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珠江口盆地番禺4洼文昌组基于层序地层格架约束下的优质烃源岩预测

吴宇翔 舒誉 丁琳 谢世文 李小平 刘冬青 王宇辰 阙晓铭 杨亚娟

吴宇翔,舒誉,丁琳,等. 珠江口盆地番禺4洼文昌组基于层序地层格架约束下的优质烃源岩预测[J]. 海洋地质前沿,2021,37(3):41-49 doi:  10.16028/j.1009-2722.2020.158
引用本文: 吴宇翔,舒誉,丁琳,等. 珠江口盆地番禺4洼文昌组基于层序地层格架约束下的优质烃源岩预测[J]. 海洋地质前沿,2021,37(3):41-49 doi:  10.16028/j.1009-2722.2020.158
WU Yuxiang, SHU Yu, DING Lin, XIE Shiwen, LI Xiaoping, LIU Dongqing, WANG Yuchen, QUE Xiaoming, YANG Yajuan. PREDICTION OF HIGH QUALITY SOURCE ROCKS BASED ON SEQUENCE STRATIGRAPHIC FRAMEWORK OF WENCHANG FORMATION, PANYU 4 DEPRESSION, THE PEARL RIVER MOUTH BASIN[J]. Marine Geology Frontiers, 2021, 37(3): 41-49. doi: 10.16028/j.1009-2722.2020.158
Citation: WU Yuxiang, SHU Yu, DING Lin, XIE Shiwen, LI Xiaoping, LIU Dongqing, WANG Yuchen, QUE Xiaoming, YANG Yajuan. PREDICTION OF HIGH QUALITY SOURCE ROCKS BASED ON SEQUENCE STRATIGRAPHIC FRAMEWORK OF WENCHANG FORMATION, PANYU 4 DEPRESSION, THE PEARL RIVER MOUTH BASIN[J]. Marine Geology Frontiers, 2021, 37(3): 41-49. doi: 10.16028/j.1009-2722.2020.158

珠江口盆地番禺4洼文昌组基于层序地层格架约束下的优质烃源岩预测

doi: 10.16028/j.1009-2722.2020.158
基金项目: 国家重大科技专项项目“珠一坳陷古湖泊演化与富烃凹陷优选”(2016ZX05024-002-008)
详细信息
    作者简介:

    吴宇翔(1989—),男,工程师,主要从事层序地层及石油地质综合研究工作. E-mail:wuyuxiang@qq.com

  • 中图分类号: P618.18;P744.4

PREDICTION OF HIGH QUALITY SOURCE ROCKS BASED ON SEQUENCE STRATIGRAPHIC FRAMEWORK OF WENCHANG FORMATION, PANYU 4 DEPRESSION, THE PEARL RIVER MOUTH BASIN

  • 摘要: 珠江口盆地番禺4洼“小而肥”,目前的探明石油地质储量已超出早期估算的地质资源量,早期对烃源岩的认识不足可能是其主要原因,尤其是对优质烃源岩的分布范围仍缺少精确刻画,在很大程度上限制了对该洼陷勘探潜力的认知。以该难点问题为切入点,利用最新钻井和地震资料,采取层序地层学开展了番禺4洼烃源岩的预测工作。通过地震资料上识别的各种反射特征,结合区内已有钻井资料识别的旋回特征,将番禺4洼文昌组划分5个三级层序,进而建立了等时地层格架。在此基础上,综合运用地震沉积学最新技术手段,精细揭示了番禺4洼文昌组文三段优质烃源岩的分布范围。研究结果表明,番禺4洼优质烃源岩分布面积较为广泛,尤其在北次洼和西次洼,优质源岩面积均超过了以往预期。这一研究成果对本区和珠江口盆地油气勘探具有一定指导意义。
  • 图  1  珠江口盆地(a)和番禺4洼(b)构造单元划分

    Figure  1.  Tectonic units of the Pearl River Mouth Basin(a)and Panyu 4 Depression(b)

    图  2  番禺4洼古近系层序地层格架[13]

    Figure  2.  Paleogene sequence stratigraphic framework in Panyu 4 Depression[13]

