新疆牙哈地区新近系沉积相及油气勘探意义

时晓章，曲凤杰，杜彦军

（陕西延长石油集团有限责任公司研究院，陕西西安710075）

1 工区概况

在大地构造位置上，牙哈构造带为塔里木盆地塔北隆起的一部分，位于塔北隆起轮台凸起中段北侧，北邻库车拗陷，西邻南喀-英买力低凸起，南为哈拉哈塘凹陷，东与轮南低凸起和草湖凹陷毗邻［1-2］（图1）.牙哈地区勘探程度相对较高，2004年和2006年三维连片地震资料面积1106.28 km2，覆盖了齐满1—牙哈302井的大部分地区.牙哈地区有各类井48口，包括13口探井、10口评价井和24口开发井.其中，牙哈 301、牙哈 301-1、牙哈 303、牙哈 303-1、牙哈23-1-14、牙哈23-1-22、牙哈23-1-H1和牙哈701井在新近系的康村组和库车组见到良好的油气显示，探明天然气 402.08×108m3，油 3851.6×104t，表明牙哈地区新近系具有很大的勘探潜力.

牙哈地区大部分井缺少康村组及其上部地层的录井资料和测井资料.前人对该区沉积相的研究较少，而且重点是主力含油层位古近系，而对新近系康村组和库车组沉积相的研究不够深入［2-3］.前人关于新近系沉积相的研究多是区域性和粗线条的，大部分学者认为是河流相沉积，但没有指出河道和砂体的展布；另外，以往的沉积相图是根据录井资料来编制的，没有充分利用地震资料，这种沉积相图可靠性较差［2］.本文利用地震资料具有横向分辨率高的优点，结合录井资料，用地震相分析、地震振幅属性分析、相干分析和可视化等手段对牙哈地区新近系的河道展布进行刻画，并结合区域地质条件对有利的勘探目标进行预测.

2 关键技术

沉积相分析的方法很多，一般是通过研究岩心、露头、录井资料和测井资料来确定［4-5］，然而在露头资料、录井资料和测井资料较少的地区，可以根据地震剖面的反射特征来确定沉积相［5-6］.根据地震相用模糊模式识别方法进行沉积相分析以及用地震属性分析和可视化等手段进行沉积相研究在国内外已经取得了良好的应用效果［7］.

2.1 地震相分析

地震相是沉积相在地震剖面上表现的总和，是特定沉积相或地质体的地震响应，代表了产生其反射的沉积物的一定岩性组合、层理和沉积特征［6，8］.地震相分析是根据地震资料解释其环境背景和岩相，即根据内部反射结构、外部几何形态、连续性、振幅和频率等地震反射参数编制地震相图，并把地震相转化为沉积相［9］.用地震相来分析沉积相在探井较少的地区具有很大的优越性，但地震相与沉积相之间不存在绝对的对应关系，在地震相向沉积相转换时要以现代沉积学理论为指导，根据单井相分析的结果确定分析层位的“宏观相”，利用这一优势沉积相与地震相对照完成地震相向沉积相的转换［10-13］.

图2为牙哈地区近东西向地震剖面，从图中可以看出过牙哈15井地震T2-3反射层为高连续、强振幅、透镜状反射，而在录井上这个强反射对应一套粉砂岩；地震T3反射层表现为高连续、强振幅反射，在录井上这个强反射对应一套厚层粉砂岩.牙哈地区这种强反射在新近系康村组和库车组中、下部相当发育（图3）.膏盐层、板状的火成岩体、礁滩体和河道等都能形成这种强反射，通过井-震综合标定，并结合区域地质背景分析，牙哈地区这种强振幅连续反射为河道在地震剖面上的响应.河道沉积物以砾岩、砂砾岩、砂岩等粗碎屑物为主，河道中沉积的砂砾岩体多呈条带状，河流的下切作用往往形成“V”型下切谷；而河漫滩和泛滥平原则以泥岩和泥质粉砂岩等细碎屑物为主.河道沉积的砂砾岩层与其侧缘和顶面的河漫沉积物均为突变接触，与底面也多为冲刷接触［4-5］，因此在地震剖面表现为高连续、强振幅反射和透镜状反射，或表现为地震同相轴下弯或明显下切现象［5-6］.

