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东营凹陷北带东段沙四上亚段地震沉积学研究

更新时间:2009-03-28

0 引 言

地震沉积学是一门地质与地球物理相结合的边缘交叉学科,与地震地层学、层序地层学强调地震资料垂向特征有所不同,地震沉积学充分利用三维地震资料的横向分辨能力,通过90°相位转换、地层切片技术来研究沉积岩及其形成过程[1-4]。地震沉积学是在地震地层学与层序地层学的基础上发展而来的,其起源于被动大陆边缘盆地海相地层的研究[5-7],在中国陆相盆地沉积演化研究过程中得到了进一步的发展[8-12]。现阶段的地震沉积学主要针对盆地中浅层河流、三角洲沉积相进行研究,而针对重力流成因的近岸水下扇砂砾岩体的地震沉积学研究尚需加强。

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东营凹陷北部陡坡带深层砂砾岩体中已发现物性封闭油气藏,但由于砂砾岩体埋藏深,纵向上多期次叠置,非均质性明显,深层地震资料分辨率低,导致该地区沉积相研究工作复杂化,制约了勘探工作的深入开展。本文应用地震沉积学的方法,对东营凹陷北带东段沙四上亚段进行了沉积相研究,明确了砂体岩体分布范围。既丰富了地震沉积学的学科研究范围,又为深层砂砾岩体的勘探提供了参考。

1 地质概况

东营凹陷是渤海湾盆地济阳坳陷的一个次凹,属于典型的新生代陆相断陷盆地。依据构造特征,东营凹陷分为4个次级构造单元,即北部陡坡带、洼陷带、中央隆起带和南部缓坡带。研究区位于北部陡坡带东段,北以陈家庄凸起为界,南临民丰洼陷,位于盐家地区和永安镇北部地区(图1)。研究区周围断裂系统发育,主要有陈南断层、胜北断层、营8断层以及民丰断裂带,其中,陈南断层对研究区的构造演化起主要控制作用[13]

沙四上亚段沉积时期,陈南断层构造活动强烈,坡陡谷深、沟梁相间,具有“构造控制沉积”的特点。受控于陈南断层的活动,陈家庄凸起物源沿古冲沟搬运,在古冲沟前端沉积砂砾岩体,纵向叠置,横向连片,呈“沟扇对应”[14]。研究区北部近岸水下扇砂砾岩体发育,南部半深湖、深湖相泥岩发育,偶见滑塌成因的薄层粉砂岩[13]

 

2 精细层序地层格架

等时地层格架是地震沉积学研究的基础,本文综合应用经典层序地层学和高分辨率层序地层学建立了精细层序地层格架。具体研究方法为:首先以经典层序地层学理论为指导,识别区域不整合面,建立低级层序格架;然后以高分辨率层序地层学为指导,在不整合约束下的低级层序内,建立相对整合的高级层序格架。

碎屑岩沉积体通常其横向尺度要大于纵向尺度[17-18],故对同一沉积体,在水平方向上更容易被识别。地震沉积学利用地震资料的横向分辨率(菲涅尔带),使沉积体在水平方向成像,其效果要优于强调地震资料纵向特征的地震地层学技术。地震沉积学在理论上有突破,认为同相轴受控于地震资料的频率,高频地震资料同相轴反映等时界面信息,低频地震资料反映岩性界面信息,当岩性界面与等时界面相交时,同相轴则不具有等时意义[3-4,19-20]。地震沉积学分为地震岩性学与地震地貌学两门子学科,具体包括90°相位转换和地层切片技术[3-4,8,20]

90°相位转换后,地层界面对应零相位,地层中心对应主瓣,使地震相位具有了地质意义[4]。实际上,相位转换的角度要根据原始地震数据的子波相位而定,其本质是相位转换后,地层界面对应零相位[1,4]。研究区原始地震数据体的子波相位约为0°,故确定相位转换的角度为90°。在原始地震剖面上,同相轴代表地层界面,地震数据与测井曲线没有很好的对应关系(图5(a));在90°相位转换剖面上,地震零相位对应地层界面,波谷(红色同相轴)对应砂砾岩,波峰(黑色同相轴)对应泥岩(图5(b))。90°相位转换赋予地震同相轴地质意义,使地震剖面近似为地质剖面[2]

3 沉积相类型与特征

沉积相类型的准确判定是地震沉积学研究的基础工作,岩心和测井、录井资料是确定沉积相类型的最可靠资料,在分析研究区各种沉积相标志的基础上,结合文献[13,16]研究成果,本文认为沙四上亚段沉积时期,研究区主要发育近岸水下扇、滑塌浊积扇和湖泊相3种沉积相类型。近岸水下扇相成因的砂砾岩体近陈家庄凸起物源区发育,受陈南断层构造活动影响明显。近岸水下扇前端深水区,偶见滑塌浊积扇薄层粉砂岩,平面分布局限。湖泊相泥岩主要在研究区南部发育。其中,按离物源区由近至远的顺序,近岸水下扇相又分为扇根、扇中、扇端3个亚相。