    图  3  文昌组(准)二级层序界面特征

    Figure  3.  The interface characteristics of the(quasi)second-order sequence of Wenchang Formation

    图  4  番禺4洼从西至东方向连井三级层序对比图

    Figure  4.  Third order sequence correlation from west to East in Panyu 4 Depression

    图  5  番禺4洼文昌组三级层序划分及界面特征

    剖面位置见图1b

    Figure  5.  Third order sequence division and boundary characteristics of Wenchang Formation in Panyu 4 Depression

    图  6  文三段优质烃源岩3种地震相类型

    Figure  6.  Three seismic facies types of high quality source rocks in the 3rd Member of Wenchang Formation

    图  7  番禺4洼文三段波形聚类结果及优质烃源岩分布预测范围

    Figure  7.  Waveform clustering results and predicted distribution of high quality source rocks of the 3rd Member of Wenchang Formation in Panyu 4 Depression

    表  1  烃源岩地球化学特征统计表

    Table  1.   Statistics of geochemical characteristics of source rocks

    样品深度/m样品数TOC/%S1+S2/(mg/g)HI/(mg/g)Tmax/℃氯仿沥青“A”/%干酪根类型Ro/%
    3 273~3 639 15
    1.6~10.5

    2.31~76.08

    136.3~696.2
    424~444
    0.39~0.965
    1 0.63~0.66
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-29
  • 网络出版日期:  2021-03-10
  • 刊出日期:  2021-03-28

珠江口盆地番禺4洼文昌组基于层序地层格架约束下的优质烃源岩预测

doi: 10.16028/j.1009-2722.2020.158
    基金项目:  国家重大科技专项项目“珠一坳陷古湖泊演化与富烃凹陷优选”(2016ZX05024-002-008)
    作者简介:

    吴宇翔(1989—),男,工程师,主要从事层序地层及石油地质综合研究工作. E-mail:wuyuxiang@qq.com

  • 中图分类号: P618.18;P744.4

摘要: 珠江口盆地番禺4洼“小而肥”,目前的探明石油地质储量已超出早期估算的地质资源量,早期对烃源岩的认识不足可能是其主要原因,尤其是对优质烃源岩的分布范围仍缺少精确刻画,在很大程度上限制了对该洼陷勘探潜力的认知。以该难点问题为切入点,利用最新钻井和地震资料,采取层序地层学开展了番禺4洼烃源岩的预测工作。通过地震资料上识别的各种反射特征,结合区内已有钻井资料识别的旋回特征,将番禺4洼文昌组划分5个三级层序,进而建立了等时地层格架。在此基础上,综合运用地震沉积学最新技术手段,精细揭示了番禺4洼文昌组文三段优质烃源岩的分布范围。研究结果表明,番禺4洼优质烃源岩分布面积较为广泛,尤其在北次洼和西次洼,优质源岩面积均超过了以往预期。这一研究成果对本区和珠江口盆地油气勘探具有一定指导意义。

English Abstract

吴宇翔,舒誉,丁琳,等. 珠江口盆地番禺4洼文昌组基于层序地层格架约束下的优质烃源岩预测[J]. 海洋地质前沿,2021,37(3):41-49 doi:  10.16028/j.1009-2722.2020.158
引用本文: 吴宇翔,舒誉,丁琳,等. 珠江口盆地番禺4洼文昌组基于层序地层格架约束下的优质烃源岩预测[J]. 海洋地质前沿,2021,37(3):41-49 doi:  10.16028/j.1009-2722.2020.158
WU Yuxiang, SHU Yu, DING Lin, XIE Shiwen, LI Xiaoping, LIU Dongqing, WANG Yuchen, QUE Xiaoming, YANG Yajuan. PREDICTION OF HIGH QUALITY SOURCE ROCKS BASED ON SEQUENCE STRATIGRAPHIC FRAMEWORK OF WENCHANG FORMATION, PANYU 4 DEPRESSION, THE PEARL RIVER MOUTH BASIN[J]. Marine Geology Frontiers, 2021, 37(3): 41-49. doi: 10.16028/j.1009-2722.2020.158
Citation: WU Yuxiang, SHU Yu, DING Lin, XIE Shiwen, LI Xiaoping, LIU Dongqing, WANG Yuchen, QUE Xiaoming, YANG Yajuan. PREDICTION OF HIGH QUALITY SOURCE ROCKS BASED ON SEQUENCE STRATIGRAPHIC FRAMEWORK OF WENCHANG FORMATION, PANYU 4 DEPRESSION, THE PEARL RIVER MOUTH BASIN[J]. Marine Geology Frontiers, 2021, 37(3): 41-49. doi: 10.16028/j.1009-2722.2020.158
    • 珠江口盆地番禺4洼(图1a红框范围)已探明石油地质储量过亿吨,但文昌组洼陷面积只有700 km2图1b),是“小而肥”的富生烃洼陷[1]。最新的钻井W2井(位置见图1b)钻探之前文昌组三段沉积相被认为是辫状河三角洲相[1-2],但实际钻探结果显示为中深湖相。番禺4洼一直存在“资储倒挂”现象,主要表现在早期计算得到的地质资源量不如现今已探明石油地质储量。目前,针对番禺4洼文昌组优质烃源岩分布问题一直以来都未解决,笔者认为,解决这个问题的关键是从层序地层研究入手,分析烃源岩与地层之间的关系,进一步开展优质烃源平面分布预测。

