深层低幅度构造解释思路与模式——以塔里木盆地塔河油田九区三叠系为例

罗群 （中国石油大学 （北京）非常规天然气研究院，北京102200）

黄捍东 （中国石油大学 （北京）物探重点实验室，北京102200）

随着勘探程度的逐渐提高，构造幅度低且被断层复杂化的油气藏所占的比例逐年上升，低幅度构造的勘探逐渐受到重视［1］。塔里木盆地塔河地区深层低幅度构造是有利的含油气区，但因构造探明程度低，使得小幅度构造的可靠性进一步降低，很难准确确定钻探井位［2］。因此，除了技术创新外，如何改进地震解释思路和模式以提高低幅度构造的落实程度，也是摆在解释人员面前的重大任务。目前探讨深层构造精细解释的文章并不多，王延章［3］在研究冀东南堡凹陷高柳构造带时提出了优势频带相干数据体处理、溢出点约束、变速成图等多种识别低幅度构造的方法。宁松华［4］用平滑平均速度的方法建立了精细的三维变速场；并利用高阶统计量方法提取地震子波进行高分辨率地震反演，大大提高了薄储层的解释精度。通过分析研究重新落实了三道桥构造，对低幅度构造研究取得了较好的效果。漆立新［5］、曾驿［6］也对低幅度构造精细解释做了有益探讨，但多是从技术、算法的角度进行改进。很少有人将地质研究成果与地震解释技术有机结合起来，从而增大了解释结果的多解性。将地质构造模型融入地震解释技术，是准确确定深层低幅度构造的有效途经。

塔河油田九区位于塔里木盆地北部沙雅隆起中段南翼的阿克库勒凸起东南斜坡上，该区除奥陶系风化壳岩溶－缝洞型油气藏外，在三叠系内也发现了一些砂岩油气藏，随着勘探工作的深入，地质问题逐渐暴露出来，深层低幅度构造的识别和落实成为主要问题。塔河油田九区三叠系埋深达4000m以上，整体上构造形态平缓，区内小断层与地层配置形成的低幅度构造圈闭对油气的聚集十分有利。因此，低幅度构造的落实是塔河油田九区三叠系油气勘探的重点。深层低幅度构造指埋深大于4000m，构造闭合度小于10m的背斜、半背斜或断背斜构造。为了准确落实塔河油田九区三叠系的低幅度构造，笔者进行了层位精确标定和构造精细解释及低幅度构造识别。

1 层位精确标定

塔河油田九区探井有20余口，通过制作合成记录、VSP标定、骨干测线的对比解释，实现了地震－地质层位的统一。地震－地质层位标定是地震资料解释的基础。层位标定的正确与否，直接影响低幅度构造解释的结果。针对塔河油田九区三叠系埋藏深，构造平缓的特点，从地震剖面的实际情况出发，首先正确选择合成记录的子波频率、波长、相位极性以及采样间隔，根据地震资料的特点提取合适的子波，并用地震测井资料标定起始时间，然后利用声波合成记录求取垂直时距曲线并与地震垂直时距曲线比较，以达到精确标定的目的。该次研究对塔河油田九区三叠系顶 （T64）、上油组砂层顶 （T6u4）、中油组砂层顶 （T6m4）、下油组砂层顶 （T6L4）及三叠系底 （T05）共5个层位进行标定、追踪和成图。各标定、追踪层位与地层系统关系及编号如表1。

为了在研究区更合理、更精确地标定、追踪目的层层位，平面上比较均匀地选择了T902 井、S31 井、T914 井、TT01 井、T903井、S107井等井进行合成记录的制作和标志层的准确标定。图1是T902井合成记录与地震剖面的标定情况，合成记录与井旁地震反射特征对应关系很好，2930ms处的一条稳定的粗强轴与三叠系顶界对应，是三叠系、侏罗系地层分界的重要反映；2980ms处的一条相对稳定、连续、中高频的同相轴与上油组顶面合成记录正好对应；3080ms处的一根较连续的强反射同相轴与中油组砂层顶面合成记录有很好的对应关系；约3100ms的一根断续的中低频中能量的同相轴与下油组砂层顶有较好的对应关系；3200ms处的一条连续稳定的强振幅高频同相轴，与合成记录中三叠系的一个强反射具有很好的对应关系，反映三叠系与下伏地层之间较强的波阻抗。

从井的合成记录标定看，所追踪的5个反射界面都各有较明显的特征，三叠系顶底界面反射同向轴最稳定、连续，易确定和追踪；3个油层组的顶面反射层界面虽然连续性不如前者，但其振幅、频率和连续性也较有特征，通过井的合成记录的精确标定，也实现了层位的精确追踪和对比。

