辛思華 劉偉

摘 要：沉積相揭示了煤層的沉積環(huán)境、成因及其分布規(guī)律。通過沉積相研究可以幫助我們建立煤層地質(zhì)概念模型。在分析地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，利用地震資料與沉積相的關(guān)系，選取合適的參數(shù)清晰地展現(xiàn)了物源來向、沉積范圍、賦煤范圍等特征，采模擬計(jì)算方法對沉積相作精細(xì)劃分，合理推測煤層的賦存范圍及驗(yàn)證孔位提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地震相；沉積環(huán)境；沉積演化

引言

沉積相是指沉積環(huán)境的“古代產(chǎn)物”，也專指環(huán)境的“物質(zhì)表現(xiàn)”。一定的沉積環(huán)境有其特定的物質(zhì)表現(xiàn)，沉積相揭示了目的層段的沉積環(huán)境、煤層成因及其分布規(guī)律。通過沉積相的研究，揭示了沉積相和煤層及其物性的控制關(guān)系，從而幫助工程師建立地質(zhì)概念模型，了解該地區(qū)的沉積環(huán)境指導(dǎo)下步地質(zhì)工作。因此，沉積相的研究對煤田勘探具有重要意義。

對沉積環(huán)境的分析最令人信服的做法是首先對大量巖心進(jìn)行細(xì)致全面的觀察描述，包括對巖性、沉積構(gòu)造、古生物標(biāo)志、地球化學(xué)標(biāo)志等方面的全面描述。然后綜合以上描述成果，運(yùn)用沉積學(xué)原理，對古沉積環(huán)境作出正確的解釋。然而，對于勘探階段或開發(fā)早期階段來說，由于測井、鉆井取芯資料的限制，巖心資料的地質(zhì)分析雖然能夠正確地解決沉積相及微相，但也只是“一孔之見”對于沒有鉆探資料的地區(qū)，其說服力更是是蒼白無力的。

與其它方法相比地震勘探具有高分辨率數(shù)據(jù)和大范圍的沉積環(huán)境分析，地震資料蘊(yùn)涵了豐富的地下信息，其中主要包括巖性、沉積范圍、沉積規(guī)律等特征，另一方面，煤層的這些物性特征會在地震剖面上反映出來。作者在實(shí)際工作中，利用地震資料對沉積相的研究進(jìn)行了一些嘗試，在找煤階段利用二維地震分析沉積環(huán)境給定預(yù)測孔位和圈定賦煤范圍時(shí)并取得了一些較好的效果。

1 方法原理

利用地震資料進(jìn)行沉積相分析的思路是：在區(qū)域沉積環(huán)境的控制下，利用地震資料進(jìn)行地震相預(yù)測，利用地震資料屬性成果進(jìn)行沉積微相研究。

1.1 沉積相與煤層的關(guān)系及其在地震資料上的響應(yīng)

以某預(yù)測區(qū)為例，以往地質(zhì)資表明本區(qū)地層自下而上分別為：中侏羅統(tǒng)夏家街組（J2x）；上侏羅統(tǒng)德仁組（J3dr）；上侏羅統(tǒng)久大組（J3j）巖性為黃褐、黃灰、灰色中粗粒、細(xì)粒凝灰質(zhì)砂巖、黑色頁巖夾粉砂巖、細(xì)砂巖及煤層；上侏羅統(tǒng)安民組（J3a）；上侏羅統(tǒng)長安組（J3c）；下白堊統(tǒng)泉頭組（K1q）。其中久大組、長安組為主要含煤地層，安民組為次要含煤地層，由于沉積地層與上下圍巖（火山巖）物性差異巨大，目前的地震資料對煤層特征的反映也越來越明顯。實(shí)踐證明，只要選取合適的地震屬性，利用地震資料識別沉積相是可行的。

1.2 利用反射強(qiáng)度（A（t））劃分地震相

定義為復(fù)地震道振幅的絕對值A(chǔ)（t）=[f（t）2+q2（t）]0.5，通常也稱為瞬時(shí)振幅或振幅包絡(luò)，常用來確定沉積層中流體成分、巖性、地層變異等。特定的沉積環(huán)境決定了特點(diǎn)巖性特征，高能量的砂巖和低能量的頁巖、煤層等往往能形成強(qiáng)振幅特征?？梢哉J(rèn)為，對于特定的沉積環(huán)境，其地震反射特征是一致的，在地震反射強(qiáng)度平面圖上相似的地方可以認(rèn)為是具有相似的沉積環(huán)境。

2 實(shí)例應(yīng)用

以某預(yù)測區(qū)的時(shí)間剖面如圖1、2為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間剖面和瞬時(shí)振幅剖面，通過對以往地質(zhì)資料的在圖1分析確定A層位標(biāo)定位久大組的底界面，B層位標(biāo)定為長安組底界面，C層位標(biāo)定為夏家街組底界面，估算久大組和長安組賦煤范圍為2300m和1700m。通過圖2利用地震相劃分的沉積相可以明顯的看出久大組和長安組賦煤的范圍要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間剖面的范圍，估算久大組和長安組賦煤范圍僅為450m和300m長。

利用地震相分析沉積環(huán)境后推測出預(yù)測區(qū)的沉積演變規(guī)律。本區(qū)的沉積格局為高水位體系域的前積斜層的體系，預(yù)測區(qū)二維地震測線基本處于盆地的邊緣，整個(gè)盆地方向?yàn)橐粋€(gè)北東向，盆地寬度從北往南逐漸變寬，沉積的范圍及厚度也逐漸變大變厚，烴源類沉積也隨之豐富。從以往地質(zhì)資料和現(xiàn)場露頭分析本區(qū)主要含煤地層為久大組，長安組為次要含煤地層。預(yù)測區(qū)成煤期應(yīng)該是湖退階段三角洲沉積。湖退階段的沉積次序從下至上為淺湖沉積——障壁島沉積——濱岸沼澤沉積（泥炭沉積），且高水位三角洲沉積的特點(diǎn)是近陸源部分沉積傾角較小，前緣部分由于受到沉積盆地邊緣傾角和快速堆積的沉積傾角較大，往往出現(xiàn)兩頭薄中間厚的透鏡體，河水的沖刷往往導(dǎo)致煤層的時(shí)斷時(shí)續(xù)的情況；并且隨著湖水深度的增加有機(jī)沉積物不在具備成煤條件，但是其沉積地層物性差異與煤層差異不大導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間剖面的同相軸繼續(xù)連續(xù)，但是其已經(jīng)變成煤系地層的反射而不是煤層的反射。預(yù)測區(qū)驗(yàn)證鉆孔表明本區(qū)僅久大組地層賦含煤層煤層厚度僅為0.5m，深部僅存在煤系地層。驗(yàn)證結(jié)果表明如果利用地震資料的屬性分析沉積環(huán)境預(yù)測成煤范圍，僅憑反射軸連續(xù)性估算賦煤范圍其誤差范圍將相當(dāng)?shù)拇?，本區(qū)的誤差距達(dá)到了5倍。

3 結(jié)束語

在煤田預(yù)測階段二維地震已經(jīng)成為普遍的施工手段，但是目前利用已有的地震資料進(jìn)行沉積環(huán)境的分析與演化的研究開展的較少。如果在預(yù)查階段利用地震資料綜合分析沉積環(huán)境和賦煤規(guī)律將大大提高找煤的成功率，同時(shí)也將大大縮短勘探周期和勘探資金。

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