      图  1  珠江口盆地(a)和番禺4洼(b)构造单元划分

      Figure 1.  Tectonic units of the Pearl River Mouth Basin(a)and Panyu 4 Depression(b)

      前人对番禺4洼文昌组层序地层做过较多研究,杨玲等[3]将番禺4洼文昌组划分为3个三级层序,代一丁[1]、朱筱敏等[2]将文昌组划分6个三级层序。笔者认为层序划分方案不统一可能与早期地震资料分辨率不高有关。同时,对番禺4洼的层序地层研究多侧重于储层预测,对优质烃源岩分布尚未涉及。前人认识的优质烃源岩主要分布在番禺4洼南次洼(位置见图1b),与目前最新钻井结果有所不同,因而有必要利用全新三维地震及钻井资料深入进行番禺4洼文昌组层序地层及烃源岩分布研究。

      番禺4洼文昌组处于裂陷活动高峰期,多期构造活动造就了该区东北部强烈抬升剥蚀,并伴随有火山喷发作用[1],造成原型盆地破坏严重,这给文昌组烃源岩预测带来了较大困难。由于番禺4洼文昌组勘探程度较低,目前只有4口探井钻遇并钻穿文昌组,因此,本次优质烃源岩预测主要使用三维地震结合录测井资料来开展研究。笔者以层序地层学与地震沉积学等理论为指导,通过番禺4洼钻遇文昌组4口井的测录井资料、分析化验资料及新处理采集三维地震资料,划分层序地层基础上,利用等时地层切片、波形聚类等手段[4-10]深入研究优质烃源岩地震相类型及其平面展布规律,以期为番禺4洼下一步勘探井位部署提供依据。

    • 珠江口盆地处于南海北部陆缘中部,呈NE—NEE向展布,其是中生代末期以来,在伸展断陷基础上发育起来的被动大陆边缘盆地。自下而上依次发育古新统神狐组、早始新统文昌组、晚始新统恩平组、渐新统珠海组、早中新统珠江组、中中新统韩江组、晚中新统粤海组和上新统万山组。盆地由“三隆三坳”组成,自北向南分别为北部隆起带、北部坳陷带、中央隆起带、中部坳陷带、南部隆起带和南部坳陷带,平面上形成“南北分带、东西分块”的构造格局[11-13]。珠一坳陷位于珠江口盆地北部坳陷带,自西向东包括恩平凹陷、西江凹陷、惠州凹陷、陆丰凹陷和韩江凹陷,其间被一系列的NWW向低凸起分隔(图1a)。本次研究的番禺4洼为珠一坳陷内一个相对独立的小洼陷,东侧以东沙隆起分界、西靠恩西低凸起、南侧与番禺低凸起相邻、北接西江36洼及西江主洼,是个“东南断、西北超”且呈NE—SW走向的箕状洼陷,由于盆地发育时期一直受构造活动影响强烈,文昌组内部遭受多期次的地层出露剥蚀。番禺4洼主要包括南次洼、西次洼、北次洼、西北次洼等次级构造单元(图1b)。在该洼陷内,文昌组形成于断陷期,岩性以厚层泥岩为主,并夹有砂岩,沉积环境主要为湖泊环境。

