黄骅坳陷孔南地区沙河街组井震基准面旋回匹配

薛林福，孙 晶，白 烨，潘保芝，王建强

1.吉林大学地球科学学院，长春 130026 2.青岛海洋地质研究所，山东青岛 266071 3.吉林大学地球探测科学与技术学院，长春 130026

黄骅坳陷孔南地区沙河街组井震基准面旋回匹配

薛林福1，孙 晶2，白 烨1，潘保芝3，王建强2

1.吉林大学地球科学学院，长春 130026 2.青岛海洋地质研究所，山东青岛 266071 3.吉林大学地球探测科学与技术学院，长春 130026

提出了井震基准面旋回匹配的概念与方法。该方法通过测井和地震层序地层分析，以高分辨率层序地层学的基准面旋回为约束，利用合成记录建立测井和地震反射之间的匹配关系。采用该方法可获得更可靠的井震匹配关系，并能赋予各主要地震反射轴的层序地层意义，搭建起地震层序地层与高分辨率层序地层之间的桥梁。孔南地区沙河街组30多口井的井震基准面旋回匹配研究结果表明：层序Ⅰ包括4个主要反射轴，A1、A2和A3分别代表了层序Ⅰ内部的3个四级层序初始洪泛面，A4反射轴相当于层序ⅠC3U旋回上升半旋回的初始洪泛面；层序Ⅱ内部主要包括B1和B2 2个正相位连续反射轴，分别代表了层序Ⅱ内部2个基准面旋回的洪泛面；层序Ⅲ内部主要发育了C1和C2 2个明显的正相位较连续的反射轴，其中C1相当于层序Ⅲ的C2U旋回与C3D旋回的分界，C2反射轴对应于层序ⅢC3U旋回的初始洪泛面。各三级层序内部的正相位反射轴通常为四级层序的初始洪泛面或最大洪泛面。

孔南地区；高分辨率层序地层学；井震基准面旋回匹配；沙河街组；地震响应

0 前言

黄骅坳陷位于天津市东南渤海之滨，为渤海湾新生代盆地内的次级坳陷。孔南地区位于黄骅坳陷南部（图1），主要充填了古近纪陆源碎屑沉积，其自下而上发育孔店组（Ek）、沙河街组（Es）、东营组（Ed），分别记录了沉积盆地由初始裂谷期的孤立小湖盆，经裂谷期半封隔广湖盆、开阔湖盆及裂陷晚期湖盆萎缩消亡，继而并入裂谷期华北冲积沉降平原等五大阶段的演化历程［1－3］。沙河街组自下而上可以划分为沙三段、沙二段和沙一段，沉积物主要为一套暗色湖相砂泥质沉积，在一些地区夹有基性火山岩及湖成碳酸盐岩和蒸发岩。沙三段与沙二段间为整合接触，沙一段中部与沙一段上部在边缘地区呈不整合接触，在坳陷内为连续沉积。

层序地层与高分辨率层序地层对比是目前建立等时地层对比格架的核心方法。特别是随着大量更高分辨率地震资料和井数据的获得，高分辨率层序地层学方法被普遍用于地层对比和储层预测。高分辨率层序地层划分对比的核心问题是建立井震联系，确定主要地震反射轴的层序地层意义，建立等时地层对比格架。但在单井资料与地震资料结合过程中，三级层序发育的地震反射轴难以与单井划分的基准面旋回建立对应关系。该问题使地震解释中很多地震轴不具有实际层序地层学中界面和沉积旋回含义，制约了通过地震解释进行层序地层学研究的效果。

1 井震基准面匹配方法与步骤

1.1 井震基准面旋回匹配

基准面旋回是高分辨率层序地层学的核心概念之一。一个基准面升降过程称为一个基准面旋回。在一个基准面升降过程中所形成的地层，称之为一个成因层序单元，简称为成因层序。成因层序是等时地层单元，可以通过对比成因层序建立等时高分辨率层序地层学对比格架［4－5］。基准面旋回识别是高分辨率层序地层划分与对比的基础，可以通过GR、SP和电阻率等测井曲线进行进积、退积和加积三种叠加样式识别，并在此基础上进行基准面旋回划分。

