江東輝 蒲仁海 蘇思羽

摘要 為了查清西湖凹陷平湖組沉積背斜的強振幅成因及其沉積和儲層特征，通過地震正演和測井約束反演等手段，分析煤層、砂巖增厚或減薄時的振幅變化，探討不同井點振幅強弱與反演速度、巖性含量的關(guān)系。結(jié)果表明，煤層和砂巖增厚均可導(dǎo)致振幅增強，薄層干涉和斷裂帶附近等也會造成振幅變化。同生背斜核部的振幅增強由平下段三角洲前緣砂巖增厚和平中—平上段三角洲平原煤層含量增多共同造成。強振幅和高速層指示的砂體朵狀平面形態(tài)指示了該區(qū)受波浪改造的河控三角洲類型。該研究對該區(qū)沉積相分析、儲層預(yù)測和目標(biāo)評價具有重要的參考意義。

關(guān)鍵詞 沉積背斜;平湖組;強振幅;煤層;三角洲類型;儲層預(yù)測

中圖分類號：TE121? DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2023-01-013

Geological genesis of strong amplitude of sedimentary

anticlines and identification of sedimentary facies and

reservoirs of Pinghu Formation in Xihu Depression

JIANG Donghui1， PU Renhai2， SU Siyu2

（1.Sinopec Shanghai Offshore Oil and Gas Branch， Shanghai 200120， China;

2.Department of Geology， Northwest University， Xian 710069， China）

Abstract To find out the relationship between amplitude and lithology of Pinghu Formation in Xihu Depression， this paper analyzes the amplitude changes of coal seam and sandstone when they are thickened or thinned by means of seismic forward modeling and log constrained inversion. The relationships are analyzed between horizon amplitude， inversion speed and lithologic content of different wells. The results show that both coal seam and sandstone thickening can lead to amplitude enhancement， and thin layer interference and fault zones can also cause change in amplitude. The increase of amplitude in the core of contemporaneous anticline is caused by the thickening of sandstone in delta front of lower Pinghu Formation and the increase of coal seam content in delta plain of mid to upper Pinghu Formation. The plane extension and morphology of strong amplitude and the high velocity part of the lower Pinghu Formation indicate the type of river-dependent delta reworked by waves. This conclusion is helpful to the sedimentary facies depiction， reservoir characterization and target evaluation in the region.

Keywords sedimentary anticline； Pinghu Formation; strong amplitude; coal seam; delta type; reservoir identification

沉積背斜也稱同生背斜，除巖鹽塑性流動成因的鹽丘外［1］，多數(shù)同生背斜往往具有同期地層“頂薄翼厚、頂緩翼陡和頂粗翼細(xì)”的特點［2］，成因與古凸起構(gòu)造上繼承性活動、差異壓實、正斷層逆牽引等有關(guān)［3-4］。但是，不同成因的碎屑巖地層的沉積背斜是否一定“頂粗翼細(xì)”值得研究。形成于濱海相亞相或具差異壓實成因的（扇）三角洲沉積的逆牽引背斜容易理解，因為濱淺海環(huán)境同生背斜頂部水淺浪大，沉積物粗，兩翼水深浪小，沉積物細(xì);背斜核部的（扇）三角洲富砂沉積物早期快速堆積，比兩翼富泥沉積物抗壓縮，從而導(dǎo)致“頂薄翼厚和頂粗翼細(xì)”。其他沉積環(huán)境的沉積背斜就不一定“頂粗翼細(xì)”了，尤其是深水重力流沉積區(qū)，如瓊東南盆地陵南低凸起區(qū)的三亞組鶯歌海組砂質(zhì)碎屑流、濁流等沿古地貌低洼區(qū)水道流動和沉積，在北礁和華光同生次凸起上形成泥質(zhì)沉積物。準(zhǔn)噶爾盆地東部侏羅系多為河流沼澤沉積，與克拉美麗山物源區(qū)連接的白家海同生凸起上的侏羅系砂質(zhì)河道比，也存在比兩翼稍有增多的趨勢［5-6］。但是，孤立的北三臺同生隆起之上處于侏羅系河流沉積的中游，與母巖區(qū)造山帶不連接，其上的沉積相不具備沉積偏粗的現(xiàn)象（如同生凸起之上和周圍凹陷的三工河組均為曲流河沉積）［7］。所以，沉積背斜核部是否存在砂巖儲層有時難以確定。西湖凹陷平湖斜坡構(gòu)造帶北部西湖組就存在這樣一個沉積背斜，由于背斜幅度較小，沉積背斜的沉積相本身就不明確（見圖1）。研究區(qū)平湖組主要為泥巖夾砂巖和煤層，多數(shù)研究者認(rèn)為其屬于潮坪或潮控三角洲沉積，背斜核部振幅明顯增強，振幅增強的原因?qū)儆诿簩釉龊襁€是砂巖增厚難以確定，因而該背斜一直沒有部署鉆井。所以，搞清該沉積背斜強振幅成因、沉積相及儲層展布很有必要。

