歧口凹陷歧北斜坡远岸重力流湖底扇沉积的地震相特征

摘  要：以古地貌认识为指导，克服钻井少的特点，应用landmark地震地质解释平台，从平面和剖面两个角度开展了地震相分析，以进一步明确该区远岸湖底扇沉积的地震相特征、扇体的延伸距离及波及范围，为今后该区的井位部署工作提供有力的技术支撑。研究表明，在剖面上，横切物源方向能识别出强振幅、中频、低连续性的杂乱反射结构，代表了水动力不稳定的高能环境，是湖底扇、重力滑动或构造变动的标志之一，而在顺物源方向能识别出规模较小的叠瓦型前积反射构造，前积层倾角十分平缓，代表了该区发育小型沟道;在平面上，提取了均方根振幅、总能量及瞬时频率等地震属性，反映了该区砂体平面上的展布特征及岩性的变化规律，与上述地震剖面特征综合判断，该区沙一下段在张北断层及歧东断层下降盘处发育4个湖底扇体，主要发育中扇辫状沟道及外扇席状砂微相，向西北方向展布，与北部沧县物源砂体交互。

关键词：沉积;湖底扇;重力流;辫状河三角洲;地震相

中图分类号：TE122.2     文献标识码：A     文章编号：1007-1903（2019）02-0111-06

Abstract： This study is based on previous studies， guided by the analysis of seismic facies and the palaeogeomorphology. For overcoming the characteristics of less drilling， and applying landmark seismic geological interpretation platform， from two perspectives of plane and profile， this paper further clarifies the seismic facies characteristics of sublacustrine fan of far-shore gravity current， as well as the extension distance， which can provide strong technical support for future drilling location deployment in the area. The study shows that the direction of cross-section provenance can identify the chaotic reflection structure with strong amplitude， medium frequency and low continuity， which represents the high-energy environment of hydrodynamic instability and is one of the signs of lacustrine fan， gravity slip or tectonic change. The small-scaled imbricated foreset reflecting structure can be identified along the source direction， and the dip angle of the foreset is gently. It shows that the small-scaled channels exist in this area. Seismic attributes such as RMS amplitude， total energy and homeopathic frequency are extracted from the plane， which reflects the distribution characteristics and lithological variation of sand bodies in the area. Based on the above seismic profile characteristics， four underwater fans are identified at the downthrow walls of Zhangbei fault and Qidong fault in the lower part of the first Member of Shehejie Fm. They are mainly mid-fan braided channel deposits and outer-fan sand micro-facies， extending northwest toward and interacting with the Cangxian sand bodies in the north provenance.

Keywords： Deposition; Sublacustrine fan; Gravity current; Braided River Delta; Seismic facies

0 引言

湖底扇是斷陷湖盆一种重要的油气储集体，往往沿大断裂下降盘一侧呈带状分布。湖底扇结构复杂、沉积相带窄、相变快、沉积物复杂多变，由此导致储集物性和含油气性在纵横向分布上的多变性。黄骅坳陷歧口凹陷歧北斜坡区沙一下普遍发育辫状河三角洲相，由于此时处于断陷扩张期，水体较深，坡度较陡，辫状河三角洲提供了充足的物源，在其前缘亚相远端张北断层及歧东断层下降盘处经滑塌作用形成这种以深水重力流为主的远岸湖底扇沉积，且沿断层呈带状分布，具有延伸距离远，扇体展布面积广的特点。

1 沉积背景

歧口凹陷位于渤海湾盆地黄骅坳陷中北部，是黄骅坳陷中最大的箕状凹陷，属于黄骅坳陷的次级构造单元之一，西北以沧东大断裂和沧县隆起相邻，东北为海河断裂并与塘沽潜山构造带相邻，东南是板北-白水头断层与歧口凹陷接壤，西南以斜坡过渡到沈青庄构造带（图1）。