图1 孔店构造带地理位置图Fig.1 Geographic location of Kongdian tectonic zone

井震基准面旋回匹配是在高分辨率层序地层学模式约束下的井震匹配方法。通过测井资料和井旁地震记录制作合成记录，在测井基准面旋回识别及地震层序分析的基础上，建立基准面旋回界面与地震反射轴的一一对应关系［6－9］，从而确定地震反射轴的层序地层意义。这种方法不同于常规的岩性地层分层界面与地震反射轴匹配的方法，该方法内涵是基准面旋回与地震轴的匹配关系必须符合高分辨率层序地层学模式。井震基准面匹配对加深研究区的层序地层的理解具有重要意义。

1.2 井震基准面旋回匹配方法的提出

井震匹配是开展油气田地层划分与对比，建立等时地层格架的基础。采用合成纪录方法进行井震匹配是油气勘探中建立井资料和地震资料关系的基本方法。以往通过合成记录进行井震匹配主要侧重于建立井与地震反射轴的地层界面、岩性变化界面、大的层序地层界面之间的关系，很少从不同级别基准面旋回的角度考虑基准面旋回单元与地层反射轴之间的对应关系。

在常规井震匹配研究过程中，利用声波测井资料制作合成记录，建立测井资料与地震资料之间的桥梁；但由于测井和地震资料的获取方式不同，在制作合成记录过程中参数设置的误差，测井和地震资料不能完全匹配。为了使合成记录与井旁地震反射进行有效匹配，常规的做法是对合成记录进行移动、拉伸和压缩操作。这种井震匹配方法的准则是使合成记录的主要反射轴与井旁地震道上的主要反射轴一一对应，仅仅是一种形态上的匹配，没有考虑地震反射轴的层序地层学意义，在井震资料匹配不好的情况下，难以确定合成记录与井旁地震道反射的对应关系。

测井层序地层学研究是通过叠加样式进行层序地层单元划分的，地震层序地层学分析是通过地震反射终止关系进行层序地层单元划分的。单纯根据测井或地震资料进行层序地层划分存在着一定的局限性，但通过井震基准面旋回匹配，建立测井层序地层单元与地震层序地层单元之间的关系，赋予主要地震反射轴的层序地层学意义。在进行基准面旋回约束下的井震匹配的过程中，主要存在如下情况：

1）在开展高分辨率层序地层分析过程中，由于地震分辨率不足，反映较短周期基准面旋回变化的地震反射终止关系难以识别，地震反射轴的层序地层学意义不能确定；但根据测井资料可以进行明确的基准面旋回划分。在此情况下，可先通过合成记录建立大的测井层序地层界面与地震层序界面的对应关系，然后根据测井基准面旋回划分结果，确定大层序界面间地震反射轴的层序地层意义。

2）已确定井中层序地层界面的深度位置，但在地震剖面上不能确定层序界面的位置，可以通过合成记录，在地震剖面上标定层序界面。通过井震层序和基准面旋回匹配研究，使根据井所划分的层序地层界面与地震反射界面有良好的匹配关系。

3）反映基准面旋回变化的测井响应不明显，难以进行基准面旋回划分，但各地震反射轴的层序地层意义明确，可以在大层序地层界面的约束下，通过合成记录标定层序和基准面旋回界面在井中的位置。

由上所述可以看出，在进行高分辨率层序地层分析过程中，以基准面旋回为约束，充分利用测井和地震资料对层序界面响应的优势，进行井震匹配，测井与地震层序地层划分结果可以互相验证与互相补充，可以获得更可靠的层序地层划分结果，并赋予主要地震反射轴层序地层学意义。据此笔者提出了基准面旋回井震匹配的概念与方法。

