常规油气的勘探潜力日趋变小，而全球油气勘探向盐下、深水及极地挺近的趋势愈发明显。近年来，在墨西哥湾、巴西以及西非的盐下勘探层系相继获得了大量油气发现，而加蓬盆地盐下深水区是西非盐下油气勘探的热点地区之一。

由于受地震成像品质差等诸多不利因素的制约，盐下油气勘探面临的首要难题就是盐下圈闭的落实，早期盐下探井失利的主要原因多为构造不落实^[1]。调研发现，国内外为提高盐下圈闭落实程度，一方面利用新技术新方法，提升盐下地震成像品质；另一方面是提高包括地震层位、断层解释等在内的构造解释能力。在提高盐下地震资料品质方面，国内外油气公司及专家学者均作了大量的技术攻关及应用研究^[1-7]，以著名的墨西哥湾深水盐下领域为例，在采集方面，从常规的窄方位角采集（NAZ）发展到宽方位角采集（WAZ）、富方位角（RAZ）到全方位角采集技术（FAZ），在处理方面，垂直横向各向同性（VTI）和倾斜横向各向同性（TTI）、逆时偏移技术（RTM）等一批先进偏移成像技术得以应用和发展^[3]，有效提高该区盐下成像品质；另外，一些学者从正演角度，利用波动方程正演模拟、射线追踪等技术来辅助甄别盐下成像质量、识别成像假象，指导成像处理操作，辅助圈闭落实^{[4, 8-10]}。在提高盐下构造解释能力方面，一些学者基于区域构造演化、地质力学、盐岩形变机制分析以及地球物理正演等辅助建立盐构造解释模型^[11-12]，卞青等^[13]用盐构造耦合-解耦理论模型探讨深、浅层构造之间的联系，辅助盐相关构造解释；一些学者利用速度分析技术、模型正反演技术、古构造恢复技术等辅助盐下构造落实^[14]。

虽然近年来在一些地区盐下成像品质有所改善，但在一些地质条件复杂区域，特别是在盐岩巨厚、盐岩体岩性成分复杂以及盐岩形态复杂多变的情况下，盐下成像品质依然较差^{[11, 14-15]}，圈闭落实仍然是盐下勘探面临的主要难题之一。调研发现，目前国内对于复杂盐下构造解释缺乏系统的技术方法研究。本文不讨论如何提高盐下地震成像品质，仅基于现有地震资料，就笔者多年来在加蓬盐下形成的构造落实技术方法及经验进行探讨分析。

研究区位于南大西洋西非一侧加蓬盆地南次盆深水区。加蓬盆地为一个典型的大西洋被动大陆边缘盆地，总面积12.8×10⁴ km²；受非洲板块与南美板块裂离和南大西洋打开、扩张作用的控制，盆地整体经历了裂谷阶段、过渡阶段和漂移阶段3个主要的构造—沉积演化阶段（图1），形成了现今裂谷期陆相沉积充填、过渡期盐岩沉积、漂移期海相沉积充填的3层结构。盆地漂移期形成的Aptian阶Ezanga组盐岩厚度大（可达数千米），这套巨厚盐岩将盆地划分为盐上、盐下2套勘探层系；在南加蓬次盆，盐上地层厚度薄，盐下地层厚度大，盐下是主要勘探层系。

图  1  加蓬盆地地质剖面图^[16]

Figure 1.  Geological profile of Gabon Basin^[16]

盐下构造落实难，其主要原因是地震资料成像难度大。由于盐岩属黏弹流体，极易发生塑性变形，对地震信号的向下传播造成干扰；研究区复杂的盐岩体形态和盐岩与沉积围岩之间较大的速度差及盐岩体本身结构的特点（图2），导致盐下精细地震速度模型建立难，成像品质差。

图  2  加蓬深水研究区三维地震资料成果图

Figure 2.  3D seismic data of the study area in Gabon Basin

研究区盐下主要目的层为直接位于Ezanga组蒸发岩（盐岩）之下的Aptian阶Gamba组砂岩，因此对盐底界面（Ezanga组底面）及盐底断层的解释分析决定了构造落实的可靠程度。而在研究区内，盐下构造落实难主要体现在3个方面：①盐下成像品质差；由于加蓬盆地Ezanga组盐岩厚度大、几何形态复杂多变（图2），加之受盐岩上覆高速高密灰岩层的影响，盐下资料信噪比、分辨率及保幅性较差，很难准确获得盐丘侧翼、盐底面以及盐下断裂的成像信息，直接增大地震构造解释难度。②加蓬盆地Ezanga组盐岩成分杂，钻井揭示其为一套“脏盐体”（图3），成分以石盐为主，还含有泥岩、硬石膏和杂卤石等，盐岩内部地震反射易与盐底界面（Ezanga组底面）反射混淆，盐底面识别解释难度大，不确定性强（图2b）。③研究区地质条件十分复杂，受多期构造应力及盐岩挤压的影响，盐下构造成因及演化复杂，盐构造类型多，断裂体系复杂。

