǎo)巖性圈閉的識(shí)別。

（2）為了精準(zhǔn)刻畫流沙港組二段發(fā)育的巖性圈閉，利用巖石物理分析、波阻抗反演和地震吸收屬性等地球物理技術(shù)對(duì)流二段巖性圈閉進(jìn)行了識(shí)別研究。巖石物理分析認(rèn)為，對(duì)于流二段地層而言，波阻抗可以區(qū)分砂、泥巖，高阻抗為砂巖、低阻抗為泥巖。通過地震波阻抗屬性、地震譜分解和地震同相軸追蹤對(duì)巖性圈閉進(jìn)行形態(tài)描述，刻畫出流二段內(nèi)部砂巖(上傾尖滅砂巖和透鏡體砂巖)的頂?shù)捉缑妗＠玫卣鹞諏傩赃M(jìn)行含油氣性預(yù)測。

（3）通過地球物理方法綜合識(shí)別潿西探區(qū)D 次洼流二段巖性圈閉，對(duì)識(shí)別的巖性圈閉開展形成機(jī)制分析,認(rèn)為D 次洼流二段巖性圈閉具備良好的勘探前景。