地震资料的岩性解释

第三章地震资料的岩性解释§3.1岩性解释概述§3.2地震地层学解释§3.3地震波速度资料的地层岩性解释§3.4地震勘探的分辨率与信噪比§3.5厚层反射波振幅信息的利用§3.6薄层反射振幅信息的利用§3.7地球物理资料综合解释简介§3.8地震沉积学简介一、岩性解释发展概况二十世纪七十年代以前，地震勘探主要利用反射波旅行时信息和速度信息，查明地下地层的构造形态、埋藏深度，所进行的解释是构造解释。随着人类对能源需要的不断增长和构造油气藏的大量发现与开发，比较容易找到的大的构造油气藏越来越少，于是，人们不得不更多地注意寻找和开发非构造油气藏，即地层圈闭油气藏，所进行的解释除了构造解释外，岩性解释也越来越重要。§3.1岩性解释概述勘探技术的进步促进了岩性解释技术的产生与发展•60年代末，层速度估算砂泥岩比技术；•70年代初，亮点技术；•70年代中，声阻抗技术、彩色显示技术；•70年代中后期，VSP技术、横波勘探技术；•80年代初，人机联作解释技术、AVO技术、三维高分辨率勘探技术；•90年代，储层横向预测技术、油藏描述技术；70年代末期，出现地震地层学；80年代后期开始，以地震属性为主要依据的岩性解释一直是现代地震资料解释的主要内容。二、地震岩性解释的主要内容•地震地层学（区域地震地层学）根据地震剖面总的地震特征来划分沉积层序，分析沉积相和沉积环境，进一步预测沉积盆地的有利油气聚集带。分支学科，比较独立！•地震岩性学（局部地震地层学）把注意力放在单个反射层或反射层组上，采用各种地震技术（特殊处理）、提取各种地震属性，并结合地质、钻井、测井资料，研究地层的岩性、厚度分布、孔隙度、含油性等。•地震沉积学应用地震信息研究沉积岩及其形成过程的学科,是一门新的边缘交叉学科，其最大的理论突破在于对地震同相轴穿时性的重新认识。§3.2地震地层学解释一、地震地层学解释概述1.地震地层学的概念地震地层学是一门利用地震资料来研究地层地震相和沉积相的地学分支学科。即根据地震剖面总的地震特征来划分沉积层序，分析沉积相和沉积环境，进一步预测沉积盆地的有利油气聚集带。简言之，它是地球物理学与地层学概念、地震技术与沉积理论结合的新学科。2.地震地层学的研究内容•划分地震层序，进行地震层序分析，建立区域地层轮廓；•地震层序的地震相分析；•地震相的沉积相解释；•沉积盆地分析；•在地层分析和沉积体系分析的基础上，重塑盆地的构造史，沉积史和埋藏史，预测有利的生储油相带，并可帮助圈定特殊岩性体所形成的圈闭；•探索地震地层学的新方法。3.地震地层学研究的基础—地震反射界面、岩性界面和时间地层界面的关系•地震反射界面是具有波阻抗差的地下地质界面（层面，不整合面及流体分界面）;•地震反射界面不一定是岩性界面；•地震反射界面常常与时间地层界面一致，具有年代地层学的意义，是地震地层学研究的基础。地震反射界面的实质•层面（残留沉积作用面），即代表等时界面，其地震响应便是年代地层界面的反射。•不整合面代表地质历史中的侵蚀面或无沉积面，常由于分隔不同的岩性或产状的地层具有形成反射的条件。•对应不整合面的反射可以是穿时的（角度不整合）或不穿时的（平行不整合）。二、地震层序分析1.沉积层序与地震层序沉积层序:由一套整一的、连续的、成因上有联系的地层组成，并且其顶底是以不整合或与之可对比的整合面为界的地层单元。地震层序:在地震剖面上识别出的层序。地震层序的分级•超层序包括几个层序，往往是区域性的，横向可追踪数百千米，并且是以区域性不整合面为界的，反映了受两次大的构造运动控制的完整的盆地发育旋回。•层序是超层序的次一级单元，可以是区域的，也可以是局部的，反映控制盆地发育的主要构造运动幕或水进水退旋回，常以不整合面或可与其对比的整合面为界。•亚层序是层序中最基本的地层单元，反映盆地的次要构造运动或水进水退旋回，通常一个层序可以包括一个或几个亚层序。2.地震层序的划分•整合：指上下地层之间没有明显的沉积间断或侵蚀作用，是连续沉积的地层。