图1 塔河油田九区T902井合成地震记录标定剖面

2 构造精细解释及低幅度构造识别

层位标定、追踪完成之后，构造的精细解释实际上是对断层的精细解释和合理组合。

2．1 构造解释特点及技术路线

利用常规地震剖面精细解释小断层和低幅度构造存在较大困难［7］。为了准确确定断点，合理组合断裂，事先对地震资料进行了小波分频、去噪等特殊处理，使得研究区目的层地震资料的品质得到一定程度的改善，为地震资料的合理解释奠定了基础。尽管如此，单纯以地震剖面进行构造解释是不够的，因为研究区目的层的地震资料包含假象，引起多解性的因素很多，因此，必须针对区域地质特征和具体地质条件，建立合理的构造模式，以指导研究区进行合理的构造解释。图2是构造精细解释技术思路。

图2 构造精细解释技术思路图

2．2 实例分析

2．2．1 区域地质背景分析

了解区域构造位置及其演化背景是合理进行构造解释的基础。研究区所属的构造位置，在沙雅隆起中段南翼的阿克库勒凸起东南斜坡上，局部构造包括桑塔木东3号构造，隶属于塔里木盆地东北坳陷区 （一级构造单元）沙雅隆起 （二级构造单元）阿克库勒凸起 （三级构造单元）南部。前人研究表明，自加里东中期该凸起开始发育，阿克库勒表现为由北向南倾伏的鼻状凸起。海西早期运动演化为北东走向的大型鼻凸，大部分剥蚀缺失志留－泥盆系、中上奥陶统及部分中－下奥陶统。中－下奥陶统碳酸盐岩普遍遭受了两期的风化剥蚀，岩溶发育，形成巨厚的岩溶储集体。在此基础上超覆沉积了石炭系、二叠系巨厚的砂泥岩层，形成了良好的储盖组合。

海西运动晚期使该凸起进一步抬升剥露，剥蚀石炭系部分地层与二叠系，并发生断裂褶皱，将阿克库勒凸起截成3段，中段垒堑相间、南段和北段为断鼻。形成前陆盆地，三叠系即是在该背景下沉积的。印支－燕山运动表现平稳，三叠系仅形成一些断裂及局部构造。喜马拉雅期由于库车前陆盆地急剧沉降，盆地基底发生由南向北下倾，凸起北部受轮台断裂影响下沉，形成现今的阿克库勒凸起形态。总之，三叠系局部构造及断裂主要受印支－燕山运动影响较大，而区域构造主要受海西期、喜山期构造运动的影响较大，从而形成现今的构造格局。

下石炭统巴楚组含泥膏盐层向南发生塑性流动，在其边缘形成凹陷。上覆地层产生下陷并形成小型张性断裂，印支－燕山期受区域应力及差异压实的影响在凹陷外侧发育成一系列呈北东向延伸的雁列式断裂系统，在艾协克南、桑塔木以及桑东地区较为发育，受这些断裂影响，三叠系形成盐边低幅度牵引背斜。喜马拉雅期区域构造反转，地层北倾，局部构造进一步定型。

了解研究区区域构造背景及应力演化历史对于进行合理构造解释、分析其宏观构造特征及其演变历史有重要指导意义。

2．2．2 基底断裂格局及基底形态

基底构造对盖层 （沉积层）的构造演化和沉积发育有非常重要的控制作用，该区三维地震剖面上基底 （古生界）形态相对比较清楚，尤其在联络线方向。通过基底断裂和基底形态的追踪和确定，可以弄清基底宏观断裂特征和宏观构造格局，为目的层构造解释模式的建立提供依据。

2．2．3 目的层构造 （断裂）发育情况

三叠系顶、底、下、中、上油组顶面地震反射特征较清楚，资料品质相对较好，反射层特征明显，全区稳定，这几套地层的地震波组特征也很清楚，断裂特征明显 （断点清晰），通过其断裂、构造的解释，结合目的层可能存在的断裂发育型式，对三叠系顶底及其内各油组进行构造解释，从而有效消除断裂解释的多解性。

2．2．4 建立构造解释地质模式

基底构造对盖层构造 （包括三叠系及其上覆的地层）有重要的控制作用，由于同处同一地质构造背景和同一构造应力的历史背景中，其构造发育特征应具有继承性、统一性和整体性，即基底、三叠系及其上覆地层的构造应是一个统一的有机构造体系。这是依据目的层之下的基底构造，上覆侏罗系及以上地层的构造来推断、解释三叠系基本构造特征的依据，结合目的层自身反映出来的地质构造信息和该区构造应力演化特征，就可以建立合理的构造解释模式 （图3），以指导断裂系统的合理组合。同时平面上运用相干分析技术、多尺度边缘检测技术等，补充验证和完善断层的平面组合，从而理顺研究区目的层的断裂体系。

