CN111856579B - 一种综合识别南海含油气盆地深水区盆缘沉积扇体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一套***综合识别南海含油气盆地深水区盆缘沉积扇体的技术方法。本发明涉及一种通过综合分析同沉积断层、地貌、物源、地震相、地震属性、沉积中心等6种数据定量识别沉积盆地盆缘沉积扇体的方法，尤其适用于南海含油气盆地深水区。本发明是在继承前人识别方法的基础上，结合构造沉积学理论与地震沉积学理论，采用多方法、多角度，协同进行识别与判定盆缘沉积扇体的发育，最终达到定量研究，大大提高了识别结果的精确度和可信度；同时，本发明对各识别方法中不同的识别进行赋值，并计算得出最后的总得分，定量化的描述了扇体是否发育，具有便捷的可操作性。

Description

一种综合识别南海含油气盆地深水区盆缘沉积扇体的方法

技术领域

本发明涉及石油地质领域，具体的说，涉及一种综合识别南海含油气盆地深水区盆缘沉积扇体的方法。

背景技术

在石油地质领域，随着墨西哥湾盆地、哥伦比亚盆地和非洲海岸油气勘探的巨大成功，沉积盆地盆缘扇体受到石油地质学家越来越多的重视并成为油气勘探的热点靶区，不仅因为盆缘扇体可以作为重要储层，而且扇体平原是有利的聚煤场所。

南海含油气盆地缺乏揭露埋藏地层与潜在储层的钻井，尤其是在深水区，使南海油气资源勘探面临高风险。目前已论证煤系烃源岩为南海主力烃源岩，含煤地层是否发育是南海诸盆地有无勘探潜力的决定因素，而这主要与盆缘扇体有关。

现有的识别含油气盆地盆缘沉积扇体的方法，主要依靠基于钻井数据的钻井与测井分析、岩心观察，并辅之以地震属性分析等，但这种方法主要适用于钻井较为密集且地震品质较好的含油气盆地区，如陆上古近纪断陷盆地或海上浅水盆地。而海上深水盆地钻井稀少，且地震品质相对较差，此种方法则不适用。

目前，暂时没有学者对如何***开展海上含油气盆地深水区盆缘沉积扇体的综合识别进行过研究，前人针对深水区盆缘扇体的研究仅依靠地震相特征等，而深水区绝大部分区带地震品质较差，该种识别方法往往具有一定的盲目性与不确定性，且地震相识别扇体本身就具有一定的多解性。

如何充分综合利用已有资料，发明一种综合识别南海含油气盆地深水区沉积扇体的技术方法，则尤为必要。

发明内容

本发明的目的是为克服上述海上含油气盆地深水区盆缘沉积扇体识别的技术方法不足，提供一套***综合识别南海含油气盆地深水区盆缘沉积扇体的技术方法。本发明涉及一种通过综合分析同沉积断层、地貌、物源、地震相、地震属性、沉积中心等6种数据定量识别沉积盆地盆缘沉积扇体的方法，尤其适用于南海含油气盆地深水区。

本发明提供一种综合识别南海含油气盆地深水区盆缘沉积扇体的方法，包括：

1)根据地震资料解释成果，判断目标区域是否具有物源区的发育，是，第一判定系数A＝1，继续进行步骤2-4)；否，第一判定系数A＝0，说明目标区域不存在盆缘沉积扇体，结束判定；

2)通过断层活动速率分析法，判定扇体发育位置是否位于断层活动速率减弱部位，是，第二判定系数B＝1；否，第二判定系数B＝0；

3)在断层活动速率减弱处或初步判断的扇体发育处，判断的地震剖面特征：若纵向切取的地震剖面具有前积楔形反射特征或横向切取的地震剖面具有透镜反射特征，则第三判定系数C＝1，否则第三判定系数C＝0；