影響地震縱波振幅的因素很多［8-9］，但排除地震采集、處理和多次波等影響因素外，造成振幅變化的地質(zhì)因素包括巖性、厚度、孔隙度、流體類型等，尤以巖性和厚度的影響最顯著。西湖凹陷西部斜坡帶重要的含油氣層系平湖組在地震剖面上振幅明顯大于上覆和下伏地層，也是地震剖面上識別和對比平湖組的一個重要標(biāo)志［10-11］。由于平湖組比上下地層含較多的低速煤層、碳質(zhì)泥巖［12］，所以，地質(zhì)人員往往懷疑平湖組的振幅增強可能與煤層增厚或增多有關(guān)。然而，由于平湖組大部分巖性為粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾砂巖，砂巖速度略大于其他巖性，煤層、碳質(zhì)泥巖和頁巖等極低速巖性的累厚也往往小于地層總厚度的10％，單煤層厚度一般很薄。所以，平湖組內(nèi)部的強振幅來自煤層或泥巖的貢獻(xiàn)有多大，砂巖和其他巖性變化是否也會造成足夠明顯的強振幅異常并不十分清楚，其成因?qū)Φ卣鹣喾治龊蛢幼R別十分重要。

通過一維地震正演、測井速度約束反演，結(jié)合沉積相和古構(gòu)造對巖性的影響等綜合分析，本研究對平湖組沉積背斜強振幅反射成因進(jìn)行了探討。該沉積背斜位于西湖凹陷西北的一個東傾緩坡［13］，區(qū)內(nèi)含探井21口，覆蓋三維地震1 200 km2；其以東為西湖凹陷深凹帶，凹陷西緩坡上已發(fā)現(xiàn)孔雀亭、武云亭、寶云亭等多個油氣田［14-16］。這些研究資料為完成該項研究奠定了基礎(chǔ)。

1 振幅與巖性及厚度變化關(guān)系的一維正演

西湖凹陷平湖組自上而下分為平上、平中、平下上和平下下4個地層段，每段厚度約200 m，并朝東邊的凹陷中心加厚。每段頂面分別對應(yīng)于地震反射界面T30、T31、T32、T33，平下下段底面為T34，寶石組底面為T40，華港組下段頂面為T25。平湖組地震反射振幅明顯大于上覆的華港組和下伏寶石組，且強振幅主要出現(xiàn)在平湖組平中、平下上和平下下段。為了查清這種振幅增強與平湖組含煤層、碳質(zhì)泥巖和砂巖的關(guān)系，制作了K5井一維正演模型，觀察一定厚度的砂巖和低速煤層或泥巖厚度變化引起的振幅變化。

K5井平中段上部含10 m左右的煤層、碳質(zhì)泥巖和低速頁巖，下部含18 m高速砂巖（見圖2A）。改變K5井的聲波時差測井，讓煤層和低速頁巖尖滅，可看出其合成道振幅會減?。ㄒ妶D2A、B）。讓砂巖變?yōu)榉凵百|(zhì)泥巖，振幅也會減?。ㄒ妶D2A、C）。所以，在中等速度的粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖含量最多的情況下，高速砂巖增多或低速煤層增多均會造成振幅增強，或者說振幅大小與中等速度的粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖呈負(fù)相關(guān)，與相對低速的煤層和相對高速的砂巖成正相關(guān)。從這里可以看出，粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖是背景巖性，其厚度占平湖組厚度的60％～80％，它們的速度也是平湖組的背景速度，其含量越大，比例越高，振幅越弱。相對低速的煤層和相對高速的砂巖是少數(shù)巖性，它們厚度越大，含量越高，則振幅越強。

