古近系陡坡扇構造-巖性復合圈閉識別與儲層刻畫技術及應用

楊東升，趙志剛，徐建永，劉志峰，李 楠

(中海油研究總院有限責任公司，北京 100028)

0 引 言

古近系陡坡扇是中國東部斷陷湖盆重要勘探領域，具有距湖盆中心近、緊鄰烴源巖、且砂體疊置連片發育的特征。中國海域古近系陡坡扇勘探程度較低，古近系陡坡扇形成的構造-巖性復合圈閉逐漸成為中國海域油氣勘探的重要新領域。以珠江口盆地珠一坳陷為例，隨著中淺層構造圈閉鉆探殆盡，勘探逐漸由淺層轉向中深層，珠一坳陷的各凹陷斷陷期均發育古近系陡坡扇，這一新領域潛在油氣資源量巨大，一旦獲得勘探突破，古近系陡坡扇將成為珠江口盆地未來重要的儲量增長點。

近年來，隨著地球物理技術的進步，有明顯地震反射特征的陡坡帶扇體可通過商業軟件實現綜合識別和刻畫[1-11]。前人針對陡坡扇的評價，開展了諸多研究和實踐。喻林等[12]通過地震層位對比，綜合運用多種物探技術手段預測和刻畫了一系列陡坡帶近岸水下扇體，成功打開了興西洼陷油氣勘探局面。夏步余等[13]利用正演模擬、三維可視化、聚類分析和波阻抗反演等技術綜合描述了邵伯地區的砂礫巖扇體圈閉，取得了一定的效果。齊恒等[14]提出了以地震沉積學理論為指導，采用分頻處理技術提高地震資料分辨率，90 °相移旋轉后沿層切片定性描述扇體形態，結合波阻抗反演定量預測扇體展布的一套水下扇識別流程。生油凹陷發育的陡坡扇，由于缺乏亮點型地震反射特征，該類型目標評價過程中圈閉識別和儲層刻畫難度非常大。以珠江口盆地古近系陡坡扇陸豐1-X目標文五段扇三角洲為例，探索出一套實用性強的技術組合，為生油凹陷陡坡扇構造-巖性復合圈閉評價提供參考依據。

1 研究區概況

陸豐凹陷位于珠江口盆地珠一坳陷東北部，為北部隆起、惠陸低凸起、東沙隆起和海豐凸起所圍，面積約為7 760 km2。受中部陸豐中低凸起分割影響，陸豐凹陷可劃分為陸豐南次洼和陸豐北次洼，內部又可劃分為陸豐15洼、陸豐13東洼、陸豐13西洼、陸豐7洼、惠州11洼和惠州5洼等6個次級洼陷，其中陸豐13洼(包括陸豐13東洼、陸豐13西洼)面積最大、基底沉降最深，陸豐13洼和陸豐15洼是已證實的富生烴洼陷[15]。

陸豐15洼位于珠江口盆地陸豐凹陷南側，為繼承性發育的箕狀斷陷，水深為150～300 m。南部陡坡帶發育陸豐1-X文昌組陡坡扇目標，該目標靠近生排烴中心，處于有利的油氣運移指向區，油氣成藏條件優越，為有利勘探目標區。研究區已實現三維地震資料全覆蓋，完全具備目標評價研究的基礎條件。

2 古近系陡坡扇構造-巖性復合圈閉識別和儲層刻畫技術

在前人對古近系陡坡扇評價研究的基礎上，結合近年來地球物理技術的發展，總結出了一套適用于生油凹陷的陡坡扇構造-巖性復合圈閉識別和儲層刻畫技術流程(圖1)。首先，在區域沉積研究的基礎上指明古近系陡坡扇的有利發育部位，通過高頻層序地層格架的建立，進一步明確古近系陡坡扇的發育層系和類型。其次，通過全三維地震綜合解釋技術和基于地震相分析的屬性疊加提取技術識別陡坡扇的構造邊界線和巖性邊界線，進而綜合刻畫陡坡扇構造-巖性復合圈閉。最后，通過基于古地貌和屬性提取的物源體系分析技術、疊前彈性反演儲層預測技術和三維沉積體Mesh Probe體雕刻技術來綜合刻畫陡坡扇的沉積儲層。整套技術在陸豐15洼南部陡坡帶陸豐1-X陡坡扇目標評價中進行了綜合應用。

