生物礁与其他岩隆的地震特征对比

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3 生物礁与其他相似岩隆
时间( s)
1.0
生物礁 砂岩
2.0
图 2 LH 4- 1- 1 生物礁地震剖面( 据林自强, 1994) Fig.2 A seismic section of reef along line LH 4- 1- 1
图 3 为一个塔礁的地震剖面, 外形两端基本对 称, 呈丘状体, 顶底反射清晰, 顶界以上有披覆构造, 两翼下倾, 可见上超现象。经钻探分析此为生物礁灰 岩, 最大厚度为 175 m, 油层厚度为 70.5 m。
摘 要: 生物礁内部孔隙和空洞非常发育, 从而成为油气和多种矿藏资源的有利富集场所。迄今的资料表明, 世界上
最高产的油田几乎都是生物礁中的。但在实际的勘探和生产中, 却有一些地下构造形态和生物礁易于混淆, 造成了很
大的经济损失。随着地震等地球物理勘探方法与技术的进步和生产实践中的经验积累, 鉴别生物礁和其他类似岩隆
3.2 生物礁与砂体
在地震剖面上, 有些砂体其外形显凸起状, 分布 的位置也与古地貌高有关, 易于与生物礁相混淆, 但 考虑砂体所处的环境, 砂体必定在陆源供给非常丰富 的地区, 而生物礁一般远离物源区, 可以把两者加以 区分。在地震剖面上砂体两侧也不存在上超现象, 与 生物礁的地震反射特征也不吻合。图 5 中砂体钻前曾 经被人解释为礁。
第2辑
程 刚, 等: 生物礁与其他岩隆的地震特征对比
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2.3 实例
图 2 是某地区钻井 LH 4- 1- 1 生物礁在地震剖面 上 的 特 征 。它 恰 好 位 于 一 个 古 斜 坡 的 陡 缓 转 折 带 上 , 表现为两边不对称的丘状体, 向海一侧较陡, 向陆一 侧较平缓。礁的顶底均显示强反射, 其内部为弱 反 射 。礁 后 潟 湖 相 沉 积 的 平 行 — 亚 平 行 反 射 均 终 止在礁边缘处。此礁经钻探证实为生物礁, 总厚 为 562.3 m, 其 中 油层为69.7 m。属于生物礁块状底 水 油 藏 [7]。
LH 4- 1- 1
大, 故底部反射界面明显比顶部反射界面弱, 甚至连 续性变差。
( 3) 礁体内部的反射结构则较杂乱, 一般为弱反 射。当礁滩互层时也可出现层状反射特征。
( 4) 礁体周围有上超反射。 ( 5) 礁体上覆地层一般出现披覆构造。 ( 6) 礁体的底部会出现上凸或下凹现象。上凸或下 凹的程度与礁体厚度及二者波阻抗差的大小成正比。
最近几十年时间内, 发现的生物礁油气田越来越 多。美国找到与巨大的马尼拉礁有关的油田就有 37 个。加拿大西部找到与生物礁有关的油气田总数达到 300 多个, 占加拿大油气储量的 60%以上。其中, 有名 的天鹅丘油田可采储量达 1.76×108 t。在美国得克萨斯 州发现的斯克雷礁型油田, 分布长 40 km, 面积达 295 km2, 可采储量为 1.62×108 t。一些礁型油气田投入生产之后 即可以获得很大的效益。利比亚和美国的礁型油井, 初产量一般可以达到每天 9 000 t 以上。加拿大泥盆系 生物礁中的气田, 储量为几百亿立方米。
( 如火山岩隆) 已不再困难。本文在参考国内外相关文献的基础上, 介绍了生物礁研究的历史与勘探前景, 且从地震特
征方面论述了如何识别生物礁, 以及生物礁与其他类似岩隆的区别。
关键词: 生物礁; 岩隆; 地震反射特征
中图分类号: P541
文献标识码: A
生物礁因为其良好的油 气储集能力而受到广大石油 工作者的重视。从太古宙的 微生物藻礁到现代的珊瑚和 珊瑚藻礁, 生物礁是地球上 最早的生命作用产物。生物 礁的生长和演化主要取决于 海 洋 条 件 的 变 化( Riding, 1982) , 再者不同时代的造礁 生物是不相同的, 加之成岩 作用的影响, 因此在不同的地质历史时间内形成各种 类型的生物礁。现代生物礁与古代生物礁在许多特点 上( 如抗浪性) 不尽相同, 因此生物礁一直没有被广泛 接受的定义和分类。 最新的、具代表性的生物礁定义为: 生物礁是由 固着生物所建造的本质上是原地沉积的碳酸盐建造 ( Riding, 2002) 。 生 物 礁 的 分 类 方 案 较 多 , 按 构 造 支 撑方式的不同, 比较有代表性的可分为三类: ①基 质支撑的 生 物 礁( 凝 集 微 生 物 礁 、簇 礁 、节 状 礁) ; ② 骨 架 支 撑 的 生 物 礁( 骨 架 礁) ; ③胶 结 物 支 撑 的 生 物 礁( 胶结礁)( Riding, 2002) [1]。按礁的产出 位 置 和 形 态 特 征 , 则 可 以 分 为 斑 礁( 点 礁 或 补 丁 礁) 、宝 塔 礁 ( 尖 礁) 、环 礁 、岸 礁( 裙 礁) 、堡 礁( 堤 礁 、障 壁 礁) 五 种类型。
