0 引言
近年来岩性油气藏勘探成功率逐渐增高，岩性油气藏［1-4］逐渐成为油气田增储上产的主力军。中国海上岩性油气藏勘探评价也取得了巨大的成功，尤其是渤海浅层岩性油气藏取得了良好的勘探成效。东海陆架盆地西湖凹陷西部斜坡带目前已发现多个油气田，勘探经历了早期的构造勘探到现在构造—岩性勘探阶段，发现的构造油气藏普遍具有“深、散、小”的特点，单个油气藏的规模较小。周心怀［5］通过实钻井和三维地震信息总结了平湖斜坡带中北部不同构造—层序单元内的砂体沉积类型及相应的岩性油气藏发育条件和分布规律，指导平湖斜坡带中北部低隆区和反向断槽处岩性油气藏勘探开发已经取得较好的效果。在平湖斜坡带油气田开发过程中，研究人员逐步认识到岩性油气藏普遍发育且分布较为广泛，在纵向上可以叠置的同时在横向上可以连片，其油气藏类型虽然复杂但有可能形成较大规模的岩性油气藏［6］。通过观念的转变，地质认识的加深以及勘探开发技术进步，岩性油气藏已成为平湖斜坡带增储上产的重要领域并具有广阔的勘探前景。
随着勘探开发工作推进，平湖斜坡带中部XJJ气田区油气藏开发已处于后期，开发生产主力气层水体锥进，气田面临停喷的风险，亟需新的油气藏目标。高部位气田区与洼陷之间过渡带（即低带）无井区的构造—岩性目标的评价也迫在眉睫。无井区岩性圈闭评价的重点在于根据气田区已有地质认识选择相应的储层预测技术，预测与识别的岩性体必须具备一定的地质意义并且符合区域沉积规律，而储层预测技术的有效运用则是识别岩性圈闭的关键前提。
由于研究区岩性油气藏的岩性组合复杂，砂体薄且横向相变较快，同时平湖组广泛发育煤层，煤层薄且多夹杂在砂泥岩间［7-9］，严重影响了纯砂泥岩组合的叠后地震响应特征。海上钻井稀疏，对于气田周边无井区的储层预测及岩性圈闭的识别，常规的叠后地震已不能满足研究区现今岩性油气藏的预测需求。运用叠前同步反演等［10-12］方法在气田区取得较好的成效，但是对于气田周边由于模型的影响反演储层会存在一定的不确定性，致使地质认识不清。前人虽然通过基于常规地震的地震沉积学针对平湖组富煤地层进行过储层预测并取得一定的成果认识［13］，但是由于砂泥岩阻抗相近以及煤层影响，预测效果也不佳。黎祺等［14］利用地震波形分类方法结合现代沉积模式在该气田区识别并刻画了3个三角洲朵叶体，据此计算了主力气藏的水体倍数取得较好的效果，但是对较远无井区岩性圈闭的精细刻画支持较少。由于气田周边无井区岩性圈闭的识别较为困难，给目标评价工作带来较大的难度，同时也制约了气田的下步评价工作。
本文力求在地质认识的基础上寻找合适的地球物理技术方法并使两者相互融合以期解决问题。首先，明确研究区在不同构造—层序地层样式内不同部位发育多种砂岩岩性圈闭类型，指明研究区砂体的发育规律与控制因素。然后，选择基于角度道集优选的叠前AVO敏感地震属性针对气田周边无井区进行储层预测，以达到较好的效果。最后，在层序地层框架的约束下利用沿层地层切片进行地震沉积学研究，总结气田周边无井区不同构造—沉积类型岩性圈闭的发育特征与成藏模式。研究对目标的评价具有积极指导意义，并为下一步勘探开发评价指明方向，本文研究思路和技术方法还可对斜坡带无井区岩性油气藏的评价都具有一定的借鉴意义。
1 地质概况
西湖凹陷构造具有东西分带、南北分块、纵向多构造叠合的基本特征。主要构造带都具有早期张性到后期压性、压扭性反转叠加的性质。一级构造带为北北东走向的构造带或断裂—褶皱带，包括东缘钓鱼岛隆褶带、中央洼陷—反转带、西部斜坡带等（图1）。西部斜坡带发育断阶、陡坡、缓坡、次级隆起或断洼，断陷期基本保持了裂陷期所形成的构造格局。