    • 层序地层学形成于海相地层研究[14-18],但前人针对湖盆层序地层的研究表明,其层序界面主要受控于古气候变化和古构造作用[19],经典的层序地层学分析方法仍然适用,层序界面识别以地震反射界面、沉积岩相、测井相特征为主,古生物、地球化学指标也可作为层序界面辅助识别特征。地震上不整合层序界面类型包括削截、上超、顶超、下超等;测井上层序界面划分依据包括测井曲线基值突变面、测井曲线箱型或钟型底界面、正反旋回分界面等;古生物特征包括生物数量变化、生物种群变化等[20]。番禺4洼目前文昌组钻遇4口探井(W1、W2、W3、W4),测井及岩心资料少,但三维地震资料丰富,覆盖整个研究区,因此综合利用录测井曲线、岩心、古生物及地震资料对番禺4洼进行层序地层划分及对比。

      总体来说,番禺4洼文昌组整体代表了1个二级层序,其内部可划分出5个三级层序,自下而上依次为文五段、文四段、文三段、文二段、文一段,对应的层序界面依次为Tg、T84、T83、T82、T81、T80,底、顶界面Tg、T80为二级层序界面[21],分别对应珠琼运动一幕、珠琼运动二幕;T83为准二级层序界面、响应于惠州运动[22],其他为三级层序界面(图2)。文昌组对应裂陷一幕沉积[12],包括裂陷初始期、裂陷强烈期、裂陷转换期、裂陷收缩期及裂陷萎缩期等阶段(图2)。从老到新文五段在缓坡带为砂砾岩、粗砂岩沉积,夹灰色泥岩沉积,在洼陷带为厚层泥岩夹砂砾岩;文四段缓坡带为黄色砂、灰色泥岩互层,洼陷带为厚层黑、灰黑色泥岩夹薄层粉砂岩,同时局部可见150多米厚火山岩;文三段为厚层灰黑色泥岩夹薄层粉砂岩沉积;文二段为厚层黄色砂岩夹灰色泥岩沉积;文一段洼陷带为灰色泥岩。在分布范围上,文五段分布在北次洼、南次洼及西次洼,文四—三段在各次洼分布,文二段分布区域开始缩小,仅在南次洼、西次洼、西北次洼连片分布,文一段分布范围进一步缩小,仅在西次洼、西北次洼、南次洼孤立分布。

      图  2  番禺4洼古近系层序地层格架[13]

      Figure 2.  Paleogene sequence stratigraphic framework in Panyu 4 Depression[13]

    • 番禺4洼层序界面在古生物、测井及地震资料上具有较好响应特征,且不同资料划分的界面是统一的。综合古生物、测井及地震上的识别标志,在番禺4洼识别了2个二级层序界面(Tg、T80)、1个准二级层序界面(T83)、3个三级层序界面(T84、T82、T81)等3种类型6个层序界面。

    • 番禺4洼文昌组底、顶界面为二级层序界面,对应于地震反射界面Tg、T80。Tg为基底和古近系分界面,由珠琼一幕构造运动产生的不整合界面。研究区内有4口探井钻遇该界面,该界面为火成岩及沉积岩的分界面(图34),地震上具有较好的识别性,表现为高连续性、强振幅反射特征,界面之下地震相为杂乱反射,界面之上可见上超反射(图3)。

      图  3  文昌组(准)二级层序界面特征

      Figure 3.  The interface characteristics of the(quasi)second-order sequence of Wenchang Formation

      图  4  番禺4洼从西至东方向连井三级层序对比图

      Figure 4.  Third order sequence correlation from west to East in Panyu 4 Depression

      T80界面是文昌组顶界面,由珠琼二幕构造运动产生的不整合界面。如图4所示,该界面上下岩性差异明显,为泥岩、砂岩分界面,GR、DT界面上下基值变化明显,T80之上测井曲线为箱型、之下为齿化线型;同时古生物分析结果表明,T80之下可见代表湖相的浮游藻类,及丰富的反映优质烃源无定型有机质。地震上表现为中—强振幅高连续反射,表现为2种界面特征,削截不整合面、上超不整合面(图3)。区域削截特征主要分布在番禺4洼北次洼、南次洼、西次洼,上超主要分布在南次洼、西次洼、西北次洼等地区。