2.2 地震属性分析

地震属性是从地震数据中通过一系列分析手段或计算方法导出的用来测量地震数据的几何学、运动学、动力学及统计特征的特殊度量值［14-16］，包括振幅类、相位类、频率类和相关类等十余种，其中能用来识别河道的方法主要有振幅属性分析、频谱分解、相干分析和层切片技术［10］.

地震反射波振幅特征是地震岩性解释和储层预测常用的动力学属性.振幅属性能反映目的层地层厚度、岩石成分、孔隙度及含流体成分的变化，可用来追踪三角洲、河道、各种扇体或特殊岩性体［17-18］.对振幅信息进行提取可以达到平面展布的效果，从而分析断裂、河道发育以及其他异常地质现象在平面上的变化规律［19-22］.振幅属性的应用在塔里木盆地的轮南、英买力和东河塘等地区取得了显著的效果.图4为牙哈地区地震T3反射层沿层均方根振幅信息平面图，结合现代沉积学理论，可以在图中识别出曲流河道、牛轭湖、废弃河道和复合曲流带等.

相干体分析原理是通过计算三维数据体中心地震道和指定相邻道的相干系数，将普通地震资料转换成相干系数资料，以突出地震资料中的异常现象.在出现断层、地层岩性突变、特殊地质体的小范围内，地震道之间的波形特征发生变化，进而导致局部的道与道之间相关性发生突变.应用这种方法就可以快速建立起断裂系统、河道等的空间展布形态［23-24］.

2.3 可视化

三维可视化是一种雕刻河道砂体、扇体、礁体、火成岩体等各种地质异常体形态的一种技术［25］.通过调节体素Voxel、颜色和透明度用层面可视化、体扫描、体透视和体雕刻等手段把整个异常体的形态雕刻出来.它所反映的地质体具有等时性或相对等时性，可解释沉积体的原始沉积形态，而且在追踪时不会出现窜轴现象［26-25］.图5为牙哈地区康村组河道雕刻图，从图中可直接看出砂体的空间展布特征.

3 应用效果分析

结合录井资料，以现代沉积学理论和地质模型为指导［4，27］，用地震相分析、振幅属性分析、相干体分析和三维可视化等方法对牙哈地区新近系的河道进行了研究，发现新近系主要发育7期大型河道，这7期河道主要发育在新近系康村组顶部和库车组中、下部［28］.

第1期：发育在康村组中部，图6为地震T3'反射层沿层（相当于康村组中部）均方根振幅信息平面图，从图中可以看出在工区中、西部发育北东向的河道，河道总面积为177 km2；工区东部和西北部主要为泛滥平原沉积.该时期河流处于发育初期阶段，河流的稳定性差、易改道，河道在平面上的展布规律不十分明显.

第2期：发育在康村组顶部，图7为地震T3反射层沿层（相当于康村组顶部）均方根振幅信息平面图，从图中可以看出，工区中、西部网状河流交织发育，而工区中部牙哈5-7井区以北有一大面积强振幅异常区，通过对局部地区做小时窗可视化分析（图5），可以看出异常区是多条曲流河道相互叠置的结果.从过牙哈9井—牙哈15井地震剖面上可以看出牙哈9井以东地震T3同相轴变宽，且有下凹的特征，这是河道在短时间内多次迁移形成的下切谷的响应（图2）.该期河道总面积为139 km2，主要为砂泥岩互层沉积，但泥岩较厚，砂岩较薄，具有典型的“泥包砂”特征，砂岩厚一般不超过15 m，形成的河道具有河道窄、横向上变迁快、纵向上交互叠置、多期次发育等特点.