2.2 生物礁正演模型
现已知一个经钻井证实的礁体, 假定礁灰岩底界 与过渡岩为水平层, 正演结果为: 地震剖面上石灰岩 底界和过渡层底界的反射层均见到明显的上提现象 ( 图 1) 。
假定岩层 过渡岩 礁灰岩 过渡岩
地震响映 过渡岩 礁灰岩 过渡岩
图 1 已知礁灰岩正演模型 Fig.1 Forward modeling of some reef limestone
HZ 33- 1- 1
1.5
3.1 生物礁与火山岩 在地震反射特征上, 火山岩岩隆与礁岩隆反射特
征十分相似, 但底面往往有火成岩侵入或喷发通道, 有的成漏斗状, 有的与基底断裂有关, 这种通道破坏 了下伏沉积层的连续性, 也破坏了火成岩体底界面的 反射连续性, 这与礁体底界面良好的连续性有着根本 的区别( 图 4) [8]。
在礁的地震解释工作中, 解释的准确性, 将直接 影响到礁的地质评价及礁油藏勘探的成功率。在地震 剖面上与生物礁具相似地貌的地质异常体还有火成 岩体、火山锥、砂体、古潜山、泥底辟、盐丘等, 它们在 地震剖面上的外观形态极易与生物礁相混淆, 成为生 物礁地震解释中的“陷阱”。据有关数据统计, 到 1997 年为止, 礁圈闭钻井失误率大于 80%, 有 30 口井是已 知的生物礁储层, 但其中 90%是随机钻遇的。为了减 少失误, 降低在生产过程中的损失, 要对生物礁体的 地震反射特征、所处地理位置、沉积环境、外观形态等 资料进行综合分析。本文着重对生物礁的地震反射特 征作初步探讨。
第2卷 第3辑 2006 年 9 月
WEST CHINA PETROLEUM GEOSCIENCES
文章编号: 5021- 5765( 2006) 02- 0329- 04
Vol. 2, No. 3 Sep. 2006
生物礁与其他岩隆的地震特征对比
程 刚, 丁 琳
( 中国地质大学, 北京 100083)
1.2 前景
生物礁岩石具有高孔隙度, 是由生物的原地生长 形成的。原地生长的生物骨骼就构成了生物礁岩的 “骨架”。礁岩骨架中的孔洞和空隙可以有碎屑、居礁 生物的骨骼、灰泥及方解石胶结物等[3]。尽管成岩后生 作用可以大大降低生物礁岩石的原生孔隙度, 但生物 礁岩石的孔隙度一般仍比非生物礁岩石高得多。生物 礁本身不能生油, 但它的高孔高渗特性决定了其本身 是一种绝好的油气储集层, 只要其靠近生油源, 具备 一定的油气运输通道, 便有利于油气的富集和储存。 生物礁油气藏储量约占世界油气探明储量的 10%, 具 有丰度大、产能高的特点。
生物礁作为一个特殊的碳酸盐岩块体, 其岩性、 结构、厚度均与周围的沉积物不同。因此, 地震波在生 物礁灰岩中的传播等地球物理指标也与周围其他地 层有所不同。
2.1 生物礁的规模
礁体的厚度一般为 60 ̄120 m, 大者可达 500 多 米, 在平面上礁体的大小一般为几到十几平方千米, 小者不足一平方千米, 大者达几十平方千米。
1 生物礁研究历程及勘探前景
1.1 历程
生物礁的研究历史已有近 200 年。从科学的角度 对生物礁进行研究开始于 18 世纪末到 19 世纪初。达 尔文 1837 年首先从科学的角度阐明了珊瑚岛的成因 ( 库兹涅佐夫, 1983) ; 著名地质学家 Lyell 在 1841 年 也 对 生 物 礁 进 行 了 研 究 , 随 后 Hall( 1862) , Vaughan ( 1911) 以及 Cumings( 1932) 等都对生物礁开展了早期 的研究[1]。20 世纪中叶, 生物礁的研究受到重视, 尤其 是 20 世纪 20 年代, 在生物礁中发现了大量的油气之 后。如 20 世纪初( 1916) 在墨西哥黄金港油田中打的 阿苏尔 4 号井日产原油高达 35 620 t。