以上模型說明，平湖組煤層和砂巖增厚，均可造成振幅增強。地震剖面上的強振幅可以是煤層所引起，也可以是砂巖所引起。那么，研究區(qū)西湖組的1沉積背斜核部的強振幅到底煤層是砂巖某一種巖性增厚引起，還是二者均增厚引起的，下面采用速度反演繼續(xù)探討這一問題。

2 測井約束反演速度與振幅的關(guān)系

密度與速度的乘積為波阻抗，波阻抗差則是造成振幅大小變化的重要因素之一。為了探討具有不同波阻抗的砂巖、煤層和其他巖性與強振幅反射的關(guān)系，應(yīng)用平北地區(qū)1 200 km2疊后純波三維地震資料和區(qū)內(nèi)21口鉆井資料，對平湖組開展了測井約束的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演處理［17］，獲得了目的層的反演速度和密度等信息。

反演處理結(jié)果表明，在反演密度變化較小的情況下，平湖組的反射振幅變化與速度存在明顯的相關(guān)性。強振幅反射既可以由低速巖性（煤、碳質(zhì)泥巖、頁巖）形成，也可以由高速砂巖形成。圖3A、B分別為過K3—K5—K4井的常規(guī)地震剖面和反演速度剖面。對比上下兩種剖面可以看出，K5井的平下下段強振幅層位與低速層對應(yīng)，平中段強振幅層位與高速層對應(yīng)。反演得出了與前述正演相一致的結(jié)論，不同的是反演指出了不同層位的強振幅成因有所不同。

根據(jù)研究區(qū)平湖組不同巖性的聲波時差測井AC和自然伽馬測井GR值統(tǒng)計和制作的二者交會圖來看（見圖4），研究區(qū)低速巖性主要為煤層、碳質(zhì)泥巖和部分泥巖，其聲波時差值大于98 μs／ft;高速巖性主要為砂巖、粉砂巖，聲波時差小于75 μs／ft;部分泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖的速度與砂巖存在重疊，聲波時差介于75～98 μs／ft。

所以，圖3中K5井的平中段強振幅對應(yīng)的高速巖性應(yīng)屬于砂巖;平下下段的強振幅對應(yīng)的低速巖性應(yīng)屬于煤層、碳質(zhì)泥巖或低速泥巖。綜合鉆井剖面圖也顯示，K5井平中段砂巖含量較高，平下段煤層和低速泥巖含量較高。這說明研究區(qū)平湖組沉積背斜核部的平中段、平下上和平下下3個層位的強振幅地質(zhì)成因不一定完全一樣。

3 平湖組薄層反射調(diào)諧和斷裂對振幅的影響

盡管研究區(qū)平湖組砂泥巖的速度稍有重疊（見圖4），但基本上存在3類速度不同的巖性，即高速砂巖（AC<75 μs／ft）、中速粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖（75 μs／ft 98 μs／ft）。對具有強振幅反射異常的K3、K4和K5井平中、平下上和平下下段的3類巖性厚度統(tǒng)計和百分含量計算，可以制作出不同鉆井組段的3類巖性質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布直方圖（見圖5）。由圖5可以看出，K3井平中和平下上段低速巖性質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于K5井，因此K3井的平中和平下上振幅應(yīng)該大于K5井，但是，高速巖性的質(zhì)量分?jǐn)?shù)前者小于后者，對地震振幅增強的貢獻(xiàn)與低速巖性的貢獻(xiàn)大致抵消。所以，如圖3A所示，K3和K5井平中和平下上的振幅無明顯差異。