1.3 井震基准面旋回匹配步骤

井震层序和基准面旋回匹配主要包括如下步骤：

1）根据测井和录井资料，进行叠加样式分析，采用人工或数值分析方法开展短期和中期基准面旋回分析，进行层序和基准面旋回划分（图2）。

图2 井震基准面旋回匹配流程图Fig.2 Flow chart of seismic－log and base level cycle matching

2）根据地震反射终止关系进行地震层序地层学划分，确定主要地震反射的层序地层学意义。

3）通过制作合成记录，比较根据井资料划分的层序与根据地震资料所划分层序的一致性。

4）调整或核实测井层序和地震层序划分结果，使二者能够合理匹配。根据测井基准面旋回划分结果，进行井震基准面旋回匹配，确定主要地震反射轴的层序地层学意义。

2 孔南地区沙河街组井震基准面旋回匹配

2.1 沙河街组层序地层划分

采用了层序地层划分的三分法，以不整合及与之相应的整合面作为划分边界，并采用高分辨率层序地层划分方法，以湖泛面作为成因层序或基准面旋回层序单元的边界，进行中期和长期基准面旋回划分。孔南地区沙河街组可划分为3个三级层序、10个中期基准面旋回（图3）。

图3 沙河街组层序划分及基准面旋回匹配关系图Fig.3 Relationship chart beteeen sequence－stratigraphic division and base level cycle matching in Shahejie Formation

层序Ⅰ相当于沙三段，可以划分为3个四级层序，包括C1旋回的上升半旋回，C2和C3两个完整旋回，以及旋回C4的下降半旋回。层序Ⅱ大致相当于沙二段，可以进一步划分为1个四级层序，包括旋回C1的上升半旋回和旋回C2的下降半旋回。层序Ⅲ相当于沙一段，可进一步划分为3个四级层序，包括旋回C1的上升半旋回，C2、C3两个完整的旋回，以及旋回C4的下降半旋回。

2.2 层序Ⅰ中期基准面旋回井震匹配

层序Ⅰ内部通常包括3～4个正相位连续反射轴，自下而上的编号分别为A1、A2、A3和A4（图3），在南皮凹陷可以出现多于4个的反射轴。A1、A2和A3分别代表了层序Ⅰ内部3个四级层序初始洪泛面（图4）。

文中在描述一个基准面旋回的上升半旋回和下降半旋回时，在旋回名称后分别以U和D代表基准面上升半旋回和下降半旋回。A1反射轴通常为层序Ⅰ底部富砂岩性段顶界的一个反射轴，相当于层序Ⅰ的C1U旋回的初始洪泛面。A2反射轴相当于C2U旋回的初始洪泛面。A3反射轴位于C2U旋回的顶部，靠近旋回边界。A4反射轴为靠近层序Ⅰ顶部的反射轴，相当于层序Ⅰ的C3U旋回上升半旋回的初始洪泛面。在南皮凹陷反射强度大、连续性好，区域上可追踪性好，为层序Ⅰ的最大洪泛面。

2.3 层序Ⅱ中期基准面旋回匹配

层序Ⅱ内部主要包括2个正相位连续反射轴（官2205），自下而上的编号为B1和B2（图3），分别代表了层序Ⅱ内部2个旋回基准面旋回的洪泛面。在许多地区B1反射轴不发育，或与B2反射轴合为一个反射轴，以B2反射轴为界，可以划分为1个基准面上升半旋回和一个基准面下降半旋回。B1相当于层序Ⅱ的初始洪泛面，B2相当于层序Ⅱ的最大洪泛面。以灯1井为代表的乌马营地区B1和B2两个反射轴均较发育（图4），反射强度大。在集北头地区（以小13井为代表，图4），B1和B2均反射较弱。在以女12井为代表的舍女寺地区，B1和B2不发育。

2.4 层序Ⅲ中期基准面旋回匹配

层序Ⅲ内部主要发育2个明显的正相位较连续的反射轴，自下而上的编号为C1、C2（图3）。C2之上有时发育一个反射很弱、连续较差的反射轴，编号为C3，该层序底部的地震反射轴编号为C0。