4)判断是否具有扇形形态的平面地震属性，是则第四判定系数D＝1，否则第四判定系数D＝0；

5)根据公式X＝A×(B+C+D)判定目标区域是否发育盆缘沉积扇体:若X≥2，则判定目标区域发育沉积扇体；其若X小于2，则目标区域不发育沉积扇体。

其中，所述步骤1)具体为：据地震资料解释成果，在盆地边缘识别是否具有上超或削截不整合接触关系发育，若具有上超或削截不整合接触关系发育则表明具有物源区的发育；否则，则表明不具有物源区的发育。

其中，所述步骤2)具体为：在地震数据体中，沿控盆断层走向选取尽可能多的测点，计算每个测点处的断层活动速率，计算公式为：

v＝(a-b)/t (1)

其中，v为断层活动速率，单位为m/Ma；a为断层下降盘地层厚度，b为断层上升盘地层厚度，单位为m；t为地层沉积时间，单位为Ma；

比较断层在不同测点处活动速率大小，并分析沿断层走向活动速率的变化，得到断层活动速率减弱部位；根据地震反射特征或平面地震属性初步判定的扇***置；

判定扇体发育位置是否位于断层活动速率减弱部位。

其中，所述步骤2)的测点数量为：当覆盖断层的为二维地震测线时，将每个二维测线与断层的交点作为测点；当覆盖断层的为三维地震测线时，则沿断层选取30个测点。

其中，所述步骤2)中，沿断层走向识别横向向斜和横向背斜，横向向斜与横向背斜发育处即为断层速率减小处。

其中，所述步骤3)具体为：根据地震资料解释成果，在盆缘进行地震相特征识别，得到断层活动速率减弱处或初步判断的扇体发育处的纵向切取的地震剖面和横向切取的地震剖面；进一步判断纵向切取的地震剖面是否具有前积楔形反射特征；横向切取的地震剖面是否具有透镜反射特征。

其中，所述步骤4)还包括若具有扇形形态的平面地震属性，可根据扇形形态定量描述扇体的规模、延展特征。

其中，还包括：

步骤6)在地震解释与时深转换基础上，编制的地层等厚图。在等厚图中，沿等值线垂直方向，选取盆缘两点，计算古地貌坡度，计算公式为：

tan G＝(a-b)/s (2)

其中，G为计算位置所在区域的古地貌坡度，s为两点间水平距离，(a-b)两点间数值差，即地层厚度差。

其中，还包括资料的准备，包括：A1)在Geoframe工作站中，进行断层与地层解释并闭合，解释所有覆盖研究区的二维地震剖面，三维地震剖面解释密度可达2×2。根据构造走向，选取地震联络线与地震主测线；

A2)***收集时深转换关系、各地层沉积时间，将地震解释的时间数据转化为深度数据。

本发明的方法综合采用断层分析、古地貌分析、物源分析、地震相特征分析、地震属性提取与地层等厚图绘制等6个参数，协同识别南海含油气盆地深水区盆缘沉积扇体，识别结果可靠性高，且可以定量描述其可靠性；当某些参数难以具备时，可以依靠其它参数进行识别，识别方法方便灵活，具有较好的实用性、易操作性与较高的准确性。

现有技术中针对含油气盆地深水区盆缘沉积扇体的识别方法较为单一，仅为本方法体系中的一种识别方法，或缺乏对识别结果的成因机理的解释，或地震现象的解释存在多解性，并缺乏***的沉积体-地震相反射特征的总结，导致识别结果的可靠性差，进而造成了油气勘探的重大失误。本发明是在继承前人识别方法的基础上，结合构造沉积学理论与地震沉积学理论，采用多方法、多角度、协同进行识别与判定盆缘沉积扇体的发育，最终达到定量研究，大大提高了识别结果的精确度和可信度；同时，本发明对各识别方法中不同的识别进行赋值，并计算得出最后的总得分，定量化的描述了扇体是否发育，具有便捷的可操作性。

