岩性油气藏  2023, Vol. 35 Issue (2): 103-112       PDF    
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珠江口盆地番禺4洼古近系文昌组三元地震构形解释技术
黄军立1, 张伟1, 刘力辉2, 蔡国富1, 曾有良1, 孟庆友1, 刘浩2    
1. 中海石油 (中国) 有限公司深圳分公司, 广东 深圳 518000;
2. 北京诺克斯达科技有限公司, 北京 100089
摘要: 在源-汇系统格架下,以地震构形分析为基础,对珠江口盆地番禺4洼古近系文昌组沉积相、古地貌和地震构形属性切片进行了研究,划分了沉积单元,定性—半定量指出了各沉积单元边界,并优选了2个勘探潜力区带。研究结果表明:①珠江口盆地番禺4洼古近系文昌组源-汇系统分为3类,西北部发育缓坡发散型源-汇系统,纵向上呈扇三角洲—湖泊—辫状河三角洲动态演化特征,地震上由中—强反射过渡到中—弱振幅平行反射,再演变为高频中振幅前积反射;西南部发育长轴汇聚型源-汇系统,辫状河三角洲稳定发育,以楔状展布为主;陡坡平行型源-汇系统在控洼断层上盘发育多期叠置的扇三角洲沉积,整体上呈楔形,反映了物源充沛背景下的扇三角洲平原—前缘的沉积特征。②研究区文昌组沉积期的古地貌整体上具有“东断西超”的格局,文五段—文四段沉积期,研究区为强烈断陷期,局部构造运动使西北和东南抬升,中部形成了构造脊和2个次洼;文三段—文二段沉积期,进入断坳期,沉积中心整体向东迁移,湖盆萎缩,西部遭受剥蚀。③研究区缓坡发散型源-汇区发育7个沉积单元,主要为扇三角洲前缘叠置连片的水下分流河道和薄层席状砂;长轴汇聚型源-汇区发育4个沉积单元,以辫状河三角洲前缘水下分流河道和分布广泛的前缘席状砂为主;陡坡平行源-汇区发育水下扇、扇三角洲前缘和浊积扇等4个沉积单元。④西南部的长轴汇聚型源-汇系统和西北部缓坡发散型源-汇系统为研究区的勘探潜力区。
关键词: 源-汇系统    三元地震构形    古地貌    文昌组    古近系    番禺4洼    珠江口盆地    
Ternary seismic configuration interpretation technology of Paleogene Wenchang Formation in Panyu 4 depression, Pearl River Mouth Basin
HUANG Junli1, ZHANG Wei1, LIU Lihui2, CAI Guofu1, ZENG Youliang1, MENG Qingyou1, LIU Hao2    
1. Shenzhen Branch of CNOOC Ltd., Shenzhen 518000, Guangdong, China;
2. Beijing Rockstar Petroleum Technology, Beijing 100089, China
Abstract: Under the framework of source-to-sink system, the sedimentary facies, palaeogeomorphology and seismic configuration attribute slices of Paleogene Wenchang Formation in Panyu 4 depression of the Pearl River Mouth Basin were studied based on seismic configuration analysis, the sedimentary units were divided, the boundaries of each sedimentary unit were defined qualitatively and semi quantitatively, and two exploration potential zones were selected. The results show that: (1) Three types of source-to-sink systems of Paleogene Wenchang Formation were found in Panyu 4 depression of the Pearl River Mouth Basin. A gentle slope divergent source-to-sink system is developed in the northwest, which is characterized by the dynamic evolution of fan delta, lake and braided river delta in the vertical direction, and the seismic configuration changes from medium-strong reflection sheet filling to medium-weak amplitude parallel reflection, and then to high-frequency medium amplitude progradation reflection. A long axis convergent source-to-sink system is developed in the southwest, and the braided river delta is developed stably, which is mainly wedge-shaped in configuration. A steep slope parallel source-to-sink system is developed in the hanging wall of fault controlling depression with stable multi-stage overlapped fan delta, which is generally characterized by a wedge-shaped configuration, reflecting the sedimentary characteristics of fan delta plain-front under the background of abundant sources.(2) The sedimentary palaeogeomorphology of Wenchang Formation in the study area is generally faulted in the east and superposed in the west. During the deposition of the fifth and fourth members of Wenchang Formation, it was in a strong fault depression period. Local tectonic movement raised the northwest and southeast, and a structural ridge and two sub depressions formed in the central part. During the deposition of the third and second member of Wenshan Formation, it entered fault depression period, the sedimentation center moved eastward as a whole, the lake basin shrank, and the western strata were denuded.(3) Seven sedimentary units are developed in the gentle slope divergent source-to-sink area of the study area, which are mainly superimposed underwater distributary channels and thin sheet sand in fan delta front. Four sedimentary units are developed in the long axis convergent source-to-sink area, which are dominated by underwater distributary channels and widely distributed front sheet sand in braided river delta front. In the steep slope parallel source-to-sink area, there are four sedimentary units, including underwater fan, fan delta front, turbidite fan.(4) The long axis convergent source-to-sink system in the southwest and the gentle slope divergent source-to-sink system in the northwest are the exploration potential areas in the study area.
Key words: source-to-sink system    ternary seismic configuration    paleogeomorphology    Wenchang Formation    Paleogene    Panyu 4 depression    Pearl River Mouth Basin    
0 引言

