近年来，利用三维地震平面属性、频谱分解等方法进行沉积相识别及演化、沉积砂体展布及预测等已经越来越受到地质工作者的重视^[1-4]。而地震沉积学的出现则将地震平面成像的可靠性和精度提高到了新的层次，其关键技术为90°相位转换和地层切片，利用90°相位地震数据可有效改善地震薄层的解释，提高地震属性预测岩性和沉积体的精度^[5-7]，地层切片技术则提高了地震属性的等时解释准确度^[8-10]。该方法有机地融合了地震岩性学和地震地貌学的理论方法，对于沉积岩性分析、薄层砂体识别及精细的沉积相刻画及沉积演化分析具有较好的应用效果^[11-14]。如曾洪流等利用地震沉积学方法揭示了冀中拗陷隐性前积浅水三角洲体系特征，并刻画了分流河道和三角洲垛状体^[15]。张晶等利用该方法精细刻画了断陷湖盆重力流水道砂体的展布形态及演化特征^[16]。并且该套方法在河流与三角洲沉积体系的河道识别、微相分析及河道迁移演化研究方面也得到了广泛的应用^{[7, 17-19]}。如梁全胜利用地震沉积学揭示了鄂尔多斯盆地高家河地区山西组三角洲平原水道的发育，并分析了其侧向加积迁移特征^[7]。董艳蕾等利用该方法识别出歧南凹陷辫状河与曲流河沉积河道，探讨了其河道演化特征^[17]。鉴于分频成像及地震沉积学在断陷盆地河道识别与演化分析中的良好应用，笔者旨在综合利用分频检测与地震沉积学的相关方法识别南图尔盖盆地鲍金根凹陷南部SA区块上侏罗统阿克萨布拉克组(J$_3ak$)河道沉积，并分析其演化特征，为该区上侏罗统河道砂体岩性油气藏勘探提供较可靠的勘探目标识别方法，降低该区岩性油气藏的勘探风险。

南图尔盖盆地位于哈萨克斯坦中部，是一个中生代裂陷盆地，由北向南3个一级构造单元呈现“两拗夹一隆”的构造格局，南部拗陷是盆地的主要油气分布区，面积约3 $\times$10⁴ km²。该拗陷由4个北西—南东向展布的凹陷及多个凸起组成^[20]，东部鲍金根凹陷南部的SA区块是本次的研究区，该区域隶属于ADM探区(图 1a)。侏罗系和白垩系是该区的主要勘探层系，侏罗系自下而上分为下侏罗统萨基姆组(J$_1sz$)和埃巴林组(J$_1ab$)、中侏罗统多尚组(J$_2ds$)和卡拉甘赛(J$_2kr$)、上侏罗统库姆科尔(J$_3km$)和阿克萨布拉克组(J$_3ak$)。其中，阿克萨布拉克组在研究区沉积稳定，岩性主要由杂色泥岩、粉砂岩和细砂岩组成，按沉积旋回特征可分为上段U-0-0和下段U-0-3两段，U-0-3段为本文主要的目的层位(图 1b)。研究表明，研究区侏罗纪可分为断陷期(J$_1sz$—J$_1ab$)、断—拗转换期(J$_2kr$—J$_2ds$)和拗陷期(J$_3km$—J$_3ak$)，对应于3个二级层序和若干三级层序。其中，侏罗纪末期阿克萨布拉克组为一个三级层序，该时期研究区气候干燥，湖盆萎缩，以准平原化阶段的河流—三角洲平原沉积为主^[21]。

图1(Fig. 1)

图1 南图尔盖盆地SA区块构造位置与地层特征 Fig. 1 Structural location and stratigraphic characteristics of SA block in South Turgay Basin