第3期：发育在库车组底部，图8为牙哈地区地震T3反射层沿层均方根振幅信息平面图，从图中可以看出，在工区东部发育一条近北东向展布的曲流河，工区中部牙哈12—牙哈15井区的异常体则可能是复合河道沉积，而工区中西部广大地区为河漫滩沉积.该期河道总面积为44 km2.

第4期：发育在库车组下部，图9为牙哈地区地震T2-3反射层沿层（相当于库车组下部）均方根振幅信息平面图，从图中可以看出在工区东南部，发育多条曲流河，曲流河相互交织发育，并可见河道决口和河道被切割现象，工区中西部广大地区为河漫滩沉积.该期河道总面积为138 km2.

第5期：发育在库车组下部，图10为牙哈地区地震T2-3反射层沿层（相当于库车组下部）均方根振幅信息平面图，从图中可以看出在工区中部，发育一条北东向的大型曲流河，曲流河河道在钻井上为一套中、厚层粉砂岩，地震剖面上为高连续强振幅透镜状反射.该期河道面积为29 km2.

第6期：发育在库车组中部，图11为牙哈地区地震T2-3反射层沿层（相当于库车组中部）均方根振幅信息平面图，从图中可以看出在工区东南角发育一条北东向的大型河道，该河道可能为顺直河河道也可能为曲流河河道的一部分，河道面积为9 km2.工区中北部也为强振幅反射，根据现代沉积学理论，可能为河漫湖泊沉积，工区其他广大地区为河漫滩沉积.

第7期：发育在库车组中部，图12为牙哈地区地震T2-2'反射层沿层（相当于库车组中部）均方根振幅信息平面图，从图中可以看出工区东南部发育一条大型曲流河，河道宽2.3～5.4 km，一般宽3.5 km，长21 km，面积83 km2.河道沉积在测井曲线具有低自然伽玛、低自然电位和低电阻率的特征，为一套砂岩的响应，地震剖面上为强振幅透镜状反射.

新近系除了发育以上7期主要河道外，还发育了其他一些小河道，但规模相对较小.纵观新近系河道的发育特征，康村组发育的河道具有河道窄、横向上变迁快、纵向上交互叠置、多期次发育等特点；而库车组中下部发育的河流具有河道宽且长、横向摆动慢等特点，库车组上部河道欠发育.

河流相沉积易形成岩性圈闭，与构造运动相匹配时形成的构造-岩性圈闭更有利于油气的聚集.牙哈地区主要发育7期大型河道，7期河道总面积619 km2，将7期河道与地震T2-3反射层构造等值线叠合，可形成有利的构造-岩性圈闭面积75 km2.其中第1期河道可形成有利勘探面积18.2 km2，第2期河道可形成有利勘探面积39km2，第4期河道可形成有利勘探面积7.4 km2，第5期河道可形成有利勘探面积为3 km2，第7期河道可形成有利勘探面积7.4 km2；第3期和第6期河道主要位于牙哈断裂下盘，不能形成好的构造-岩性圈闭（图 13）.

4 结论

在录井资料较少的地区，可以用地震相来识别河道的展布，这是寻找岩性圈闭的一种经济、实用的方法；将录井资料和地震资料相结合，用地震振幅属性、相干分析和可视化等手段可以很好地将河道的展布特征刻画出来；本次研究成果可为牙哈地区新近系下一步油气勘探和开发提供依据.

但利用地震信息来识别河道时，要注意地震资料的多解性，最好以现代沉积学理论为指导，并结合录井资料进行分析.地震资料垂向分辨率有限，一些小型河道用地震手段难以识别，而且地震资料的品质也影响属性提取效果.但地震资料具有较高的横向分辨率，可以通过改变时窗大小或用小时窗将复合河道刻画出来［29-30］.

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