附图说明

图1是根据地震剖面解释判定物源区是否发育示意图；

图2是断层活动速率分析法识别盆缘扇体发育位置；

图3是南海含油气盆地深水区沉积体-地震反射特征；

图4是根据地震平面属性识别盆缘沉积扇体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明的最佳实施方式，可以按照以下3个主要步骤进行：

第一步：资料的准备

1)在Geoframe工作站中，进行断层与地层解释并闭合，解释所有覆盖研究区的二维地震剖面，三维地震剖面解释密度可达2×2。根据构造走向，选取地震联络线与地震主测线；

2)***收集时深转换关系、各地层沉积时间，将地震解释的时间数据转化为深度数据；

第二步：识别方法的确定

1)根据地震资料解释成果，在盆地边缘识别是否具有上超或削截不整合接触关系发育。若发育则具有物源区，否则不具有物源区而缺少盆缘扇体发育的必要条件。若有物源区发育，则将其赋值为1，否则赋值为0.

2)在地震数据体中，沿控盆断层走向选取尽可能多的测点，计算每个测点处的断层活动速率，计算公式为：

v＝(a-b)/t (1)

其中，v为断层活动速率，单位为m/Ma；a为断层下降盘地层厚度，b为断层上升盘地层厚度，单位为m；t为地层沉积时间，单位为Ma。比较断层在不同测点处活动速率大小，并分析沿断层走向活动速率的变化。在断层活动速率减弱部位，发育横向褶皱，为盆缘水系入盆位置，可判定盆缘沉积扇体发育位置。若后续根据地震反射特征或平面地震属性初步判定的扇***置位于断层活动速率减弱部位，则赋值为1；否则，赋值为0.

3)根据地震资料解释成果，在盆缘进行地震相特征识别。盆缘扇体纵断面通常具有前积楔形反射特征，横断面具有透镜反射特征。在断层活动速率减弱处或初步判断的扇体发育处，若纵向切取的地震剖面具有前积楔形反射特征或横向切取的地震剖面具有透镜反射特征，则赋值为1，否则赋值为0.

4)根据地震解释成果，提取层间均方根振幅属性(RMS Amplitude)与平均能量属性(Average Energy)，沉积扇体通常对应较高的均方根振幅属性值与平均能量值，这两种属性对沉积体具有良好的指示意义。若在平面属性图中，盆缘呈现良好的扇形形态，则可初步断定盆缘沉积扇体的发育，并可根据扇形形态定量描述扇体的规模、延展特征等。若呈现扇体形态，则赋值为1；否则赋值为0。

5)所述赋值标准为：

X＝A×(B+C+D)

协同分析上述各因素，根据X数值情况，判定盆缘是否发育沉积扇体。

第三步：识别结果的处理

1)若X≥2，则判定此处发育沉积扇体；其他情况，则此处不发育沉积扇体。

当X≥2时，根据平面地震属性展布范围，结合地震剖面反射特征的刻画，进行沉积扇体展布规模的定量描述。

2)在地震解释与时深转换基础上，编制的地层等厚图。在等厚图中，沿等值线垂直方向，选取盆缘两点，计算古地貌坡度，计算公式为：

tan G＝(a-b)/s (2)

其中，G为计算位置所在区域的古地貌坡度，s为两点间水平距离，(a-b)两点间数值差，即地层厚度差。通过古地貌坡度计算，对判断盆缘沉积扇体的延展规模的定量研究具有校正意义。古地貌坡度较缓处，则盆缘扇体延展规模较大；反之，则延展规模较小。

以下以琼东南盆地深水区为例进行说明：

本发明的综合识别南海含油气盆地深水区盆缘沉积扇体的方法包含3个主要部分，一为物源区是否发育的判断，即是否具有扇体发育的物源供给基础；二是多方法协同定量识别盆缘沉积扇体；三是盆缘沉积扇体规模与展布的定量描述。

