如何“照亮”深水濁積巖？——沉積相模式與五維地震的融合勘探新路徑

原文發表于《科技導報》2025 年第16 期 《 基于沉積相模式的濁積巖五維地震預測方法——以濱南?利津地區為例》

根據濱南?利津地區濁積巖的發育位置、距離物源遠近及流動狀態的不同，開展了濁積巖類型劃分，建立了濁積巖沉積模式，并利用五維地震數據預測了濁積巖有利發育區。研究結果表明：研究區發育陡坡近源構造坡折型、陡坡遠源濁流型、陡坡遠源碎屑流型和緩坡遠源濁流型 4 種不同沉積模式的濁積巖，且其巖性、測井相、地震反射特征及發育位置均存在不同。順物源方向進行地震數據疊加可以更好地描述濁積巖沿長軸方向的展布范圍，垂直物源方向可以描述濁積巖短軸方向的邊界。不同方位疊加數據體的疊合屬性和乘積屬性均能反映濁積巖的最大范圍；而差值屬性能夠更清晰反映濁積巖的邊界。

濁積砂體作為陸相湖盆重要的重力流砂體類型之一，是近幾年巖性油氣藏勘探的熱點。自濁流理論正式建立以來，各國地質學家對濁積巖進行了大量研究，在沉積機理、演化模式、儲層特征、預測方法等研究方面獲得了重要進展。受古地貌、沉積條件、構造特征等影響，不同地區濁積巖的發育特征和沉積模式存在差異。目前，針對不同類型的濁積巖的預測方法主要有甜心體、疊前和疊后反演、隨機森林等方法。近 年 來 ， 炮 檢 距 向 量 片 （offset vector tile，OVT）域五維地震數據解釋技術成為地震勘探的研究熱點，為濁積砂體預測提供了新的方法。五維地震數據相比常規共反射點道集（common reflection pint，CRP）道集增加了方位角和偏移距信息，利用 OVT 道集中不同方位、多個偏移距的地震響應信息差異性能夠更好地預測濁積砂體的展布范圍。

1

研究區概況

濱南?利津地區位于濟陽坳陷東營凹陷的西部，濱南?利津斷裂帶的下降盤，北鄰陳家莊凸起，西靠濱縣凸起，南部為利津洼陷，面積約 200 km2。沙四上純上亞段沉積時期?沙三中沉積時期，研究區在濱縣凸起南坡、濱縣凸起東坡和利津北帶低臺階 3 個構造帶帶上廣泛發育各種成因的濁積巖油藏，分布范圍廣、成藏條件好，具有良好的勘探潛力（圖 1）。

圖 1 東營凹陷濱南?利津地區濁積巖分布示意

濱南?利津地區古地形上具有西緩東陡、階梯式發育的特征，對研究區的沉積具有重要的影響。沙四上亞段沉積時期為盆地裂陷時期，北部邊界斷裂活動強烈，使剝蝕區與沉積區高差加大，碎屑供給充分；沙三下亞段時期，湖盆加速沉降，湖平面大幅度上升，湖泊進一步擴張。受濱南斷層、利津斷層和勝北斷層的活動速率的影響，沙四上亞段沉積時期分別在濱南地區和利津地區形成了 2 大不同的沉積體系，濱縣凸起存在多個大型古沖溝，自北向南形成了沖積扇—扇三角洲—灘壩沉積體系；利津地區相對較陡，發育近岸水下扇—深水濁積的沉積體系。沙三下亞段時期，碎屑供給能力降低，總體以深湖相沉積為主，自北向南形成了扇三角洲—濁積巖沉積組合。

2

濁積巖沉積模式

以濱南?利津地區的構造和沉積特征為背景，根據濁積巖的發育位置、距離物源遠近以及流動狀態，總結了 4 種不同的濁積巖沉積模式。

2.1

陡坡近源構造坡折型

陡坡近源構造坡折型濁積巖的巖性主要為灰色礫狀砂巖、含礫砂巖和泥質砂巖，具有泥包砂的特征；沉積物粒度較粗、分選較差，巖心中可見大量粒徑約 1 cm 的礫石，最大者可達 3 cm，反映出近源堆積的特征。測井上，自然電位（SP）曲線具有明顯的箱形特征，頂底呈現出中—高幅度突變，反映物源供應比較豐富且水體能量比較穩定（圖 2（a））。地震上，砂體呈現出中強振幅的地震反射特征。這種濁積巖主要發育在斷層活動等誘導機制下，扇體滑塌并卸載到斷坡坡腳部位（圖 2（b）），砂體平面形態多，如利津北帶東段沙四上純下濁積砂體。