研究区XJJ气田位于西部斜坡带平湖断裂带中部，西部为海礁凸起东侧边缘，东北部发育XBY古鼻隆构造（图2）。该气田所处构造为同沉积大断裂—平湖主断裂控制的陡坡型断背斜构造，位于平湖主断裂的下降盘，除控制边界的平湖主断裂以外，主要发育次级控圈断层，断层基本上都呈NNE、NE向，为受拉张作用形成的东倾正断层（图2）。气田形成期主要经历了3期局部构造作用，自下而上由始新统平湖组至渐新统花港组圈闭形态有变化，主要由断块型向断背斜型转变，油气藏类型主要为构造油气藏。平湖斜坡带勘探目的层平湖组自西向东地层厚度加深，4 500 m 以深发育常规低渗透储层［15］，研究区目的层埋深为3 200~4 500 m，埋藏深度适中。研究区主要发育始新统平湖组和宝石组2套煤系烃源岩，为中等—好的烃源岩，有机质类型主要为Ⅱ2—Ⅲ型干酪根，烃源岩总体上处在凝析气和湿气生成的成熟—高成熟阶段。XJJ气田东临生烃洼槽，烃源条件优越，在断裂砂体双重输导的作用下，气田及周边多种类型圈闭均具有良好的油气成藏条件［16］。
2 岩性圈闭发育背景
2.1 构造—层序—沉积单元特征
前人综合运用层序地层学理论方法，采用地震、测井、岩心以及古生物等资料将平湖斜坡带中北部平湖组划分为一个完整的二级层序，自下而上划分为3个三级层序（SQ1、SQ2、SQ3）。根据断裂组合特征、地层接触关系等研究认为构造样式对地层层序有较强的控制作用，在海陆过渡型沉积环境的三级层序格架内存在断裂陡坡型、对向断阶型、反向断阶型和同向断阶型4种构造—层序地层发育样式。由于可容纳空间和基准面的变化导致平湖斜坡带中北部不同区块形成不同的构造—层序—沉积砂体岩性油气藏［17］。
研究区平湖组沉积早—中期（SQ1—SQ2）断裂陡坡控制地层层序边界，平湖组沉积晚期（SQ3）平湖大断裂活动性减弱，断裂陡坡转换为断裂缓坡，整体为宽缓的斜坡背景。SQ1对应平湖组下段（P9—P10），该时期属于陡坡型—三角洲前缘沉积，研究区没有钻遇该套地层；SQ2对应平湖组中段（P5—P8），研究区该套地层（P6—P7）属于潮坪环境，发育大套含煤泥岩，潮道砂体层数少且薄，厚度5~12 m不等，砂岩测井相以齿化箱形和钟形为主。P8属于陡坡型—低位域三角洲前缘沉积，发育水下分流河道沉积砂岩，厚度约为30 m，测井相以齿化钟形为主。地层往上潮汐作用减弱，三角洲沉积作用加强，层序顶部P5属于缓坡型—高位域—受潮汐影响三角洲前缘沉积，发育水下分流河道沉积砂岩，单层厚度约15 m，砂岩测井相以齿化钟形为主。SQ3 对应平湖组上段（P2—P4），该时期属于缓坡型—辫状河三角洲平原沉积，该套地层整体为砂包泥特征，发育分流河道沉积砂岩，以厚层砂岩为主，厚度30~40 m不等，砂岩测井相整体为齿化箱形和钟形（图3）。研究区平湖组沉积中期发育最大海泛面，P6—P7为一套稳定且良好的区域盖层［18］。平湖组晚期发育的泥岩盖层也相对稳定，与下伏砂岩能形成良好储盖组合。
2.2 岩性圈闭控制因素
在平湖组三级层序地层格架内，地貌形态和断裂等因素对水系、可容纳空间大小及沉积体的优势堆积方向都具有较强的控制作用，进而制约沉积体空间展布与范围。同沉积断裂——平湖大断裂控制了研究区下降盘地层沉积厚度，其上升盘为平湖斜坡带西侧海礁隆起，高带古地形控制了主要水系的分布。基底界面上深切河谷在斜坡高带普遍发育，在研究区西部和中北部基底上分布的古下切河谷（图2），指示了物源方向和沉积物供应区。根据沉积的继承性，笔者有理由推测平湖大断裂的上盘为物源区，其下降盘为沉积物的主要卸载区。西部物源指向整体垂直于断层走向，由斜坡高带向低带方向前进，研究区东北方向XBY古鼻隆北部由于水下古沟槽和古鼻隆的存在，沉积物会局部向沟槽汇聚。钻探已证实该区发育多种类型的构造—岩性油气藏。
