0 引言

地震沉积学是通过地震岩性学、地震地貌学的综合分析，研究地层岩性、沉积成因、沉积体系和盆地充填历史的学科^[1]。该学科基于高精度三维地震资料、现代沉积环境、露头和钻井岩心资料建立的层序地层格架和沉积环境模式的联合反馈，是用以识别沉积单元三维几何形态、内部结构和沉积演化历史的一项新方法体系^[2]。地震沉积学研究的目的是将物理意义上的地震属性参数转换为含有岩性标记的高分辨率沉积相平面图，其核心技术是90°相位转换和地层切片。近年来，地震沉积学在国内外含油气盆地勘探中得到了广泛应用^{[3, 4, 5, 6]}。 特别是在指导浅水三角洲、扇三角洲、曲流河等沉积体系的勘探开发中发挥了重要作用^{[2, 7, 8, 9]}。泌阳凹陷东南部陡坡砂砾岩体十分发育，且具有良好的生油储油基质和较高的勘探开发潜力，但准确预测砂砾岩体的分布难度较大。因此，运用地震沉积学的方法和理论对研究区的砂砾岩体进行精细刻画和预测具有重要意义。

泌阳凹陷位于河南省南部的唐河县与泌阳县之间，是南襄盆地中的一个次级凹陷(图 1a)，面积约1 000 km²，平面上呈端部北指的扇形展布^{[10, 11]}。本研究区位于南部陡坡构造带，总面积约100 km²(图 1)。三维地震覆盖面积达到100%，地震测网密度为1 km×1 km，地震资料经过去噪处理和提高分辨率处理后，主频达到30~35 Hz。受边界断层控制，东南部陡坡带发育丰富的近岸水下扇沉积。经过近30年的勘探和开发，研究区(图 1c)已发现双河、赵凹、安棚和下二门等4个油田^[12]。古近系核桃园组是研究区的主力含油层段，其中核三段重力流成因砂砾岩体中已钻遇高产油气流^[13]。本文依据层序地层学、重力流现代沉积学理论，对核三上亚段开展地震沉积学砂砾体分析，以明确高精度层序地层格架中沉积砂砾体的分布演化规律，并对有利砂体进行预测。

图 1 研究区构造位置图 Fig. 1 Structural location of the study area

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建立等时层序地层格架是开展地震沉积学和薄层有利储层预测的基础^[2]。本次研究中通过综合分析地震资料、测井及岩心资料，根据准层序叠置样式的改变、岩电性的突变特征，结合泌阳凹陷核桃源组沉积序列和构造演化特征以及气候周期性变化特征，将核桃园组上亚段划分为4个四级层序，自上而下分别为:SQH31，SQH32，SQH33，SQH34。

为了建立地震反射同相轴与波阻抗剖面之间的良好对应关系，需进行相位转换。开展90°相位转换是地震沉积学研究的关键步骤之一。标准的0相位子波与岩性不具有对应关系，而90°相位子波将地震响应的主波瓣最大振幅点移至薄层中间点，此时的地震响应对应于薄层中点，则主要地震同相轴对应于地质上定义的储集层^[14]。通过90°相位调整发现，地震极性与岩性具有更好的对应关系，所钻遇的砂岩层几乎都与地震波谷对应(图 2)，这样地震反射同相轴就具有了地质意义，对地震同相轴的追踪相当于追踪砂体。

a. 原始剖面；b. 90°相位转换后剖面。 图 2 泌阳凹陷东南部过泌90井剖面90°相位转换前后对比图 Fig. 2 Comparison of seismic profiles before and after phase control

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地层切片过程中，选择连续性强的同相轴作为参考拉平，形成以相对地质时间为z轴的新的数据体，这样每一张地层切片都代表这一地层时间模型中相应地质时间界面的地震响应。本次研究中，分别以每个四级层序的顶界面为参考面，将其拉平并进行每个层序内部的地层切片。针对某个层序单元，沿不同的频率段范围分别求其均方根振幅切片，然后与本层段内砂体发育情况进行对比分析，通过分析来选取最好的频率段响应。本次研究中采用12~16、16~24、24~32、32~48 Hz 4个频段对数据体进行扫描发现，在24~32 Hz主频段反映的调谐振幅异常体能量最强，轮廓异常清晰，分布相对稳定，故砂体识别的最佳地震频段为24~32 Hz。然后进行均方根振幅切片与钻井信息标定,以进行地层切片的沉积相解释。