圖 2 陡坡近源構造坡折型濁積巖測井特征（a）及沉積模式圖（b）

2.2

陡坡遠源濁流型

陡坡遠源濁流型濁積巖的巖性為灰白色含礫砂巖和灰色泥質砂巖，巖心中可見豎立狀礫石，反映快速堆積的重力流沉積特征（圖 3（a））。測井上。自然伽馬（GR）曲線具有齒化箱形特征，濁積砂體呈現中—高幅度隆起，與頂底泥巖突變接觸，同時齒化的特征反映了沉積環境、水體能量的快速變化，導致沉積物粒度和分選快速變化；部分濁積砂體的自然伽馬曲線表現出指形的特征，厚度較薄，與頂底泥巖突變接觸，無明顯韻律變化（圖 3（b））。地震上，濁積砂體呈現強振幅的連續反射特征。這種類型的濁積巖形成于湖盆陡坡一側，坡度大，泥、砂、礫組成的重力流沿著水道被輸送到深水湖盆中，濁積巖砂體厚度大，多直接前插于湖盆泥巖之中，如利津北帶沙三段和濱縣凸起東坡沙三段的濁積扇。

圖 3 陡坡遠源濁流型濁積巖測井特征（a）及沉積模式圖（b）

2.3

陡坡遠源碎屑流型

陡坡遠源碎屑流型濁積巖是濱南地區新發現的濁積巖類型，巖性為灰色或褐灰色細礫巖、含礫細砂巖；巖心上可以觀察到泥巖中存在礫石和含礫砂質條帶的現象，粒徑在大多為 2~3 mm，反映出一定的碎屑流特征。測井上，自然伽馬曲線具有齒化箱形或者指狀尖峰特征，電阻率曲線呈低幅度箱形隆起或者指狀尖峰（圖 4（a））。地震上，濁積砂體呈現較連續的中強振幅地震反射特征。這種類型的濁積巖形成受構造運動、洪水、火山等事件性因素的影響，砂體發生滑塌形成砂質碎屑流沉積，如濱縣凸起東坡沙三下濁積巖（圖 4（b））。

圖 4 陡坡 遠源碎屑流型濁積巖測井特征（a）及沉積模式圖（b）

2.4

緩坡遠源濁流型

緩坡遠源濁流型濁積巖的巖性為灰色或褐灰色細砂巖、含礫細砂巖，沉積物粒度較細，分選較好。測井上，自然伽馬曲線體現出齒化箱形的特征（圖 5（a））；同時砂體在地震上呈現連續的強振幅反射特征。這類濁積巖發育在湖盆緩坡的三角洲的前方，坡度小，以滑塌為主，在斜坡上也有一定的滯留沉積，濁積砂體整體呈現寬而薄的席狀特點，如濱縣凸起南坡沙四上的濁積巖（圖 5（b））。

圖 5 緩坡遠源濁流型濁積巖測井特征（a）及沉積模式圖（b）

從區域分布特征來看，受到沉積背景的影響，研究區不同的構造帶上發育的濁積巖類型也存在差異。利津北帶低臺階地區主要發育跟斷層活動相關的陡坡近源構造坡折型和陡坡遠源濁流型濁積巖；濱縣凸起東坡發育與濁流水道相關的陡坡遠源濁流型濁積巖和陡坡遠源碎屑流型濁積巖；濱縣凸起南坡則主要發育緩坡遠源濁流型濁積巖。

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五維地震數據濁積巖展布預測

五維地震預測技術是通過方位角?偏移距的參數優選，獲取敏感疊加參數，結合實際工區地質目標的特征，將 OVT 道集按需疊加，改善部分疊加效果，為后續 OVT 域地震屬性分析提供高質量的疊前地震道集。研究區內現有 1 塊 OVT 域地震資料，覆蓋次數為 208 次，面元網格為 12.5 m×12.5 m，橫縱比為 0.63，這是本區內第一塊寬方位地震采集處理工區，為本次研究提供了資料基礎。結合研究區實際資料情況，優選濱縣凸起東坡沙三下亞段濁積巖開展 OVT 域分布范圍預測。

3.1

各向異性特征分析

受古地形的控制，濱縣凸起東坡沙三下亞段發育陡坡遠源濁流型濁積巖，且砂體的展布具有一定的方向性，長軸方向為北西?南東向（圖 6（a））。選取實際鉆遇濁積巖的典型井進行了橢圓擬合，結果表明，濁積巖在五維地震數據中具有明顯的各向異性特征，且各向異性的長軸方向代表了濁積巖的沉積方向（圖 6（b）~（c））。

圖 6 濱南地區某井各向異性特征圖

3.2

基于沉積相模式的濁積巖優勢方位角確定方法

利用五維地震數據資料，通過優選優勢方位角進行數據部分疊加并提取多個方位地震屬性來反映的地質沉積信息并進行濁積砂體展布的精細描述，能夠充分發揮多方位地震橫向預測能力。選取濱縣凸起東坡沙三下所有鉆遇濁積巖的井進行橢圓擬合，結果表明研究區濁積巖具有相似的各向異性特征，擬合橢圓的長軸方向為北西—南東向，即順物源方向。結合擬合模板的方位角信息，優選優勢方位角為 130~180°。同時，優選 130~180°（順物源方向）、40~90°（垂直物源方向）、85~135°（斜交物源方向）、?5~45°（斜交物源方向）4 個不同方位進行了對比，結果表明，順物源方向進行數據疊加能夠更好的描述濁積砂體沿長軸方向的邊界，而垂直物源方向進行數據疊加對砂體的橫向邊界刻畫更為明確（圖 7）。

