三、地震地层解释

三、地震地层解释

反射地震资料的地层解释,可以划分地层,确定地层时代,推断沉积特征,分析岩性岩相变化规律和预测含油气有利地区。地震地层解释既可以进行区域性的地层研究,也可以对局部构造或地区做小范围的岩性岩相变化分析。地震地层解释的基础是划分地震层序。地震层序划分之后,可进行海平面相对变化分析,研究地震层序的沉积特征和确定地震层序的地质时代;然后进行地震相分析,将地震相转变为沉积相,能划分出含油气有利的相带;在此基础之上,对含油气有利的局部构造和地区,可进行烃类指示分析,对反射地震资料作出含烃解释。

(一)划分地震层序

从理论上讲,地震反射代表地层的波阻抗界面。但是,一般人很容易把波阻抗界面理解为岩性界面,其实这种理解不符合实际情况。地震勘探的大量实践以及一些典型的实验证明:连续地震反射通常都是沿着地层的层面和不整合面,而地层内部的岩性变化,一般不产生连续反射,只是使层面和不整合面的反射波形发生变化。

产生上述现象的原因在于层与层之间由于时代不同、沉积条件的差异,出现波阻抗的突变,即使有时看上去上下岩性是类似的,实际上波阻抗还是有差别。另一方面,地层内部的岩性变化常常是渐变的,岩性界面也是参差不齐的非连续界面,因此一般不可能形成连续地震反射。对于不整合面,尽管沿着这个面下部岩性有很大变化,引起不整合面反射的振幅变化,甚至极性反转,但是它并不妨碍不整合面形成连续地震反射。

总之,连续地震反射来自地层层面和不整合面这个事实使地震反射具有了地层学的含义,也就是说,当地震反射来自地层层面时,连续地震反射相当于地质时间线;如果地震反射来自不整合面,则连续地震反射就是沉积间断面。

(二)地震层序

地震构造解释的基础是确定反射标准层(定层),地震地层解释的基础则是划分地震层序(分层)。地震层序与沉积层序相对应,它是沉积层序在地震剖面上的反映。所谓沉积层序是指上下整一的、相互连续的、成因上有联系的一套地层,其顶底界面为不整合面,或者和它相连接的整合面。在地震剖面上,找出两个相邻的不整合面,分别追踪到整合面处,则这两个整合面之间的全套地层就是一个完整的地震层序,其所持续的地质时间,称为地震层序年龄。因此,划分地震层序的目的,就是要确定地震地层解释的时间地层单元(即地震层序)。

那么划分地震层序和确定反射标准层有什么区别呢?地震构造解释确定反射层时,着眼于反射的连续性。选出连续性好、波形稳定、能够长距离追踪的反射层作为标准层,可以保证构造图的准确性。地震地层解释划分地震层序时,着眼点是找不整合面,因为不整合面是划分地震层序的主要标志。从盆地边缘,根据反射终端找出相邻两个不整合面,然后向盆地中部对比到相应的整合面,就划分出一个地震层序。

(三)地震层序的边界关系

由上述分析可知,划分地震层序的主要标志是不整合面。不整合面是一个沉积间断面。沉积间断可以由两种原因造成:一种是后期侵蚀,叫作侵蚀型间断;另一种是原来就有某些地层未沉积,称为未沉积型间断。未沉积间断可以形成顶超和底超,底超包括上超和下超两种。因此,一个地震层序的边界关系可能有三种:第一是整合;第二是未沉积间断引起的不整合(包括顶超和底超);第三是因侵蚀造成的不整合,当然侵蚀不整合只能出现在地震层序的顶部。地震层序的各种边界接触关系分别为:顶部边界的接触(包括侵蚀、顶超和整合三种)、底部边界的接触(包括上超、下超和整合三种)。

侵蚀代表沉积层序在沉积后经过了构造变动和侵蚀作用,它是划分地震层序顶部边界最可靠的不整合标志。顶超是一种未沉积间断的不整合,它表示一种同沉积冲刷面,或沉积作用面,使得后续地层的沉积始终维持在同一个沉积基准面上。上超代表海平面或沉积基准面不断上升,使得后续地层不断扩大沉积范围,沿着古地貌上倾方向超覆。下超代表沉积物的前积作用,表示沉积沿着古地貌下倾方向超覆。上超和下超统称为底超,都是未沉积间断不整合。

图7-43是根据地震剖面解释出的地震层序剖面,图的中间部分代表一个地震层序,AB和CD是这个层序的顶界和底界。在地震层序内部,各地层之间都是互相整合的连续沉积。在地震层序的顶部和底部,都有三种接触关系。顶部界面AB,在A处为整合,E处是顶超,F处是侵蚀。底界面CD,在G处是上超,H处是下超,I处为整合。

图7-43 地震层序剖面

(四)时间地层剖面

上面已经提到,由相邻两个不整合面分别追踪到整合面处,两个整合面之间的全套地层才是一个完整的地震层序,所持续的地质时间是该层序的年龄在地震层序顶部或底部不整合的地方,地震层序的年龄是不完整的。因此,地震层序就具有时间地层的意义。

地震层序的地质年代可以根据地面露头和钻井资料确定。在没有钻井资料时,也可以根据相邻地区,分析已知时代的地震层序特征,推断本区地震层序的地质时代;或者利用本区海平面相对变化曲线,与全球性海平面相对变化曲线进行对比,预测本区的地质时代。

地震层序剖面解释出来之后,如果已知各个地层的地质时代,就很容易作出时间地层剖面图。时间地层剖面的纵坐标代表地质时间,因为来自地层层面的地震反射相当于地质时间线,这些反射在沉积时间剖面上都是一些水平线,水平线的终止点连线就是相的不整合面。图7-44上部是一个地震层序剖面图,下部是根据地震层序剖面作出的时间地层剖面图,图中说明了沉积间断的时间和部位,以及沉积间断的性质。利用时间地层剖面图,可以研究本区的地质发展史。