通过对区内张北断层、歧东断层、张东断层等主干断裂分析，在沙一下沉积期湖盆處于断陷扩张期，水体较深，坡度较陡，断层具有分段强烈活动的特点，下降盘可容纳空间增大，有利于南部埕宁隆起碎屑物质向歧北中低斜坡输送，辫状河三角洲提供了充足的物源，断层调节带与三支古沟槽对接，联合控制了物源的分配和展布方向，在其前缘亚相远端张北断层及歧东断层下降盘处经滑塌作用形成这种以深水重力流为主的远岸湖底扇沉积，且沿断层呈带状分布，具有延伸距离远，扇体展布面积广的特点。歧北中低斜坡也呈现沟梁相间的特点，可识别出两条南北向展布的湖底低凸起，对物源形成分隔作用，结合岩矿资料、地震资料等总额和分析，在南部埕宁隆起物源区能识别出多个远岸湖底扇扇体，与西部沧县物源和北部燕山物源交汇（图2）。

2 地震相特征

按Brown的概念，地震相是指有一定分布面积的三维地震反射单元，其地震参数，如反射结构、振幅、连续性、频率和层速度，与相邻单元不同，它代表产生其反射的沉积物的一定岩性组合、层理和沉积特征（张林科，2010）。因此，地震相是地下地质体的一个综合反映，可以认为“地震相是沉积相在地震剖面上表现的总和” （王晓平等，2008）。本文在分析区域地质背景基础上，根据典型地震相响应特征，在每条测线上把诸如各种前积、侧积、超覆等地震信息进行详细标注，从地震反射内部结构、外部形态，结合地震属性从平剖两方面描述歧北斜坡沙一下亚段的地震相特征。

2.1 地震剖面特征

（1）前积地震相

前积地震相的主要特征是地层产状倾斜，沿地层倾向方向能识别出前积结构（李磊等，2008）。歧北斜坡区主要发育较平缓的叠瓦状、斜交型等类型的前积地震相（图3），其次为斜交型地震相。各种不同前积结构类型反映了在沉积过程中具有不同物源供给强度、构造作用、沉积物在可容纳空间的位置和湖平面升降期的组合（董艳蕾等，2007）。该地区的勘探实践已经证明，前积地震相反映了储层较为发育，是油气有利的富集区带。

（2）透镜状地震相

透镜状地震相最典型的特征是同相轴呈上拱下凹状，具有中间厚、向两侧减薄尖灭的外部形态，为小规模的地震相异常，可以解释为小型分流河道或者辫状沟道。如B90井附近的透镜状地震相，具顶凸底凹的透镜状几何外形，在遍布同向轴为中强振幅，中部振幅相对减弱，是由于存在物源供给，导致中部沉积物增厚，岩性相对变粗，形成小型的下切沟槽，可以解释为远岸湖底扇的主辫状沟道（图4）。除沉积因素之外，透镜状地震反射异常也可由于岩层被油气充注，波阻抗降低等因素所致（郭峰等，2005）。

（3）杂乱充填地震相

该类地震相最大的特征是强振幅和极差的连续性，同相轴显得杂乱无章，无规律，代表水动力条件不稳定、且能量相对较高的环境，亦有可能是构造运动极为平凡，中小型断层较为发育，造成地层不连续等（张琴等，2001）。如在该研究区歧东断层下降盘东部区域，发育众多中小型断层，在横切物源方向上能识别出该类地震相（图5）。

此外，本次地震相研究还通过对同一条地震同相轴的反射终止位置、两条同相轴在纵向上的叠置关系的分析、以及振幅、频率在横向上的变化点来判断在同一物源体系中多支不同湖底扇体的波及边界和相互叠加关系。如在横切南部物源剖面中，可以识别出4种不同的反射特征，在最西部仅有1条强振幅的同相轴，而中部区域则存在2～3条，在局部区域发生叠置，可以解释为湖底扇体的叠置，并且振幅和频率都存在差异，而最东部区域则为强振幅、差连续性的杂乱反射结构，通过以上分析，初步判断该区沙一下段在张北断层及歧东断层下降盘处发育4个湖底扇体向北延伸（图6）。

2.2地震属性分析

歧北斜坡沙一下亚段主要发育低位深水重力流沉积，层序发育分布受湖平面变化、构造作用、物源供给、古地形等因素控制，厚度变化较大，层序内沉积体较为多样复杂，且砂体由南向北厚度有逐渐变薄的趋势。在所提取的地震属性既能反应主要沉积体又不穿层的情况下，最终选择沙一中亚段底界面向下至沙一下亚段底界面开时窗，提取层间属性研究。结果表明，利用平均瞬时频率、波峰数、RMS振幅三种属性，结合该区的砂岩厚度、砂地比特征（图7、图8），能够识别出湖底扇体的展布方向及其波及范围。

