一、地震相分析 (2)地震相單元外形和平面組合:不同沉積環(huán)境下形成的巖相組合有特定的層理模式和形態(tài)模式,導致反射結(jié)構(gòu)和外形的特定組合,從而反映沉積環(huán)境、沉積物源和地質(zhì)背景。 (3)反射振幅:反射振幅與波阻抗差有關(guān),反映界面速度一密度差、地層間隔及流體成分和巖性變化。大面積的振幅穩(wěn)定揭示上覆、下伏地層的良好連續(xù)性,反映低能級沉積;振幅快速變化,表示上覆和(或)下伏地層巖性快速變化,是高能環(huán)境的反映。 (4)反射頻率:反射頻率受多種因素的影響,如地層厚度、流體成分、埋深、巖性組合、資料處理參數(shù)等。視頻率的快速變化往往說明巖性的快速變化,因而是高能環(huán)境的產(chǎn)物。 (5)同相軸連續(xù)性:它直接反映地層本身的連續(xù)性,與沉積作用有關(guān)。連續(xù)性越好,表明地層越是與相對較低的能量級有關(guān);連續(xù)性越差,反映地層橫向變化越快,沉積能量越高。 (6)層速度:層速度反映巖性、孔隙度、流體成分和地層壓力。 由于同一地震相參數(shù)的變化可以由多種地質(zhì)作用產(chǎn)生,因此地震相分析具有明顯的多解性。但是既然地震相是沉積相的反映,地震相必然能夠反映儲集體或油氣儲集相帶(劉震,1997)。 二、地震相劃分標志 (一)外部幾何形態(tài) 外部形態(tài)是一個重要的地震相標志。不同的沉積體或沉積體系,在外形上是有差別的,即使是相似的反射結(jié)構(gòu),因為外形的不同,也往往反映了完全不同的沉積環(huán)境。 目前常見的外部形態(tài)(圖1)包括席狀、席狀披蓋、楔形、灘形、透鏡狀、丘 形和充填型等。 1.席狀 席狀反射是地震剖面上最常見的外形之一,其主要特點是上下界面接近平行,厚度相對穩(wěn)定。席狀相單元內(nèi)部通常為平行、亞平行或亂崗狀反射結(jié)構(gòu),可代表深湖、半深湖等穩(wěn)定沉積環(huán)境和濱淺湖、沖積平原等不穩(wěn)定沉積環(huán)境。 圖1 地震相單元外形示意圖 3.楔狀 4.灘狀 頂部平坦而在邊緣一側(cè)反射層的上界面微微下傾。一般出現(xiàn)在陸架邊緣、地臺邊緣和碳酸鹽巖臺邊緣。 5.透鏡狀 特點是中部厚度大,向兩側(cè)尖滅,外形呈透鏡體。一般出現(xiàn)在古河床、沿岸砂壩處,有時在沉積斜坡上也可見到透鏡體。 6.丘形 其特點是凸起或?qū)訝畹貙由下?,高出于圍巖。上覆地層上超于丘形之上,大多數(shù)丘形是碎屑巖或火山碎屑巖的快速堆積或生物生長形成的正地形。不同成因的丘形體具有不同的外形。根據(jù)外形上的差異,可以分為簡單扇形復(fù)合體(如水下扇、三角洲朵葉)、重力滑塌塊體、等高流丘、碳酸鹽巖巖?。┖徒福?。丘狀外形在斷陷盆地邊界也很常見。近岸水下扇、沖積扇等的走向剖面也常顯示丘狀。湖盆內(nèi)部的中、小型三維丘狀體,特別是在其頂面有披蓋反射出現(xiàn)時,是濁積扇的標志。 7.充填型 充填外形的判別標志是下凹的底面,它反映了沖刷一充填構(gòu)造或斷層、構(gòu)造彎曲、下部物質(zhì)流失引起的局部沉降作用。根據(jù)外形的差別可劃分為河道充填、海槽充填、盆地充填和斜坡前緣充填等(圖2)。