邢占濤 ，韓建光 ，何文剛 ，任玉秀

（1.中國(guó)華電集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司，北京 100070；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京 100037；3.中國(guó)石油大學(xué)（北京），北京 102249；4.中國(guó)華電集團(tuán)清潔能源有限公司，北京 100070）

0 引言

生物礁因?yàn)榫哂懈呖紫抖群透邼B透率，進(jìn)而成為石油、天然聚集的有利場(chǎng)所［1-4］。已成功開發(fā)的生物礁油氣田具油氣儲(chǔ)量豐度大、產(chǎn)能高的特點(diǎn)，在油氣勘探開發(fā)中占有十分重要的地位，一直是油氣勘探的重點(diǎn)探索目標(biāo)［5-7］。

前人針對(duì)生物礁開展了大量的研究，包括石油地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、地球物理等多個(gè)學(xué)科分析，常規(guī)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)一般很難對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，新技術(shù)、新方法的應(yīng)用將推動(dòng)生物礁研究向深度和廣度上的發(fā)展。其中，地球化學(xué)方法將繼續(xù)發(fā)揮其巨大的作用，更好地用于高精度測(cè)年和恢復(fù)古沉積環(huán)境和古氣候，同時(shí)，將繼續(xù)重視地震勘探技術(shù)［8-9］。

生物礁最明顯的地震識(shí)別標(biāo)志是在隆起區(qū)形成丘形反射，典型的生物礁體在地震反射特征上表現(xiàn)為頂部振幅較強(qiáng)且連續(xù)、內(nèi)部反射雜亂和不連續(xù)［10］。然而，火山、古潛山、巖丘等地質(zhì)體的地震反射特征與碳酸鹽巖隆十分相似［11］，其中火成巖體的地震反射特征與生物礁地震反射特征最為相似，同樣表現(xiàn)出局部隆起特征，內(nèi)部反射雜亂或空白，且頂面往往出現(xiàn)強(qiáng)反射特征?？碧綄?shí)踐表明，地震-地質(zhì)配套解釋是其他工作的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，可以提高礁體識(shí)別的準(zhǔn)確性和鉆探的成功率［12］。

1 地質(zhì)概況

ZJ坳陷是發(fā)育在南海西北陸坡區(qū)的新生代裂谷型坳陷，地理位置處于西沙群島的西南部海域，海水深度在200～2 000 m。ZJ坳陷中新統(tǒng)的三亞組和梅山組海相碳酸鹽巖所占比重較大，儲(chǔ)集類型多樣，分布范圍廣，圈閉規(guī)模大，早期斷層持續(xù)活動(dòng)，具備形成大油氣田的條件。前期工作重點(diǎn)放在的碎屑巖儲(chǔ)集體，對(duì)碳酸鹽巖的儲(chǔ)集體研究程度不夠，特別是對(duì)生物礁的時(shí)空分布缺乏整體認(rèn)識(shí)，因此，有必要對(duì)南海北部探區(qū)重點(diǎn)目標(biāo)區(qū)碳酸鹽巖的分布特征開展研究。

本文以ZJ坳陷區(qū)為例，進(jìn)行生物礁地震地質(zhì)綜合識(shí)別技術(shù)研究。本區(qū)中新世時(shí)期，整體以局限—開闊淺海沉積環(huán)境為主，發(fā)育淺海臺(tái)緣斜坡相、碳酸鹽巖淺灘、瀉湖及島緣扇，沉積砂體、古潛山、泥底辟及巖丘等地質(zhì)體并不發(fā)育（見圖1）。通過宏觀地震相、地震反演及沉積相等地震地質(zhì)綜合研究，識(shí)別出古隆起生物礁、臺(tái)地邊緣生物礁和斜坡—盆地中孤立礁等3種類型生物礁，同時(shí)根據(jù)生物礁相模式對(duì)單個(gè)礁體進(jìn)行解剖，劃分出7個(gè)生物礁有利相帶區(qū)，解決了本區(qū)無井生物礁識(shí)別問題，從而為勘探甜點(diǎn)區(qū)優(yōu)選提供有利依據(jù)，大大提高了鉆探成功率。