C1反射轴对应于层序Ⅲ中部经常出现的薄砂层顶界，相当于层序ⅢC2U旋回与C3D旋回的分界（乌10井）。在舍女寺地区，由于C2D旋回不发育或缺失，C1反射轴可能不发育。在舍女寺地区，如女75井，在C0和C1反射轴之间可出现C0－1反射轴，在C1和C2反射轴之间可出现C1－1反射轴。

C2反射轴对应于层序Ⅲ的C3U旋回的初始洪泛面，在大多数地区该轴均较发育。

2.5 井震基准面旋回匹配结果讨论

通过上述井震基准面旋回匹配结果可以看出，基准面旋回与地震反射轴具有明确的对应关系，这种对应关系主要表现为2种形式：1）地震反射轴对应于基准面旋回的分界，相当于三级或四级层序的最大洪泛面，如层序Ⅱ的内部反射轴B2相当于层序Ⅱ的最大洪泛面，层序Ⅲ的内部反射轴C1相当于C2U旋回与C3D旋回的分界；2）地震反射轴对应于层序的初始洪泛面，如层序Ⅰ内部的3个反射轴分别代表了层序Ⅰ内部3个四级层序的初始洪泛面。

图4 井震基准面旋回匹配Fig.4 Seismic－log and base level cycle matching

通过井震基准面旋回匹配，可以在地震层序地层与高分辨率层序地层之间搭建起有效的桥梁和纽带，对于建立高分辨等时地层对格架，预测生油层与砂体分布具有重要意义。

3 结论

1）井震基准面旋回匹配通过对测井和地震资料的层序地层分析，以基准面旋回为约束，通过合成记录建立测井和地震反射之间的匹配关系。采用该方法可以获得更可靠的井震匹配关系，并且能够给出各主要地震反射的层序地层意义。

2）井震基准面旋回匹配在孔南地区沙河街组层序地层分析中取得了良好应用效果，通过基准面旋回匹配得出，各三级层序内部的正相位反射轴通常为四级层序的洪泛面或最大洪泛面，明确了各主要地震反射轴的层序地层意义，为孔南地区地震资料的层序地层解释提供了依据，为等时地层格架的建立奠定了基础。

（References）：

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Method of Seismic－Log and Base Level Cycle Matching of Shahejie Formation，Kongnan Area in the Huanghua Depression

Xue Lin－fu1，Sun Jing2，Bai Ye1，Pan Bao－zhi3，Wang Jian－qiang2

1.College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130026，China 2.Qingdao Institute of Marine Geology，Qingdao 266071，Shandong，China 3.College of GeoExploration Science and Technology，Jilin University，Changchun 130026，China

The authors propose the concept and method of seismic－log and base level cycle matching.The method established relationship between well logging and seismic reflection by the synthetic notes which is anlysised the well logging and sequence stratigraphy，and as well，the relationships must have been restricted by the base level cycle in the high resolution sequence stratigraphy.This method will get more reliable relationship between well and seism，and give the main significance of seismic reflection meaning that is in the sequence stratigraphic.At the same time，it bridge gap between seismic sequences and high resolution sequence stratigraphy.The 30wells results of seismic－log and base level cycle matching show that sequenceⅠinclude 4reflection axis.A1，A2and A3are representing three first flooding surfaces in the four－order sequences.A4is the first flooding surfaces in high cycle of C3Uof sequenceⅠ.SequenceⅡinclude B1and B2.It is the main seimic reflection horizon and representing flooding surface in the SequenceⅡ.SequenceⅢinclude C1and C2.C1is the boundary between C2Uand C3U.C2is the first flooding surface in the C3Ucycle.The seimic reflection horizons which is in the third－order sequence are representing the first or max flooding surface which in the forth－order sequence.

Kongnan area；high－resolution sequcence stratigraphy；seismic－log and base level cycle matching；Shahejie Formation；seismic response

book=2012,ebook=698

P618.13

A

1671－5888（2012） 04－0935－06

2012－05－10

中国石油化工股份有限公司项目（DGYT－2007－JS－4184）

薛林福（1962－），男，教授，博士生导师，主要从事石油地质学及盆地模拟方面的研究，E－mail：xuelinfu2001＠yahoo.com.cn。