图  3  过研究区M井地震剖面

Figure 3.  Seismic profile across well M in study area

盐下构造解释工作的核心之一是对盐构造的分析。盐构造（salt structures或salt tectonics）是指由于盐岩或其他蒸发岩的流动变形所形成的地质变形体，包括盐变形体本身及其周围的其他变形岩层^[17]。虽然盐岩的形态复杂多变，但是盐的构造作用及变形过程遵循一定的地质规律，现代地质及物理模拟研究表明，盐构造的形成、演化往往与区域构造应力场、沉积负载、盐下古构造密切相关，另外在变形过程中盐下地层、盐岩及盐上地层往往存在一定的耦合关系，对这些规律进行研究，可明确研究区主要发育的盐构造类型。

盐下构造解释模型的建立是基于该地区的构造应力背景，盐岩几何形态、上覆地层变形特征、盐下底形4个要素。研究表明盐构造形成的机制主要有挤压作用、伸展作用和差异负载，此外还受盐岩厚度、上覆地层岩性、厚度和下伏地层构造形态等的影响。一般而言，不同机制形成的构造具有明显的特征，在伸展作用下常形成三角底辟和盐滚，挤压背景下易形成滑脱褶皱，差异负载常形成盐株、岩墙、盐微盆等盐构造^[18]。值得一提的是盐构造本身复杂多变，一些类型的构造可以由多种机制形成，而且随着构造变形的持续其形态也不断发生变化。

在本研究区，模型的建立主要包括如下2个步骤：①确定盐构造形成的地质背景。研究区位于西非被动大陆边缘，受重力滑脱和重力扩展作用控制，盐构造形成的应力背景具有明显的分带性，自陆向海可分为坡上拉张区、中部过渡区和坡下挤压区^[19]，三者形成盐构造的机制分别为拉张、差异负载、挤压，从而造成盐构造具有3类不同的构造样式，分别为拉张型、差异负载和挤压型。② 厘定盐构造变形特征，确定研究区主要的盐构造类型作为解释的模型。盐岩在地震上主要表现为空白或杂乱反射，利用地震资料解释盐岩的顶底界面确定出其几何形态，然后根据上覆地层的厚度变化、变形特征和下伏地层底形确定出3个区带主要发育了5种类型的盐构造类型（表1），分别是三角盐底辟、盐焊/盐窗、盐背斜、坡-坪式滑脱底辟和推覆滑脱。不同的盐构造具有明显的特征，根据这些特征可以有效指导盐构造的解释。

表 1  研究区主要盐构造解释模型

Table 1.  Main salt-structural models of the study area

	盐构造模型	构造解释实例	对盐下构造解释指导意义
三角底辟			三角底辟通常指示盐下发育拉张作用，可以指导盐下正断层解释
盐焊、盐窗			盐焊接、盐窗区盐上、盐下构造变形耦合性较好，可通过盐岩及盐上构造特征指导盐下构造解释
盐背斜			盐上、盐下构造变形耦合性较好，可以通过盐岩及盐上构造特征指导盐下构造解释
坡-坪式滑脱			盐岩沿坡-坪式底板滑脱时，倾向于在断坡顶部发生底辟作用。该类盐构造可以指导盐下（断）坡-坪构造解释
推覆滑脱			挤压作用形成沿盐岩滑脱的逆冲推覆构造，并在逆冲断层下盘形成盐底辟；可通过对盐上推覆构造的分析辅助构造复杂区盐岩识别及盐底解释

以三角盐底辟构造为例进行详细阐述，三角形底辟盐岩呈三角形，与上覆地层呈断层及不整合接触，上覆地层受拉张及滑脱作用控制形成台阶状顶部地堑或滚动背斜，当盐岩较薄或盐下断距较大、活动快时，盐下和盐上变形耦合关系较强，盐下变形与盐上变形协调性较好。