根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)還可以劃分為上超充填、丘形上超充填、發(fā)散充填、前積充填、雜亂充填和復(fù)合充填等等(圖2)。充填型代表各種成因的沉積體,如侵蝕河道、海底峽谷、海溝、水下扇、滑塌堆積等。 (二)內(nèi)部反射結(jié)構(gòu) 1.平行與亞平行反射結(jié)構(gòu) 該反射結(jié)構(gòu)以反射層平行或微微起伏為主要特征。它往往出現(xiàn)在席狀、席狀披蓋及充填型單元中。平行與亞平行反射代表均勻沉降的陸架三角洲臺地或穩(wěn)定的盆地平原背景上的勻速沉積作用(圖3a, b)。 2.發(fā)散反射結(jié)構(gòu) 其特征是相鄰兩個反射層向同一個方向傾斜(圖3c),向發(fā)散方向反射增多并加厚,在收斂方向上反射突然終止。出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能是由于地層厚度向上傾方向變薄,低于地震分辨率的緣故。發(fā)散結(jié)構(gòu)一般出現(xiàn)在楔狀單元中,表明沉降速度差異不均衡。在滾動背斜上,三角洲前緣砂巖和頁巖反射層系向同期形成的同生斷層方向有明顯的發(fā)散現(xiàn)象,是油氣聚集的有利地帶。 3.前積反射結(jié)構(gòu) 前積反射結(jié)構(gòu)通常反映某種攜帶沉積物的水流在向前(向盆地)推進(前積)的過程中,由前積作用產(chǎn)生的反射結(jié)構(gòu),這種反射結(jié)構(gòu)在地震剖面上最容易識別。它在傾向剖面上相對于上下反射層系均是斜交的,是陸架一臺地或三角洲體系向盆地方向遷移過程中沉積在前三角洲或大陸坡環(huán)境內(nèi)巖相的地震響應(yīng)。根據(jù)其內(nèi)部形態(tài)上的差別,可以進一步劃分為s型、斜交型、s復(fù)合斜交型、切線斜交型和疊瓦型s種,如圖4b。 前積結(jié)構(gòu)在不同方向的測線上表現(xiàn)形式不同。在傾向方向上呈前積型,在走向方向上則呈丘形。 圖3 平行(a)、亞平行(b)和發(fā)散(c)反射結(jié)構(gòu)示意圖 4.亂崗狀反射結(jié)構(gòu) 亂崗狀反射結(jié)構(gòu)側(cè)向變?yōu)楸容^大的明顯的斜坡沉積模式,向上遞變?yōu)槠叫蟹瓷?。該反射結(jié)構(gòu)代表一種分散弱水流或河流之間的堆積,解釋為前三角洲或三角洲之間的指狀交互的較小的斜坡朵葉地層。 5.雜亂狀反射結(jié)構(gòu) 雜亂狀反射結(jié)構(gòu)的特點是不連續(xù)的、不規(guī)則的反射,振幅短而強。它可以是地層受到劇烈變形,破壞了連續(xù)性之后造成的,也可以是在變化不定相對高能環(huán)境下沉積的。在滑塌結(jié)構(gòu)、切割與充填河道綜合體、高度斷裂的、褶皺的或扭曲的地層,都可能產(chǎn)生這種反射結(jié)構(gòu)。 另外,許多火成巖侵人體、泥丘(鹽巖)刺穿以及深部地層都可能出現(xiàn)雜亂反射結(jié)構(gòu)。這些地質(zhì)體本身可能是均質(zhì)的或成層的,但因為反射能量太弱,低于隨機噪聲的水平而呈現(xiàn)不規(guī)則的雜亂結(jié)構(gòu)。