然而，圖5中K3井和K5井平下下段低速巖性的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大致相當(dāng)，但高速巖性的質(zhì)量分?jǐn)?shù)前者大于后者，預(yù)示振幅也應(yīng)當(dāng)前者大于后者。但在圖3A上，K3井和K5井平下下段均為強振幅，看不出前者振幅明顯大于后者振幅的差異。這說明振幅除受到低、高速巖性質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響外，還受其他因素的影響。根據(jù)薄互層地層的同相軸振幅為多個反射系數(shù)的干涉形成并在薄層累加厚度在四分之一波長時振幅最大來看［9，18］，K3井和K5井平下下段的振幅強弱應(yīng)該與薄互層之間正、負(fù)反射系數(shù)的相長性或相消性干涉有關(guān)。在波阻抗差異不變的情況下，當(dāng)薄層累加厚度小于四分之一波長（一般對于常規(guī)地震剖面上砂泥巖地層時約為30～50 m）時，振幅與薄層的累加厚度呈正比;當(dāng)薄層累加厚度介于二分之一與四分之一波長之間時，振幅與薄層厚度成反比。即薄層累加厚度越接近于調(diào)諧厚度（四分之一波長），振幅就越大;大于或小于調(diào)諧厚度越多，振幅就越小或越接近于厚層的反射振幅。在本研究所討論的實例中，相對低速的煤層和相對高速的砂巖均屬于薄層范疇，粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖屬于厚層范疇。所以，這里薄層厚度的調(diào)諧也是引起反射振幅變化的因素之一。當(dāng)薄層累加厚度在調(diào)諧厚度附近發(fā)生變化時，薄層累加厚度偏離調(diào)諧厚度越大，振幅就越小，越接近調(diào)諧厚度，振幅就越強。

另外，K4井正好鉆在一個東傾正斷層的斷裂帶上（見圖3A），受斷裂影響，斷點振幅明顯減弱。在其他因素均不變的情況下，一個同相軸在斷點的振幅是非斷點振幅的一半，即半幅點現(xiàn)象，也稱為振幅陰影，線性的振幅陰影是地震剖面上識別斷裂的重要依據(jù)之一。所以，由于受斷裂帶振幅減弱的影響，K4井的平湖組振幅，尤其是平中段最靠近斷裂帶的振幅，與圖5中的高、低速巖性的質(zhì)量分?jǐn)?shù)無確定性關(guān)系。

以上分析表明，平湖組70％以上的主體巖性為粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，它們形成弱振幅反射背景，振幅增強主要與砂巖或煤層厚度增大有關(guān)，少數(shù)情況下振幅要受到薄層調(diào)諧的影響，斷裂帶局部會發(fā)生振幅減弱。

4 同生背斜的強振幅成因

研究區(qū)西湖組的沉積背斜位于平北地區(qū)K4井南5～10 km，背斜核部的平湖組平中—平下下段的振幅明顯高于兩翼。從披覆在古凸起之上的厚度和產(chǎn)狀來看，該背斜具有頂薄翼厚、頂緩翼陡的同沉積成因特征［19］。斷陷早期沉積的寶石組的頂薄翼厚和頂緩翼陡特征比斷陷晚期的平湖組更加明顯，但平湖組背斜核部的振幅強于翼部的特征比寶石組明顯。那么是什么原因?qū)е卤承焙瞬空穹鄬υ鰪?？是煤層增厚，還是砂巖增厚，還是二者均有增厚？與沉積相又存在什么關(guān)系？

首先，由于背斜核部和翼部均有斷裂，每間隔1.5～2 km發(fā)育一條三級斷裂，沿斷裂帶振幅減弱，而斷裂間的振幅沒有受斷裂的影響。所以，核部與翼部振幅差異可以排除斷裂的影響。

其次，由于平中、平下上和平下下段均在背斜核部振幅偏強，與一般只影響局部層段振幅的薄互層調(diào)諧沒有關(guān)系。因為，如果發(fā)生調(diào)諧與四分之一波長的高或低速層厚度有關(guān)，滿足調(diào)諧的條件不應(yīng)當(dāng)恰恰都在背斜核部發(fā)生，且3個層位同時發(fā)生，所以，單一調(diào)諧原因不能解釋背斜核部的振幅增強。