2 生物礁發(fā)育類型

隨著國(guó)內(nèi)外生物礁勘探的逐漸興起，許多專家結(jié)合生物礁生長(zhǎng)理論和勘探實(shí)踐對(duì)生物礁發(fā)育的有利區(qū)帶和類型進(jìn)行了探討［13-15］。在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合該地區(qū)的地質(zhì)背景，在對(duì)區(qū)域生物礁調(diào)研的基礎(chǔ)上，按照生物礁的發(fā)育規(guī)律，利用工區(qū)實(shí)際地震資料，建立了3種類型生物礁發(fā)育模式，劃分出礁體有利發(fā)育相帶，并對(duì)單個(gè)礁體進(jìn)行了識(shí)別和解剖。

圖1 ZJ坳陷中新統(tǒng)沉積相

2.1 臺(tái)地邊緣生物礁發(fā)育模式

生物礁生長(zhǎng)需要陽光充足、水體清潔、水深適宜等特定的沉積環(huán)境，而淺海環(huán)境往往能較好地滿足這些條件。生物礁最有利的儲(chǔ)集相帶為臺(tái)內(nèi)以及臺(tái)緣坡折帶，發(fā)育于淺水環(huán)境，在坡折帶區(qū)水體越淺，越有利于生物礁的發(fā)育。按照坡折帶發(fā)育理論，ZJ坳陷生物礁構(gòu)造主要分布在臺(tái)緣斜坡相帶，在臺(tái)地邊緣斜坡相與開闊淺海相均可見生物礁發(fā)育（見圖2）。

圖2 ZJ坳陷Line2800測(cè)線沉積結(jié)構(gòu)

2.2 古隆起生物礁發(fā)育模式

陸亞秋等［16］認(rèn)為，生物礁的發(fā)育受古地貌和古沉積環(huán)境的控制，一般發(fā)育在相對(duì)隆起的區(qū)域，同時(shí)在構(gòu)造高部位進(jìn)行建造。研究區(qū)內(nèi)古地貌高部位主要包括繼承性凸起與漸新世殘余火山等，在這些古地貌高部位附近先后發(fā)現(xiàn)了一些生物礁構(gòu)造。

2.3 斜坡—盆地孤立礁發(fā)育模式

趙宗舉［17］提出礁灘儲(chǔ)集層可分為臺(tái)內(nèi)礁灘、臺(tái)緣礁灘以及斜坡—盆地中的孤立礁灘等3類，其中斜坡—盆地中孤立礁發(fā)育的規(guī)模與古地理環(huán)境各不相同，小的孤立礁可以是幾十米寬的深水泥丘，大的孤立礁可以是一個(gè)碳酸鹽巖臺(tái)地。孤立礁發(fā)育一般受Ⅰ型層序界面及與其相關(guān)的長(zhǎng)期低位暴露的淡水淋溶及白云石化作用影響，且多發(fā)育于斜坡扇和低位扇中。孤立礁發(fā)育的數(shù)量遠(yuǎn)不及臺(tái)地邊緣礁和古隆起生物礁，多形成于相對(duì)深水區(qū)，且礁體的造礁生物種類與前2類明顯不同，除了泥質(zhì)含量較多之外，往往還具有繼承性和持續(xù)生長(zhǎng)的特點(diǎn)。地震剖面上孤立礁形態(tài)特征較明顯，剖面上發(fā)育完整的Ⅰ型層序，紅框內(nèi)發(fā)育斜坡扇，扇尾經(jīng)過抬升暴露進(jìn)而發(fā)育孤立礁（見圖3）。

圖3 ZJ坳陷孤立礁實(shí)例

3 生物礁邊界地震識(shí)別方法

在地質(zhì)模式指導(dǎo)下，依據(jù)生物礁相模式，結(jié)合地震相、地震反演等手段，在地震剖面上精細(xì)識(shí)別和刻畫礁灘構(gòu)造、巖性體的巖性邊界，區(qū)分物性特征差異，并對(duì)單個(gè)礁體進(jìn)行解剖，劃分礁體發(fā)育有利相帶。