鹽巖與圍巖界面不規(guī)則也是形成雜亂反射的原因。 6.無反射 沒有反射反映了縱向上沉積作用的連續(xù)性。如厚度較大的快速和均勻的泥巖沉積,它們有利于碳氫化合物的生成和超壓帶的形成。無反射有時也反映均質(zhì)的、無層理的、高度扭曲的或者傾角很陡的砂巖、泥巖、鹽巖、礁和火成巖體。 三、陸相湖盆主要砂巖沉積體地震相特征 陸相湖盆由于沉積作用和斷裂活動的復(fù)雜性和多樣性,發(fā)育形成了多種沉積樣式和特殊地質(zhì)體,它們在地震剖面上具有各自特殊的地震屬性,形成了多種多樣的地震相類型,可大致劃分為以下幾種:砂礫巖扇體地震相、三角洲地震相、灘壩砂體地震相、河道砂體地震相、生物礁地震相、火成巖地震相、白云巖地震相、潛山地震相、深湖相泥巖地震相、鹽丘地震相等10種類型。這里主要介紹與砂巖沉積體有關(guān)的地震相特征。 (一)砂礫巖扇體地震相 陸相湖盆由于湖岸至深湖中心距離短,物源充足,水系發(fā)育,使本區(qū)沉積發(fā)育了大量的砂礫巖扇體。同時不同時期地質(zhì)條件不同,即使同一時期由于沉積部位不同沉積的砂礫巖扇體,也會因物源的距離、水體深度、湖底坡度、水動力條件和形成機制等各方面的差異而導致其形態(tài)、規(guī)模、巖性和物性都有所不同。根據(jù)沉積相、測井相、地震相標志特征,將陡坡帶劃分為6種不同類型的砂礫巖扇體:沖積扇、近岸水下扇、扇三角洲、辮狀河三角洲、陡坡深水濁積扇、近岸砂體前緣滑塌濁積扇。各類扇體的一般地震相特征為; (1)一般產(chǎn)于箕狀斷陷盆地陡坡一側(cè)的斷層面附近,或古地貌的山谷出口。 (2)平面外形復(fù)雜,典型的呈扇形,順傾向方向呈楔形,橫界面為典型的丘狀。 (3)在順傾向方向的地震剖面中,發(fā)散型的反射結(jié)構(gòu)十分發(fā)育,或稱帚狀結(jié)構(gòu),收斂點指向扇端。在多期扇體相互疊置的剖面上,由于側(cè)向上的差異壓實作用和水流的沖刷剝蝕作用,扇體也可呈丘形反射特點。 (4)在傾向地震剖面上,地震反射的連續(xù)性是多變的。一般說,在各期扇體的頂面和遠端的反射連續(xù)性強,在它的內(nèi)側(cè)靠近斷層面附近,反射雜亂或無反射。在它的頂端,特別是靠上的扇體頂面,反射的連續(xù)性變差。 (5)在走向剖面上,典型扇體的外包絡(luò)多呈丘狀反射,背斜反射幅度最高部位多為扇中,內(nèi)幕反射向扇端方向連續(xù)性變好,向扇根方向連續(xù)性變差。 典型扇體的地震相特征如下: 1.沖積扇體 這類扇體主要發(fā)育于陸相湖盆邊緣,處于湖盆近物源區(qū)的峽谷出口處,由于古地形高差大,古氣候干燥炎熱,在湖盆邊緣由季節(jié)性洪水搬運和堆積了一套粗碎屑物質(zhì),在平面上可分為扇根、扇中和扇端3個亞相。其最大特征為突發(fā)性強,以剝蝕充填為主,沉積厚度和面積相對較大。在順延物源方向的地震剖面上,其反射外形呈寬緩的丘狀反射,內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)在扇體的不同亞相特征又有所不同,其中扇根和扇端亞相為空白和雜亂反射,而扇中亞相為低頻的亞平行或發(fā)散結(jié)構(gòu)(圖6);在垂直物源方向的地震剖面上,其反射外形為傾角較陡的丘狀反射,內(nèi)部為雜亂一短波狀反射結(jié)構(gòu),同相軸連續(xù)性差,反射振幅較強。 