 

本次研究选取连续性好,具有明确等时意义的各四级层序界面作为参考层,以约4 ms的时间间隔提取地层切片,选取典型地层切片进行分析。90°相位转换技术已将原始地震数据体变为测井岩性数据体,因此,地层切片中负振幅(波谷)表示砂砾岩,正振幅(波峰)表示泥岩。由图7可以看出,地层切片技术较常规层段属性成像清晰,由物源区向南具有明显的振幅分带特征。北部陡坡带地区,发育砂砾岩体,砾、砂、泥混杂,呈正、负振幅杂乱分布特征;南部湖盆区,大规模发育泥岩,整体呈黑色高振幅特征。SQ3层序沉积(图7(b))较SQ1层序(图7(a))沉积面积大,砂砾岩体具有退积发育的特点,说明研究区发生了湖侵事件。

 

4 地震沉积学关键技术应用

5.描述绿色植物的蒸腾作用(了解)。在2014、2015、2017、2018年均在第42题出现一个空,其中三年答案均是“蒸腾作用”,有一年的答案是填“蒸腾作用促进水和无机盐在植物体内的运输”。这个考点主要考查蒸腾作用的概念及作用。

根据面部特征进行疲劳检测具有一定的可实施性,整个系统依赖于人脸检测算法的设计以及阈值的确定,然而阈值过多必将导致其鲁棒性较差,通过选择合适的参数更能提高整个系统的性能。

4.1 岩石物理分析

在精细层序地层格架下,以岩心、测井资料分析为约束条件,在地质规律的指导下,利用地层切片技术对沙四上亚段各四级层序沉积相平面展布进行了分析。

研究区砂砾岩由于母岩碎屑含有放射性物质而具有高自然伽马的特点,与泥岩测井值区别不明显,本研究采用自然电位测井值来表示相对泥质含量。由于研究区钻遇沙四上亚段砂砾岩的井较少,故选定岩性发育较全的盐22井进行研究。由图4可以看出,砂砾岩对应于较高的波阻抗区间,泥岩对应于较低的波阻抗区间。波阻抗与泥质含量大致呈反比关系,因此,研究区地震沉积学研究具有适用性。

当储罐高高液位报警时联锁切断罐入口紧急切断阀,安全联锁逻辑如图3所示;当低低液位报警时联锁切断罐出口紧急切断阀并联锁停供料泵,安全联锁逻辑如图4所示,当停泵对下游装置无影响时可以联锁停,停泵逻辑在本文中不作详述;现场操作开关信号先进SIS,再由SIS发出关阀命令,所有安全联锁控制皆通过SIS完成。若在控制室SIS辅操台设置了紧急停车按钮,则联锁逻辑中还应增加紧急停车按钮DI信号。

情境对个体具有选择作用,融入中国情境,需要从不同的维度出发。海归新生代企业接班人长期在国外,导致对中国的本土文化不够了解,容易出现水土不服的现象,需要从父母身上学到中国管理思想。在学习国外的管理经验时,学到的知识停留在西方的校园教学所得中,或者只是符合西方职场要求。在学习过程中失去了在国内实践的机会,对所学到的理论无法按照中国情境进行修正,导致不能够成为在中国社会切实可行的经验。

为了验证本文方法的效果,采用普通阈值方法、空域相关法、能量元方法以及本文方法,分别对模拟的微流控芯片信号去噪实验,并进行效果对比研究。采用式(9)和(10)建立的数学模型,模拟微流控芯片信号。运用现有的去噪方法以及本文方法分别对模拟的信号去噪,得到去噪后信号的信噪比SNR和均方根误差RMSE。本文方法与现有方法对添加信噪比分别为21 dB、25 dB和29 dB的高斯白噪声的模拟信号去噪效果对比数据见表3。

 

4.2 90°相位转换技术

地震数据处理后的地震数据体通常为零相位,零相位数据体的最大振幅(主瓣中心)对应反射界面,常被用于构造解释。零相位数据中同相轴对应的是地层界面,而非岩性地层,因此,造成测井识别出的地层不能和地震同相轴对应。地震岩性学研究就是将地震数据体转化成测井岩性数据体的过程[17],地震岩性学研究的方法有地震反演和90°相位转换。90°相位转换可以视为简化的地震反演[22],受限于深部地层地震资料品质,加之反演具有增加多解性的弊端,本次研究选用90°相位转换技术进行地震岩性学研究。

三级层序是经典层序地层学中的基本层序,简称为层序。层序界面的识别主要是在地震剖面上识别不整合面。研究区地震剖面上可以识别出上超、下超、削截等表示不整合的地震反射终止关系(图2),根据文献[15]地层测年结果,可以将沙四上亚段作为一个三级层序。利用井震结合的方法,综合地震剖面上可以连续追踪的超覆面和测井、录井资料的旋回性特征,识别出了4个四级层序界面,将沙四上亚段划分为5个四级层序,5个四级层序依次命名为SQ1—SQ5(图2)。

