摘要：勘探實(shí)踐表明，混合沉積逐漸成為渤海海域中深部勘探的理想領(lǐng)域。通過大量鉆井 資料統(tǒng)計(jì)，揭示了渤海海域混合沉積的成因條件，認(rèn)為渤海海域混積巖的形成受氣候與水 體環(huán)境、物源、古地貌條件以及沉積樣式的控制。模型正演表明不同厚度以及不同地層巖 性組合的混積巖地震響應(yīng)特征不同。實(shí)例表明，在水體氣候環(huán)境、物源類型、古地貌特征 等成因環(huán)境約束的條件下，通過單井分析、地震相分析、微古地貌恢復(fù)、正演分析、屬性 分析、疊前反演等多種技術(shù)綜合的以“成因模式找規(guī)律，地震技術(shù)描分布”的混積型儲(chǔ)層 綜合預(yù)測(cè)技術(shù)組合在渤海海域混合沉積儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中是可行的，其中不同厚度及巖性組合混 積型儲(chǔ)層采取不同的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)對(duì)渤海海域混積巖勘探有較好的指導(dǎo)意義。

　　關(guān)鍵詞：混合沉積;成因環(huán)境;儲(chǔ)層預(yù)測(cè);正演分析;渤海海域

　　從上個(gè)世紀(jì) 50 年代開始，國(guó)外地質(zhì)學(xué)家開始在海相沉積中注意到混合沉積的現(xiàn)象 (Bruckner，1953)，隨后，關(guān)于混合沉積的研究逐漸深入并多樣化，混合沉積的研究也逐漸 從海相向陸相發(fā)展。包括混合沉積的分類及命名(張雄華，2000;沙慶安，2001)、混合沉 積的沉積模式(杜韞華，1990;Campbell, etal.，2005;董艷蕾等，2011)、混合沉積的成因 機(jī)制(趙燦等，2013;鄭德順等，2015)以及混合沉積的儲(chǔ)層特征(張寧生等，2006; Palermo,etal.,2008;馮進(jìn)來等，2011;解習(xí)農(nóng)等，2018)及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)(宋章強(qiáng)等，2009;蘇 朝光，2010;馬玉波等，2012)等多方面的問題。

　　我國(guó)在陸相盆地也不斷在陸源碎屑-碳酸鹽 巖混合沉積儲(chǔ)層勘探中取得了較好的成效(董艷蕾等，2011;鄢繼華等，2017)。 渤海海域近年來在萊州灣凹陷、渤中凹陷、秦南凹陷、遼東灣凹陷、石臼坨凸起等多 個(gè)構(gòu)造發(fā)現(xiàn)了混合沉積，并取得了較好的勘探的成果，并對(duì)混積巖的分類、沉積特征、儲(chǔ)層 特征以及控制因素等進(jìn)行了研究(鄧運(yùn)華，1991;宋章強(qiáng)等，2013;倪軍娥等，2013;王啟 明等，2015;夏慶龍，2016;劉文超等，2018)，但混積巖的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)分布在渤海尚未開展 深入研究，渤海海域外也僅在湖相碳酸鹽巖儲(chǔ)層中進(jìn)行了預(yù)測(cè)研究工作。

　　研究中采用了多種 地震技術(shù)方法(蘇朝光，2010;朱超等，2018)，如波形類屬性微相劃分技術(shù)、分頻地震屬 性儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)、相控分頻反演技術(shù)，相控地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)反演技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用都是在地 質(zhì)環(huán)境分析和地質(zhì)模式約束下進(jìn)行的。而渤海海域混積巖兼具碎屑巖和碳酸鹽巖巖性特征， 并且地層厚度較薄，地震響應(yīng)特征復(fù)雜，不能完全照搬湖相碳酸鹽巖的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究技術(shù)和 思路，因此有必要深入探索適合渤海海域混積巖的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)思路和技術(shù)方法。