番禺4洼为珠江口盆地典型的“小而肥”的新生代富生烃洼陷,经过近40年以新近系海相地层为主的勘探,寻找出十余个大中型—小型的优质油田,勘探成效显著。从已钻探发现的油藏来看,该区域成藏较好的层段主要集中在新近系韩江组和珠江组,经过多年的开发生产,洼陷内大部分油田均进入了高含水期,剩余可采储量快速下降,后期储量替代不足,迫切需要寻找后备储量。剩余的中浅层构造少且小,勘探转向断陷期充填的古近系陆相沉积地层[1-2]。已有研究表明,珠江口盆地古近系文昌组发育近岸水下扇体系、扇三角洲等,是主要的生油层,分布广泛,且古近系断裂与优质储层配置关系良好,易构成潜力成藏相带[3];目前已在文昌组见到较丰富的油气显示和少量油层,显示其具有较大的勘探潜力和勘探价值。然而,珠江口盆地古近系受多期构造运动影响,洼陷改造作用强,层序迁移迅速,湖平面升降频繁,已钻井较少,且大都表现出沉积相带横向变化较快、纵向叠置不稳定的特征[4-5],制约了该区的勘探开发进程。如何准确描述沉积相带、精细刻画砂岩储层的时空展布以及识别优质储层,是推进番禺4洼古近系油气勘探进程的关键。对此,学者们做了大量的研究,如陈长民[6]对该区主控断裂活动性、沉积中心迁移特征及洼陷结构进行分析,认为文一段沉积期,东西向断裂活动强烈,发育多个沉积中心,西南斜坡带具有“北断南超”的特征,同时北部次洼、中部变换带和南部次洼依次遭受由强变弱的剥蚀作用;朱筱敏等[7]通过层序地层研究,认为在番禺4洼东侧边界断层下降盘发育大规模粗粒近岸水下扇和扇三角洲;刘从印等[8]认为西侧和南侧缓坡也均为番禺4洼提供物源,并形成中小规模的多类型较粗粒三角洲;吴宇翔等[9]指出伴随裂陷不同阶段和边界断层活动差异,陡坡带和缓坡带三角洲沉积体系规模呈现差异演化特征,而湖盆和半深湖—深湖相规模总体呈现先增大后减小的规律等。这些研究对该区古近系油气藏的勘探有着重要的指导意义,但对各类沉积单元的刻画精度还有待进一步提高。