地层切片代表某一相对地质时期的沉积相平面展布特征，大多数储集层，均具有厚度远远小于宽度的特点。如果砂体纵向上厚度小于波长的四分之一，但平面上尺寸却明显大于波长的四分之一，则砂体在平面上是可分辨的^[1]。以2 ms相对地质时间采样率在核三上亚段的4个四级层序内进行地层切片，选取反映每个四级层序沉积特征的切片进行精细解释。密集采样有助于为每个四级层序选择有代表性的地层切片。为了降低地质解释的多解性，需要用取心井进行标定，使地震切片上的地球物理信息转化成沉积相和砂体的展布模式，才能准确地进行无取心区域的预测。

泌阳凹陷东南部陡坡带核桃园组主要发育5个物源区，其中主要物源区为西南方向泌150——泌285井区的平氏物源^{[15, 16]}，这也是地层切片所显示的主要扇体的发育区。

SQH34层序发育时期，沉积区水体相对较浅，西侧平氏物源占主导地位。研究区东西两侧分别发育平氏近岸水下扇和栗园近岸水下扇两个扇体，西侧的扇体较大，面积约24.4 km²(图 3a)。内扇水道发育，砂岩含量(此含量为录井钻遇的砂岩厚度比)达到80%以上,在属性切片上显示为不连续的低幅红色条带。泌182井在SQH34钻遇内扇水道，单个水道厚度达2 m左右，含砾砂岩-粗砂岩的正旋回叠置。砂体发育与地层切片标定程度高。水体携带大量陆源碎屑直接入湖，扇体与研究区东北部的深湖区沉积界限清晰。

a.SQH34；b.SQH33；c.SQH32；d.SQH31。 图 3 SQH34——SQH31典型切片解释 Fig. 3 Interpretation of strata slices from SQH34 to SQH31

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SQH33时期，西部边界断裂活动增强，沉积水体加深，平氏扇体进一步向深湖区推进，展布面积达60 km²，以辫状水道发育为主的中扇延伸范围较远，构成扇体的主体。钻井上可见正韵律的水道砂体叠置特征(图 3b)，随着水道的推进，出现侧向迁移的现象，造成粗砂岩与泥岩的突变接触，岩心上可见冲刷面构造。此时期，栗园扇体有所萎缩，水道发育程度低，以靠近边界断层的滑塌浊积为主。

SQH32时期，边界断层整体活动趋于平缓，沉积水体随之变浅，东西两侧扇体发育程度低，平面展布继承了SQH33时期的特征。水道发育程相对度低，以外扇片状砂体为主要特征(图 3c)。

SQH31时期，东西两侧扇体发育程度变化不大，代表水体条件相对稳定(图 3d)。

扇体前端是以近岸水下扇扇体为母源物质，在构造活动、湖浪作用等外力的诱发下，在相对更深水区内由于进一步的冲积滑塌作用形成小型的砂砾岩堆积体。这些浊积体面积为1 km²左右，与主体扇构成了泌阳凹陷东南部陡坡带的近岸水下扇复合沉积体系。钻井上揭示单个浊积砂体厚度1~2 m，为厚层泥岩之间突变接触的砂砾岩体(图 3c，4a)，也是研究区重要的岩性圈闭目标。