　　本文根據(jù)渤海 海域混積巖的分布特征，通過已鉆資料分析，確定渤海海域混積巖發(fā)育的成因環(huán)境，通過成 因環(huán)境尋找混積巖分布規(guī)律，在此基礎(chǔ)上通過地震相分析、微古地貌恢復(fù)、正演分析、屬性 分析等多種技術(shù)對(duì)混積巖儲(chǔ)層的分布進(jìn)行描述，為該領(lǐng)域勘探目標(biāo)研究提供技術(shù)支持。

　　1、混積巖的有利成因環(huán)境Mount 基于海相碳酸鹽巖和陸源碎屑巖按照混合方式提出了 4 種混合沉積的成因類型: 間斷混合、相混合、原地混合、母源混合(Mount，1984)，從而明確了混合沉積過程的發(fā) 育機(jī)制，該成因類型得到了眾多學(xué)者的應(yīng)用和發(fā)展，董艷蕾等在黃驊凹陷沙河街組一段混 合沉積研究中認(rèn)為湖相碳酸鹽巖和陸源碎屑巖的混合沉積與 Mount 的分類方案存在相似之 處，分為母源混合、相緣漸變混合、原地混合和重力流混合沉積(董艷蕾等，2011)。渤海 海域古近系混合沉積類型按巖石類型、分布位置、沉積背景等因素也可分為原地混合、事 件性混合、相帶邊緣漸變混合以及物源混合，其中以原地混合、事件性混合沉積占主要地 位(宋章強(qiáng)等，2013)。這些不同成因類型的混積巖儲(chǔ)層受氣候與水體環(huán)境、物源水系、古 地貌條件以及沉積樣式的控制。

　　1.1 氣候與水體環(huán)境特征確定重點(diǎn)發(fā)育層系

　　內(nèi)陸湖盆對(duì)各種氣候變化非常敏感，因此在陸相湖盆中，氣候及水體環(huán)境對(duì)混合沉積 的控制作用較為明顯。降雨期和枯水期或干旱和潮濕以及溫暖期和寒冷期的交替變化均可 以通過鹽度變化來反映(董艷蕾等，2011)。通過硼元素含量以及碳氧同位素含量的測(cè)定 (解習(xí)農(nóng)等，2018)表明渤海海域沙河街組一段和二段(以下簡(jiǎn)稱沙一二段)鹽度含量變 化較大，氣候?yàn)槌睗癍h(huán)境時(shí)，湖泊鹽度較低，陸源碎屑量供給量較多，碳酸鹽巖沉 積受到抑制，形成以陸源碎屑為主的混合沉積，氣候由潮濕向干旱轉(zhuǎn)變時(shí)，鹽度增高，有 利于碳酸鹽飽和沉淀。

　　同時(shí)，湖泊內(nèi)陸源碎屑量供給量相對(duì)很少，此時(shí)混合沉積以碳酸鹽 巖為主。表明渤海地海域沙一二段水體環(huán)境有利于混合沉積發(fā)育。經(jīng)統(tǒng)計(jì)渤海海域不同時(shí) 期鉆遇混合沉積的 96 口探井發(fā)現(xiàn)混合沉積發(fā)育在沙一二段的井為 79 口，占比達(dá) 82.3%， 因此在渤海海域沙一二段是尋找混積巖儲(chǔ)層的重點(diǎn)層系。

　　1.2 物源供給決定有利發(fā)育區(qū)

　　物源受構(gòu)造和氣候條件的控制,對(duì)混合沉積的發(fā)育是一個(gè)很重要的影響因素(鄭德順等，2015)。距離物源的遠(yuǎn)近決定了混合沉積的有利發(fā)育區(qū)域。如果距離物源水系較近,受 外源大水系或盆內(nèi)大型凸起周邊水系影響的區(qū)域，則陸源碎屑的抑制作用相對(duì)較強(qiáng),此時(shí)碳 酸鹽沉積不發(fā)育,就很難形成混合沉積，有也是一些少量的混合沉積發(fā)育在外源沉積體遠(yuǎn)端 或側(cè)翼。如果距離物源過遠(yuǎn),則以碳酸鹽泥質(zhì)沉積為主，混合沉積也不發(fā)育。