首先是物源区是否发育的判定：

盆缘沉积扇体为碎屑物在盆地边缘处可容空间卸载堆积而成，而物源区的发育则为盆缘沉积扇体发育提供物质基础。若缺少物源区的发育，则不会有盆缘扇体的沉积。因此，物源区是否发育的判定是识别盆缘沉积扇体的基础。本发明划分出两种物源区，早期物源区和持续物源区。早期物源区在地层沉积早期暴露于地表并遭受剥蚀而提供碎屑物供扇体沉积，在后期由于沉积基准面的上升被水淹没而停止供给碎屑物并接受沉积(如图1a所示)；持续物源区为地层整个沉积期均暴露于地表并遭受剥蚀而提供碎屑物(如图1b所示)。

由此，可以得到物源区的判定方法：物源区为地层同沉积期的暴露剥蚀区，缺少沉积物的存在，因此在地震剖面中可根据盆缘上超点或削截点的发育而判断物源区。

如图1a所示，在琼东南盆地深水区松南低凸起，崖城组底部发育下切谷，揭示出在渐新世早期为遭受剥蚀的物源区，后期因沉积基准面上升而接受沉积，形成沉积充填。附图1b中，对于T60-T100期间地层，盆缘物源区一直暴露剥蚀于地表，未接受T60-T100沉积，为持续物源区；但对于T60以上地层，则开始接受沉积，转变为早期物源区。因此，物源区类型的划分，并不是绝对的，依据研究地层与时间跨度而会发生变化。但无论哪种类型物源区，均可以提供盆缘沉积扇体发育的物质基础。即所述目标区域具有物源区的发育，此时第一判定系数A＝1。所描述的目标区域发育物源区。由于物源区可以为盆缘扇体的发育提供物质基础，如果没有物源的输入，则盆缘扇体缺少物质基础，不会发育。

其次是通过多种方法定量协同识别盆缘扇体，包括以下三种方法。

方法一：断层活动速率分析法识别盆缘扇体发育位置

作为控制盆地形成的主要构造形式，断层对沉积具有重要的控制作用，其中主要一点体现在对盆缘沉积扇体发育位置的控制。盆缘同沉积断层，尤其是大型断层，活动速率沿断层走向会发生变化。在断层活动速率减弱的部位，断层上升盘相对上升幅度减小，在断层上升盘处形成相对高地，发育横向向斜，断层下降盘相对下降幅度减小，在断层下降盘处形成相对低地，发育横向背斜。横向向斜处可以捕获盆缘水系，控制物源入盆位置，进而可以识别盆缘沉积扇体发育位置。

识别方法为，沿断层走向，分别计算不同位置处的断层活动速率，公式采用(1)，公式中a为地层在断层下降盘处厚度，b为地层在断层上升盘处厚度，t为地层沉积时间，每一点处均对应v值，比较不同点出的v值，在v值最小处为初步判定的盆缘沉积扇体发育位置。

如图2所示，对于南海琼东南盆地深水区中部，该地区2号断层为大型控盆断层，因其强烈活动，发育2-1与9号两条次级调节断层。2号断层沿走向活动速率发生明显变化，在陵水低凸起与松涛凸起的过渡部位，断层活动速率最小，在上升盘形成横向向斜，下降盘形成主横向背斜。同时2-1号断层与9号断层的接触部位，两条断层的活动速率也急剧减小，在主横向背斜上形成次横向背斜。横向向斜捕获盆缘水系，控制物源入盆位置。当碎屑入盆后，在横向背斜的控制下，向背斜的两翼进行分散。在主横向背斜的东翼，卸载形成IV号扇体；在主横向背斜西翼，碎屑物受次横向背斜影响，继续向次横向背斜的两翼分散，形成I号和II号扇体。说明断层活动速率减弱部位为扇体的发育位置。此时第二判定系数B＝1