再次，從橫切沉積背斜的測井約束地震反演速度剖面來看（見圖6），該同生背斜核部平下下段藍(lán)綠色背景中多出了一層20～40 ms（約40～80 m）厚、8 km寬的黃色高速地層，根據(jù)圖4速度巖性關(guān)系分析，它應(yīng)該為砂巖。平中段—平上段紅色背景中多出了一層約100 ms（約200 m）厚、5 km寬的綠色低速層，該低速層可能含較多薄煤層和碳質(zhì)泥巖。據(jù)附近鉆井資料可知，該區(qū)平湖組整體為三角洲沉積體系。同生背斜核部平下下—平下上段可能為三角洲前緣，由于古構(gòu)造、古地理偏高，故海水淺，波浪作用強，導(dǎo)致沉積含砂多；三角洲砂巖由于骨架支撐和比泥巖抗壓實，所以形成古地理和古構(gòu)造偏高的沉積背斜核部，核部砂巖對應(yīng)層速度偏高，導(dǎo)致振幅大于兩翼。向上至平中—平上段，沉積背斜部位相變?yōu)槿侵奁皆?，含較多沼澤環(huán)境的碳質(zhì)泥巖和煤層，所以導(dǎo)致核部巖性速度偏低，振幅也大于兩翼。

分別制作平下上段均方根振幅平面圖（見圖7A）、平均反演速度平面圖（見圖7B），平均反演密度平面圖（見圖7C）和時間厚度平面圖（見圖7D）。圖7的平下上段高速、低密度砂巖特征的平面展布形態(tài)也指示了平湖組受波浪改造的河控三角洲特點。

在平下上段均方根振幅平面圖上，對應(yīng)同生背斜位置的振幅稍強，強振幅形態(tài)近似朵狀（見圖7A）。在平下上段反演平均層速度平面圖（見圖7B）和平均層密度平面圖（見圖7C）上，顯示一個自西向東的朵狀鳥足狀三角洲，3個分叉的鳥趾分別朝北北東、正東和正南延伸，顯示為高速度和低密度的砂巖展布。朝東的分流河道河口壩前端鳥趾位置與同生背斜重疊，其朵狀形態(tài)為波浪對三角洲改造的特征［20］，而不像某些學(xué)者推測的潮坪沉積和潮控三角洲特征［21-22］。因為大潮差潮汐改造的三角洲砂體是近似垂直或斜交海岸線延伸的多個條帶狀分布［20］，潮坪潮道砂體可能朝陸地方向分叉，與圖7B、C朝海方向分叉的特征相反。近年來也有學(xué)者從其他沉積特征方面否認(rèn)了平湖組為潮坪沉積或受潮坪改造的看法［23］。

總體來看，該沉積背斜核部的強振幅應(yīng)當(dāng)是由平下段三角洲前緣的較厚砂巖和平中—平上段三角洲平原的較厚煤層和碳質(zhì)泥巖所造成。

圖7D平下上段的時間域厚度平面圖反映平北整體東傾的古斜坡上，沉積背斜核部位置的厚度稍薄，朝北、東、南3個方向稍有增厚趨勢。

該沉積背斜不同層位核部與兩翼巖性的以上差異特征已被后期鉆井資料所證實。

5 討論

5.1 關(guān)于上覆花港組和下伏寶石組振幅整體較弱的原因

研究區(qū)平湖組的振幅明顯強于上覆的華港組和下伏的寶石組（見圖1）。其原因與上下地層的巖性、含量、組合以及壓實程度對地層速度差異的影響等有關(guān)。

平湖組上覆的花港組為富砂的辮狀河三角洲沉積［24］，剖面上塊狀砂巖及含礫砂巖質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近80％，盡管也含少量薄煤層［25］，但由于整體巖性較均一，波阻抗差異小，所以振幅總體偏低。