　　統(tǒng)計(jì)渤海海域 鉆遇混合沉積 89 口探井，有 81 口井位于不受外源大水系、或盆內(nèi)大型凸起周邊水系影響 的區(qū)域，因此混合沉積的有利發(fā)育區(qū)多發(fā)育在不受外源大水系、或盆內(nèi)大型凸起周邊水系 影響的區(qū)域，極少數(shù)發(fā)育在外源沉積體遠(yuǎn)端或側(cè)翼。 物源供給量影響著混合沉積發(fā)育規(guī)模，而物源供給方向則影響著混合沉積發(fā)育的平面 展布狀態(tài)(楊永劍等，2011)，并且物源的影響程度也控制著混合沉積的巖性相類型及特 征。

　　按照距離物源的遠(yuǎn)近及影響程度，可以分為強(qiáng)烈影響區(qū)、部分影響區(qū)以及不受影響 區(qū)。強(qiáng)烈影響區(qū)受物源影響較大，距離物源近，陸源碎屑沉積為主，沉積厚度大，范圍 廣。主要表現(xiàn)為兩種模式。一種是三角洲物源廢棄后，其上有生物碎屑堆積，巖性相類型 主要為含砂質(zhì)生物碎屑云巖相和砂礫巖相;另一種是物源供給間歇期生物發(fā)育，巖性相類 型表現(xiàn)為含生物碎屑細(xì)礫巖相、含生物碎屑中、細(xì)砂巖相等，沉積厚度大，分布范圍較 廣。

　　部分影響區(qū)屬于近岸沉積，受一定的物源影響，生物相對(duì)發(fā)育，混積巖巖性相類型包 括含砂質(zhì)生物碎屑云巖相、含砂質(zhì)生物碎屑泥晶云巖相和含生物碎屑砂礫巖相。不受影響 區(qū)基本上不受碎屑物源影響，表現(xiàn)為兩種模式，一種是隆起地貌背景下發(fā)育的生物堆積， 如云質(zhì)砂巖相、含砂生物碎屑云巖相、含生物碎屑云質(zhì)砂巖相等主要發(fā)育以生物碎屑為主 的混積巖。混積巖單層厚度大，但分布范圍較局限。一種是發(fā)育在遠(yuǎn)岸沉積區(qū)，沉積環(huán)境 為相對(duì)靜水的淺湖區(qū)，主要混積巖類型是以化學(xué)碳酸鹽巖為主混積巖，成分組成主要是化 學(xué)鹽酸鹽與細(xì)粒碎屑成分混合或互層產(chǎn)出。混積巖單層厚度較小，但橫向分布較廣。

　　1.3 古地貌背景條件決定有利發(fā)育帶

　　古地貌在渤海灣盆地湖相碳酸鹽巖發(fā)育中起主導(dǎo)地位(宋章強(qiáng)等，2013)。對(duì)于混積巖 來說，生物碳酸鹽巖的有利發(fā)育區(qū)決定了混積巖的質(zhì)量。淺湖區(qū)的正地形水體相對(duì)較淺， 營(yíng)養(yǎng)豐富，有利于生物的生長(zhǎng)，易于形成較厚的生物碎屑顆粒沉積。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，在渤海海 域，有利于混積巖發(fā)育的古地貌有以下幾類：近端低凸起，水下古隆起， 淺水斜坡。在這三類古地貌鉆遇優(yōu)質(zhì)混積巖儲(chǔ)層井較多，其中在近端低凸起有近 33 口，在水下古隆起鉆井有 26 口，淺水斜坡有 19 口。