方法二：依据沉积体-地震反射特征识别盆缘沉积扇体

地震相是由地震反射参数(振幅、频率、相位、同相轴以及反射结构等)所限定的三维地震反射单元，它是特定沉积相或地质体的地震响应。地震相研究沉积体系所依据的主要参数或标志是地震单元的外部几何形态、内部反射结构、振幅、反射同相轴的连续性、同相轴的排列特征、视频率等。这些地震参数所代表的地质意义有多解性。虽然地震参数具有一定能够的多解性，但是在一定的沉积盆地以及一定的大地构造背景、沉积环境、古气候和物源条件下，不同的沉积相类型，其地震反射特征不同，地震相反射特征在一定程度上能客观的反映沉积体。

识别方法为，在地震数据体剖面中，在地层格架约束下，研究地震单元的外部几何形态、内部反射结构、振幅、反射同相轴连续性等，并根据盆缘扇体-地震相特征进行沉积扇体的识别。

在地震数据体中，盆缘扇体具有不同于其他沉积相类型的地震反射特征。在纵向切取得地震剖面中，盆缘扇体具有强振幅或中强振幅前积楔形反射或反“S”型前积反射，顶部可发育顶超点；在横向切取得地震剖面中，盆缘扇体具有强振幅或中强振幅透镜状反射。若在相应地震剖面中，识别出以上地震相反射特征，则C＝1；否则，C＝0.

方法三：根据地震平面属性识别盆缘沉积扇体

地震属性是从地震数据中推导出来的几何学、运动学、动力学、统计学特征的具体测量值。普遍地，由于沉积环境的不同，在岩性参量上会表现出很大的差异，如岩石成分、结构、颗粒的大小和形状、胶结物类型和程度、孔隙度等。地层岩性的差异自然导致岩石物理模量的变化，如弹性模量、剪切模量、密度、泊松比等。物理模量的变化又将引起地震反射特征的变化，如振幅、波形、频率成分、波的干涉、相干性等，在地震资料上表现为不同的地震相特征。沿等时沉积界面(地质时间界面)提取各类综合属性(平均能量振幅、平均峰值振幅、最大振幅、均方根振幅和正极性振幅等)，常常能反映地震工区内沉积体系的展布。振幅类属性与能量类属性往往与沉积相体平面展布具有良好的对应关系，是沉积体平面展布分析中最常用的属性类型。盆缘扇体的平面展布通常具有特征性的扇形形态，不同于其它沉积体在地震属性平面图中所呈现的形态。

识别方法：针对研究区域的目标地层，利用Geoframe工作站，提取层间均方根振幅属性与平均能量属性，分析平面属性图中是否存在有部分区域呈现扇形形态。

对于琼东南盆地深水区陵水低凸起与松南低凸起过渡部位，经提取陵水组三段的均方根振幅属性与平均能量属性，发现在两处属性图中均有4处呈现扇形形态的区域，即I、II、III、IV等4处(如图3所示)。结合区域地质图，发现I、II、IV位于盆地边缘，为盆缘沉积扇体；III位于盆内中心，且处在I、II的前部，因此不属于盆缘沉积扇体。综上，从整体看琼东南盆地深水区陵水低凸起与松南低凸起过渡部位属于发育盆缘沉积扇体的情况。因为盆缘可以发育多个盆缘扇体。

此外，还包括对盆缘沉积扇体延展规模的校正:

在对盆缘沉积扇体进行识别后，可依据地震平面属性扇形形态、地震剖面前积楔形结构体追踪来定量研究盆缘沉积扇体延展规模，进而可根据古地貌坡度与盆缘沉积盆缘沉积扇体延展规模的耦合性对研究结果进行校正。盆缘沉积扇体是由盆缘水系携带碎屑物入盆后因能量减弱发生卸载而堆积形成，能量减弱越快，则卸载速度越快，盆缘扇体的延伸规模则越短；相反，若能量减弱越慢，则卸载速度越慢，盆缘扇体的延伸规模则越大。入盆后的地貌坡度则是决定能量减弱快慢的主要因素。若经计算和比较，古地貌坡度缓处盆缘沉积扇体的规模小于古地貌坡度大处盆缘沉积扇体的规模，则需对盆缘沉积扇体的延展规模进行校正。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种综合识别南海含油气盆地深水区盆缘沉积扇体的方法，其特征在于，包括：