陆相断陷盆地源-汇系统分析是基于钻井资料与三维地震数据的地震地貌或地震沉积学分析来进行盆地古源区恢复、古水系重建及沉积地貌和沉积过程研究[2],而储层地震构形解释是以地震储层形态表征技术(Wheeler域变换、构形属性等)为主,研究沉积古环境下沉积体系的结构和外形特征以及沉积单元形态、空间位置关系和分布模式,其优势是将岩性与地貌结合,数据驱动与模式驱动结合,在无井或少井地区,尤其是海上探井成本高的地区较适用。

以源-汇系统分析为基础,采用Wheeler域变换、构形属性地层切片分析和三维岩相体解释等手段,对珠江口盆地番禺4洼古近系文昌组沉积相带、岩相体地震构形及砂体展布特征进行研究,以期提高该区沉积相及有利砂体的预测精度,为寻找优质储层提供依据。

1 地质概况

珠江口盆地自北向南由北部断阶带、北部坳陷带(珠一坳陷和珠三坳陷)、中央隆起带、南部坳陷带(珠二坳陷)和南部隆起带等构造单元组成,其中珠一坳陷由西至东又可以划分为恩平凹陷、西江凹陷、惠州凹陷及陆丰凹陷4个次级凹陷。番禺4洼为北东—南西走向的长条形箕状断陷,位于珠一坳陷中部,是西江凹陷的一个次级洼陷,北邻西江中低凸起和西江36洼,西侧为西恩低凸起,东侧和南侧分别为东沙隆起和番禺低隆起(图 1a),整体呈东南断西北超,北东(或北东东)走向复式箕状洼陷。与珠江口盆地大多数洼陷一样,番禺4洼在构造上具有典型的二元结构,下部(文昌组、恩平组)为早期的陆相沉积,上部(珠海组—韩江组、粤海组—第四系)以海相沉积为主,主要发育三角洲平原—前缘相带。研究区在新生代经历了始新世裂陷、渐新世—中中新世的坳陷及中中新世以后的块断升降3个构造演化阶段,其中裂陷期经历了珠琼运动一幕(47.8 Ma),惠州运动(43.0 Ma)和珠琼运动二幕(38.0 Ma)等构造运动,在古近系自下而上发育文昌组和恩平组,具有典型的“厚文昌、薄恩平”的特征[10-11]。文昌组分布面积达700 km2,最大沉积厚度约为2 500 m,为主要的烃源岩层,沿湖盆周边主要发育三角洲相,如辫状河三角洲前缘、扇三角洲前缘、前三角洲等。依据钻、测井资料和地震反射特征文昌组可进一步划分为5个三级层序,自下而上依次为文五段至文一段,对应的地震界面依次为Tg,T84,T83,T82,T81和T80(图 1b),其中文三段为本次主要研究层段,深度为3 100~3 800 m,岩性以泥岩、细—粉砂岩以及砂砾岩为主,主要发育辫状河三角洲前缘、扇三角洲前缘及水下扇沉积,目前工区已满覆盖高精度三维地震资料和少量古近系探井。

下载原图 图 1 珠江口盆地番禺4洼古近系构造单元划分(a)与岩性地层综合柱状图(b) Fig. 1 Tectonic unit division(a)and stratigraphic column(b)of Paleogene in Panyu 4 depression, Pearl River Mouth Basin
2 源-汇系统

源-汇系统又称沉积物路径系统,主要由剥蚀物源区、搬运区以及最终沉积区构成。源-汇系统分析是指将物源区的构造、剥蚀作用、沉积物的搬运方式以及最终的沉积样式作为一个完整的系统,对控制该系统的内、外因之间的相互作用及其产生的结果进行综合分析,进而指导相应地质事件的预测。已有的研究成果以构造运动和盆山地貌为基础,结合断陷湖盆以半地堑为基本单元的结构特点,将珠一坳陷分为盆地级、半地堑级和区带级的三级源-汇系统,其中番禺4洼文昌组为盆地级内源型源-汇系统[12]