在盐构造解释时首先需明确剖面所在的被动陆缘的位置和应力背景，推断可能发育的构造样式，在地震资料品质较好时可以直接进行盐顶、盐底和盐岩的解释，在盐下地震品质差时可根据盐岩的几何特征和盐上地层的变形特征并结合建立的模型进行解释。以图4为例，该剖面位于坡上拉张区，盐岩主要呈三角形，局部盐薄甚至缺失，因此盐构造应以三角底辟和盐焊为主，是在区域拉张背景下由活化底辟作用形成。在剖面右侧，盐上地层和盐岩体反射较清晰，可以直接解释出盐为一大型不对称的三角底辟；在剖面左侧，三角型底辟规模小，近于对称，顶面反射清晰，但底部与盐下地层难区分，而底辟两侧盐焊发育，基于盐上、盐下变形差异可以较好的确定盐底位置，然后以三角底辟模型为指导，直接连接两侧盐底就可以确定其解释。因图4的三角型底辟是在区域拉张背景下形成的，在此过程中，盐岩上覆层被区域拉张导致的正断层减薄，断块的分离为底辟盐体的抬升提供空间，因此，三角型底辟的存在往往指示着盐下存在拉张作用，结合实际剖面，解释出剖面盐下发育的一系列拉张正断层。

图  4  研究区拉张三角形底辟实际三维地震剖面

Figure 4.  The seismic profile of tensional triangular diapir in study area

由于盐岩主要成分石盐（NaCl）具有高速、低密、高阻抗特征（速度约4 400 m·s⁻¹，密度约2.162.17 g·cm⁻³），Ezanga盐岩段与下伏沉积层的地震波阻抗差异大，盐底面易呈现强振幅反射特征。而加蓬盆地盐岩成分十分复杂（加蓬盆地盐岩成分十分复杂（图3），前述已说明简单的从地震反射特征（地震相）来识别解释盐底面难度极大，例如盐内的硬石膏层与盐-泥互层均能形成强反射，两者地震振幅、反射结构相似（图3）。

（1）依据岩石物理及地震响应综合特征辅助识别

从岩石物理及地震响应特征出发，基于多口井已钻井分析（图5），经过系统研究，能够基本解决脏盐体的识别难题。分析表明，“脏盐体”内的硬石膏具有高速、高密特征（速度5 900～6 800 m·s⁻¹，密度>2.95 g·cm⁻³），阻抗值极高；而泥岩一般为低速、低密（速度2 600～3 900 m·s⁻¹，密度2.2～2.9 g·cm⁻³），石盐与泥岩阻抗差异大，易形成强反射，但盐-泥互层整体的速度与阻抗值要明显低于硬石膏层，利用密度分析、地震速度分析、波阻抗反演等技术手段能够有效识别与区分硬石膏与盐-泥互层，也基本能有效识别其他脏盐体成分。

图  5  研究区N-1井Ezanga组内部主要岩性体测井速度与自然伽马 （GR）交汇图

Figure 5.  Intersection chart of logging velocity and GR of main lithology in Ezanga Formation of well N-1

（2）结合盐岩形变机制辅助识别

前文已论述，盐岩内部的盐-泥互层易形成成层性较好的强反射波组，这套波组特征易与盐下砂-泥岩沉积层混淆。而盐岩本身具有塑性流动性强的特点，从盐岩形变机制入手，并结合野外露头观察（图6），分析认为当蒸发岩层含有夹层（如泥岩）向前流动受到一定阻挡之后，其内部极容易产生复杂的形变，盐层内部见到清晰的叠瓦状—趾状逆冲与褶皱变形（图6b），因此脏盐体内部的盐-泥互层极易产生上述复杂的形变，而盐下砂-泥岩层产状一般较平稳，形变简单，根据产状变化及形变特征，可辅助区分盐内盐—泥互层与盐下砂-泥岩层的地震反射。最终，建立了研究区Ezanga组内部主要岩性单元地震响应特征综合识别图版（表2），可辅助盐岩段不同岩性单元的识别，指导盐底面（Ezanga组底面）的解释。

图  6  研究区Ezanga组盐岩段内脏盐体特征

Figure 6.  The characteristics of dirty salt bodies in Ezanga Formation

在进行地震解释时，建立合理的地层、构造格架十分重要，特别是在盐下地震成像品质较差的情况下，开展多层联动解释，利用地层格局、沉积充填以及地层厚度变化趋势等信息约束盐底面解释，作用明显。在本研究区进行盐岩底面解释时，采用了多层联动地震层位解释方法，选择盐顶面、盐底面、盐下断—拗转换面、基底面4套层位作为格架层，进行同时联动解释，联动对比主要地质界面之间的关系，建立合理的地层、构造格架，最终使地震解释层位从深到浅在所有层位上均吻合起来，有助于减少多解性（图7）。