分频技术是基于薄层调谐效应而出现的，该技术通过离散傅里叶变换等方法对地震数据进行时频转换而得到频率域的调谐振幅数据。由于不仅小于1/4波长的单个薄层砂体具有调谐效应，而且由不同岩性组成的薄互层也具有明显的调谐效应^[22]，因而通过频率与调谐厚度的一一对应关系可有效检测识别不同厚度、不同规模的沉积体或异常地质体的分布特征^{[1-2, 23]}。研究区地震数据采样间隔为2 ms，目的层U-0-3段主频在38 Hz，层速度约为3 350 m/s，按照1/4波长可计算出地震纵向分辨率为22 m，而测井解释的单砂体厚度主要在3.0$\sim$13.5 m，平均7.2 m。因此，需要进行分频处理检测不同调谐频率对应的沉积砂体(调谐厚度)，以识别不同沉积体的特征与分布范围。通过对目的层段时窗约70 ms的地震数据进行离散傅里叶变换得到振幅调谐体，然后逐步扫描不同频率的调谐能量分布图以识别可能的沉积特征或沉积相。分析发现，频率在28 Hz时，调谐能量图上中南部出现可能的河道沉积(图 2a)；频率增大到36 Hz时，研究区北部出现较强的能量响应及可能的分流河道，同时中南部河道的能量响应有所减弱(图 2b)；而当频率增大到44 Hz时，该区北部分流河道的响应最强且规模增大，中南部河道的响应几乎消失(图 2c)。这表明，北部和中南部河道沉积的调谐厚度即沉积体厚度差别较大且沉积体特征明显不同，因而研究区可能存在两期不同的河道沉积。

图2(Fig. 2)

图2 目的层段振幅调谐体内不同频率切片检测河道沉积 Fig. 2 Channels identified through different frequency slices in amplitude tuning cube of target member

研究表明，在小于3/4波长范围内，零相位地震数据中岩性体多为一个波峰-波谷组合，这样在追踪小于1/4波长的薄层岩性时会因干涉的影响而难以追踪甚至追踪错误，从而导致对属性切片的错误解释；而在90°相位数据中，90°相位子波使得地震响应的主波瓣位于薄层中间，即薄层(小于1/4波长)中心大致对应于地震同相轴中心或地震极性(波峰或波谷)，可较好地指示薄层，进而在切片成像中更可靠地解释沉积现象^[5-7]。同时，90°相位地震数据中波阻抗界面与振幅过零点一致，使得地震同相轴多对应相同波阻抗层，即地震振幅剖面具有类似于波阻抗剖面的特征，可近似看作岩性剖面，结合波阻抗对岩性的响应特征可建立地震振幅与岩性的对应关系。对研究区砂泥岩波阻抗分析表明，该区目的层段砂岩波阻抗主要分布于6 700$\sim$7 400 kg$\cdot$m$^{-2}$$\cdot$s$^{-1}$，泥岩波阻抗主要分布于7 500$\sim$8 000 kg$\cdot$m$^{-2}$$\cdot$s$^{-1}$，砂泥岩波阻抗可明显区分(图 3)。由于砂岩波阻抗小于泥岩波阻抗，进行90°相位转换后砂岩层会大致对应于地震波谷^[5]，从图 4(井位见图 2，GR曲线向左为砂岩含量增大)可看出90°相位转换后钻井砂岩层与地震同相轴具有较好的吻合度，砂岩层大多对应于地震波谷(红色同相轴)，即该区90°相位转换后的地震振幅与岩性具有较好的对应关系。

图3(Fig. 3)

图3 U-0-3段砂岩与泥岩波阻抗分布特征 Fig. 3 Characteristics of sandstone and mudstone impedance in U--0--3 Member

图4(Fig. 4)

图4 目的层段地震资料相位调整前后剖面对比 Fig. 4 Comparison on seismic sections before and after phase shift of target member

建立等时地层格架是获得等时地层切片及成功进行地震沉积学分析的关键^{[13-14, 16]}。研究区阿克萨布拉克组为一个以中等连续、中—强地震反射为特征的三级层序或长期基准面旋回^[21]，其下部U-0-3段与上下地层界面清楚，根据测井响应特征可进一步分为4个中期基准面旋回MC1—MC4(图 5，井位见图 2)，其中目的层段包括中期基准面旋回MC3与MC4，其地震反射强，同相轴连续性好，易于追踪(图 4)。

图5(Fig. 5)

图5 U-0-3段高频层序地层对比 Fig. 5 High frequency sequence stratigraphic correlation of U--0--3 Member

在目的层段多井基准面旋回对比的基础上，通过井震标定对目的层段顶底进行追踪，从而建立其等时地层格架。之后，在目的层段最大厚度处以约2 ms的间隔进行等比例内插获得编号0$\sim$34的地层切片35张，并将目的层段地震数据及相应的地层切片转换成wheeler域相对时间^[24-25](图 6，主测线方向，90°相位地震数据)，以便利用地层切片进行地震属性成像及沉积环境分析。

图6(Fig. 6)

图6 绝对时间和wheeler域地震剖面地层切片示意图 Fig. 6 Seismic sections at absolute time and wheeler domain showing strata slices