XJJ气田西部由于古地貌和断裂的影响，地形较陡，在气田以东区域的断层下降盘由于可容纳空间的增大，砂体向东推进进入宽阔水体后缓慢堆积，有利于形成一定规模的三角洲砂体，具备一定规模岩性圈闭发育的有利条件。XJJ气田东北方向XBY古鼻隆东南侧边缘断层节节下断，呈阶梯状，有利于沉积砂体向东南方向顺坡而下，在断层下降盘平缓处堆积，甚至砂体纵向叠置横向连片形成砂体有利发育区，该区具备发育断阶型—构造岩性圈闭的有利条件。研究区不同构造—层序地层样式内不同部位具备发育多种类型岩性圈闭的有利条件，在此基础上进行井震结合，能够有效指明研究区内砂体的展布特征与岩性圈闭发育区。
3 叠前AVO信息特征
随着西湖凹陷勘探开发的深入推进，西部平湖斜坡带的研究重点逐步由构造油气藏转向构造—岩性油气藏。XJJ气田目前面临停喷的风险，亟需搜寻新的油气藏进行开发，因而气田周边岩性油气藏成为气田增储上产的首要目标。由于研究区岩性组合复杂，砂体横向相变较快，煤层发育且影响地震响应特征。常规的地震沉积学研究基本上是在叠后零相位地震数据的基础上进行的，叠后地震可以等效于零偏移距纵波的反射系数与子波的褶积结果，其中影响反射系数的纵波阻抗对岩性和油气的识别在研究区有一定的局限性。本文从源头出发，首先基于井资料进行地球物理岩石学的研究，分析砂岩、泥岩和煤层的敏感参数，优选能够表征岩性体的AVO敏感属性参数。然后根据叠前CRP道集数据，经过 Zoeppritz 方程［19-20］简化式可以推导出多种AVO地震属性体。这些属性体继承了振幅随非零偏移距的变化关系，有的对岩性识别效果突出，有的对油气检测特别敏感，优选出针对岩性敏感的地震属性体可以作为地震沉积学研究的源数据。由于这种地震数据体没有井信息参与计算，相对于反演也没有模型的制约影响，最大限度保持了叠前地震信息的原汁原味，所以说叠前AVO信息在无井区进行地震沉积学研究及岩性圈闭的评价具有相对较大优势。
3.1 叠前AVO理论介绍
式中：R（θ）为反射系数；θ为入射角；V P为纵波速度，m/s；V S为横波速度，m/s；ρ为密度，g/cm3；∆V P、∆V S和∆ρ分别代表相邻地层的纵波速度、横波速度和密度的差值。近似公式由3部分组成：第一项近似等于垂直反射系数，第二项近似等于中等角度入射（θ<30°）时的反射系数，第三项近似为临界角（大角度）附近的反射系数，从公式中可较清楚地看到介质参数对反射系数的作用。当入射角较小时，第三项对反射系数影响小，在实际应用中经常忽略。由方程式通过给定不同的入射角度和反射系数可以得到近似方程式的三参数，A为截距，为入射零炮检距纵波反射系数R P0，斜率B反映岩层纵横波弹性参数综合特征，C为纵波变化率。当纵、横波速度比近似等于2时，斜率B可以表示为［19-20］：
式中：σ为地层泊松比；∆σ 为界面两侧泊松比差。当纵、横波速度比近似等于2时，即σ =1/3，那么A+B=2.25Δσ ，反映的是泊松比的变化特征。岩石物性研究发现，当砂岩中含气时，纵波速度降低，含气层的泊松比较小，与围岩的泊松比之差较大，一般可检测到较明显的 AVO 响应，因此通常用泊松比来对油气进行检测识别。A×B即为截距与梯度的乘积，当含气砂岩为AVO第三类响应类型时，截距和斜率表现为负向绝对值增大，其乘积称为AVO强度，这种强度剖面更有利于识别气层。