2.水下扇體 近岸水下扇體是在濱淺湖、半深湖區(qū)水下形成的扇形礫巖體。它主要形成于陸相斷陷湖盆的擴張期,隨著湖水范圍的擴大,扇體也不斷后退,并始終沿湖盆邊緣緊鄰山麓部位分布,平面上也分為扇根、扇中和扇端3個亞相,自下而上表現(xiàn)為扇根一扇中一扇端一淺湖一深湖沉積,構(gòu)成向上變細變薄的垂向?qū)有?。近岸水下扇由于它整體沒于水下,地震反射成層性和連續(xù)性好,但在陡坡帶的不同部位所發(fā)育的扇體其地震相特點有所不同,通常在順延物源方向的剖面上,由于與上覆地層巖性差異較大,扇體包絡(luò)面反射振幅較強,其反射外形一般呈逐漸收斂的楔狀體,內(nèi)部反射呈小角度的發(fā)散結(jié)構(gòu)(圖7);在垂直物源方向的地震剖面上,扇體大都為丘狀反射,內(nèi)部反射為亞平行結(jié)構(gòu),同相軸為中等連續(xù)的中強振幅。 圖6沖積扇體地震反射特征 扇三角洲 圖8 扇只角洲地震反射特征 前積作用明顯。辮狀河三角洲可分為三角洲平原亞相、三角洲前緣亞相、前三角洲亞相3個亞相。 5.陡坡深水濁積扇體 這類扇體為陸相斷陷湖盆陡坡一側(cè)特有,發(fā)育于斷陷一深陷期的重力流沉積系列。主要發(fā)育于低位體系域和湖侵體系域中。季節(jié)性洪水期,在山高湖深、坡陡流急的條件下,沿主水流方向攜帶大量碎屑,受湖水頂托仍有繼續(xù)向前搬運和下切的能力,將一些砂礫和泥質(zhì)物繼續(xù)向前搬運沉積,形成具有一定規(guī)模的扇體。 在盆地構(gòu)造拉伸最強烈的時期,沿陡坡斷裂帶及其派生的次級小型斷層,常發(fā)育一些斷裂凹槽,在這些凹槽(或濁積水道)的前方,便發(fā)育了大量的以陡坡為物源的深水重力流沉積。在平面上,陡坡深水濁積扇體周圍均被半深湖、深湖相泥巖、油頁巖所包圍。在地震剖面上,扇體包絡(luò)面比較清楚,往往發(fā)育在同生斷層的下降盤,其反射外形一般呈楔狀或丘形,規(guī)模不同其反射外形又有差異,內(nèi)部為小角度發(fā)散結(jié)構(gòu)或波狀、雜亂反射結(jié)構(gòu),如圖10。據(jù)其巖電特征可劃分為內(nèi)扇、中扇、外扇3個亞相。其中內(nèi)扇亞相為低頻的雜亂反射;中扇亞相由于分選較好,所以成層性較好,同相軸較為連續(xù);外扇亞相為同相軸振幅變?nèi)酢⑦B續(xù)性變差。 6.近岸砂體前緣滑塌濁積扇體 在陡坡帶斜坡之上,隨著三角洲、水下扇等沉積物的不斷堆積,厚度逐漸加大,促使前緣坡度不斷增大。在重力、地震、斷裂、洪水等因素的觸發(fā)下,上述砂體前緣未固結(jié)的沉積物便會形成濁流再次搬運,于其前方沉積下來,形成再次滑塌濁積扇沉積系列。其單體規(guī)模一般較小,且與陡坡近岸水下扇、扇三角洲等有較好的伴生關(guān)系,平面上可劃分為內(nèi)扇、中扇、外扇3個亞相 由于其沉積厚度不是很大,一般在10 ) 20 rtr左右,在地震frlJ面上大都呈兩端尖滅的透鏡狀或扁楔形,反射振幅中等,連續(xù)性較好。