地质地球物理综合解释技术在六盘山盆地的应用

地质地球物理综合解释技术在六盘山盆地的应用
何宗昊
【期刊名称】《《科学技术与工程》》
【年(卷),期】2019(019)017
【总页数】7页(P139-145)
【关键词】六盘山盆地; 构造解释; 模型层析; 马东山构造带
【作者】何宗昊
【作者单位】胜利油田分公司勘探开发研究院东营 257000
【正文语种】中文
【中图分类】TE121.1
六盘山盆地位于华北古板块南部边缘，为河西走廊东延部分。

盆地演化经历了三期成盆三期改造的过程，晚古生代为类克拉通盆地发育期，中生代为伸展断陷盆地发育期，新生代为再生前陆盆地发育期，盆地可划分为“五凹三凸两断阶”10个二级构造单元(图1)[1]。

该盆地属于典型的黄土塬地貌(0～300 m)沉积盆地，地表海拔高程在1 300～2 400 m之间，平均海拔为1 600 m，相对高差一般在50～400 m，坡度一般在7°～35°。

受地表条件影响，在野外地震采集中，地震波能量吸收严重，散射发育，衰减迅速，导致二维地震资料信噪比低，静校正难度大，资料品质较差，物探综合解释难度大。

六盘山盆地构造特征复杂，前人针对构造样式进行了大量的研究，提出多种观点认
识。

章贵松等[2]认为六盘山弧形冲断体系为祁连地体拼贴到华北陆缘地体(鄂尔多斯地块西部)之上的冲断推覆构造，具有典型的双层地质体叠置结构；汤锡元等[3，4]、舒志国[5]、陈孝雄等[6]、李昌鸿[7]提出六盘山盆地西南缘南西华山存在规模较大的逆冲推覆构造；郇玉龙等[8]认为盆地西南缘以叠瓦逆冲断层及断层传播褶
皱组成的逆掩推覆构造样式为主；环文林等[9]在对1920年海原8.5级大地震的
研究中指出，月亮山东麓李俊断裂、南西华山断裂等表现为走滑性质，走滑距离最大约为14 m。

六盘山盆地具有一定勘探潜力。

盆地发育中生界下白垩统发育多套烃源岩层系，且南部马东山地区发现厚约30 cm的油页岩，臭水沟、海子峡和硝口等地油苗显示
活跃，说明盆地具备优越的石油地质条件，但历经60余年勘探始终未获突破，其中关键问题是如何准确落实地下地层及构造特征。

胜利油田接手该盆地勘探后，开展大量研究工作，新部署二维地震581.2 km/11条。

现以新施工二维地震资料为基础，综合运用地质与地球物理技术，精确标定地下地质层位，建立构造解释模型，准确预测烃源岩有利区带，有效指导六盘山盆地勘探部署，并且形成了低勘探程度区地质与地球物理综合解释技术。

图1 六盘山盆地构造单元划分Fig.1 Division of structural units in Liupanshan basin
1 综合解释技术应用
1.1 多元综合“标”地层
盆地主要目的层早白垩系残留地层厚度大，分布范围广，如何开展地震资料解释，层位标定是关键，而工区钻井资料稀少，此次标定采用地震合成记录、井正演及野外露头三步标定法开展探区的层位标定。

1.1.1 合成地震记录标定
首先利用探区内仅有的海参1井测井曲线(VSP曲线及密度曲线)开展常规的合成地
震记录标定，此方法基本可以确定北部海原凹陷的地质层位。

1.1.2 井正演标定
由于探区地层南北方向范围跨度大，且穿过马东山复杂构造带，依据海参1井速
度资料进行标定难以开展大范围的层位追踪，不能保证层位解释的准确性，另通过海参1井区与盘参1井区对比发现：两口井分别所处的海原凹陷和固原凹陷都是
典型的湖相沉积，所揭示的早白垩系上部地层具有类似的埋深和相似的岩性组合，且速度差异较小，为在盘参1井区开展井正演标定提供了条件。

首先对海参1井
进行模型正演获取了相对应各项正演参数及白垩系典型地层结构反射特征，再结合盆地内各层系的岩石密度及盘参1井的速度谱资料开展正演从而最终获取盘参1
井的正演剖面来进行地层标定[10，11]。