平均瞬时频率属性基本表现为张北、歧东断层根部附近为中高频，向北西方向频率逐渐降低，推断在断层根部附近颗粒较粗，为湖底扇主沟道沉积（图9），纵向上岩性差异大，沉积环境动荡。同样在西北部地区港东断层下降盘处也存在1片中高频地区，可能是由西北部沧县物源波及的1支湖底扇体。

通过提取波峰数属性，根据该段波峰的数量能将该区划分出4片砂体带（图10），西北部及北部各一支，南部发育两支，其中南部歧东断层下降盘与张北断层下降盘交界处的一支扇体与西北部港东断层下降盘的扇体较为发育，展布范围、轮廓较为清晰，而受偏东部物源区及北部燕山物源区波及的两支扇体由于中小型断层较为发育，构造运动频繁，地震同相轴的连续性较差，从波峰数属性上看扇体边缘不明显，但结合砂体展布特征，这两支扇体依然发育（周瑞琦等，2011）。综上所述，在该区峰数属性能够识别出不同的物源体系，亦能够初步判断各物源砂体的发育程度，其整体特征与平均瞬时频率属性特征相一致。

均方根振幅属性高值区域以沿南部主控断层根部连片分布，与其他地区界线清晰（图11）。其中在南部及西北部出现大面积中强振幅区，成朵叶状分布，形态清晰，主要是由于南部埕宁隆起偏西部物源区及西北部沧县物源区供给充足，携带的沉积物相对较多，都位于主控断层的下降盘，坡度较大，因此其输送水道能够延伸更长至深湖区;而南部埕宁隆起偏东部物源及北部燕山物源区的均方根振幅强度较弱，扇体面积也偏小，说明物源供给强度相对较弱。这与上述瞬时频率属性及波峰数属性所分析的结果相一致。

通过对各属性的对比分析，该区沙一下段各扇体的发育程度及其之间的叠加交互关系与前文所述地震反射构型反映的特征吻合良好。

3 结论

（1）在剖面上，横切物源方向能识别出强振幅、中频、低连续性的杂乱反射结构，代表了水动力不稳定的高能环境，是湖底扇、重力滑动或构造变动的标志之一，亦能识别出透镜状的反射构造，是小型沟道填充的标志，而在顺物源方向能识别出规模较小的叠瓦型前积反射构造，前积层倾角十分平缓，也代表了该区发育小型沟道。

（2）在平面上，提取了平均瞬时频率、波峰数及均方根振幅等地震属性，反映了该区砂体平面上的展布特征及岩性的变化规律，与上述地震剖面特征综合判断，该区沙一下段在南部张北断层及歧东断层下降盘处发育4个湖底扇体，主要发育中扇辫状沟道及外扇席状砂微相，向西北方向展布，而西北部沧县物源及北部燕山物源各发育一支湖底扇体向南部展布。

（3）基于地震相和地震属性的综合分析法，能够有效的识别湖底扇砂体的空间展布范围，具有高效率，高准确性的优势，以及良好的应用前景。

参考文献

董艳蕾，朱筱敏，李德江，等，2007. 渤海湾盆地辽东湾地区古近系地震相研究[J]. 沉积学报，25（4）： 555-563.

郭峰，陈世悦，胡光明，等，2005. 松辽盆地北部下白垩统地震相及沉积相分析[J]. 大庆石油地质与开发，24（6）： 20-23.

李磊，王英民，黄志超，等，2008. 尼日尔三角洲深水区层序地层及地震相研究[J]. 沉积学报，26（3）： 407-416.

王晓平，陈波，藏殿光，等，2008. 地震相分析技术在伊通地堑储层沉积特征分析中的应用[J].石油物探，47（2）： 172-178.

张林科，2010. 基于地震属性的地震相分析思路[J]. 工程地球物理学报，7（6）： 695-698.

张琴，朱筱敏，张满，2001. 郎准噶尔盆地阜东斜坡区侏罗系地震相研究[J]. 石油大学学报（自然科学版），25（1）： 73-76.

周瑞琦，廖柯锦，曲炳昌，等，2011. 塔里木盆地上寒武统地震相及沉积相分析[J]. 中国西部科技，10（30）： 12-14.