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1、,第四章储层沉积相分析,储层沉积相分析的目的: 阐明油藏范围内储集体所属的沉积环境、沉积相和微相类型及其时空演化，揭露储集砂体的几何形态、大小、展布及其纵横向连通性和非均质性，建立沉积模式，深入了解沉积相(微相)对油气的控制关系。 储层沉积相分析的意义: 正确识别沉积相(微相)类型及相互关系，是进行油田开发及二次、三次采油并获得最高采收率的条件。,第四章储层沉积相分析,第一节沉积岩 第二节沉积相 第三节沉积相分类 第四节沉积相标志 第五节相分析的基本方法,一、沉积岩的概念 二、“地壳表层条件” 三、沉积岩分布,第一节沉积岩,一、沉积岩的概念 沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积
2、岩）之一。 沉积岩是在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分，经搬运作用、沉积作用及成岩作用而形成的一类岩石。,二、“地壳表层条件” “地壳表层”是指大气圈的下层、水圈和生物圈的全部以及岩石圈的上层。它是包围地球表面的一个圈层，沉积岩就生成在这个层圈中，所以可以把它称为沉积岩生成圈或沉积圈。 （1）温度 地壳表层的温度变化范围：约为-7085。 最高温度出现在非洲中部，达85；最低温度出现在俄罗斯西伯利亚北部勒拿河右岸的维尔霍扬斯克，达70。 （2）压力 海平面的压力为0.1MPa，山区不到0.1MPa。200m水深的浅海海底压力约为2MPa，最深海底的压力
3、可达100MPa以上。 绝大部分沉积岩形成的压力在0.12MPa的范围内。,（3）水、大气和冰川的作用 水、大气和冰川是母岩风化的主要作用力，也是母岩风化产物和火山物质等搬运的主要介质。 “水成岩”、“风成岩”、“冰碛岩”。 （4）生物作用和生物化学作用 生物作用和生物化学作用也是沉积岩形成的重要因素。 “生物岩”：主要是由生物遗体形成的。如生物礁石灰岩、硅藻岩和煤等。 “生物化学岩”：是在生物作用的影响或参与下，通过生物化学作用形成的。,三、沉积岩分布 沉积岩在地壳表层分布非常广。 面积：3/4的陆地、全部海底被沉积物（岩）所覆盖。 体积：沉积岩约占岩石圈体积的5，岩浆岩及变质岩约占95。
4、沉积岩主要分布在岩石圈的上部和表层部分。 厚度：变化很大0几十千米。如高加索地区，仅中生代和新生代的厚度就达2030km；有的地方则很薄，甚至没有沉积岩的分布，直接出露着岩浆岩和变质岩。,沉积物大量沉积的场所： 大陆边缘和大陆内部的拗陷带 沉积岩中蕴藏着大量矿产： 世界资源总储量的7585是沉积和沉积变质成因的 沉积成因的矿产： 可燃有机矿产：石油、天然气、煤、油页岩等 盐类矿产 部分金属和非金属矿产：铁矿的90、铅锌矿的4050、铜矿的2530、锰矿和铝矿的绝大部分。,第二节沉积相,一、沉积相 二、相序递变规律 三、沉积模式(相模式),地球表面可以划分出若干个不同的地理景观单元，如山脉、河流
5、、湖泊、沙漠、海洋 (大陆架、大陆棚、大陆坡、海沟、深海平原) 。这些不同的地理单元均有其独特的与其它单元不同的特点，通常把它们称为自然地理环境。人们可以研究现代各种自然地理景观单元的物理化学特点、生物特点以及沉积物特点。 运用,“将今论古” 的原则，通过对保留下来的沉积地层和古生物的研究和分析，来推断其形成时的沉积环境。,一定的沉积环境可以形成特定的地层、岩石类型及古生物组合。换言之，一定的岩石类型、地层及古生物组合代表特定的沉积环境。研究沉积岩，一方面研究其特征，另一方面研究其成因及沉积环境，这样，就引入了“相”的概念。,1.沉积相 沉积相是沉积环境及其在该环境中所形成的沉积物(岩)特征的
6、综合。 沉积相可以根据沉积物(岩)的几何形态、岩性、沉积构造、古水流形式、化石特征、地化特征等加以确定。,一、沉积相,2.沉积环境 就是碎屑岩沉积时所处的自然环境状况。包括： (1)自然地理条件 (2)气候条件 (3)构造条件 (4)沉积介质的物理条件 (5)介质的地球化学条件,3.沉积岩特征 岩性特征：岩石的颜色、物质成分、结构、 构造、岩石类型及组合 古生物特征：生物的种属和生态 地球化学特征 地球物理特征 沉积环境是沉积岩特征的决定因素，沉积岩特征是沉积环境的物质表现。,二、相序递变规律 相序是指从一种相逐渐过渡到另外一种相的一系列相的关系或相的有序组合。 大量事实证实：沉积相在时间上和
