Analysis of 3-D Seismic and Well-log Data from the South Marsh Island Area, Northern Gulf of Mexico: Implications for Sequence Stratigraphy and Potential Leads

Abstract

멕시코만의 South Marsh Island 지역 3차원 탄성파 반사 자료의 분석을 통해 암염과 단층 그리고 퇴적층의 복잡한 상호작용에 의해 유발된 암염 텍토닉스의 영향을 받은 복잡한 구조를 밝혀냈다. 암염은 이동, 퇴적물 우회, 불안정화, 퇴적물 이동경로 차단으로 연구지역의 퇴적 과정에서 주요한 역할을 한다. 암염의 범위는 4,300 m (14,000 ft)에서부터 깊게는 6,500 m (21,600 ft) 이상이다. 이 지역의 남서부에서 암염은 아주 깊으며, 얇은 형태를 가지고 있지만, 중앙부에서는 얕은 심도까지 상승하며 돔 구조를 형성한다. 암염은 북서부와 남부에서 상대적으로 얕은 층서 레벨에서 확인되며 얇은 암염롤러 형태를 보인다. 마이오세 층의 경계는 연구지역의 암염이동과 단층작용에 의해 변형되었다. 3개의 동쪽 트렌드를 가진 분지방향 성장단층이 연구지역을 가로질러 발생하며 그 지역을 4개의 블록으로 나눈다. 이 성장단층은 남쪽 방향으로 계단형태의 구조를 형성한다. 더 작은 교차단층 역시 중앙의 암염돔 위에 국지적으로 관찰된다. 탄화수소의 집적에 대한 지표를 강조하기 위해 third-order 최대해침면 또는 층서경계면과 일치하는 층서 호라이즌의 탄성파 속성 슬라이스, 그리고 시추공 물리검층 자료와 상호연관된 탄성파 속성 단면이 만들어졌다. 진폭이상은 탄화수소의 집적이 대부분 단층과 관련이 있다는 것을 알려준다. 탄성파 속성 단면, 지도, 볼륨을 디스플레이는 연구지역의 탄화수소, 상(相)과 퇴적환경(삼각주 평야 (분류간 만), 감입수로와 삼각주분류수로, 스플레이, 제방/범람원 퇴적물, 삼각주 전면(삼각주입구 사구와 우각사주), 와 프로델타)을 확인하는데 도움이 되었다. 기하와 반사계수를 결합한 지도를 통해 감입수로를 채운 퇴적물 종류에 대한 정보를 얻었다. 마이오세 초기 (16.5 Ma)와 후기 (6 Ma) 사이에 대한 고해상도 (시추공 물리검층) 순차층서 해석을 통해 10개의 third-order 층서를 확인하였다. 마이오세 초기와 중기 사이 60개 이상 fourth-order층의 highstand systems tract (HST), transgressive systems tract (TST), lowstand systems tracts (LST)와 관련이 있는 fourth-order층서 (0.9 에서 1.1 Ma, 최대 30 m)내에서 퇴적상이 확인되었다. 제방수로를 포함하는 lowstand basin-floor-fan과 slope-fan 복합체는 마이오세 층 초기 상부와 중기의 하부 기저부를 구성하는 반면, slope-fan과 전진퇴적 ？？지는 마이오세층의 중기 상부와 후기를 형성한다. 시추공 물리검층 순차층서 분석을 통해 탄화수소는 fourth-order LST 와 TST 뿐만 아니라 일부는 전진퇴적 HST에도 저장되어 있을 것 이라고 판단했다. 그것들은 마이오세 층의 후기와 중기 fourth-order lowstand 감입수로와 분류수로 그리고 전진퇴적 ？？지의 스플레이에 저장되어 있으며, 일부는 마이오세 초기 하부와 중기 사이 slope-fan 복합체의 제방수로 퇴적물과 분류만구사주에 저장된 것으로 보인다. 중합후 탄성파 역산을 통해 15-30%의 공극률과 같은 3차원 암석 파라미터를 만들 수 있었다. 일반적으로 진폭이상과 관련이 있는 마이오세 층 연속체 내의 삼각주분류수로, 만구 사주 그리고 제방수로 시스템에 대한 층서 특성 확인은, 생산 저류층을 가리키며, 또한 연구지역 마이오세 초기 층에서의 새로운 발견으로 이어질 가능성도 있다.

Analysis of 3-D seismic reflection data from the South Marsh Island area, offshore Louisiana, Gulf of Mexico, reveals complex structures affected by salt tectonics triggered by complex interaction between salt, faults, and sedimentation. Salt exercises the main control on the sedimentary processes in the study area to move, to divert sediment, to create instability, and to block sediment transport pathways. The depths of salt range from about 4,300 m (14,000 ft) to over 6,500 m (21,600 ft). Salt is very deep and forms a thin sheet in the southwestern part of the area, whereas it rises to shallow depths, forming a dome in the central part. Salt is seen at relatively shallow stratigraphic levels in the northwest and south where it forms thin salt rollers. The margins of Miocene strata are deformed by salt movement and faulting in the study area. Three E-trending down-to-the-basin growth faults occur across the study area separating the area into four blocks. These growth faults form a stair-stepping structure in the south direction. Smaller, crossing faults are also seen locally over the central salt dome. Seismic attribute slices of the stratigraphic horizons corresponding to the third-order maximum flooding surfaces or sequence boundaries, and seismic attribute cross-sections correlated with well-logs were generated to highlight leads for hydrocarbon accumulations. Amplitude anomalies suggest that hydrocarbon accumulations are mostly associated with faults. Seismic attribute sections, maps and volume displays helped to identify hydrocarbons, facies and depositional environments consisting of delta plain (interdistributary bay), incised and delta distributary channels, splays, levee/overbank deposits, delta front (delta mouth bar and point bars), and prodelta in the study area. Combined maps of geometrical and reflective attributes provided information about infill sediment types of the incised channels. High-resolution (well-log) sequence stratigraphic interpretation of the Early (16.5 Ma) and Late (6 Ma) Miocene interval led to the identification of 10 third-order sequences. Depositional facies were identified within the fourth-order sequences (0.9 to 1.1 Ma, up to 30 m) associated with highstand systems tract (HST), transgressive systems tract (TST), lowstand systems tracts (LST) of more than 60 fourth-order sequences between the Early and Late Miocene. Lowstand basin-floor-fan and slope-fan complex including leveed channels form the base of the upper Lower and lower Middle Miocene strata, while a slope-fan and prograding wedges compromise the upper Middle and Upper Miocene strata. Well-log sequence stratigraphic analysis suggests hydrocarbons may be reservoired within the fourth-order LSTs and TSTs as well as some are within the prograding HSTs. They are trapped in the fourth-order lowstand incised and distributary channels, and splays of the prograding wedges in the Upper and Middle Miocene strata, while some are seen trapped within the leveed channel deposits and distributary mouth bars of slope-fan complexes in the upper Lower and Middle Miocene interval. Post-stack seismic inversion led to construct 3-D rock parameters such as porosity that ranges from 15 to 30%. Identification of the stratigraphic features of delta distributary channels, mouth bars and leveed channel systems within the succession of the Miocene strata, which are generally associated with amplitude anomalies, points to the producing reservoirs, and also could lead to new discoveries mostly in the Lower Miocene strata of the study area.