•不整合：指上下地层之间存在有明显的沉积间断或构造运动造成的侵蚀作用。反射终端类型•上超是一套水平（或微倾斜）地层逆着原始倾斜沉积面向上超覆尖灭。代表水域不断扩大逐步超覆的沉积现象。•下超指一套新沉积地层沿原始沉积面向下超覆。它代表定向水流的前积作用，意味着较年轻地层依次超覆在较老地层的沉积界面上，反映水退或扇进的沉积现象指示层序底界面的地震反射中止类型有上超（Onlap）和下超（Downlap）。•顶超指一个层序中上界面处的超覆尖灭现象，它与削蚀同为顶界的不整合现象，且两者无截然的界限，它是局部基准面太低情况下沉积物的过路作用的结果，表明无沉积作用或水流冲刷作用的沉积间断。•削蚀是侵蚀作用造成的地层侧向中断，代表由于构造运动（区域抬升或褶皱运动）造成的削蚀性间断。指示层序顶界面的地震反射终止类型有顶超（Toplap）和削截（Truncation）。地震层序的划分原则•选择连井基于剖面，进行地震层序的层位标定•坚持以不整合面来划分层序的顶、底界面•参考钻井资料划分沉积旋回•参考大套地层的反射波动力学特征进行层序划分•利用时频分析技术划分沉积旋回钻井资料划分沉积旋回央斜4南扇体昌参1北扇体沉积旋回体与地震时频特征间的关系图张军华等，地震旋回体的概念及应用，《石油地球物理勘探》，2003年第3期(a)地质模型的层理结构(b)速度与方差(c)频率与方差(d)能量谱(e)反射系数系列(f)合成记录低频信号的振幅包络(g)合成记录高频信号的振幅包络不同旋回体的地震响应某过井剖面的时频分析图地震层序的划分辅助原则•选择品质较好的地震剖面,并以垂直沉积走向的剖面为主，辅以平行沉积走向的剖面•选择过具有特殊地震反射结构的主要沉积体的地震剖面等。目的：建立正确的地震层序并确立有代表性的地层沉积格架，进而恢复区域构造运动史以及盆地的沉积发育史。下第三系沙三+沙二地震层序剖面新车15车古25车13T2T6Tr渤海湾盆地下第三系超层序底界接触关系T2T6TR车西连片三维Inline830地震剖面三、地震相分析1.地震相和地震相分析的概念•地震相指有一定分布空间的三维地震单元，它是特定沉积相或地质体的地震响应，其所包含的地震参数如反射结构、振幅、连续性、频率和层速度等与相邻单元不同。•地震相分析根据一系列地震反射参数确定地震相的类型，并解释这些地震相所代表的沉积相和沉积环境，重塑盆地的沉积史、构造史，预测生储油相带及地层、岩性圈闭。2.地震相参数在剖面上的反映•地震相参数包括内部反射结构、外部几何形态、连续性、振幅、频率、层速度等。•地震相是地震层序或亚层序的次级单元，一个层序或亚层序中可包括若干种地震相。地震反射参数及其地质意义地震相参数地质解释反射结构沉积模式、沉积过程、侵蚀和古地形、流体接触面外形总的沉积环境、物源、地质背景反射连续性地层连续性、沉积过程反射振幅速度-密度差、地层间距、流体成分反射频率地层厚度、流体成分层速度岩性、孔隙度估计，流体成分、（1）内部反射结构平行与亚平行结构;发散结构前积结构;乱岗状结构杂乱状结构;空白或无反射1）平行与亚平行结构•反射特征：反射层同相轴呈平值光滑,同相轴之间相互平行或近似平行，沉积盆地内最常见的反射结构。•分布区域：它们往往出现在席状，席状披盖及充填型（外形）单元中，一般分布在水体相对较深的区域。•沉积特征：反映均匀沉降的陆棚，滨浅湖或盆地中的匀速沉积作用。代表低能的沉积环境如深湖（海）、半深湖（海）相等。平行与亚平行结构的地震反射2）发散结构反射特征：常见于外形为楔形的单元中，反射层在楔形体收敛方向上常出现非系统性终止（内部收敛），向发散方向反射层增多并加厚.沉积特征：反映了沉积速度的变化造成的不均衡沉积或原始沉积界面倾斜的沉积背景及基底的差异沉降作用。分布区域：通常分布在盆地的边缘，多见于垂直盆地轴线的主测线上。3）前积结构地震剖面上，最容易识别，环境意义最明显的反射结构就是前积结构。大型的前积结构一般与三角洲伴生，能指示盆地主要物源和重要的水流方向。