平湖組下伏的寶石組屬于斷陷早期沉積，雖然也為濱淺海泥巖夾砂巖地層［26-27］，但寶石組煤層含量少于平湖組，這是造成其振幅比平湖組偏低的原因之一。另外一個原因是，平湖組存在欠壓實和異常高壓［28-29］，砂巖速度稍大于粉砂質(zhì)泥巖和泥巖速度;而寶石組幾乎不存在欠壓實現(xiàn)象，超壓基本泄露或釋放，大量泥巖、粉砂質(zhì)泥巖相當(dāng)致密，其速度和密度與砂巖接近或相等，即屬于所謂的低波阻抗差異型地層，所以振幅較弱。

5.2 關(guān)于地震相和儲層識別的方法

本研究涉及的內(nèi)容是一個地震相和儲層識別的例子，主要采用了地震正演、反演和屬性平面形態(tài)這3種方法。關(guān)于用地震資料分析沉積相和預(yù)測儲層的方法很多，如地震相、沿層屬性提取、地震正演、疊前和疊后反演、譜分解和相位轉(zhuǎn)換等。但沒有一種方法普遍適用于不同盆地或?qū)游坏牡卣鸪练e相分析和儲層識別，針對不同地質(zhì)條件往往需要采用某些特定有效的方法。比如，對于“等速型砂泥巖地層”，即當(dāng)砂巖速度與泥巖速度趨于相等或十分接近時，以上絕大多數(shù)方法對沉積相分析和儲層識別不會有良好的效果。此時，有人提出采用振幅加速度法［30］、相干積分比法［31］、測井曲線重構(gòu)反演法［32］或衰減法［33-34］等識別儲層。即使采用這些辦法，也不是對所有“等速型”砂泥巖地層的儲層預(yù)測都有效，一種方法也只針對一種地質(zhì)條件有效，換一個地區(qū)和層位就不靈驗了?！暗人傩蜕澳鄮r地層”一般占到砂泥巖地層的三分之一左右，尤其在中等強成巖條件下或泥巖含鈣質(zhì)的情況下容易發(fā)生，如松遼盆地的白堊系青山口組、鄂爾多斯盆地的二疊系以及南緣的三疊系、塔里木盆地的志留系等。造成砂泥巖等速的原因多數(shù)是由于泥巖中含較多的鈣質(zhì)或粉砂質(zhì)，導(dǎo)致其速度比純泥巖增大，從而與砂巖接近。厚層的碳酸鹽巖或混積陸棚地層有時也會存在由于巖性“等速”而造成的弱反射和儲層難識別現(xiàn)象。如鄂爾多斯盆地奧陶—寒武系碳酸鹽巖地層速度較高且均一，形成弱反射背景，依靠常規(guī)屬性分析很難得出有用的沉積相、巖性和儲層信息。再如，羌塘盆地的三疊侏羅系混積陸棚灰?guī)r與泥巖沉積中，由于泥巖普遍含灰質(zhì)，速度增高，與灰?guī)r速度差異較小，從而導(dǎo)致地層的反射振幅弱，同相軸橫向不連續(xù)，沉積相、巖性和儲層難識別。

在砂泥巖速度差異或波阻抗差異足夠大的情況下，地震相和儲層識別就容易多了，沿層地震振幅屬性即可有效識別沉積相和砂體展布［35］。露頭、測井、巖心和顯微鏡下識別沉積相和儲層各有一套方法和標(biāo)志，地震相和儲層識別的標(biāo)志主要是振幅異常的平面形態(tài)、規(guī)模和組合。平面上，振幅異常的規(guī)模往往代表一個沉積體或微相的規(guī)模，比如砂體的規(guī)模，不同微相的砂體往往具有不同的規(guī)模［36］，如濱海砂體和辮狀河道的規(guī)模最大，一般可達(dá)數(shù)百至數(shù)千平方公里;決口河道砂體規(guī)模最小，厚度一般只有幾十厘米至一兩米，寬度一般也只有幾十米至一兩百米;一般河道和潮道砂體的規(guī)模大于決口河道，但小于三角洲前緣砂體，后者規(guī)模居中。振幅平面形態(tài)往往代表沉積體或砂體的形態(tài)，如朵狀往往為扇或三角洲前緣，窄帶狀、分支狀和蛇曲狀往往代表不同類型的河道微相等。