圖1 研究流程和技術路線Fig.1 Research process and technical route

2.1 區域沉積研究指明扇體有利發育部位

陡坡扇通常發育在坡度陡、距離物源近、地形起伏大、構造活動強烈的斷裂坡折帶上，地震剖面上表現為扇體包絡面清晰、反射強、扇體內部反射較弱或無反射，其沉積類型通常為扇三角洲或水下扇[16]。盆地的古構造和沉積充填的空間配置受構造坡折帶的分布特征、活動歷史和組合樣式所決定，不同的組合樣式會造成不同局部古地貌特征，并制約著沉積物的分散過程和砂體分布樣式[17]。研究區陸豐15洼為典型半地塹，南部斷裂坡折帶緊鄰東沙隆起剝蝕區，斷陷期構造活動強烈，引起古地形坡度的突變，利于陡坡扇發育。在研究區利用三維等時切片掃描，明確陸豐15洼斷裂下降盤陡坡扇發育的平面位置，地震剖面上通過地震相分析該陡坡扇目標為2期不同類型的扇體，第1期扇體表現為從根部至遠端連續性明顯變好，且具有明顯前積的地震反射特征，初步判定為扇三角洲沉積；第2期扇體表現為低頻、差連續、中弱振幅，雜亂楔形的地震反射特征，初步判定為偏事件性的水下扇沉積(圖2)。

圖2 陸豐1-X陡坡扇地震相特征Fig.2 Seismic facies characteristics of LF 1-X steep slope fan

2.2 建立高頻層序格架明確扇體的發育層系和沉積類型

在三級層序內進行四級層序的劃分，關鍵在于界面的選擇，關于四級層序界面是選擇水進界面還是水退界面，國內外的學者一直存在很大的爭議。大量研究結果表明，在三級層序地層格架內依據水進面劃分高頻層序，井-震結合進行追蹤對比，建立四級或五級層序地層單元構成的高精度層序地層格架，可為沉積相或儲集體分布規律研究提供重要基礎[18-24]。

根據研究區及周緣已鉆井，在文昌組內部劃分6級高頻層序格架，通過精細井-震標定，將各個層序界面解釋至陡坡扇目標陸豐1-X，明確第1期扇體發育層系為文昌組五段，第2期扇體發育層系為文昌組四段。結合區域沉積研究，同時，利用層序地層學軟件分析文昌組內部各級層序湖平面變化，了解扇體沉積發育背景。結合2期扇體的地震相和古地貌特征，文五、六段沉積時期為初始湖泛期，該時期水深較淺，發育扇三角洲沉積，文四段時期是最大湖泛期，發育深湖背景下的水下扇沉積(圖3)。下面重點以文五段扇三角洲目的層進行圈閉識別和儲層刻畫。

圖3 陸豐15洼LF16-1A井文昌組層序地層劃分及湖平面變化分析Fig.3 Sequence stratigraphic division and lake level change analysis of Wenchang Formation in Well LF16-1A,Lufeng 15 trough

2.3 多種地球物理技術綜合識別陡坡扇構造-巖性復合圈閉

陡坡扇構造-巖性復合圈閉識別和刻畫的要點是落實構造最低圈閉線和巖性邊界線。在層序地層格架的精細解釋基礎上，通過全三維構造解釋技術落實了2期扇體的頂面構造，從而明確構造控制范圍內的最低圈閉線。巖性圈閉線的識別和刻畫是陡坡扇目標圈閉評價的難點。針對非亮點型沉積體，結合已鉆井的地震相分析，尋找橫向不同相帶的地震反射特征差異是刻畫生油凹陷陡坡扇目標的重點。因此，發展了基于地震相分析的地震屬性提取技術來識別刻畫巖性邊界線。具體做法是：①在區域沉積研究的基礎上，分析陸豐15洼沉積中心文四段和文三段深湖地震相特征，其表現為低頻、連續、強振幅、平行—亞平行席狀地震相特征，而2套扇體整體表現為中低頻、差連續、弱振幅或中弱振幅、雜亂楔形地震相特征，橫向上不同相帶間的地震連續性和振幅有差異，連續性的差異性稍大，振幅的差異性較小，因此，選擇表征連續性的相位分析技術和振幅屬性來綜合識別巖性邊界線；②由于振幅的橫向差異性相對較小，通過多振幅屬性的疊合提取來增強不同相帶間橫向振幅的差異，從而清晰地體現扇體邊界刻畫效果。具體操作為：在疊前時間偏移純波成果(PSTM)數據體上依次提取振幅增強屬性體、振幅對比體、一階導數體、均方根振幅屬性體，通過均方根振幅屬性最小值來表征扇體平面展布范圍。圖4以均方根振幅最小屬性值有效刻畫了文五段扇三角洲的形態和平面分布。通過振幅屬性體疊合提取的方法有效達到了增強不同相帶間橫向振幅差異的目的，同時結合相位屬性分析技術識別巖性尖滅點的范圍最終來綜合刻畫巖性邊界，確定了扇體邊界和構造邊界。通過扇體頂面構造等值線和扇體厚度疊合圖來綜合刻畫和表征陡坡扇構造-巖性復合圈閉(圖5)。文五段扇三角洲面積為26.4 km2，高點埋深為3 360 m，最大厚度可達650 m，文五段扇體頂面的構造圈閉要素如表1所示。