（1）盐下断裂体系解释技术流程

针对研究区盐下地震资料品质较差和盐下构造成因及演化复杂的难题，研究形成了如图8的盐下断裂体系解释技术思路，主要思想是通过区域地质模式的研究指导区块地震解释。区域地质模式研究主要是构造演化分析，建立区域断陷模式、分析主要构造应力期次及确立主要构造样式、并参考前人重磁研究成果。区块内地震解释时除了区域地质模式的指导外，还通过多套数据体的综合应用、综合地震属性分析技术来完成区块内断层的精细落实。

图  7  研究区盐下层位多层联动解释示意图

Figure 7.  Schematic diagram of multi-layer linkage interpretation of pre-salt horizons in study area

图  8  研究区盐下断裂体系解释思路

Figure 8.  Thought for interpretation of pre-salt fault system in study area

综合利用区域内重磁、地震数据，进行重磁反演，对大范围内盐下大—中型断裂体系进行系统解释。利用重-磁-震资料联合，基本能够落实研究区盐下构造格局，并能基本识别出盐下发育的大—中型断裂体系，最终利用重-磁-震资料结合落实区域及区块多级断裂体系。

（2）优选特殊地震属性精细刻画盐下中—小型断裂体系

中—小型断裂体系的落实程度直接影响到盐下圈闭的落实精细程度。通过计算提取大量的不同类型地震属性，分析发现由于盐下地震成像品质差，包括振幅类及相干类属性在内的绝大多数常规属性对于研究区盐下断裂的平面及剖面刻画效果差。通过反复对比分析，优选对断裂敏感、噪音干扰小的属性，实践表明，对原始地震数据进行滤波后计算倾角/方位角属性，背景噪音干扰明显减少，断层更加清晰，将2种属性进行融合，融合后的效果能够显著改善盐下断层刻画效果，能够基本刻画出盐下复杂断裂体系。图9为研究区三维地震7 200 m深度提取的等深属性切片，图7剖面即位于图9的A-B段，对比图7和图9可见，在中深层，由于盐下成像品质差，常规属性较难识别基底大断裂，而利用倾角/方位角属性融合，可以辅助基底断层的识别与刻画。

图  9  研究区三维地震7 200 m深度提取的属性切片

Figure 9.  Isodepth slice of seismic attributes at a depth of 7 200 m in study area

由于研究区盐岩成分复杂且横向厚度变化快，导致难以建立准确的速度模型，使得盐下成像出现偏差，易形成“构造假象”，如在盐岩厚度变化剧烈的部位常形成“假断层”等，给盐下构造解释和圈闭分析带来严重挑战。在深入分析盐岩对盐下地震成像影响的基础上，形成了将射线追踪正演与波动方程正演相结合的盐下构造假象识别技术。地震射线追踪正演能直观显示地震射线传播路径、分析盐下地震照明，指示可能发生构造假象的部位，对盐下构造假象进行快速识别^[8-10]。在此基础上采用波动方程正演技术，基于研究区地质特征建立理论模型，利用地震波数值正演和偏移成像等手段，归纳盐岩及内幕结构对盐下成像影响因素，从而准确识别盐下构造假象（图10）。

图  10  实际地震剖面中的“假构造”成象现象

Figure 10.  The phenomenon of false structure imaging in practical seismic data

本文针对加蓬盆地复杂盐下圈闭落实难题，在充分分析区域构造特征基础上，深入总结研究区发育的多种盐构造类型，以此为指导，并重点结合应用探索形成的“以脏盐体精细识别技术为核心的盐下层位解释技术”等多项技术，有效降低了研究区盐下层位及断裂解释的多解性，规避盐下多种“构造假象”解释陷阱，一定程度上解决了复杂盐下构造解释与圈闭落实难题，初步探索形成了一套盐下圈闭落实技术方法。最终在研究区的三维区盐下共搜索出了三大目标群共13个构造圈闭，并优选出多个落实程度高、规模大的重点目标进行深入评价，且其中的M圈闭钻探证实为盐下大气田，为研究区的油气勘探工作奠定良好基础。