利用振幅屬性分析沉積相和儲層時，一般提取一個同相軸的均方根振幅效果較好，用15～30 ms的時窗把這個波峰（或波谷）同相軸包住即可。這是因為，如果時窗取大了則會把不同時代的微相信息合并在一張平面圖中，降低對沉積微相的鑒別效果。相鄰的波峰和波谷均方根振幅差異一般也很小，反映了相同層位類似的地質(zhì)信息。所以，提取每一個相鄰波峰（或波谷）的振幅信息是用地震資料研究最小地層單元的沉積相方法。如果時窗太小則超出了地震資料分辨薄層的能力，導(dǎo)致兩張平面圖反映的地質(zhì)信息沒什么明顯差異。當(dāng)然，選多大的時窗與研究對象的大小、研究精度和要解決的地質(zhì)問題也有關(guān)系。例如，本研究區(qū)內(nèi)的沉積背斜強振幅成因涉及了3個地層段，雙程時間厚度約400 ms，不可能提取每個同相軸的振幅，否則，工作量太大，提取的振幅平面圖也不能把握每個地層組段的整體特征。均方根振幅比其他振幅能夠突出振幅大小差異，而且其大小不受相位角的影響，多數(shù)情況下比其他類振幅能更好地反映地質(zhì)效果。圖7A的平下上段，平面上的均方根強振幅的朵狀形態(tài)就是認(rèn)定其為三角洲前緣的依據(jù)之一。

烴源巖多數(shù)為純泥巖（和煤層），一般不屬于“等速型”砂泥巖地層，由于富含有機質(zhì)，從而速度和密度均較低，常常在地震剖面上形成強振幅而易于識別。如鄂爾多斯盆地三疊系張家灘頁巖的T7強振幅反射、松遼盆地的白堊系青山口組頁巖的強反射、塔里木盆地寒武系玉爾吐斯組頁巖的強振幅反射等。

從以上討論可以看出，只要不是“等速型”地層區(qū)，地震振幅屬性就可以基本上解決許多沉積相和儲層識別的問題。但是，由于本研究存在煤層的情形，振幅變化具有了多解性，所以，需要運用地震正、反演方法進(jìn)一步研究強振幅的成因。

5.3 關(guān)于一般強振幅的地質(zhì)成因

地震剖面上的強振幅一般較常見，與地質(zhì)因素有關(guān)的強振幅往往指示著特殊巖性的存在。特殊巖性指與背景巖性明顯不同的巖性，如砂泥巖地層中存在的火山巖、碳酸鹽巖、蒸發(fā)巖、煤層、厚含氣砂巖等均屬于特殊巖性，只所以特殊是因為它們的速度或波阻抗往往與背景巖性具有較大的差異，所以一般能形成強反射。砂泥巖的層速度一般3 000～4 500 m／s，火山巖、碳酸鹽巖、膏鹽巖的層速度一般5 000～6 000 m／s，煤層和烴源巖的層速度一般小于3 000 m／s。同時，其密度也具有相應(yīng)差異，所以，10 m左右的一個特殊巖性就可以在地震剖面上形成強振幅反射。結(jié)合地震剖面上出現(xiàn)的強振幅反射的正、負(fù)極性，相位角和振幅調(diào)諧現(xiàn)象，還可以判斷其到底屬于高速巖性還是低速巖性。如小于四分之一波長的高速巖性的強振幅，在零相位地震剖面上呈上正下負(fù)的強振幅，90°相位角剖面上則呈一正兩負(fù)強振幅特征;而小于四分之一波長的低速巖性的強振幅在零相位地震剖面上呈上負(fù)下正的強振幅，90°相位角剖面上則呈一負(fù)兩正的強振幅特征［35，37］。當(dāng)某一特殊巖性的地層厚度大于調(diào)諧厚度時，其頂?shù)捉绺鲿纬梢粋€強振幅反射。當(dāng)其厚度大于二分之一波長且內(nèi)部巖性較均一時，除其頂?shù)捉缧纬蓮娬穹?，?nèi)部還會呈現(xiàn)出弱振幅或無反射特征。在沒有特殊巖性的砂泥巖地區(qū)和砂泥巖速度不相等的情況下，振幅強弱變化一般反映了少數(shù)巖性的厚度或含量的變化。比如在泥包砂的情況下，強振幅一般由較厚砂巖所形成，而在砂包泥的情況下，強振幅則由較厚泥巖所形成。由圖5可以看出，本研究所討論的實例中，主要巖性為中速（背景速度）粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，少數(shù)巖性為煤層和砂巖。由于少數(shù)巖性決定振幅大小，因而煤層和砂巖共同決定了研究區(qū)地區(qū)振幅的大小變化。當(dāng)研究對象縮小為同相軸或地層段時，振幅與巖性的關(guān)系則基本就唯一和明確了。