图 4 沉积微相岩心图片 Fig. 4 Cores of microfacies

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近岸水下扇体是在较深湖区水下形成的扇形砾岩体。近源洪水携带大量陆源碎屑直接入湖，并在湖盆边缘陡岸的深水环境中形成水下扇体，以粒度变化大、分选差为特征^{[17, 18]}。分析岩心(图 4)和测井曲线(图 5)反映的沉积特征发现，内扇发育主水道，充填着杂基支撑的砾岩、含砾粗砂岩等重力流沉积物(图 4b)，砾石分选磨圆较差、排列杂乱，甚至直立，测井曲线呈锯齿状箱型(图 5a)。中扇亚相主要分布于靠近湖盆陡岸的较深水环境中，是近岸水下扇复合体的主体部分，以发育辫状水道为主要特征。由于水道的迁移作用常将水道间的泥质冲刷掉，而垂向剖面上多为许多砂岩层的直接堆叠，冲刷面发育(图 4c)，水道充填的沉积物具有自下而上逐渐变细的正韵律特征(图 5b)。外扇亚相位于近岸水下扇末端，沉积时水体较深，地形较为平缓，水下水道已不发育。岩性以粉砂岩、粉砂质泥岩和暗色泥岩为主，粒度向湖方向逐渐变细，主要发育(微)波状交错层理、块状层理等沉积构造(图 4d)，测井曲线呈指状(图 5c、d)。

a.内扇水道锯齿状箱形测井曲线特征;b.中扇水道钟形测井曲线特征;c、d.外扇亚相指状测井曲线特征。 图 5 不同沉积微相的测井解释图版 Fig. 5 Log response of different kinds of microfacies

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本次研究综合分析地层切片反映的沉积相平面展布及沉积微相的岩性特征的测井响应，建立了泌阳凹陷东南部陡坡带近岸水下扇复合沉积体系中各亚相的沉积模式(图 6)，认为泌阳凹陷东南部陡坡带发育主要发育平氏和栗园两个扇体，扇体发育程度不同，以西部平氏扇体为主，展布面积较大。扇主体与扇端重力成因的滑塌浊积体共同构成了近岸水下扇复合沉积，浊积砂体的分布随着扇体主体的迁移而发生变化。

图 6 泌阳凹陷南部陡坡带核三上亚段沉积相模式 Fig. 6 Sedimentory model of the Upper Section of He3 Formation

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陆相沉积盆地的发生、发展及消亡无不与构造运动相联系,构造格局控制了盆地的性质、形状、大小及沉积作用,是沉积盆地形成的主控因素,也是沉积层序发育的关键因素,制约着低频层序( 盆地充填序列、构造层序及层序) 的发生、发展与形成。泌阳凹陷东南部陡坡带近岸水下扇复合沉积体的形成同样受构造演化的控制，古近纪是泌阳断陷湖盆的主要成盆期,可进一步分为断陷初期、稳定断陷期、强烈断陷期和断陷萎缩至消亡期4个阶段^[19]。其中，核三段沉积于强烈断陷期，断层活动以北西向张性断裂为主,北东向断层在下掉过程中主要起调节作用,断层活动影响盆地内沉积体系分布的同时,还控制着盆地内沉积、沉降中心的变化与迁移。断层活动强、临近物源，造成了沿边界断层发育的平氏、栗园等一系列近岸水下扇的形成，扇体的快速沉积导致了砂砾岩体的复杂分布状态。

5 结语

泌阳凹陷东南部三维地震覆盖面积大，地震频率高、品质好，在精细划分高平层序地层格架的基础上，进行了90°相位转换和地层切片研究，展示了核三上亚段近岸水下扇的平面分布和迁移特征。

将地层切片与钻井、岩心、测井曲线等资料相互标定发现：SQH34发育时期，平氏和栗园两个扇体发育程度相当，内扇水道砂砾岩体是这一时期主要的砂体类型；SQH33时期，平氏物源区供给充足，水道向深凹区推进较远，由辫状水道构成的中扇亚相构成了沉积主体；SQH32——SQH31时期，边界断裂活动趋于稳定，扇体沉积面积变化不大。

东南部陡坡具有临近物源、边界断裂活动影响显著的特点，以近岸水下扇主体为次级物源，在构造活动、湖浪作用等外力的诱发下，于相对深水区内滑塌形成小型的砂砾岩堆积体，与主扇体共同构成了泌阳凹陷东南部陡坡带的近岸水下扇复合沉积体系，这些滑塌砂体与近岸水下扇中扇水道砂体共同构成了有利勘探目标。