　　1.4 沉積樣式的差異性決定目標(biāo)層儲(chǔ)層質(zhì)量

　　按照混合沉積發(fā)育的古地理位置、沉積環(huán)境、沉積過程等要素將渤海灣盆地沉積樣式分 為近岸扇型、湖灣型、遠(yuǎn)岸孤島型和近岸低隆型四類沉積成因樣式。近岸扇型發(fā)育于盆內(nèi)局 部物源近源陡坡帶，與近岸扇三角洲、辨狀河三角洲伴生，主要發(fā)育以陸源碎屑沉積為主的 近岸混積扇相，厚度大，分布廣。湖灣型主要發(fā)育于近源濱淺湖斜坡帶，陸源碎屑供給較弱， 受水動(dòng)力及可容納空間影響，主要發(fā)育以陸屑顆粒灘、生屑灘、泥質(zhì)/泥晶灘間互發(fā)育為特 征的近岸混積灘、壩相，巖相類型以及厚度變化大。遠(yuǎn)岸孤島型發(fā)育在不受物源影響區(qū)，發(fā) 育以生屑碳酸鹽巖為主的遠(yuǎn)岸混積灘、壩相，垂向厚度大，但分布受古地貌影響。

　　近岸低隆 型主要發(fā)育在三角洲側(cè)翼的局部地貌高區(qū)，以陸源碎屑-化學(xué)成因碳酸鹽混積巖相為主，厚 度薄、粒度細(xì)。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)認(rèn)為近岸扇型物性變化大，測(cè)試可獲得高產(chǎn);湖灣或遠(yuǎn)岸 孤島型富含生物的混積灘壩儲(chǔ)層物性好，產(chǎn)能高;局部低隆型細(xì)度細(xì)、泥晶/亮晶碳酸鹽含 量高，物性差。

　　2. 混合沉積地震響應(yīng)特征

　　2.1 地震相特征

　　通過井震對(duì)比，根據(jù)混合沉積發(fā)育成因樣式，可以再細(xì)分出 5 種混合沉積相類型，并對(duì) 應(yīng) 5 種地震相類型：近岸混積扇地震相、近岸混積灘地震相、近岸混積壩地震相、遠(yuǎn) 岸混積灘地震。(1)近岸混積扇 這類混積巖是在扇三角洲廢棄或間歇期出現(xiàn)的混積巖類型。巖性以陸源碎屑為主，垂向 上表現(xiàn)為薄層反復(fù)疊置近岸混積灘與扇三角洲疊置而成厚層儲(chǔ)層。因此，地震相整體表現(xiàn)為 楔形反射形態(tài)，波組表現(xiàn)為強(qiáng)振幅連續(xù)反射特征，表明混合沉積與扇三角洲伴生，并且由于 含生物等碳酸鹽組分，與上下圍巖密度差異較大，形成反射界面振幅要強(qiáng)于相鄰扇三角洲。

　　2.2 巖石物理特征分析

　　混積巖常常是一套巖石組合，它由多種巖石按照一定的規(guī)律組合而成，主要巖石類別包 括以陸源碎屑為主的混積巖，以生物碎屑為主的混積巖和以化學(xué)碳酸鹽巖為主的混積巖，以 及碳酸鹽與陸源碎屑互層型混積巖。通過統(tǒng)計(jì)渤海海域鉆遇混積巖的 21 口井進(jìn)行不同巖性 相的巖石物理特征統(tǒng)計(jì)分析，可以看出混積巖的巖性較復(fù)雜，而且物性存在差異，造成地震 巖相復(fù)雜。混積巖受物性影響較大，物性好的生屑云巖混積巖密度最低，速度較低， 以碎屑巖和化學(xué)碳酸鹽巖為主的混積巖速度、密度較高，而混積巖混積巖圍巖中常規(guī)的砂巖 和泥巖密度和速度較低，火山巖速度、密度最高。這將為混積巖的地震解釋和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供 基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)。

　　3 混積巖儲(chǔ)層綜合預(yù)測(cè)