陆相断陷盆地内还能找到一些中小型前积结构，反映冲积扇，近岸水下扇和浊积扇等特殊地质体。前积结构常常构成盆地的地震相骨架。顶积层底积层三角洲纵向剖面（前积、顶积、底积示意图）前积层是河水到达河口后，最先在汇水盆地边缘沉积的较粗泥、砂沉积物，它向海洋（或湖泊）方向倾斜，近岸处较陡，随着离岸渐远而逐渐变缓。底积层是河流带来的悬浮物，在前积层的前方形成的水平沉积层，由粉砂和粘土组成，粒细、层薄。顶积层是前积层增长到河底高度时，随着三角洲向海推进，在前积层之上沉积的、近水平的冲积物。顶积层（topset，topsetbed）：顶积层又称顶组沉积（topsetdeposit）。为三角洲顶部的陆上沉积物，主要由河流的砂质沉积物及泥炭沼泽沉积组成，常可见层理。顶积层岩性最粗，它实际上是河流沉积在三角洲上的延伸。前积层（foreset，foresetbed），又称前组沉积（foresetdeposit）。为三角洲前缘斜坡上的沉积物，主要由海岸带的砂质沉积物组成，可见层理。底积层（bottomset，bottomsetbed）：又称底组沉积（bottomsetdeposit）。为河流入海三角洲前缘斜坡的坡脚沉积物，主要由海底沉积的粘土组成，可见层理。底积、前积、顶积倒圣诞树型测井响应特征前积反射结构（progradationalreflectionconfiguration）是一种向深水方向扩建的反射结构。包括S形、斜交型、S斜交复合型、叠瓦状、乱岗状前积反射结构。它们反映了沉积时水流强度的强弱。一般说来，斜交型结构水流最强，S形其次，乱岗状最弱，它们是以河流为主的三角洲的特征；而叠瓦状结构则是以波浪为主的三角洲沉积物的特征。前积结构之一：S形前积结构•其特点是总体为中间厚两头薄的梭状，前积反射呈S形，近端顶超，远端下超，一般具有完整的顶积层和底积层。•S形前积结构的最大特点是顶积层的存在，它反映除前积作用外，斜坡上端有垂向加积作用。•陆相断陷盆地中，它常常是高能沉积的产物，代表三角洲或扇三角洲，含砂量偏高。前积结构之二：斜交前积结构•地震反射特征：表现为中～强振，中～高连。为一种前积斜坡模式，以缺乏顶积层和底积层，有明显的顶超终止为特征。•沉积特征：顶超面反映了沉积时湖平面的位置，这种结构指示了一种高能的沉积机制，海相盆地中一般反映三角洲的存在，断陷湖盆中也较常见。前积结构之二：斜交前积结构(续)•比较而言，斜交前积的水体能力比S形前积更强。反映沉积物供给快、盆地沉降相对缓慢、沉积物接近或超过基准面、水流的过路冲刷作用下，顶积层难以保存沉积的地质特征，除了指示三角洲之外，还可以是深水区的浊积扇。利98—利985井地震剖面斜交前积丘状利98利985200030004000Es2Es3Es4AnzEs1Es3Es4利98--利985井油藏剖面图斜交前积斜交前积前积结构之三:S一斜交复合型前积结构•反射特征：通常以S形与斜交形前积反射交互出现为特征，顶积层常不发育，底积层发育，振幅中～高，连续性好。顶积层的不发育可能与水流路过冲刷作用有关。•沉积特征：物源供给充足的高能沉积作用与物源供给相对减少的较低能沉积作用或水流路过冲刷周期性交替造成的。水体能量介于S形与斜交形前积结构之间。S形与斜交形前积透镜状透镜状前积结构之四：叠瓦状前积结构•反射特征:表现为在上下平行反射之间的一系列迭瓦状倾斜反射，这些斜反射延伸不远，相互之间有部分重叠•沉积特征:反映了斜坡区浅水环境下的强水流进积作用。前积方向指向湖心的迭瓦状结构一般代表浅水三角洲或水退型滩坝砂体；前积方向指向湖岸的迭瓦状结构可能为水进型滩坝砂体的地震响应。过设计井东西向地震剖面叠瓦状（浊积扇）叠瓦状（浊积扇）前积结构之五：帚状前积结构•其内部反射从一侧出发，呈放射状向下倾方向发散，下超于下伏地层之上。•陆相断陷盆地的陡坡区附近较为常见。同相轴低～中连，振幅弱～中振•一般解释为高能量水体携带物源的快速水下堆积，可以是近岸水下扇，水下冲积