珠江口盆地番禺4洼古近系文三段沉积期间,构造活动剧烈,西北、西南部凸起逐步发育,形成了北东和南西2个明显的次洼带,沉积物来源于北部、西部及南部凸起带,且相对充足,形成的沉积体系类型多样、大小规模不一,北部主要发育扇三角洲沉积,西部发育辫状河三角洲沉积,东南部主要为近岸水下扇、浊流沉积。考虑到陆相碎屑岩湖盆的多物源、近距离搬运、局部构造差异活动明显、汇水面积小及沉积物类型多样化等因素,主要借鉴朱红涛等[1]根据不同时空尺度提出的断陷湖盆源-汇系统三级八型分类架构,结合古地貌单元背景,将研究区文三段划分为缓坡发散型、陡坡平行型和长轴汇聚型等3类源-汇系统(图 2)。

下载原图 图 2 珠江口盆地番禺4洼古近系文昌组源-汇系统划分 Fig. 2 Division of source-to-sink systems of Paleogene Wenchang Formation in Panyu 4 depression, Pearl River Mouth Basin

(1)缓坡发散型

该类源-汇系统主要发育在研究区西北部湖盆缓坡带。因坡度与地形相对平缓,长源汇聚,沉积变化均匀,储层分选及磨圆均较好,易发育物性良好的储集相带。物源区为西江中低凸起,面积约360 km2,地形整体较缓,地势西高东低,呈鼻状伸入北次洼和南次洼,向东北部和东南部发散型输入。文昌组沉积早期北部断陷活动作用强,主要向物源区东南部供源;沉积后期受构造隆升改造影响,断陷活动主体向西南部迁移,缓坡带发生翘倾作用,源-汇系统出现相应的动态演化特征,文昌组沉积晚期向物源区东北部的输入加强。缓坡发散型物源经过10~15 km的搬运后,被输送到洼陷内部,由受中等活动性的同沉积边界控洼断层和内部的缓坡断裂坡折或挠曲坡折控制,易发育多级分异的扇三角洲或辫状河三角洲沉积,但沉积体系易受物源区砂体输入量的变化和湖平面升降影响,砂体发育程度在时空上呈动态变化特征。

(2)陡坡平行型

该类源-汇系统主要发育在研究区主控断裂或边界断层发育地带形成的大角度断坡。因近物源,碎屑物快速沉积或堆积入湖,部分时段为事件沉积、内碎屑大部分混合沉积,导致其储集物性相对较差,形成的储层相带大多表现为低孔、低渗的特征。物源区为东沙隆起,面积约450 km2,地势东高西低,现今残留的最大落差可达200 m,从多个沟谷平行向西供源,在物源区西侧洼陷边缘形成稳定的平台区输入洼陷内部,物源输入较为稳定充沛。洼陷陡坡的沉积受活动性强的主控洼边界断层控制,具有沟扇对应的扇三角洲发育背景,形成大面积持续性富集的砂体展布,受控于动态的湖平面变化,砂体的分选及粒度于扇三角洲前缘发生分异。

(3)长轴汇聚型

该类源-汇系统主要发育在研究区西南部湖盆顺长轴方向。顺长轴或顺层段发育远源沉积,经长时间、远距离的汇聚与搬运,沉积物的分选和磨圆均较好,储集相带孔隙度和渗透率均较高,发育优质储层。物源区主要为西恩低凸起,面积约为150 km2,分西部和西南部2个长轴向湖盆汇聚,主要顺着北西和北东向的断层输入湖盆,后期随着湖盆面积扩张而逐渐缩小。该类物源输入体系能同时接纳缓坡和陡坡的物源,供源较为充沛,依托向湖盆中心缓慢变深的地势,可形成长源辫状河三角洲,经历足够的时间和距离搬运,可形成粒度大、分选与磨圆均良好的储层。