圖 7 濱南 地區不同方位疊加數據最大振幅屬性圖

3.3

基于地層傾角和埋深的偏移距確定方法

偏移距是分區道集優化疊加的最重要參數之一，偏移距優選是根據道集疊加后地質體的成像效果，去除近偏和遠偏能量弱、噪聲大的道集，優化數據體，能夠提高信噪比、突出目的層段反射。濱縣凸起東坡 OVT 域地震數據的偏移距范圍為 0~4062 m，通過對偏移距的分析，當偏移距小于 2400 m 時，目的層反射平直段的道集能量強，當偏移距大于 2400 m 時，道集能量開始逐漸減弱，當偏移距大于 3500 m 時，道集能量不均衡，信息已被噪音淹沒，資料無法使用（圖 8）。為了提高信噪比和計算速度，結合橢圓擬合時確定的偏移距范圍，最終優選最大偏移距為 2200 m。最小偏移距采用傾角計算的方法

式中，

L

H

圖 8 濱南 地區五維地震數據資料偏移距和道集剖面圖

圖 9 最小偏移距計算剖面示意

3.4

濁積巖五維差異屬性預測方法

通過對方位角和偏移距的優選，建立了方位角130~180°、偏移距 550~2220 m 的模板進行數據疊加。對比數據疊加前后的地震剖面，以 B681 井為例，該井在常規地震資料中表現為強振幅反射，認為是濁積巖的有利發育區；經數據疊加后，該井處的強反射轉變為弱反射特征（圖 10），與實鉆結果對比，該井在沙三下亞段主要鉆遇泥巖和油頁巖，并未鉆遇濁積巖，證明了本次方位角?偏移距優選的正確性。

圖 10 過 B682?9?B681 常規地震剖面（a）和五維地震數據疊加剖面（b）

巖性變化在不同方位角?偏移距的 OVT 域地震數據體上會有不同的體現，通過對優選出的疊前地震屬性體進行適當的數學運算，求取疊合屬性、差值屬性或乘積屬性，可有效凸顯巖性邊界。利用順物源方向（130?180?550?2220）的數據體 A 和垂直物源方向（40?90?550?2220）的數據體 B 進行聯合運算求取差值屬性。結果表明，差值屬性則能更清晰地反映濁流水道的邊界和濁積巖的厚度變化（圖 11）。B680、B681 等濁積巖鉆探失利的井區，本次預測已進行過修正；而 B685 井區的濁積巖發育范圍有所擴大，指出了濁積巖的勘探潛力方向。統計鉆遇沙三下的 15 口井，有 13 口井的預測結果與鉆井結果相吻合，屬性吻合率 87%，提高了濁積巖砂體的預測精度。B685?X10和 B685?X13 兩口井與預測結果吻合度較差，分析原因認為主要是鉆遇濁積巖邊部、砂體厚度較薄（圖 12），屬性預測精確性較低。

圖 11 濱南地區濁積巖差值屬性預測圖

圖 12 B685?X10 綜合錄井圖

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結論

1）根據發育位置、距離物源遠近以及流動狀態的不同，濱南地區發育陡坡近源構造坡折型、陡坡遠源濁流型、陡坡遠源碎屑流型和緩坡遠源濁流型 4 種不同沉積模式的濁積巖，且其巖性、測井相、地震反射特征及發育位置均存在不同。

2）順物源方向進行地震數據疊加可以更好地描述濁積巖沿長軸方向的展布范圍，垂直物源方向可以描述濁積巖短軸方向的邊界。不同方位疊加數據體的疊合屬性和乘積屬性均能反映濁積巖的最大范圍；而差值屬性能夠更清晰反映濁積巖的邊界。

3）通過在濱南地區的實際應用，濁積巖預測吻合率達到 87%，提高了預測精度，證實了基于 OVT 域五維地震數據開展濁積砂體空間展布范圍預測的適用性，在濁積巖油氣勘探中具有重要的指導意義。

本文作者：郭志揚，張偉忠，亓亮，張云濤，沈正春，吳明榮，婁鳳芹

作者簡介：郭志揚，中國石油化工集團有限公司勝利油田分公司物探研究院，助理研究員，研究方向為油氣藏形成機理與分布規律。

文章來 源 ： 郭志揚, 張偉忠, 亓亮 ，等. 2024年1月 基于沉積相模式的濁積巖五維地震預測方法——以濱南?利津地區為例 [J] . 科技導報, 2025, 43(16): 128-135.

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