      T83为上、下文昌组转换面,对应于文四段顶界面,是文昌组内部准二级层序界面,由惠州运动产生的不整合面,该时期洼陷对应于裂陷强烈期,该界面在各次洼分布广泛。在测井曲线上,为正、反旋回转换面,位于一套砂岩顶部、泥岩底部(图4),反映了基准面短暂下降到大幅升高的沉积过程。地震剖面上该界面为较高连续、强振幅反射,界面之上可见上超、受隆起影响洼陷东部界面之下可见削截反射,界面上下地震相差异明显,界面之下地层倾角较之上更大,且界面上下地震振幅具有明显强弱变化(图5a5b),沉积中心从东北向西南方向迁移(图5a)。

      图  5  番禺4洼文昌组三级层序划分及界面特征

      Figure 5.  Third order sequence division and boundary characteristics of Wenchang Formation in Panyu 4 Depression

    • 番禺4洼文昌组三级层序界面包括T84、T82、T81等3个界面,主要由湖平面变化以及与之伴生的沉积物供应速率变化造成的,三级层序界面主要根据地震反射特征(地震反射终止关系和地震相),并结合录测井上的岩性及旋回变化特征来划分。

      T84界面相当于文五段顶界面,该界面不整合特征主要表现为界面之上从陡坡带向缓坡带上超反射,界面上下地震相特征差异明显,界面之下为弱振幅,界面之上见一套强振幅地质体;测井曲线上为正反旋回分界面,界面之下多为粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩等较细岩性组成的反旋回,向上呈现岩性变细的正旋回,反映水体开始加深(图4);界面分布在番禺4洼南次洼、北次洼、西次洼等次洼分布。T82界面相当于文三段顶界面,形成于弱断陷时期,同时该时期洼陷北部早期沉积物被大量剥蚀,T82界面地震上表现为中—强振幅,中—高连续不整合面,不整合特征主要上超,局部隆起区可见削截(图5)。测井曲线为正反旋回分界面,之下为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩等较细岩性组成的反旋回,之上为细砂岩、泥岩等岩性向上颗粒变粗正旋回(图4)。T81不整合面相当于文二段顶界面,该时期洼陷断层活动基本停止,洼陷整体填平补齐。地震界面为中—高连续、中—低振幅地震轴,界面之上可见下超(图5),局部区域见到低角度削截特征,分布局限,仅在南次洼、西次洼、西北次洼孤立存在。番禺4洼文昌期发育时期一直受构造活动影响强烈,文昌组内部遭受多期次的地层出露剥蚀,致使现今存的各层序基本为残留地层,缓坡带地层剥蚀较深洼带强烈。整体处于断陷湖盆发育时期,其间各三级层序沉积体系均以湖相沉积为特征,但各层序沉积充填受湖盆演化的阶段性控制,通过构造控边断裂、洼陷结构特征及典型层序界面识别综合分析,番禺4洼层序的发育具有从东向西洼迁移,从西向西北迁移特征。

    • 前人对番禺4洼的层序地层研究多侧重于储层预测,对优质烃源岩的研究尚未见系统报道,对探明石油地质储量过亿吨的番禺4洼这个箕状洼陷来说,文昌组面积却只有700 km2[1],按照箕状断陷沉积模式,其代表优质烃源岩的中深湖相面积会更小,这种疑惑也制约了番禺4洼未勘探区域的进一步勘探部署。由于番禺4洼剥蚀严重[1-2],以文三段为例,新钻井W2已证实缓坡带发育优质烃源岩,因此仅依靠常规箕状断陷湖盆沉积相模式约束预测的中深湖相优质烃源岩范围不太准确。番禺4洼文昌组勘探程度较低,目前只有4口探井钻遇并钻穿文昌组,因此在层序地层格架的约束下,本次优质烃源岩预测主要使用三维地震结合录测井资料来开展研究,通过井震标定结合沉积模式识别优质烃源岩地震相基础上,采用波形聚类精细雕刻文三段优质烃源岩平面分布。