3 三元地震构形分析

地震构形是地震地貌及岩性地貌概念的继承和发展,反映沉积体系或沉积单元的地震反射特征在时空维(古沉积空间)中展现出的剖面结构、平面形态特征及其空间位置关系和分布模式[13-15]。与储层构形相比,地震构形研究以三维地震资料为主,钻、测井信息为辅,受限于地震资料的品质,可刻画的沉积单元尺度一般较大,该方法更适用于井少、沉积复杂的区块;与地震相分析相比,地震构形分析是在Wheeler域地震数据中展开地质体剖面外形及内部结构的分析,更侧重于分析地质体的平面展布特征及沉积过程解剖,可以清晰地反映地层的进积、退积、加积及侵蚀等层序地层演化,在层序旋回划分、沉积相识别及演化分析等方面的应用效果良好。在源-汇系统认识的基础上,根据地震构形特征,从沉积相分析、古地貌分析和地层切片分析3个方面对番禺4洼文昌组进行分析。

3.1 沉积单元地震构形识别

Wheeler域变换技术可以通过提高地震数据等时切片的横向分辨率、刻画地质体的平面形态来对储层进行识别。其具体操作是先利用井-震高频层序体格架建立Wheeler域地层模型,然后利用模型将地震资料变换到近似年代域,即纵向时间相为相对地质年代,在相对年代域中展示的是古环境下沉积体的构形特征[16-17]

在三级层序的约束下,通过Wheeler域变换技术得到番禺4洼文昌组相对地质年代数据体,制作地层切片确定沉积等时面,在X、Y、Z、T(地质年代)4维空间中(图 3)分析其沉积演化过程:沉积层序整体以退积序列为主,地层沉积中心厚度逐渐变大,反映了沉降中心向东南方向有明显的迁移。相比于原始地震剖面(图 3a),Wheeler域剖面更能反映原始沉积面貌、地层的厚度变化、沉积古地形的高低,垂向上不同期次的沉积叠置关系更显著,横向上不同期次沉积展布范围及规模也更加明显。

下载原图 图 3 珠江口盆地番禺4洼古近系文昌组三级层序约束下的地震Wheeler域变换(剖面位置见图 1 Fig. 3 Seismic Wheeler domain transformation under third-order sequence division of Paleogene Wenchang Formation in Panyu 4 depression, Pearl River Mouth Basin

综合考虑沉积岩相、地震反射构形特征、典型井的沉积过程及其主控因素(古构造/古环境)解析,建立研究区沉积相-地震构形综合识别图版(表 1)。研究区西北部缓坡带形成的缓坡发散型源-汇系统,在纵向上呈扇三角洲—湖泊—辫状河三角洲动态演化特征,地震构形由中—强反射席状充填过渡为中—弱振幅平行反射,再到高频中振幅前积反射;陡坡平行型源-汇系统在控洼断层上盘发育多期扇三角洲稳定叠置,由近物源的杂乱空白反射向湖盆中心中—强振幅反射转变,总体构成多期叠置的楔形地震构形,反映物源充沛背景下的扇三角洲平原—前缘特征;长轴汇聚型源-汇系统辫状河三角洲稳定发育,在Wheeler域剖面上可较为清晰地看到多期辫状河三角洲叠置发育,具有中—强振幅、中—高频反射特征,地震构形上以楔状展布为主,边界及空间展布特征也较为明确;在洼陷中心和靠近边缘部位一般发育深湖—滨浅湖相沉积体系,总体以中—弱振幅平行连续反射夹平行连续强振幅反射特征为主,构形上为似层状、板状展布。

下载CSV 表 1 珠江口盆地番禺4洼古近系文昌组沉积相-地震构形特征 Table 1 Sedimentary facies and seismic configuration characteristics of Paleogene Wenchang Formation in Panyu 4 depression, Pearl River Mouth Basin
3.2 古地貌分析

古地貌是控制盆地内沉积相发育与分布的主导因素,也是属性优选的重要参照标准[18]。以Wheeler域数据体内部层序约束框架拟合出一个光滑的趋势面作为番禺4洼古近系各个层序的沉积基准面,可将之视为近似的古地貌[19],以此为基础分析文昌组沉积时地形的高差变化和沉积中心的动态迁移演化过程。