低, 更易于实际的生产[4、5]。这预示着我国生物礁具有 广阔的油气潜力。
2 生物礁的地震识别
从古代岩石中识别礁相是不容易的。在石油勘探 与开发中, 常用地球物理方法来寻找地下的潜伏礁。 而地震法成为目前找礁的主要地球物理方法。中国已 开始应用地震方法寻找四川二叠纪的生物礁及珠江 口盆地的生物礁[6]。
由于生物礁在我国的发育特点和重要性等决定, 我国生物礁的研究比较侧重于古生代生物礁, 新生代 的也有, 但是不多。而且对南方的生物礁勘探和研究 比北方要更为深入和广泛。
我国南方可供油气勘探的面积较大, 可以达到 210×104 km2, 而可供勘探的未变质的海相碳酸盐地层 约为 100×104 km2, 主要分布在滇、黔、桂等省及中、下 扬子地区; 沉积厚度大, 从震旦系至中三叠统海相地 层 十 分 发 育 , 最 大 厚 度 可 达 8 000 ̄10 000 m; 生 油 层 的层位多, 厚度大, 具有巨大的油气资源量; 勘探程度
收稿日期: 2005- 04- 28 第一作者简介: 程 刚( 1981- ) , 男, 中国地质大学( 北京) 能源学院矿产普查与勘探专业在读研究生, 专业为矿产普查与勘探, 主攻方向为 含油气盆地构造分析。 地址:( 100083) 北京市海淀区学院路 29 号, 电话: 010- 82320523, Email:cygdlcugb@163.com
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第2卷
相对于世界生物礁的研究和开发历史, 我国的生 物礁研究起步较晚, 仅有 30 多年的历史。开始于 20 世纪 70 年代, 当时仅对西南地区( 贵州、广西和滇东 等地) 作了一般性的区域调查, 但这些工作为我国生 物礁研究奠定了基础。到 20 世纪 80 年代, 对生物礁 的研究有了长足的进步, 研究范围不断深入, 从礁体 形态、轮廓、规模的研究, 逐渐扩展到礁体的结构、构 造、生物组合、相带分析、生长发育阶段以及分布规律 等多方面的研究。特别是对礁体的微相分析和生物群 落的研究[2]。20 世纪 80 年代中发现了许多生物礁油 气藏, 如川东二叠纪生物礁气藏, 山东东营古近纪生 物礁。进入 20 世纪 90 年代后, 发现了南海北部大陆 架珠江口盆地新近纪中新世生物礁油气藏。近年来, 我国科学家经过艰苦的工作, 在滇、黔、桂、川、鄂、湘、 豫等省区也发现了大量的生物礁。例如, 在川东地区 发 现 的 地 面 生 物 礁 12 个 , 地 下 潜 伏 礁 5 个 , 其 中 蕴 藏着丰富的天然气资源, 有的井日产量就可以达到 100×104 m3 以上。这些油气田被充分开发利用后, 将 对我国经济的发展起到积极的作用。最近, 在我国南 海 的 石 炭 纪 生 物 礁 中 也 打 到 了 高 产 油 井[3]。 从 而 更 加刺激了人们对生物礁的兴趣, 掀起了生物礁研究的 热潮。
图 4 珠江口盆地火山岩岩隆地震特征( 据胡平忠, 1991) Fig.4 The seismic characteristics of lava buildup in the Zhujiangkuo basin, South China
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塔礁ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.0
图 3 HZ33- 1- 1 生物礁地震剖面( 据林自强, 1994) Fig.3 A seismic section of reef along line HZ 33- 1- 1
根据以上两个实例, 我们可以笼统地总结生物礁 的主要地震反射特征:
( 1) 在地震剖面形态上呈丘状或透镜状凸起, 规 模大小不等, 形态各异, 有的呈对称状, 有的呈不对 称状, 这与礁的生长环境及所处的地理位置有关。
( 2) 生物礁的顶面上覆多为泥岩, 与礁灰岩之间 存在明显波阻抗差, 故出现强振幅反射相位。生物礁 的底面下伏多与砂岩接触, 波阻抗差没有顶面那么
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