在入射角大于30°情况下，当纵、横波速度比近似等于2时，AVO叠前参数更为丰富，2C=ΔVP/VP，可以反映出纵波变化率特征；（1+0.25k）×C－0.25k×B－A=ΔV S/V S，k为纵横波速度比平方，反映横波的变化率特征；2×（A－C）= ρ/ρ可以反映密度的变化率特征。这些AVO属性参数为区分岩性和油气提供更多直接而简便的技术方法［20-22］。在这些AVO属性当中，如果能够优选出适合研究区岩性识别的属性并在此基础上进行地震沉积学研究，对岩性圈闭的评价将起到至关重要的作用。
3.2 叠前AVO角度特征
AVO叠前入射角度的优选对各种AVO衍变信息参数是否能真正反映沉积特征以及符合地质认识起着非常大的影响作用［22-23］，因此有必要理清楚实钻气层顶面在实际叠前地震角度道集上的AVO特征与合理性。在此之前还需摸清已钻气层顶面的正演模拟［24-26］结果，并与叠前地震角度道集上气层顶面AVO特征进行对比分析，在AVO响应特征一致的前提下优选入射角范围。AVO正演模拟是在合成地震记录进行准确层位标定的基础上，研究含气砂岩的地震反射振幅随炮检距的变化关系，以及含气砂岩与非含气砂岩在各项特征上的差异和变化。XJJ-1井平湖组气层顶面基本为二类含气砂岩响应特征，P4层正演模拟气层（厚度为33 m）顶面反射振幅随入射角的增大而负向增大，为二类b含气砂岩响应特征，P4层气层在实际近中角道集数据上整体表现为二类b含气砂岩响应特征，正演模拟与实际近中角道集数据AVO特征基本一致［图4（a），图4（c）］。但是在远角度30o~40o范围内实际叠前地震角道集上发现普遍振幅会绝对值减小［图4（b）］，通过对地震数据体叠前道集的扫描分析，研究区的叠前道集的整体信噪比较高，但是由于局部速度不准确等原因，在大偏移距或者是大入射角度情况下存在同相轴没有拉平和振幅异常等现象，会给岩性预测和烃检带来很多不确定性的因素。基于正演结果与实际资料的分析，认为角度越大地震角道集的品质欠佳，有必要优选入射角度范围。
通过优选不同入射角进行AVO属性处理，针对叠前属性进行井区的井震对比以及无井区的地震沉积学地质解析，并将地质认识成果与不同入射角处理成果进行迭代认识，最终优选0°~28°角度道集作为AVO属性地质解析的源数据，可以看到处理之后的角道集层位拉平特征明显，同相轴更为平顺［图4（c）］，信噪比更高，作为AVO属性处理的源数据质量更加优越。
3.3 叠前AVO敏感属性
AVO叠前属性信息交汇［27］分析技术可以方便分析与筛选岩性和油气敏感属性，这是岩性圈闭识别的基础。从图5（a）中可以看出纵向上在目的层平湖组横波阻抗可以很好地区分砂泥岩，砂岩为低GR值，色标偏黄色，泥岩为高GR值，色标偏蓝色，砂岩和泥岩左右错开，泥岩为低横波阻抗值，砂岩为高横波阻抗值，横波阻抗区分砂泥岩比较明显。从交会图［图5（b）］可以看出泊松比用来区分油气效果比较好，储层含烃之后与水层的分界清晰，含烃储层为低泊松比值，样点位于右下方，同时横波阻抗和泊松比对于煤层也有一定的区分效果。在岩性与油气敏感参数的优选中还存在横波变化率和密度变化率等参数也比较敏感，但是这些参数需要满足入射角为大角度范围。在现有叠前角道集优选中近角度范围0°~28°处理的前提下，最终优选横波阻抗和泊松比来分别进行岩性圈闭的识别和油气有利区的预测。
4 叠前地震沉积学在岩性圈闭评价中的应用