从结果来看(图2)，盘参1井正演结果与地震剖面有较好的对应性，K1m底部及E2s底反射较强，与地震剖面较为吻合，
与钻井岩性对比分析，K1m底部强反射是泥岩与灰岩以及灰岩与其下部砂岩形成
的双轨反射，地震相特征也与正演剖面特征一致，从侧面证实了层位标定的准确性。

图2 盘参1井模型正演标定图Fig.2 Forward modeling labelled graph of Pancan1 well
图3 西吉县李俊堡南马东山-李洼峡组剖面Fig.3 Section of Madongshan-Liwaxia formation in the south Lijunbu，Xiji county
1.1.3 地表露头标定
但毕竟井资料较少，钻井标定引层范围有限，尤其是到了复杂构造带，更无法准确引层，因此结合野外调查成果开展地表露头层位标定。

通过以上多元结合及相互验证，基本完成了探区内的层位标定。

1.2 形迹重震“明”构造
通过前期的调研发现，前人研究报告、发表文献及物探资料解释等均认为六盘山探区南部存在较大规模的推覆构造，而通过野外地质考察并结合重力正演、地震综合
分析研究来看，六盘山南部以走滑构造样式为主。

1.2.1 野外构造形迹
以李俊堡猫儿沟地区为例，李俊断层周缘主要出露白垩系李洼峡组和马东山组地层。

断层两侧地层产状变化较大，断层一翼地层产状近乎水平，另一翼地层产状较陡，甚至直立(图3)，且断层带内存在走滑擦痕、火焰构造等现象，由此推断该断层具
走滑性质，以上野外行迹都说明探区内存在走滑压扭特征。

1.2.2 重震综合构造建模
野外丰富构造现象为地震解释工作提供解释思路，通过野外和实际资料的有机结合，有效指导了地震解释。

同时，利用重力正演模拟有效地验证了解释模型的合理性。

首先分别用前人观点中的逆冲推覆模式和目前认为的走滑冲断模式对地震剖面进行了解释，并建立了该剖面的地质模型，在此基础上开展了重力正演模拟对比实验[12—14]。

对比结果表明，走滑冲断构造模型得到的拟合重力与实测重力更加接
近(图4、图5)，进一步验证了走滑冲断解释模式的合理性。

构造解释过程中，还尝试使用挤压断层相关褶皱地震解释技术对部分相关构造进行解释，其方法主要是通过挤压断层相关褶皱的形变机制、系列演化模型、地表露头、地震资料解释思路以及地震数据中的特征，确定各种相关褶皱的形态及其伴生生长构造(地层)的结构和形态。

图4 LPS2001-86测线走滑冲断构造模型重力正演模拟图Fig.4 Gravity forward modeling of strike-slip thrust structural model with LPS2001-86
图5 LPS2001-86测线走滑冲断构造解释模式图Fig.5 Interpretation model map of strike-slip thrust structure with LPS2001-86
1.2.3 电震综合解释断层
在明确探区内以走滑构造为主后，首先综合电法及野外露头进一步开展了地震资料二级断层解释，初步明确在六盘山探区南部自东向西发育有马东山断层、寺口子断
层、李俊断层等三条二级断层，其中马东山断层与李俊断层为同沉积断层，控制着探区南部白垩系地层沉积；随后，综合地震剖面不同显示方式，如“三瞬”剖面、“变密度”剖面等开展精细断层解释，以上剖面的交互显示对细小断层的识别起到了较好的作用；最后结合平衡剖面恢复技术对解释方案进行了进一步验证，初步明确了六盘山探区南部白垩系沉积时期为一个完整的大型湖盆，在此时期，发育多个中小型断陷湖盆且具有较强的分割性。

图6 六盘山盆地构造样式类型Fig.6 Structural style type of Liupanshan basin 1.2.4 重力结合地表明确平面组合
从断层平面组合特征来看，无论是地下、地上还是高精度重力所体现的平面特征具有高度的一致性(如李俊断层、马东山断层等)，各断层呈雁列式排列、整体上呈向南收敛的帚状，向北逐渐散开，与压扭性走滑构造样式为主的认识吻合，说明了断层平面组合的准确性。