3.1 振幅強(qiáng)度法

地震振幅反映了地震反射強(qiáng)度，根據(jù)強(qiáng)度的變化識(shí)別生物礁。發(fā)育生物礁的地層與圍巖表現(xiàn)出很大的不同，生物礁儲(chǔ)層的振幅表現(xiàn)為頂?shù)走B續(xù)、內(nèi)部不連續(xù)。圖4和圖5分別為L(zhǎng)ine1200及Line1220線孤立礁發(fā)育的振幅強(qiáng)度剖面，可以根據(jù)振幅強(qiáng)弱變換及連續(xù)性來確定生物礁邊界。

圖4 Line1200線振幅強(qiáng)度剖面

圖5 Line1220線振幅強(qiáng)度剖面

3.2 瞬時(shí)相位剖面法

瞬時(shí)相位是目前識(shí)別地震異常體的一種常用手段，它反映了地震能量的變化，也能反映儲(chǔ)層的非均質(zhì)性。根據(jù)地震相位的變化，可確定生物礁發(fā)育的邊界。圖6為L(zhǎng)ine2000線常規(guī)變密度及瞬時(shí)相位剖面，根據(jù)相位的雜亂變化可以確定生物礁的邊界。

圖6 Line2000線常規(guī)變密度與瞬時(shí)相位剖面

3.3 速度反演法

生物礁體跟圍巖相比，在速度上屬于從低速進(jìn)入高速，聲波及阻抗曲線上呈現(xiàn)明顯的臺(tái)階變化，地震反射表現(xiàn)為強(qiáng)振幅波峰，連續(xù)性較好，容易識(shí)別和追蹤。生物礁發(fā)育的區(qū)域通常表現(xiàn)為振幅異常及低速異常。地震振幅剖面上，生物礁發(fā)育區(qū)域，地震同相軸表現(xiàn)為不連續(xù)，振幅異常，地震反射外形表現(xiàn)上凸或下凹狀，內(nèi)部反射表現(xiàn)為雜亂、無反射。速度反演剖面上，礁體表現(xiàn)為連續(xù)的低速體，平行反射，振幅連續(xù)，礁體邊界清楚，容易識(shí)別（見圖7）。

圖7 Line2020線常規(guī)變密度地震剖面與速度反演剖面

4 生物礁平面分布

以地震剖面的沉積結(jié)構(gòu)解釋為指導(dǎo)，礁體外形的多方法識(shí)別為手段，完成了ZJ坳陷全區(qū)生物礁構(gòu)造的解釋與成圖。由于遵循沉積相指導(dǎo)的原則，因此能較好地結(jié)合生物礁發(fā)育規(guī)律開展地震解釋工作，保證礁體解釋的合理性。通過對(duì)研究區(qū)每一條二維線地震剖面的地震相識(shí)別，劃分出不同的沉積相帶及其分布范圍，然后根據(jù)地震相-沉積相的對(duì)應(yīng)關(guān)系，把不同二維線地震剖面上的地震相投影到平面上進(jìn)行組合，按沉積規(guī)律轉(zhuǎn)化為沉積相平面分布圖（見圖8）。

圖8 ZJ坳陷生物礁平面分布

5 結(jié)論

1）研究區(qū)中新世時(shí)期整體以局限—開闊淺海沉積環(huán)境為主，其中ZJ坳陷以開闊海沉積環(huán)境為主，適合生物礁的生長(zhǎng)，共識(shí)別出古隆起生物礁、臺(tái)地邊緣生物礁和斜坡—盆地中孤立礁等3種類型生物礁。

2）在地質(zhì)模式的指導(dǎo)下，總結(jié)出3種生物礁地震識(shí)別方法，利用生物礁相模式對(duì)單個(gè)礁體進(jìn)行解剖，準(zhǔn)確識(shí)別礁體邊界，共劃分出7個(gè)生物礁有利區(qū)，為勘探甜點(diǎn)區(qū)優(yōu)選提供有利依據(jù)，大大提高了鉆探成功率。

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