由于沉积体大多具有平面展布范围远大于其垂向厚度的特征，因此在赋予地震属性地质含义后进一步通过等时地层切片分析等方法可有效分析沉积环境^[6]。一般是在地层切片制作完成的基础上，在切片上选择地震属性，并通过钻测井等地质资料标定切片属性的地质意义，进而进行沉积分析。结合前述测井建立的目的层段地震振幅属性与岩性之间的关系可知，强负振幅区(红色)反映砂岩层或较高的砂岩含量，而强正振幅区(黑色)则反映泥岩层或较高的泥质含量(图 7)。进而对获得的35张地层切片逐张进行分析，结果表明，研究区目的层段主要发育两期河道沉积，早期河道(图 4b，图 7a)对应于中期旋回MC3(图 5)，而晚期河道(图 4b，图 7b)对应于中期旋回MC4(图 5)。

图7(Fig. 7)

图7 典型切片揭示目的层段两期河道的平剖面发育特征 Fig. 7 Representative stratal slices revealing channel characteristics of two stages in horizontal and vertical

振幅切片特征与测录井及岩芯资料分析可知，该区早期河道主要发育于研究区西部，红色强负振幅特征明显，显示河道砂体较发育，其周围存在弱负振幅区，可能为溢岸沉积(图 7a，红色强负振幅区指示河道发育)，如S43井MC3旋回边滩砂岩发育，单层砂岩厚度可达10 m，总厚度达28 m，砂地比高达53%(图 5)；而东部地区表现为明显的正振幅特征(图 7a)，整体以泛滥平原沉积为主，如S60井MC3旋回砂岩单层厚度为1$\sim$4 m，总厚度仅为10 m左右(图 5)。该期河道弯度约1.22，单河道长宽比在9.0$\sim$17.5，宽厚比一般大于12.0，结合前人对该区的研究^[21]及河流分类方案^[26]，认为早期河道具有低弯度曲流河特征(表 1)。晚期河道主要发育于研究区北部，表现为多个条带状红色强负振幅区(图 7b)，钻测井分析表明为三角洲平原分流河道沉积，如SC4井剖面可见5条分流河道(图 7b)，该井MC4旋回砂岩较发育，单层厚度可达5 m，总厚度为13 m，砂地比为34%(图 5)；而其他地区以正振幅为主(图 7b)，为泛滥平原与沼泽沉积，如S48井MC4旋回仅见个别1$\sim$2 m的薄砂层，并可见煤层(图 5)。该期主河道弯度约1.1，长宽比在17.0$\sim$25.0，宽厚比在6.3$\sim$9.0，具有平直河特征^[26]。

在识别出目的层段两期河道之后，分析每期河道的振幅范围，并利用三维可视化地质体雕刻技术在地层切片所限定的每期河道范围内设置种子点，追踪出每期河道的分布范围(图 8)，同时，结合河道体积、储层平均孔隙度和净毛比可计算出每期河道砂体的储集体积(表 1)。早期河道的储集体积达1 160$\times$10⁴ m³，而晚期河道储集体积仅为175$\times$10⁴ m³，仅从两期河道的储集体积对比可看出，早期河道砂体具有比晚期河道砂体更有利的储集潜力。

图8(Fig. 8)

图8 目的层段两期河道展布范围刻画 Fig. 8 Distribution sculpture on the two-stage channels

表1(Table 1)

表1 目的层段两期河道砂体参数统计 Table 1 Parameters of statistics of the two-stage channel bodies

表1 目的层段两期河道砂体参数统计 Table 1 Parameters of statistics of the two-stage channel bodies 河道期次 弯度 长宽比 宽厚比 平均孔隙度/% 平均净毛比 储集体积/($\times$10$^4$ m$^3$) 早期河道 1.22 9.0$\sim$17.5 12.0$\sim$20.0 19.5 0.51 1 160 晚期河道 1.10 17.0$\sim$25.0 6.3$\sim$9.0 18.0 0.33 175

(1) 综合利用分频技术与地震沉积学方法可快速预测分析河道沉积体。在分频检测发现目的层段可能存在两期河道的基础上，建立了90°相位地震负振幅与砂岩的对应关系，并在高频地层格架内制作了等时地层切片，明确了地震沉积学分析研究区以薄互层为特征的河道沉积体的可行性。

(2) 通过对一系列振幅地层切片的标定解释，结合河道弯度、宽厚比等参数揭示了目的层段发育早期低弯度曲流河道与晚期三角洲平原分流河道两期河道，通过地质体雕刻技术分期刻画出了两期河道的展布范围，并利用河道砂体参数计算出早期河道砂体具有更高的储集体积。