断陷盆地陡坡带早期斜向沉积物源新模式:以渤南洼陷北部沙四上亚段为例

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.067

摘要/Abstract

摘要：

断陷盆地沉积物源研究是盆地沉积体系分析及有利油气相带预测的重要依据。现有研究认为断陷盆地陡坡带早期物源以短轴物源沉积为主,然而盆地早期具有构造活动剧烈和地貌复杂的特点,是否存在其他方向的沉积物源尚需要进一步研究。此外,陡坡带地震资料品质差等因素也制约着沉积储层的深入研究。本文以渤南洼陷北部陡坡带东段沙河街组四段上亚段为例,基于改进的Morlet小波地震分频重构技术处理后的三维地震资料,结合岩心、录井和测井资料,对其沉积物源进行追溯。结果表明,改进后的Morlet小波地震分频重构处理技术能有效改善陡坡带地震资料品质,有利于沉积相精细识别。在渤南洼陷陡坡带东段沙四上亚段斜交于边界断层地震剖面中发现大型前积-充填地震相,进一步利用地震属性发现舌状振幅异常且斜交于边界断层展布,再通过岩心资料发现砾石定向排列现象,并在测井曲线特征及岩相组合中识别出反韵律特征,结合地震与地质识别结果发现渤南洼陷陡坡带早期存在大型斜向物源,且沉积类型为扇三角洲。最后提出断陷盆地陡坡带早期沉积物源新模式,断陷盆地陡坡带早期不仅发育短轴物源的近岸水下扇,还存在斜向物源发育的大型扇三角洲,且两种沉积物源模式存在明显差异,同时陡坡带早期发育的大型扇三角洲具有较好储集物性,可作为下一步有利勘探方向。本文对陡坡带早期沉积物源及其沉积类型提出的新认识,为渤南洼陷陡坡带以及断陷盆地陡坡带深层勘探提供储层研究的新方向。

关键词: 地震分频处理, 前积-充填地震相, 斜向物源, 扇三角洲, 深层勘探

Abstract:

Sedimentary provenance analysis during the early stage of faulted basins is crucial for classifying sedimentary systems and predicting favorable hydrocarbon zones.Previous studies have indicated that the steep slope zones of the faulted basins predominantly develop nearshore submarine fans, small fan deltas, and sublacustrine fans through short-axis provenance, perpendicular to the border fault.However, early faulted basins are characterized by complex topography and intense tectonic activity, and the existence of other provenance directions remains unclear.Moreover, the low resolution and quality of seismic data in the steep slope zone obscure the seismic reflection features of sedimentary provenance, significantly limiting research on sedimentary reservoirs.This study investigates the sedimentary provenance of the Upper Fourth Member of the Shahejie Formation in the Yi 104 area of the northern Bonan sag, Jiyang Depression.In this study, 3D high-resolution seismic data, processed using improved Morlet wavelet seismic frequency division technology and integrated with core and logging data, were utilized.The main findings are as follows: the improved Morlet wavelet seismic frequency division processing technology effectively enhances the quality of seismic data in the steep slope zone, facilitating the fine identification of sedimentary facies; a large-scale progradational channel-fill seismic facies combination, oblique to the border fault, is observed in the seismic profile, along with a tongue-shaped strong amplitude anomaly.This indicates a large-scale oblique sedimentary provenance in the early stage of the faulted basin’s steep slope zone; the core data show a phenomenon of gravel orientation arrangement, while the logging curve characteristics and lithofacies combinations reveal antirhythmic features.Based on these observations and the results of seismic facies and seismic attribute identification, it is inferred that the large-scale oblique source is fan delta sedimentation. A new sedimentation model for the early stage of rift lacustrine basin steep slope zone is proposed, incorporating both nearshore submarine fans formed by short-axis provenance and fan deltas formed by oblique provenance.The fan delta in the early stage of rifting steep slope zones show good reservoir physical properties and excellent reservoir conditions, making them a promising direction for future exploration.This study provides new insights into early sedimentary provenance and its associated sedimentary types in the steep slope zone.Moreover, it offers a new direction for reservoir research and deep exploration in both the Bonan Sag steep slope zone and the faulted basin steep slope zone.

