浅析地震沉积学的研究方法和技术

[摘要]地震沉积学是一门主要运用地震资料研究沉积岩和沉积相的学科。其研究要依据沉积学的规律并且以地质研究为基础。此门学科的运用的主要技术有地层切片、90°相位转换和分频解释等。

[关键词]地震沉积学；研究方法和技术；白云深水区

中图分类号：P315 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0115-01

一、地震沉积学的概念

曾洪流提出，地震沉积学是主要应用地震储层预测方法对等时地层格架中的沉积相的分布与形成过程进行研究。它是层序地层学、沉积学、地震储层预测相结合的产物，是在地震地层学和层序地层学之后出现的一门新的边沿交叉学科。

二、最主要的三种研究方法与技术

当前地震沉积学还处于探索和发展阶段，所以在其研究中的实用技术还比较少，本文主要介绍地层切片、90°相位转换和分频解释这三种研究方法与技术。

1地层切片技术

地层切片主要是把我们所追踪的一组等时沉积的界面分别作为顶和底，在顶和底之间以相等的间隔的切出一系列的层位，然后沿着这些切出的层位一一生成地层切片。利用地层切片进行沉积相识别的关键点有：一、由单井沉积相识别地震相，建立它们之间的联系；二、通过单井相推断沉积环境，并建立其沉积相模式，以沉积相模式为指导将地震相转化为沉积相。

由于精细研究的需要，本文对白云深水区珠江下及珠海组目的层段层序地层格架进行划分，将对LST21、ZHSQ6、ZHSQ5、ZHSQ4作分析，其中从上到下分别为SQ21的低位砂、ZHSQ6高位低位砂、ZHSQ5高位砂、ZHSQ4低位砂层段。为了达到对沉积过程精细研究的目的，将砂组层分别内插了8个层位。

在选择与地质等时界面相对应的地震同相轴作参考时，可选取与层序边界和最大洪泛面相对应的反射同相轴，对区域性地质界面加以追踪。本次研究以层序顶底界面为边界进行等比例层位内插，生成内插层位，通过对内插后的层位沿层开了一个小的时窗，在小时窗内进行沿层属性的提取，由于小时窗内包含的信息具有统计特征，比单样点的振幅更具有地质沉积上的意义，所以这样做的结果更能精确客观的反映地下的沉积现象。

2.90°相位转换技术

为了克服零相位波的一些缺点（如零相位地震数据不适合用于对薄层砂体进行解释），90°相位转换将地震相位旋转90°，将反射波的主瓣提至薄层砂体的中心。这样就可以将地震反射的同相轴和岩层相对应起来，于是地震相位就相应的具备了岩性的意义，可以使剖面得到更好的解释。

本文选择了白云深水区的零相位数据体作了90°相位转换的尝试。首先作出白云深水区北坡连井的地震剖面，通过对比原始地震剖面和作了90°相位转换后的剖面，从同相轴与测井曲线的对应关系来看，较强的红轴、黑轴与声波测井曲线之间有较好的对应。经过多井曲线与地震同相轴的对比分析，认为在白云深水区90°相位转换后的数据体同相轴与测井曲线有更好的岩性对应关系。判别90°相位转换后的效果，一个可行的办法就是与多口井的声波曲线作对比，如果90°相位转换后的地震同相轴与声波测井曲线有较好的对应关系，那么就可以选择相位转换后的地震数据体来作为解释的依据。

3分频解释技术

曾有多名学者在研究中发现，主反射同相轴有时并不是沿着倾斜的地质时间界面，特别是在前积的碳酸盐岩台地边缘以及斜坡沉积中表现得更加突出。在低频地震资料中，反射同相轴主要会反映出岩性界面的信息，而高频中主要会反映时间界面的信息。在此基础上，针对不同的地质目的，就可以运用分频解释的方法来选用相应的不同频段的不同地震数据。从原始地震资料中提取不同频段的信息经过振幅增益后，针对不同的需求来选取不同频段的地震数据。

以白云深水区珠海组目的层段砂组分频解释为例，白云深水地区地震资料主频在45Hz左右，频宽大约10―90Hz。频谱分解时，对ZHSQ5地层砂组层段生成振幅调谐立方体，频率范围0―90Hz，间隔5Hz，即18张频率切片。通过对频率切片的快速浏览，选择了代表性频率切片有20、45、50、70Hz，它们基本包含了本地区地震资料的低、中、高频段，根据不同频率对岩层厚度的调谐效应可以对沉积岩层的厚度分布特征进行分析。

通过对ZHS05、ZHS06砂组进行频谱分解成像，突出反映了不同厚度的岩层（砂体）的分布情况。将砂体厚度分布规律与前面地震相特征、地层切片对沉积展布特征的刻画结合起来分析，可以看出分频解释的结果是比较符合地质特征和沉积规律的，也说明了分频解释技术在该地区有较好的应用效果，从另一个角度帮助地质研究人员深化了对本区域的沉积相展布特征的认识。

三、其他方法与技术

只要是有用的地震勘探方法都可用来进行沉积学研究，除了上述三种方法，以下方法在地震沉积学研究中也有较多的应用。

1.地震属性分析技术

我们所说的地震属性，指的是对地震数据进行数学变换后，我们所导出来的关于地震波的形态、运动学和统计学特点的特定的值。通过运用地震属性分析技术我们可以从当前的地震数据中提取到更多的信息，可以更加有效地利用地震资料并且进一步对地下构造、岩层、岩性特征以及各种流体的性质进行全面解释，最终定义准确的油藏模型。由于生成地震属性是获取所需信息的一种非常重要的途径，所以此项技术是在特殊情况下对地震加以解释和处理的重要内容，因此有着比较广泛的应用。

2.Wheeler变换技术

Wheeler变换的步骤如下：（1）通过层位追踪得到层序边界；（2）利用地震同相轴的倾角和方位角对层序内部全部的等时沉积界面进行追踪，使年代地层框架的模型能够包含全部沉积控制作用的地质等时界面；（3）对年代地层框架模型中的沉积间断加以分析，采用三维Wheeler变换来构建精确的并且能够反映沉积过程的年代地层模型。

3.三维可视化技术

三维可视化是一种能够形象地对古地貌形态特征进行成像的技术。毫无疑问，只有较好的恢复构造古地貌，才能明确沉积物分散、堆积过程进而对砂体分布做出较为精确的预测。如果古地貌形态能够实现三维可视化，那关于古地貌对沉积的影响与控制的相关分析与研究就可以变的更方便。

4.相干体技术

地震数据的相干性越大，说明地震道之间的相似程度越高。相干体技术不仅可以表现出三维数据体中的出现的断层，还可以用来对微小地层的非连续性进行检测。同时，相干体技术也能用于表现出地震相的横向变化以及反射终止的情况，进而揭示地震特征在三维空间上的具体展布。

另外，比较常用的地震沉积学技术还有测井约束反演技术、构造约束滤波――滤波法去噪技术、向量属性构造技术等，这些方法与技术都有待地质工作者作进一步的研究与运用。

四、结论及认识

地震沉积学主要利用地震的方法来对等时地层单元中的平面沉积相进行预测，这在一定程度上表明了未来的某种研究方向。由于地震资料的分辨率和现有的技术手段有限，目前它还无法对沉积岩及其沉积过程进行更细致的研究。不过总的来说，地震沉积学的研究目前还处于初步发展的阶段，随着地球物理各方面技术的进步，它很有可能会和地震地层学和层序地层学一样，成为研究沉积岩以及它的形成过程的一门重要学科。