圖4 陸豐1-X文五段扇三角洲地震屬性平面分布Fig.4 Plane distribution of seismic attributes in fan delta of Wen 5 Member in LF 1-X structure

圖5 文五段扇三角洲頂面T84構造等值線與扇體厚度疊合Fig.5 Superposition map of T84 structural isoline and fan thickness on fan delta top in Wen 5 Member

表1 陸豐1-X構造圈閉要素Table 1 Trap elements of LF 1-X structure

2.4 地質-地球物理綜合刻畫沉積儲層

沉積儲層的刻畫首先明確物源體系，基于古地貌和屬性提取的物源體系分析，文五段扇三角洲的物源來自東沙隆起，有多口井揭示東沙隆起基底巖性為花崗巖，具備較好的物源基礎。物源通道為斷彎部位形成的匯聚槽，文五段扇三角洲在目標區發育東、西2個朵葉扇體，通過petrel軟件三維Mesh Probe體屬性雕刻技術清晰地刻畫了扇三角洲的空間展布形態(圖6a、b)。同時利用疊前彈性反演技術對2期扇體儲層進行綜合預測，通過文昌組縱橫波速度比和縱波阻抗交會圖分析可知，砂巖表現為低縱橫波速度比的特征。根據地球物理儲層反演預測的平面結果，儲層平面分布和屬性平面刻畫的效果具有很好的一致性，目標區儲層整體較發育，其中，扇三角洲的西側朵葉儲層更為發育(圖6c)。結合周邊已鉆井儲層物性統計結果分析，陸豐凹陷文五段孔隙度為5%～15%，滲透率為0.1～30.0 mD。根據以上分析，預測文五段扇三角洲前緣孔隙度約為12%，滲透率為0.1～30.0 mD。據此，對研究區沉積相進行精細調整，結合古地貌、沉積相的最終結果進行疊合，從而有效描述了文五段陡坡扇體的沉積背景、物源通道、沉積類型和沉積儲層的面積(圖6d)。

圖6 文五段扇三角洲沉積儲層綜合刻畫技術Fig.6 Comprehensive characterization technology of fan delta sedimentary reservoirs in Wen 5 Member

3 結 論

(1) 陸豐1-X為構造-巖性復合圈閉，主要目的層為文昌組文四段近岸水下扇和文五段扇三角洲，創新建立了基于地震相分析的地震屬性提取技術來識別刻畫巖性邊界線，最終有效識別和刻畫了2套不同沉積類型的陡坡扇構造-巖性復合圈閉。

(2) 綜合利用古地貌分析技術、屬性分析技術、三維可視化技術和疊前彈性反演技術有效刻畫2套不同沉積類型的陡坡扇的沉積儲層。其中，文五段目的層儲層在西側朵葉富集程度高于東側朵葉，且扇三角洲前緣是優質儲層的有利發育部位。

(3) 綜合應用多種地球物理解釋技術，建立了一套生油凹陷古近系陡坡扇構造-巖性復合圈閉識別與儲層刻畫技術組合，為生油凹陷陡坡扇構造-巖性復合圈閉評價提供直接參考依據，相關技術可推廣應用于其他類似生油凹陷的陡坡扇構造-巖性復合圈閉目標評價工作。