通过以上工作，总结探区发育5类14种构造样式，以花状半花状走滑构造样式为主(如图6、图7)。

1.3 速度分析及变速成图
速度是地震资料解释过程中的一个很重要的参数，合理选取速度是正确标定层位、准确落实构造形态和提高成图精度的关键。

就六盘山盆地而言，由于工区地质条件复杂多变，断裂复杂，构造高差变化大，导致了速度的横向变化较为复杂(图8)，要建立可靠的速度场进行变速成图，存在有一定难度。

因此采用变速空校成图系统模块对六盘山探区进行速度分析。

它是综合应用地震叠加速度、钻井分层、测井资料、地震解释成果等资料，完成速度分析计算和变速空校时深转换[15—18]。

图7 六盘山盆地lps2011-01地震解释剖面Fig.7 Seismic interpretation profile with lps2011-01 of Liupanshan basin
图8 速度谱拟合时深曲线叠合Fig.8 Time-depth curve overlapping chart for velocity spectrum fitting
1.4 综合判识预测有利区带
图9 地震叠加速度谱及层速度显示图Fig.9 Seismic stack acceleration spectrum and interval velocity display map
根据前面分析可以得知六盘山盆地马东山组烃源岩为区内勘探潜力最大的一组烃源岩，品质好，类型好，厚度大，结合现今地温梯度根据盆地实测的地温资料及古地温梯度通过Ro(有机质成熟度指标)拟合，确定现今地温梯度为3 ℃/100 m左右，推测生烃门限深度为2 400 m左右，最后结合烃源岩厚度与有机碳、Ro及地层埋深推测马东山组-李洼峡组有效烃源岩有利勘探区带主要分布在沙沟断阶带[19，20]。

2 应用效果分析
依据以上技术方法的应用，在六盘山盆地沙沟断阶带钻探了了解盆地地层层序及下白垩统烃源岩发育特征的马参1井，其钻探效果较好。

2.1 验证构造解释模式
前人针对六盘山盆地以逆冲推覆为主，而通过马参1井的钻探，其实际钻井分层、岩性组合及速度谱资料(图9)均指示没有较大规模的地层重复，只是在钻遇1 000 m处由于小断层造成了寺口子地层79 m的重复，白垩系地层则未出现地层重复，因此排除了月亮山-沙沟断阶带存在逆冲推覆构造的可能。

2.2 油气显示活跃
马参1在李洼峡组见到7处薄层砂岩油气显示，其中一处为浅灰色油斑白云质粉
砂岩，岩心断面见棕黄色原油，含油部分呈棕褐色，不含油部分呈浅灰色，棕黄色原油分布不均匀，呈斑块状分布，含油面积占30%，油脂感弱，油味淡，不染手，荧光滴照亮黄色，含油部分滴水缓渗，从录井含油岩心样品实验结果表明其含油气
丰度较高，油质较轻，为轻质油。

以上油气显示证实了六盘山盆地存在过成烃成藏过程。

2.3 明确重点勘探方向
依据马参1井钻探，对地震资料开展重新解释，其中工区南部构造圈闭发育，马
东山构造带夹持于固原、海原凹陷之间，成藏条件有利。

据前人资料记载，位于该构造带的黑1井见油浸，盘中2井在发现9层油气显示，裸眼提捞见油花，盘参
4井有19层岩心见油气显示，盘浅3井见到沥青和液体原油，已证实的西南缘地面油苗包括臭水沟、硝口和海子峡，证明马东山构造带具有成烃成藏过程，且探区西南缘发育马东山组、李洼峡组两套烃源，其中马东山组烃源岩品质以中等-好为主，成熟度以低熟为主，但通过地层埋藏史分析表明，马东山地区马东山组地层古埋藏深，演化程度高，达到生烃门限，李洼峡组烃源岩品质虽以中等-差为主，但
成熟相对较高，以成熟为主，因此马东山构造带为下步重点勘探区带[21]。

3 结论
利用地震合成记录、钻井正演、地表露头进行了多元综合标定；利用地表构造特征、重力、电法与地震结合建立构造解释模型，运用变速成图技术精确成图，在六盘山盆地中取得了较好的应用效果，有效指导了六盘山盆地勘探部署，形成了低勘探程度区地质与地球物理综合解释技术。

该技术方法可为其他低勘探程度区二维解释、地质研究及勘探部署提供参考。

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