通过对研究区文昌组主要层段的古地貌恢复(图 4),揭示了沉积演化特征:文五段整体为低位体系域,处于断陷初期,地势高差不大,沉积整体比较陷期,东部大断裂持续活动,使沉积中心整体向东部平稳,为小型箕状断陷型湖盆;文四段处于强烈断陷迁移,东北主洼逐渐沉降、面积扩大,西南次洼缩期,东部大断裂强烈活动,局部构造运动使西北和东小;文二段整体为高位体系域,进入断坳期,东部大南抬升,形成了东北主洼和西南次洼以及中间过度断裂活动减弱,砂体进积,地势高差变小,湖盆向东构造脊,地势高差变大,抬升部位地层遭受不同程收缩,西部地层剥蚀严重,至文一段断陷进入萎缩期,度剥蚀;文三段整体为低位+湖侵体系域,处于弱断沉降中心明显往北东向迁移,沉积厚度持续增大。

下载原图 图 4 珠江口盆地番禺4洼古近系文昌组三级层序古地貌恢复图 Fig. 4 Paleogeomorphic restoration of third-order sequence of Paleogene Wenchang Formation in Panyu 4 depression, Pearl River Mouth Basin
3.3 构形属性地层切片分析

基于Wheeler域地震数据提取的能反映沉积体外形轮廓及内部结构的特征属性,即构形属性[20]。构形属性可以表征不同类型和不同级次的构形单元,主要包括频域类属性和多个地震道相关的几何结构类属性,如能量半时长、积分能谱以及结构张量算法相关的属性(能量梯度、断层因子)等[21-23]。相比传统的地震属性,构形属性能够消除后期构造变动对结构类属性的影响,易得到更清晰的地质成像。在源-汇体系框架下,通过地震地貌分析,对研究区文三段开展分级沉积地震构形单元表征。

由于薄层、薄互层砂岩地震识别难度大,同时多期构造运动对地震相的改造作用大,导致地震反射结构特征不明显,缓坡发散型源-汇系统和长轴汇聚源-汇系统虽然易形成较好的辫状河三角洲和扇三角洲储层发育区,但垂向上的叠置情况、地震振幅和构形特征均存在差异,单一地震属性难以有效地表征砂体的分布[23-24]。因此,在优选主属性和辅助属性标准化数据处理的基础上,优选地震构形数据刻画砂体分布及沉积边界。在Wheeler域提取振幅类、几何类、结构类属性及时频属性,利用古地貌地形特征,结合剖面构形以及井点验证的方式对提取的数据展开对比分析,发现RMS(均方根)振幅、能量半时长属性、能量梯度属性、断层因子以及叠前AVO梯度属性(以下简称叠前G属性)等5种数据的地震构形特征更突出,因此,以这5种数据作为构形特征敏感参数进行地层切片分析(图 5)可知:RMS振幅和能量半时长属性切片可以显示部分岩性特征,表现为砂岩属性值高,泥岩属性值低,暖色调可以一定程度地反映砂体展布趋势,冷色调则为泥岩较发育区,可看出研究区整体由四周向中心汇聚,缓坡发散型和长轴汇聚型源-汇系统下沉积单元边界清晰,但研究区东南部陡坡方向沉积单元显示较差,该区域处于扇三角洲前缘末端,砂泥互层,沉积单元的边界显示较模糊(图 5a5b);能量梯度属性和叠前G属性在缓坡发散型和长轴汇聚型源-汇系统下沉积单元的边界响应较清晰,北部的北东走向的扇三角洲前缘及西南部辫状河三角洲前缘均表现出明显的高属性值特征,边界特征响应清晰,且叠前G属性对东南部陡坡水下扇的边界特征也有较好的响应,表现出低属性特征,边界清晰;断层因子仅对陡坡平行型源-汇系统下沉积单元的边界有较好的响应,对东南部水下扇的外部轮廓及内部杂乱结构的特征均能较好地显示(图 5c5e)。