　　3.1 研究思路及預(yù)測(cè)方法體系 通過混積巖的的成因環(huán)境認(rèn)識(shí)以及混積巖的地震響應(yīng)特征分析已知，通過混積巖發(fā)育的 成因環(huán)境分析已確定渤海海域混積巖重點(diǎn)發(fā)育層系是沙一二段，不同類型的混積巖儲(chǔ)層的厚 度、巖性相、物性特征等受物源、古地貌以及成因樣式的控制，并且不同厚度及巖性相的混 積巖地震響應(yīng)特征也存在較大差異。

　　因此，混積巖儲(chǔ)層研究思路為基于高分辨率三維地震資 料和鉆井資料，首先建立高分辨率層序地層格架，在地層格架基礎(chǔ)上進(jìn)行古地貌恢復(fù)，通過 井震結(jié)合確定沉積區(qū)古地貌特征、物源體系、沉積類型等宏觀了解混積巖分布規(guī)律，在此基 礎(chǔ)上，井震結(jié)合，建立不同相帶的地震響應(yīng)特征，在此基礎(chǔ)上根據(jù)地震響應(yīng)特征的差異性， 針對(duì)性采用微古地貌恢復(fù)技術(shù)、地震相分析技術(shù)、多屬性分析、正演分析、巖石物理分析、 疊前反演等多種技術(shù)和方法實(shí)現(xiàn)地質(zhì)模式指導(dǎo)下的地震-地質(zhì)一體化的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和描述。

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　　4 結(jié)論

　　(1)渤海海域混積巖的形成受氣候與水體環(huán)境、物源水系、古地貌條件以及沉積樣式的控 制。氣候與水體環(huán)境特征確定重點(diǎn)發(fā)育層系為沙一、二段。物源決定混積巖有利發(fā)育區(qū)多 發(fā)育在不受外源大水系、或盆內(nèi)大型凸起周邊水系影響的區(qū)域，極少數(shù)發(fā)育在外源沉積體 遠(yuǎn)端或側(cè)翼。古地貌背景條件決定低凸起，凸起傾末端，水下低隆，淺水斜坡為有利發(fā)育 帶。沉積樣式的差異性決定近岸扇型湖灣或遠(yuǎn)岸孤島型儲(chǔ)層質(zhì)量最好。

　　(2)在水體氣候環(huán)境、物源類型、古地貌特征等成因環(huán)境約束的條件下，通過單井分析、 地震相分析、正演分析、屬性分析描述混積巖儲(chǔ)層分布的這套“成因模式找規(guī)律、地震技 術(shù)描分布”的混積型儲(chǔ)層綜合預(yù)測(cè)技術(shù)組合在混合沉積儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中是可行的。

　　(3)按照儲(chǔ)層厚度及地震分辨率關(guān)系將混積巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)類型分為厚儲(chǔ)層和薄儲(chǔ)層，按照地 層組合關(guān)系將薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)類型再細(xì)分為下覆地層巖性為碎屑巖的混積巖和下覆地層巖性為 火山巖的混積巖，針對(duì)不同類型的混積巖儲(chǔ)層采取不同的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)流程，厚儲(chǔ)層預(yù) 測(cè)主要采取正演模擬技術(shù)和地震相刻畫技術(shù)，下覆地層巖性為碎屑巖的薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)主要采取 地質(zhì)模式指導(dǎo)下的地震相分析結(jié)合多屬性預(yù)測(cè)技術(shù)，而下覆地層巖性為火山巖的薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè) 的關(guān)鍵技術(shù)主要采用時(shí)頻域波形分類技術(shù)。這些關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)認(rèn)識(shí)限于目前渤海已發(fā)現(xiàn)的混 合沉積儲(chǔ)層研究得出的，隨著勘探的進(jìn)步以及技術(shù)和認(rèn)識(shí)的提高，還有待于進(jìn)一步完善。

　　作者：王志萍，呂丁友，宋章強(qiáng)，陳延芳，于喜通