    • 优质烃源岩是指有机质丰度高、类型好,同时对油气藏有较大贡献的烃源岩。具有强生烃和排烃能力,是生成油气过程中的主力烃源岩[23-25]。在借鉴前人研究成果,将TOC、生烃潜力(S1 + S2)和镜质体反射率(Ro)作为优质烃源岩的判识指标,TOC≥3.0%,S1+ S2≥20 mg/g[7]

      通过对番禺4洼W1、W2、W3、W4 4口井的烃源岩地化分析,W1、W2井的烃源岩以半深—深湖相泥岩为主,是番禺4洼主力烃源岩。其中文三段具有良好的生油潜力,平均的有机碳含量TOC高达5.3%,最高可达10.5%,成熟门限附近样品平均热解生烃潜量(S1+S2)为30.56 mg/g,最高可达76.08 mg/g,2块样品的氯仿沥青“A”含量分别为0.39%和0.695%,有机质丰度极高;氢指数(HI)平均值为496.7 mg/g,分布范围为136.3~696.2 mg/g,干酪根镜鉴有机质类型为Ⅱ1型,有机质成熟度Ro介于0.63%~0.65%,处在成熟阶段(表1),和划分标准对比,番禺4洼文三段发育优质烃源岩。

      表 1  烃源岩地球化学特征统计表

      Table 1.  Statistics of geochemical characteristics of source rocks

      样品深度/m样品数TOC/%S1+S2/(mg/g)HI/(mg/g)Tmax/℃氯仿沥青“A”/%干酪根类型Ro/%
      3 273~3 639 15
      1.6~10.5

      2.31~76.08

      136.3~696.2
      424~444
      0.39~0.965
      1 0.63~0.66

      生物标志化合物特征显示文三段烃源岩姥植比值较低(Pr/Ph介于0.2~2.92),长侧链三环萜烷含量较低,并以C23三环萜烷为主峰呈正态分布,C24四环萜烷含量较低,甾烷系列中C27重排甾烷含量较高,C27-C28-C29规则甾烷通常呈“V”型分布,C304-甲基甾烷含量极其丰富,C304—MSt/C29St介于1.06~1.99,说明其有机质来源以藻类贡献为主,Ts含量略高于Tm,C29Ts、重排藿烷及奥利烷含量较低,T化合物含量较低,整体反映以藻类贡献为主的半深—深湖相烃源岩生物标志化合物组合特征。

    • 相关研究认为地震上低频连续强振幅特征代表珠江口盆地裂陷期文昌组优质烃源岩[26],然而钻井的地化及古生物资料揭示番禺4洼文三段优质烃源岩发育3种地震相类型包括:①低频中连续中—强振幅相,代表井W1,沉积相类型为中—深湖相;②低频连续强振幅相,代表井W1,沉积相类型为中—深湖相。③低频连续弱振幅相,利用W1、W2井向洼陷中心引层地震剖面,从沉积模式上可以得出洼陷中心相比2口井区域当时沉积水体更深,这个区域发育优质烃源岩,沉积相为深湖相(图46)。

      图  6  文三段优质烃源岩3种地震相类型

      Figure 6.  Three seismic facies types of high quality source rocks in the 3rd Member of Wenchang Formation

      笔者认为番禺4洼文三段优质烃源岩具备表现为多种类型地震相反射的地质成因背景。一方面这3种地震相优质烃源岩都发育在控洼断裂周边,具备中深湖相优质烃源岩构造背景,同时在不同区域发育不同配比的砂、泥岩岩性组合条件,在地震剖面上就会表现出以上3种类型。①低频中连续中—强振幅相地质成因:可容空间稍小同时周边发育多条物源条件下,该区域岩性表现为砂、泥岩互层,同时砂岩在横向分布会不连续,在地震剖面上会表现为低频中连续中—强振幅反射特征;②低频连续强振幅相地质成因:持续增加可容空间同时基本无物源供给洼陷中心,该区域岩性基本为纯泥岩,在地震剖面上会表现为低频连续强振幅反射特征;③低频连续强振幅相地质成因:对于可容空间稍小同时旁边发育一支较大物源情况下,该区域岩性会表现为砂泥互层、同时砂岩横向分布较稳定特点,这种情况下地震剖面上会表现为低频连续强振幅反射特征。