1)根据地震资料解释成果在盆地边缘识别是否具有上超或削截不整合接触关系发育，若具有上超或削截不整合接触关系发育则表明具有物源区的发育；否则，则表明不具有物源区的发育；判断目标区域是否具有物源区的发育，若是，第一判定系数A＝1，继续进行步骤2-4)；若否，第一判定系数A＝0，说明目标区域不发育盆缘沉积扇体，结束判定；

2)通过断层活动速率分析法，判定扇体发育位置是否位于断层活动速率减弱部位，若是，第二判定系数B＝1；若否，第二判定系数B＝0；其中，断层活动速率分析法具体为：在地震数据体中，沿控盆断层走向选取测点，计算每个测点处的断层活动速率，计算公式为：

v＝(a-b)/t (1)

其中，v为断层活动速率，单位为m/Ma；a为断层下降盘地层厚度，b为断层上升盘地层厚度，单位为m；t为地层沉积时间，单位为Ma；

比较断层在不同测点处活动速率大小，并分析沿断层走向活动速率的变化，得到断层活动速率减弱部位；在断层活动速率减弱部位，发育横向褶皱，为盆缘水系入盆位置，可判定盆缘沉积扇体发育位置；

3)在断层活动速率减弱处，判断地震剖面特征：若纵向切取的地震剖面具有前积楔形反射特征或横向切取的地震剖面具有透镜反射特征，则第三判定系数C＝1，否则第三判定系数C＝0；

4)判断是否具有扇形形态的平面地震属性，是则第四判定系数D＝1，否则第四判定系数D＝0；

5)根据公式X＝A×(B+C+D)判定目标区域是否发育盆缘沉积扇体:若X≥2，则判定目标区域发育沉积扇体；其若X小于2，则目标区域不发育沉积扇体；

6)在地震解释与时深转换基础上，编制的地层等厚图；在等厚图中，沿等值线垂直方向，选取盆缘两点，计算古地貌坡度，计算公式为：

tan G＝(a’-b’)/s (2)

其中，G为计算位置所在区域的古地貌坡度，s为两点间水平距离，a’-b’两点间数值差，即地层厚度差；

古地貌坡度缓处盆缘沉积扇体的规模小于古地貌坡度大处盆缘沉积扇体的规模，则需对盆缘沉积扇体的延展规模进行校正。

2.根据权利要求1所述的综合识别南海含油气盆地深水区盆缘沉积扇体的方法，其特征在于，所述步骤2)的测点数量为：当覆盖断层的为二维地震测线时，将每个二维测线与断层的交点作为测点；当覆盖断层的为三维地震测线时，则沿断层选取30个测点。

3.根据权利要求1所述的综合识别南海含油气盆地深水区盆缘沉积扇体的方法，其特征在于，所述步骤2)中，沿断层走向识别横向向斜和横向背斜，横向向斜与横向背斜发育处即为断层活动速率减弱处。

4.根据权利要求1-3任一所述的综合识别南海含油气盆地深水区盆缘沉积扇体的方法，其特征在于，还包括资料的准备，包括：A1)在Geoframe工作站中，进行断层与地层解释并闭合，解释所有覆盖研究区的二维地震剖面，三维地震剖面解释密度可达2×2；根据构造走向，选取地震联络线与地震主测线；

A2)***收集时深转换关系、各地层沉积时间，将地震解释的时间数据转化为深度数据。

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