 

4.3 地层切片技术

地震地貌学是将测井岩性数据体在等时界面内平面成像,获得平面沉积相的过程[17]。常规的切片方法有时间切片和沿层切片,时间切片以垂直时间轴的方向对数据体提取切片,适合席状且平卧地层(图6(a));沿层切片以平行于地层顶界(图6(b))或底界(图6(c))提取切片,适合席状非平卧地层。地层切片在顶底界面内部按厚度等比例内插提取切片,本质上属于变时窗属性分析技术[23-24],适合非席状非平卧地层(图6(d))。

地层切片考虑了沉积速率在平面的变化,在非席状非平卧地层研究中,较传统的时间切片和沿层切片更接近等时界面[3,5,8,20,23]。地层切片的应用要注意两点:一是地层切片的纵向密度大于地震采样率;二是确定沉积速率在纵向上不能剧烈变化。这是因为地层切片原理认为沉积速率与地层厚度成正比,平面一点的沉积速率不具时变性[4]。因此,地层切片技术适用于沉积速率非剧烈变化地区,属于近等时界面。

 

研究区沙四上亚段地层整体呈楔形,北厚南薄(图2),此条件下,时间切片和地层切片会发生穿时,不具有适用性。沙四上亚段沉积时期为湖盆断陷初期,气候湿润,基准面持续上升,整体发生湖侵[13,16]。由于物源供应充分,沿陡坡带分布的砂砾岩体,具有近物源、快沉积的特点,纵向叠置发育,地层厚度大。因此,地层切片技术在研究区具有适用性。

以各沉积相类型发育较全的盐22-22井为例,从单井沉积相划分结果看(图3),该井发育近岸水下扇和湖泊相,近岸水下扇相中可识别出扇根、扇中、扇端3个亚相。扇根亚相以分选、磨圆差的厚层砾岩为主,泥质含量少;扇中亚相以砾岩、含砾砂岩为主,粒度较扇根亚相粒度细;扇端亚相以暗色泥岩夹粉砂岩、砂岩为主。湖泊相以灰黑色泥岩为主,泥质含量很高。纵向上,由早期的近岸水下扇扇根亚相逐渐向扇中、扇端亚相过渡,到后期演变为深湖相,可以识别出多期近岸水下扇与湖泊相交替沉积。说明沙四上亚段时期,研究区整体上发生湖侵,由于陈南断层的幕式活动以及气候等原因导致了多期近岸水下扇活动。

 

5 沉积相展布与演化分析

地震沉积学的本质是识别不同地震特征的沉积体,故应首先确定不同沉积体的岩石物理性质的差异性,才能在平面上识别出不同的沉积体,通常取波阻抗这个岩石物理参数。当岩性不同的沉积体能够在波阻抗方面区分时,地震沉积学就具有适用性,曾洪流等[21]据此已经将地震沉积学应用于砂岩成岩相研究中。故岩石物理分析是地震沉积学适用性的前提,是一项重要的基础工作。

以SQ1层序为例(图8(a)),近岸水下扇砂砾岩体近陈南断层发育,单个扇体在平面上呈扇形,在横向上多个扇体呈裙带状集合体。由物源区向湖盆方向,依次出现扇根、扇中、扇端亚相。滑塌浊积扇沉积发育规模小,在扇端前端零星分布。研究区南部广泛发育半深湖-深湖相泥岩,与扇端亚相或滑塌浊积扇相毗邻。纵向上看,近岸水下扇砂砾岩体具有继承性发育的特点。近岸水下扇扇体向陈南断层退积发育(图8(b)),湖盆面积扩大,说明沙四上亚段沉积时期,研究区整体上发生湖侵。

 

6 结 论

(1)地震沉积学与常规方法主要利用井资料进行沉积相研究相比,在井间沉积相预测方面具有明显优势。地震沉积学关键技术在研究区砂砾岩沉积体研究中具有适用性,可以将近岸水下扇成因的砂砾岩体纳入地震沉积学的研究范畴。

如式(2)所示,E0(i)和Enow(i)分别表示节点的最大初始能量和当前剩余能量。利用式(2)可选择剩余能量较多的节点作为偏好父节点,有效地改善网络寿命,且避免网络中局部节点的死亡导致网络重建而引起更大的时延和消耗更多的能量。

(2)东营凹陷沙四上亚段为1个三级层序,内部可以划分为5个四级层序。各四级层序以发育基准面上升半旋回为特点,沙四上亚段为一个叠加的基准面上升半旋回。

(3)沙四上亚段沉积时期,东营凹陷北带东段发育近岸水下扇、滑塌浊积扇、湖泊3种沉积相。近岸水下扇成因砂砾岩体近陈南断层发育,由北向南,依次发育扇根、扇中、扇端亚相。扇端亚相前端偶现滑塌浊积扇或直接毗邻湖泊沉积相。纵向上各沉积相类型具有退积发育的特点。

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