    • 研究区优质烃源岩存在3种地震相,振幅、频率、连续性等皆存在变化,利用单一属性不能有效刻画分布范围。由于波形聚类属性可以统计出地震波的几何形态、频率、能量变化快慢及各种属性变化[10],因此,本次研究通过运用地层切片提取波形聚类属性,在平面上刻画这3种地震相发育区域,从而预测优质烃源岩平面展布。

      沉积地层任何物性参数变化总是反映在地震道波形的变化上,地震道分类代表了地震信号真实的横向异常,一定的时窗范围内,目标层波形特征应该保持一致,波形聚类就是基于地震道的形状变化进行处理分析[9]。具体波形聚类过程中,预测精度取决于聚类数、时窗大小、迭代次数、激励函数等4个参数[8],在确定合适参数后,波形聚类使用神经网络在目的层段内对实际地震道进行训练,神经网络构造出合成地震道,之后与实际地震数据进行对比,随后误差处理并多次迭代后,最终得到与实际地震道相关性最大的模型道,不同的颜色代表不同的模型道,波形聚类结果形成地震相特征总和相近的颜色区域,对其进行归类处理得到波形聚类地震相平面图(图7)。该方法通过对一定时窗内的地震数据进行分析,相比传统的手工地震相分析,可以客观地反映地震相真实变化规律,同时实现定量化的地震相研究。

      图  7  番禺4洼文三段波形聚类结果及优质烃源岩分布预测范围

      Figure 7.  Waveform clustering results and predicted distribution of high quality source rocks of the 3rd Member of Wenchang Formation in Panyu 4 Depression

      根据图7波形聚类地震相平面图,结合文三段构造活动、物源条件对沉积充填的控制作用,对该时期优质烃源岩平面分布范围进行刻画。

      文三段发育于湖盆断陷转换期,该时期番禺4洼南次洼控洼断裂强烈活动,同时西次洼控洼断裂活动也开始增强,水体水深开始加深,番禺4洼文三段整体具备发育中深湖优质烃源岩的沉积环境。这3类已知地震相在波形聚类结果平面上具有成带分布特征,结合前文钻井分析化验资料及构造-沉积分析结果,可认为是优质烃源岩并进行刻画。同时在西次洼区域及西北次洼,也呈现低频连续强振幅地震相特征,与W2井点所在区域一致,由于其与控洼断层相邻,同时缓坡带受到剥蚀,具备中深湖优质烃源背景,可认定为是优质烃源岩发育区域,最终雕刻出该时期3种地震相类型优质烃源岩分布范围(图7白色虚线)。其中低频中连续中—强振幅发育分布在研究区东北部、低频连续弱振幅分布在研究区东南部、低频连续强振幅分布在研究区西部,这3种代表优质烃源岩地震相分布广泛,反映了番禺4洼文三段优质烃源岩发育广泛。

      该结果也验证了番禺4洼“小而肥”特点,与前人认识相比,中深湖优质烃源岩面积明显增加,因而本次研究进一步拓展了番禺4洼的勘探潜力。

    • (1)通过利用最新钻井及地震资料,建立了番禺4洼文昌组层序地层格架,(准)二级、三级层序界面特征清晰,可划分为5个三级层序。

      (2)已钻井标定结合沉积模式,番禺4洼优质烃源岩地震上有3种地震相反射类型,分别是低频连续强振幅、低频中连续中强振幅、低频连续弱振幅反射。据此,通过波形聚类手段结合地震沉积解释,成功地刻画了番禺4洼优质烃源岩分布范围。

      (3)综合分析认为,番禺4洼文三段优质烃源岩发育较为广泛,评价出的中深湖优质烃源岩面积相比前人认识有一定提升,尤其是在北次洼、西次洼及西北次洼,本次研究提升了这些区域的勘探潜力。

      致谢:衷心感谢李瑞彪在文章成文过程中提供的帮助以及审稿专家提出的宝贵建议!

参考文献 (26)

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