5.4 關(guān)于沉積背斜與巖性的關(guān)系

研究區(qū)平湖組背斜核部及其以東的斷裂東傾，背斜西翼的斷裂西傾，正是斷裂的同生活動造成了沉積背斜的核厚翼薄和核高翼低特征。

圖6中，平下上和平中段同生背斜核部的低速煤層含量增多應(yīng)該與古構(gòu)造和古地理變高、水深變淺、沼澤更容易發(fā)育有關(guān)。研究區(qū)平湖組總體屬于三角洲潮坪泥巖夾砂巖沉積，含多層薄煤層和煤線。前期研究認(rèn)為，研究區(qū)存在煤層和暗色泥巖兩類烴源巖，煤層主要發(fā)育在平北斜坡高帶，或斜坡次凸等古構(gòu)造和古地理相對高的淺水沼澤環(huán)境，而暗色泥巖主要分布在斜坡低帶或次凹等古構(gòu)造和古地理相對較低的深水環(huán)境［38］。所以，背斜核部煤層的增厚、增多主要是受古構(gòu)造和古地理控制的結(jié)果。

綜上可知，研究區(qū)平下下段的沉積背斜核部的強振幅可能由三角洲前緣砂巖所形成，砂巖的差異壓實對沉積背斜成因有一定的貢獻(xiàn)。但是，與斷壘構(gòu)造對該沉積背斜形成的控制作用相比，背斜核部與翼部的差異壓實對其形成的貢獻(xiàn)是次要的。

6 結(jié)論

1） 盡管影響地震振幅變化的地質(zhì)因素很多，但在沒有特殊巖性和非“等速型”砂泥巖地層的條件下，少數(shù)巖性的含量或累加厚度決定著地震振幅的大小。研究區(qū)平湖組的較強地震反射主要由含量較少的砂巖和煤層的增厚所造成，其背斜核部振幅大于兩翼的特點與斷裂和厚度調(diào)諧作用無關(guān)；沉積背斜核部平下下段的朵狀、鳥足狀強振幅平面形態(tài)為含較厚三角洲前緣高速砂巖所致，平中段和平下上段強振幅系含較多三角洲平原低速、低密度薄煤層所致。

2） 研究區(qū)沉積背斜的成因與斷壘構(gòu)造的同生活動有關(guān)，沉積背斜核部三角洲砂巖含量比兩翼相對增多和差異壓實進(jìn)一步促進(jìn)了沉積背斜幅度的增大。研究區(qū)背斜核部的煤層增厚則與古構(gòu)造和古地理增高、水體變淺、沼澤更發(fā)育有關(guān)。

3） 與上下地層相比，研究區(qū)沉積背斜核部的強振幅異常只出現(xiàn)在平湖組，這與平湖組地震反射振幅總體比上覆花港組和下伏寶石組較強有關(guān)。平湖組振幅較強的原因是其總體含煤比上下地層多。其次，上覆花港組砂巖占絕對優(yōu)勢，巖性較均一，振幅整體較弱;而下伏寶石組壓實成巖作用較強，接近“等速型”砂泥巖地層，振幅也較弱。

4） 采用地震正、反演、極性和相位角變化等探討強振幅異常成因是沉積相分析和儲層識別的重要手段。本研究預(yù)測的結(jié)果經(jīng)后續(xù)鉆探得到了驗證，在該區(qū)油氣地質(zhì)勘探研究中發(fā)揮了重要作用。

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（編 輯 雷雁林）