該類濁積巖橫剖面上,由于差異壓實作用,同相軸有小幅度彎曲,呈不太明顯的丘狀反射,如圖11) (二)三角洲砂體地震相 三角洲砂體在陸相沉積湖盆中,多發(fā)育在湖盆的長軸方向,三角洲沉積體通常位于湖、陸之間的過渡地帶,其形成的先決條件是湖盆的沉降和攜帶有大量碎屑沉積物的河流注人。另外,其發(fā)育情況還受構(gòu)造運動、氣候、湖平面變化、河口水流性質(zhì)及湖盆邊緣斜坡坡度等多種因素影響。由于湖泊的水動力能量遠小于海洋,湖成三角洲一般是以河流作用占優(yōu)勢,形成建設(shè)性三角洲,平面上呈鳥足狀或鋸齒狀,如松遼盆地北部古三角洲、東營凹陷古三角洲、鄱陽湖的贛江三角洲等均是如此。三角洲具有典型的三層結(jié)構(gòu),即頂積層、前積層和底積層。在地震剖面上,三角洲頂?shù)资蔷哂薪降捻敺e層和底積層,中間為斜交前積反射,前積反射的最下部由于多發(fā)育有濁積砂體,常見局部地層加厚,同相軸增多現(xiàn)象。前積反射一般代表三角洲前緣和前三角洲,三角洲前緣砂體主要位于斜交前積反射的上傾端;頂積層一般代表著三角洲平原相沉積,地震剖面上多為強振幅中等連續(xù)反射同相軸,其產(chǎn)狀為平行或亞平行;底積層地震剖面上表現(xiàn)為弱振幅、低到中等連續(xù)性,為亞平行或發(fā)散結(jié)構(gòu)。 (三)濁積砂體地震相 濁積砂體是在一套重力整體搬運機制下產(chǎn)生的濁積物,或稱重力整體搬運沉積,這種沉積是受到自身的重力在超過沉積物內(nèi)部粒間摩擦和吸附力造成的剪切應(yīng)力后順坡而下運動的產(chǎn)物。其規(guī)模大小不等。地震相特征如下(圖13): (1)在垂直走向方向的地震剖面上,存在地槽或峽谷。 (2)在走向剖面中呈丘形反射,內(nèi)部反射為丘形或雜亂反射,它被上覆層上超。丘形反射可能是濁流沉積最直接的標志。 (3)傾向地震剖面上出現(xiàn)斜交(前積)反射的下面和朝盆地的方向,可能有濁流。 (四)灘壩砂體地震相 灘壩砂體發(fā)育于濱岸環(huán)境。灘是指低潮線到最大風暴線之間,向湖傾斜的斜坡上的砂礫堆積;壩則離岸有一定的距離,由砂堆成的長條形的水下降起。其成因主要由于在波浪帶波浪能量降低,遇到近岸地形隆起或灣口處,速度減緩,釋放出砂礫堆積形成。 灘壩砂巖儲層的分布主要受構(gòu)造活動、物源供應(yīng)和湖水動力條件的控制,不同地區(qū)和不同的層位,儲層發(fā)育和分布特點有較大的差別,砂體一般在構(gòu)造作用形成的正向地帶沉積。灘壩砂巖分布廣泛,但由于灘壩砂巖單層厚度較薄,一般1一3 m,最厚15 m左右,在地震上難以識別追蹤。壩砂相對厚度大,物性好,分布局限,地震反射同相軸呈中振幅,中連續(xù),短軸狀不連續(xù)展布,在砂體發(fā)育區(qū)有同相軸小幅度彎曲或振幅異常現(xiàn)象,如圖14。灘砂平面廣泛分布,單層厚度薄,橫向連續(xù)性較差,同相軸一般呈席狀強反射。 (五)河道砂體地震相 河道砂體泛指充填在古河道中的砂體,包括河床充填砂體、點砂壩和心灘砂體。規(guī)模較大的河道砂體在地震剖面上常具有典型的反射特征,內(nèi)部反射平行一亞平行或前積,強振幅、低頻,向邊緣上超,邊界清楚。其外形為頂平底凹或頂凸底凹的透鏡體狀,內(nèi)部雜亂或無反射,或為上超式充填反射。