图3 塔河油田九区三叠系可能发育的低幅度构造和断裂解释模式

2．2．5 构造解释

以构造解释模式为基础，应用全三维精细解释技术、地震相干数据体断层识别技术，进行微构造的识别、小断层解释以及砂组、小层的波组特征识别和标定；结合工区钻井、测井资料，特别是与小层的精细划分与对比结果进行相互印证，进一步落实目的层构造形态，划分断裂体系，理顺构造格局，主要针对未发现的小断层、微构造，开展精细目标区研究、断层模式研究及发育规律研究。具体做法如下：①从过井主测线解释入手，精细地标定目的层位，以断裂构造解释模式为指导，进行断层解释，建立构造框架，把握主体断裂构造特征。②依据主测线解释建立的构造框架，利用交叉测线投影解释点解释联测线，完善构造框架。③整体解释，依据主测线和联测线解释建立的构造框架，按一定的间距形成网格进行整体构造的精细解释；最后，将全区的地震解释层位和断点进行闭合。

在对地震资料的解释中，剖面上确定断层的依据是：高序级大断层以波组错断为解释依据，小断层的解释参考上下标准层的错断、地层产状、波组特征、同相轴的扭动、分叉和合并等特点进行确定。断层线的勾绘主要依据工区的区域构造特点、地震反射特征和钻井资料，多层断裂叠合，互相印证，确保主要目的层断层解释合理、可靠。在断层和地质层位的闭合过程中，还大量地使用连井线、任意线、折线、多窗口多剖面显示联合解释等技术，保证断层和地层的闭合。最后，在构造解释完成后，利用了沿层相干体切片技术对解释结果进行验证，以保证断层组合及延展分布的合理性。这些解释技术的综合运用，为研究区地震地质解释成果 （低幅度构造和小断层）的真实可靠奠定了坚实的基础。

解释过程采用层位、断层统一解释就是对层位进行追踪对比解释的同时，对区内断层进行编号，并逐条闭合解释，做到了纵向上浅、中、深层层位断点准确，各断层交接关系合理，平面上断裂组合合理，更准确反映其真实形态，可避免上下层位间上盘与下盘的交叉问题。采用层位、断层统一解释，提高了低幅度构造和断块解释精度。

2．2．6 变速成图

为了获得高精度的构造解释成果以落实低幅度构造，采用变速成图方式。塔河九区三叠系存在一系列幅度5～10m的低幅度构造圈闭，常规构造解释与成图方法难以精确识别，该次构造成图利用了有别于常规时深转换的思路和方法即LMK变速时深转换方法［8～10］，其主要流程是：首先利用10多口井的合成记录标定的时深关系，建立精确的三维速度场，从浅到深沿层计算平均速度，最终得到三维平均速度模型和时间模型，并利用这二种数据模型作时深转换。该方法为该地区低幅度构造、岩性圈闭精细描述和研究提供一个有效的技术方法，提高了构造成图的精度。

2．3 构造解释结果效果分析

依据以上构造解释思路和成图方法，对工区5个目的层进行了构造解释和成图，图4为新编的塔河油田九区三叠系顶面构造图。成果表明，断距在5m以上的断层，构造幅度5m以上的构造圈闭都得到了解释和成图，发现上、中、下共3个油层各类构造圈闭46个，其中新发现和落实低幅度构造18个。

新编构造图与实钻井符合程度较好，统计15口井共45个层，绝对误差均在3m以内，相对误差不超过0．06%，说明了该次成图精度较高。同时与前人所做构造图进行了比较，两者总体断裂格局相似，但新做构造图更精细，断裂组合更合理。如下油组新解释出12条断层，尤其是断距和规模较小的低序级的断层7条；新识别出一些低幅度背斜构造，如S107井西北、S107井、T904井南，T903a井、T913井南等8个幅度低于10m的低幅度构造。以上成果为更科学地认识该区三叠系低幅度构造特征、落实有利油气圈闭提供了可靠的依据。

图4 塔河油田九区三叠系顶面构造图

3 结 论

1）常规地震解释思路和技术因没有适当考虑地质构造模型的指导作用而难以准确发现和落实深层低幅度构造，必须采用先进的技术手段和符合研究区具体地质情况的解释模式才能有效落实深层低幅度构造。

2）提出了一套适于深层低幅度构造解释的思路与模式，提高了塔河油田九区三叠系深层低幅度构造解释与成图的精度，落实了18个低幅度构造，为下步研究区三叠系的勘探提供了可靠依据，该思路与模式对于类似地区的低幅度构造的寻找具有借鉴意义。

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