Key words: seismic frequency division processing, progradational-channel-filled seismic facies, oblique provenance, fan delta, deep exploration

中图分类号:

P618.1

陈钊州, 刘震, 姜蕾. 断陷盆地陡坡带早期斜向沉积物源新模式:以渤南洼陷北部沙四上亚段为例[J]. 现代地质, 2024, 38(06): 1473-1483.

CHEN Zhaozhou, LIU Zhen, JIANG Lei. A New Model of Early Oblique Sediment Provenance in the Steep Slope Zone of a Rift Basin: A Case Study of the Upper Fourth Member of the Shahejie Formation, Northern Bonan Sag[J]. Geoscience, 2024, 38(06): 1473-1483.

图/表 12

图1 渤南洼陷位置(a)、渤南洼陷构造单元划分(b)及综合地层柱状图(c)(据文献[32]修改)

Fig.1 Location (a), tectonic division (b), and stratigraphic column (c) of the Bonan Sag (modified from reference [32])

图2 渤南洼陷平面及测线方位图

Fig.2 Map showing the plane and survey line azimuth of the Bonan Sag

图3 分频重构处理前后对比图 (a)原始剖面;(b)地震分频重构处理后剖面

Fig.3 Comparison of data before and after frequency division reconstruction processing

图4 典型充填相分频重构处理前后对比图 (a)原始剖面;(b)地震分频重构处理后剖面

Fig.4 Comparison of typical filling facies before and after frequency division reconstruction processing

图5 渤南洼陷北部陡坡带东段沙四上亚段顺物源地震剖面 (a)北西—南东向前积地震相(测线位置见图2中aa');(b)北西—南东向高角度斜交前积地震相(测线位置见图2中bb');(c)北东—南西向前积地震相(测线位置见图2中cc')

Fig.5 Characteristics of seismic facies along the source direction of the Upper Fourth Member of the Shahejie Formation in the northern steep slope zone of the Bonan Sag

图6 渤南洼陷北部陡坡带东段沙四上亚段垂直物源地震剖面 (a)东—西向充填地震相(测线位置见图2中dd');(b)东北—西南向充填地震相(测线位置见图2中ee');(c)东北—西南向充填地震相(测线位置见图2中ff')

Fig.6 Characteristics of the seismic facies perpendicular to the source direction of the Upper Fourth Member of the Shahejie Formation in the northern steep slope zone of the Bonan Sag

图7 渤南洼陷北部陡坡带东段沙四上亚段最大振幅属性平面展布图

Fig.7 Seismic Maximum amplitude attribute features of the Upper Fourth Member of the Shahejie Formation in the northern steep slope zone of the Bonan Sag

图8 渤南洼陷北部陡坡带东段沙四上亚段岩相特征 (a)义502-1井,3539.1 m,杂色含中砾细砾岩,分选磨圆差,砾石无明显的定向性;(b)渤深6-5井,3824.7 m,灰色含砾砂岩,分选磨圆较好,砾石可见定向排列

Fig.8 Characteristics of well cores from the Upper Fourth Member of the Shahejie Formation in the northern steep slope zone of the Bonan Sag

图9 渤南洼陷北部陡坡带东段沙四上亚段测井相特征

Fig.9 Characteristics of the logging facies of the Upper Fourth Member of the Shahejie Formation in the northern steep slope zone of the Bonan Sag

图10 渤南洼陷北部陡坡带东段沙四上亚段沉积相平面展布图

Fig.10 Distribution of sedimentary facies in the Upper Fourth Member of the Shahejie Formation in the northern steep slope zone of the Bonan Sag

图11 断陷盆地陡坡带边界断层生长演化示意图(据文献[43]) (a)初始活动期; (b)相互作用和交互生长期; (c)贯穿期

Fig.11 Schematic diagrams of the growth and evolution of boundary faults in the steep slope zone of a rift basin (adapted from reference [43])

图12 断陷盆地陡坡带早期斜向扇三角洲与近岸水下扇沉积模式图

Fig.12 Sedimentary model of early oblique fan deltas and nearshore submarine fans in the steep slope zone of a fault basin

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