下载原图 图 5 珠江口盆地番禺4洼古近系文昌组三段构形属性地层切片 Fig. 5 Stratal slices of configuration attributes of the third member of Paleogene Wenchang Formation in Panyu 4 depression, Pearl River Mouth Basin

综上分析,选择岩性、边界轮廓及内部结构对应较好的RMS振幅、能量半时长和断层因子进行多属性RGB融合,多属性RGB融合切片(图 5f)显示:研究区可识别出4个沉积单元,分别为北部至东部缓坡发散型源-汇区发育2个较大的扇三角洲前缘沉积,靠近湖心烃源岩发育区主要发育细—粉砂;西南部长轴汇聚型源-汇区发育1个连片的辫状河三角洲前缘前端沉积,内部可见弯曲的宽缓突进河道,粉砂岩、泥质粉砂岩较发育;东南部陡坡平行型源-汇区发育呈条状连片的水下扇—深湖扇沉积,前端有小的多叶发育,砂砾岩发育。这一结论与空间上的沉积充填序列具有良好的一致性。

4 沉积储层单元刻画

珠江口盆地番禺4洼钻遇古近系的井较少,井控面积有限,传统的地震地层切片解释仅依赖二维面上解释生成的岩相体边界较粗糙。在源-汇系统格架下,结合剖面构形、古地貌(沉积空间)和构形属性地层切片(砂体展布)三元要素划分沉积单元。以融合的构形属性解释的沉积单元边界为基础,投影联动到对岩性较敏感的叠前三维G属性数据体,在平剖联动解释中,平面网格按线道号40×40(约2 km)为步长,解释不同类型沉积单元的边界,形成网格数据;然后通过三维拟合算法,形成沉积单元的三维包络单元(图 6a)。结合地震构形图可知:西南长轴汇聚型源-汇区可见2个明显的不同类型的沉积单元,横向边界特征明显。以AA' 剖面为例,南部以辫状河三角洲前缘细—粉砂岩相发育为主,垂向上砂体叠置向前推进,地震构形为交叉连片河道,呈“V”字形下切谷、弱连续、中—强反射结构特征,平面为朵状、伞状外形特征;北部以半深湖—深湖泥岩相发育为主,垂向上水平叠置,地震构形表现为平行、亚平行,中连续,中—弱反射特征(图 6b)。东南部陡坡平行型源-汇区发育3个沉积单元,以BB' 剖面为例,由东向西依次为半深湖、深湖、扇三角洲和水下扇沉积,其中水下扇地震构形为块状堆叠,呈帚状杂乱弱反射结构,平面延伸较近;扇三角洲前缘地震构形楔状前积特征,平面为裙带状扇边,延伸相对较远。西北部缓坡发散型源-汇区发育2个沉积单元,以CC' 剖面为例,由南向北为扇三角洲前缘、半深湖、深湖沉积,其中扇三角洲前缘地震构形为横向叠置连片朵叶,呈宽缓帚状—楔形、中—弱连续、中—强反射结构,平面呈朵状或宽缓鸟足状。

下载原图 图 6 珠江口盆地番禺4洼古近系文昌组三段平剖结合沉积相识别 Fig. 6 Identification of sedimentary facies of the third member of Paleogene Wenchang Formation in Panyu 4 depression, Pearl River Mouth Basin