地震沉积学［28］研究主要包括地震岩性学和地震地貌学。地震岩性学的前提是对砂岩体敏感的地震属性能够识别砂岩岩性体，通过90°相位转换建立地震反射轴与砂岩体之间的对应关系。而地震地貌学是将地震数据进行地层切片并在平面上分析沉积相特征。研究区属于海陆过渡型沉积环境，在三级层序格架内平湖组发育三角洲沉积砂岩与潮道砂岩沉积，砂岩的厚度为5~33 m。研究区平湖组目的层地震主频约为25 Hz，砂岩速度约为4 000 m/s，计算砂岩调谐厚度为31.2 m。平湖组目的层砂岩厚度基本处于1/4波长范围，利用90°相移满足研究区进行地震沉积学研究的前提，岩性剖面上井震对比关系好［图5（c），图5（d）］。且90°相移无需钻井信息参与，非常适合西湖凹陷斜坡带无井区储层预测，最大程度保留原始地震信息且人为影响因素小。
由于研究区钻井较少，对于无井区的储层预测与岩性圈闭的评价，通过优选主要运用AVO叠前地震信息横波阻抗进行地震沉积学特征的解析，明确砂体展布特征与发育规律，结合成藏条件分析不同构造—层序地层单元内不同沉积类型岩性圈闭的勘探开发潜力。其中P8层位于三级层序SQ2低位体系域，研究区西北部物源充足，受XBY古鼻隆东南部断阶的控制影响，砂体顺断阶在平面上散开堆积且呈阶梯状分布，该区发育断阶型—低位域三角洲砂岩沉积，平面上呈现出断坡控砂的特征，断层下降盘砂体展布呈朵叶状特征［图6（a）］，砂体与油源断层的耦合关系良好。目标区下部为平湖组的主力生烃洼槽，SQ2层序烃源岩已经进入成熟和高成熟阶段，烃源岩条件优越。由于泥多砂少，储盖条件良好，砂体直接伸入烃源岩中呈指状交错侧变式接触，岩性的上倾方向都有断层封堵，圈闭条件优越，这类岩性体都具有较好的成藏条件，属于平湖组自生自储—断封式三角洲砂体岩性油气藏成藏模式，潜力较大。P4层为三级层序SQ3低位体系域控制下的三角洲沉积，研究区西部物源充足，三角洲向东南方向进积，在平湖大断裂东南侧下降盘呈现三角洲朵叶状形态，红色异常表征为辫状河三角洲前缘水下分流河道或河口坝砂体沉积［图6（b）］。在辫状河三角洲前缘可见砂体与油源断层耦合关系良好，对应砂岩有利区范围烃检异常［图6（c）］，该有利区发育断阶型—辫状河三角洲前缘水下分流河道或河口砂坝砂岩岩性圈闭，属于平湖组自源—下生上储—断砂耦合式辫状河三角洲前缘砂岩岩性油气藏成藏模式，具有较好的勘探开发评价潜力。
5 结论
（1）在东海盆地西湖凹陷平湖斜波带平湖组三级层序地层格架内，研究了地貌形态和断裂等因素对水系、可容纳空间大小、沉积体的优势堆积方向及空间展布的控制作用，XJJ气田以东区域处于平湖大断裂的下降盘，可容纳空间大，具备发育一定规模的三角洲沉积砂岩岩性圈闭的有利条件。气田东北部XBY古鼻隆东南侧边缘断层呈阶梯状下断，有利于砂体纵向叠置横向连片发育，该区具备发育断阶型—岩性圈闭的有利条件。
（2）通过钻井气层的正演模拟与对应实际角道集质量的综合分析，将地质认识与不同入射角处理成果进行迭代认识，优选0o~28o角度道集作为AVO属性地质解析的源数据。优选横波阻抗和泊松比区分岩性和油气，效果明显。
（3）运用90o相位转换和地层切片技术进行地震沉积学研究，实钻油气层与储层和烃检成果匹配，井震对应关系好。P8层位于SQ2低位体系域，气田区东北部发育断阶型—低位域三角洲沉积砂岩岩性圈闭，属于平湖组自生自储—断封式三角洲砂岩岩性油气藏成藏模式，评价潜力较大。P4层为SQ3低位体系域控制下的辫状河三角洲沉积，平湖大断裂东南部有利区发育断阶型—辫状河三角洲前缘砂岩岩性圈闭，属于平湖组自源—下生上储—断砂耦合式辫状河三角洲前缘砂岩岩性油气藏成藏模式，勘探开发潜力较大。
甘公网安备 62010202000678号