規(guī)模較小的河道砂體,由于厚度小 于地震分辨率,一般表現(xiàn)為短軸狀的振幅異常(圖15 )。在中淺層,分辨率較高的情況下,可與周圍的泛濫平原等泥質(zhì)沉積在地震反射結(jié)構(gòu)上有較大差別,容易識別。利用水平切片技術(shù)和可視化透視技術(shù)可更好的解音J河流相砂體的平面分布。 四、地震相的解釋 不同成因類型的砂體,具有特定的地震響應(yīng)特征,但是由于地震相的多解性,在進行地震相的研究時,必須以取心井為基礎(chǔ),建立相關(guān)的地震相模式作為分類依據(jù)。地震相解釋應(yīng)掌握以下幾個方面的原則(劉震,1997):地震相參數(shù)能量匹配;以巖心相為準;沉積體系匹配和沉積演化史匹配。 1.能量匹配準則 地震相參數(shù)中的反射結(jié)構(gòu)和幾何外形具有明顯的沉積環(huán)境能量標志,而同一沉積體的反射結(jié)構(gòu)和外形,必須是同一能量級。代表高能環(huán)境的反射結(jié)構(gòu)和外形不能與代表低能環(huán)境的反射結(jié)構(gòu)和外形匹配,反之亦然。例如,平行反射結(jié)構(gòu)一般代表低能環(huán)境,發(fā)散結(jié)構(gòu)代表從高能到低能變化,而前積結(jié)構(gòu)表示高能環(huán)境。又如,席狀外形反映或低能或高能環(huán)境,但丘狀外形則一定為高能環(huán)境。 2.以巖心相為準 在沒有鉆井的探區(qū)內(nèi),只能通過地震相與沉積相的一般對應(yīng)關(guān)系,與同類盆地的標準地震相模式對比,將地震相轉(zhuǎn)換成沉積相。但是若在有井的探區(qū),進行地震相解釋時應(yīng)盡可能結(jié)合鉆井資料,用鉆井的巖心相標定對應(yīng)的地震相。 3.沉積體系匹配準則 沉積體系指成因上有聯(lián)系的沉積相的共生組合,是平面相序的模式。在平面上一組地震相的分布所受沉積體系的控制表現(xiàn)在兩個方面:一是沉積相類型的排列方式,即哪些沉積相可以相鄰連接,而哪些沉積相絕對不能相鄰連接;哪些沉積相可以組成一個相序排列,哪些沉積相很少能形成一種相序排列。二是沉積相排列的方向性,受沉積盆地的邊界條件即構(gòu)造背景所制約,從不同的邊界向盆地內(nèi)部延伸時,有些沉積相可以重復(fù)出現(xiàn),而有些沉積相則不能再出現(xiàn)。例如在盆地發(fā)育的中期,在陡坡區(qū)向緩坡區(qū)方向上,陡岸處的近岸水下扇體一般不會在深湖區(qū)和緩坡區(qū)再出現(xiàn)。這種沉積體系的方向性有助于地震相的正確解釋。 4.沉積演化史匹配準則 沉積相的類型具有明顯的地質(zhì)時代特征,盆地不同發(fā)育期所產(chǎn)生的相模式和沉積體系可能有巨大的差別。另外,像沃爾索相律指出的那樣,只有當平面上能夠彼此相鄰的相,才有可能在垂向上(地質(zhì)年代中)依次疊置。顯然從一個層序(或亞層序)到另一個層序(或亞層序)的地震相分布遵循沉積環(huán)境演化規(guī)律,即沉積盆地發(fā)育階段對沉積相的控制作用。 |
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