在研究区三维地震资料上沿源-汇沉积体系展布方向,通过反投影技术,在年代域平面构形属性上解释地质体的边界并实时投回到剖面,根据剖面反射结构特征,修改沉积岩相边界,反复来回投影,逐步细化,最终形成更精确的沉积储层单元分布图(图 7):①西北缓坡发散型源-汇系统下发育7个沉积单元,主要为扇三角洲前缘叠置连片水下分流河道和薄层席状砂沉积。其中研究区西北角为该源-汇系统外扩区域,该区域平面构形特征不明显,但剖面上具有类似P2井区帚状—楔形的构形特征,沉积古地貌也是洼陷汇集区,因此将该区域作为类似P2井区沉积特征,识别出扇三角洲前缘水下分流河道与前缘席状砂2个沉积单元。②西南长轴汇聚型源-汇系统发育4个沉积单元,主要是辫状河三角洲前缘水下分流河道和分布广泛的前缘席状砂。③东南陡坡平行型源-汇系统发育4个沉积单元,主要为水下扇、扇三角洲前缘、浊积扇等,其中P6井区为外扩区,在平面构形属性无明显边界响应特征,但P6井剖面显示为扇三角洲前缘帚状叠置构形特征,对该区域沉积储层单元进行扩充完善,形成近岸水下扇和扇三角洲前缘2个更大的沉积储层单元条带,增加识别出2个靠近湖心的浊积扇沉积储层单元。综合分析可知,三元构形解释技术不仅降低了单一地层切片解释的多解性,提高了岩性边界刻画的精度,还对一些漏失的沉积储层单元进行了补充,完善沉积储层岩相的横向展布。

下载原图 图 7 番禺4洼古近系文昌组文三段构形相图及勘探有利区带预测 Fig. 7 Configuration phase diagram and favorable exploration zone prediction of Paleogene Wenchang Formation in Panyu 4 depression, Pearl River Mouth Basin

在定性—半定量刻画储层地震构形单元的基础上,结合研究区位置、规模以及圈闭条件等,优选出西北部和西南部2个勘探潜力区带。这2个潜力区在文三段均发育扇三角洲和辫状河三角洲沉积,分布面积大,近烃源岩且与湖泛泥岩叠置,具有良好的油气运聚和储盖条件。潜力区带1位于西北部属于缓坡发散型源-汇系统,砂体分选磨圆较好,储层物性也相对较好;潜力区带2位于西南部,为长轴汇聚型源-汇系统,沉积物经过长距离搬运,地震构形稳定,更易发育优质储层,且沉积储层展布广、物性好,优于西北区带。结合相控叠前反演结果预测,西南潜力区的“甜点”位置储层孔隙度为0~25%,渗透率大于10 mD。

5 结论

(1)珠江口盆地番禺4洼古近系文昌组三段可划分为陡坡发散型、缓坡平行型和长轴汇聚型3类源-汇系统,其中缓坡发散型主要位于研究区西北部湖盆缓坡带,在纵向上呈扇三角洲—湖泊—辫状河三角洲动态演化特征,地震上由中—强反射过渡为中—弱振幅平行反射,再到高频中振幅前积反射,发育物性良好的储集相带;长轴汇聚型源-汇系统位于研究区西南部,纵向上多期辫状河三角洲叠置发育,具有中—强振幅、中—高频反射特征,为低角度楔状展布,储层横向展布较广,延伸远,物性较好;陡坡平行型源-汇系统位于研究区东南部控洼断层上盘,纵向上多期扇三角洲稳定叠置,由近物源的杂乱空白反射向湖盆中心中强振幅反射转变,总体构成多期叠置的高角度楔状构形,储层横向展布区域较小,物性一般较差。

(2)研究区沉积古地貌整体呈东断西超格局,文五段—文四段沉积期过渡为强烈断陷期,局部构造运动使西北和东南抬升,中部形成构造脊和2个次洼;文三段—文二段沉积期断陷活动减弱,进入断坳期,沉积中心整体向东迁移,湖盆向东萎缩,西部地层剥蚀。

(3)研究区可划分为15个沉积储层单元:西北缓坡发散型源汇系统下7个,主要是扇三角洲前缘叠置连片水下分流河道和薄层席状砂沉积;西南长轴汇聚型源汇系统4个,以辫状河三角洲前缘水下分流河道和分布广泛的前缘席状砂发育为主;东南陡坡平行型源汇系统4个,主要发育水下扇、扇三角洲前缘、浊积扇等沉积储层单元。

(4)番禺4洼西北部和西南部在古近系各发育1个潜力区带,其中西北部潜力区属于缓坡发散型源-汇系统,储层物性较好,西南部潜力区为长轴聚集型源-汇系统,地震沉积构形更稳定,更易形成优质储层,勘探潜力更大。

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