7、空间上发展变化是有序的，并遵从相序定律。 1.相序定律（沃尔索相律) 只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育的相，才能在垂向上依次叠覆出现而没有间断。 即：在连续的剖面中，相的纵向相序与横向相带是一致的。,2.相律的意义 根据垂向沉积序列来推断和预测可能出现的沉积相或沉积环境的横向变化关系。反之，也可根据横向上的岩相资料来建立垂向沉积序列。,三、沉积模式(相模式) 在对现代沉积环境和沉积物特征的综合研究的基础上，概括出的沉积环境及其沉积物的物化模型为沉积模式。包括沉积体的空间形态、岩性组合、沉积结构、生物特征、动力状况、构造背景等要素。,辫状河,辫状河的沉积模式,曲流河,曲流河沉积模式,冲积扇,
8、冲积扇沉积模式,第三节沉积相分类,一、沉积相分类 二、陆相沉积盆地碎屑岩储层常见微相,一、沉积相分类 1.沉积相的分类原则 应依据自然地理条件或地貌特征及沉积物综合特征，并遵循简单易行、便于记忆和理解的原则，对沉积相进行划分。 目前，不同学者对沉积相划分还存在着意见及分歧。但比较通用的划分方法是： 首先划分为三个相组陆相组、海相组和海陆过渡相组。然后根据次级环境和沉积物特征划分为若干个相，每个相可划分为若干个亚相，每个亚相又可划分为若干个微相。,沉积相分类,残积,坡积,洪积（冲积扇、干三角洲）,山区间歇性洪流把基岩风化的产物携带到山谷出口处形成的沉积物。其组成物质略具分选性，具不清楚的层理。沉
9、积物的粒度在平面上有明显的递变，最粗的碎屑分布在内扇，以砾石为主，厚度较大，中扇和外扇的粒度逐渐变小，从砾石变为砂及粉砂、泥质物，厚度也逐渐变小，并发育各种交错层理。,基岩经风化作用后，残留在原地的风化产物。沿剖面向下，逐渐过渡为基岩。主要由基岩碎屑及铁质、红土质、粘土质沉积物组成。无分选性，层理也不清楚。由于残积相经常被冲刷，一般分布面积不大，古代的残积相不多见,是高地基岩的风化产物，由于雨雪等的作用，借助于重力沿斜坡滚动，堆积在山坡上形成的沉积物。主要由砂砾岩、粉砂岩等组成，碎屑物分选差，呈棱角状，常具与斜坡平行的层理。,海 相 组,三角洲,潟湖、障壁岛,河口湾,潮坪,二、陆相沉积盆地碎屑
10、岩储层常见微相 对沉积相的划分，目前各家尚无统一的意见。在某些相内，不同学者的亚相、微相划分或名称也有些差异。,陆相沉积盆地碎屑岩储层常见微相 大 相亚 相 微 相 冲积扇扇 根 主河道、侧缘河道 扇 中 辫状河道、心滩坝、漫溢沉积 扇 缘 席状砂 河 流曲 流 河 点坝、天然堤、决口扇、串沟、废弃河道 辫 状 河 心滩坝、废弃河道 网 状 河 河道、天然堤、决口扇 三角洲三角洲平原分流河道，分流间 三角洲前缘河口坝，内、外前缘席状砂 前兰角洲 储层砂体一般不发育 湖底扇上 扇 补给水道、水道间、主水道 中 扇 水道，水道间 下 扇 薄层浊积岩 ,三、几种典型的沉积环境 1.河流环境 河流分为
11、平直河、曲流河、辫状河、网状河四种类型。曲流河是最常见和最重要的河流类型。 曲流河的沉积特征： 河床是河谷里流水的地方，在横断面上呈槽形。在河床最底部常形成河床滞留沉积。主要沉积砾石等粗碎屑物质，砂和粉砂极少，往往局部集中堆积，形成断续分布的透镜体；在河岸上，,凹岸侵蚀形成的沉积物携带到凸岸沉积，这种侧向沉积作用称为边滩沉积，岩性以砂岩为主，边滩沉积是曲流河很主要的一种沉积类型。,在洪水期，因水位升高，河水携带的细砂、粉砂沿着河床两岸堆积，形成与河床平行的堤岸，称为天然堤沉积。天然堤由细砂岩、粉砂岩和泥岩组成，常见到砂岩和泥岩的互层。 河漫滩位于河床外侧河谷底部地势平坦低洼的地方，在洪水泛滥时
12、期漫出河床淹没谷底，形成河漫滩沉积。河漫滩沉积物比较简单，以粉砂岩、黏土岩为主，在平面上离河床越远粒度越细。,2.冰川环境 在漫长的地质历史上曾经有几次全球性的冰川活动时期。那个时候，气温高寒，降雨量很大，蒸发力又非常弱。因此，形成了许多有冰块的雪场。巨大的冰块在重力作用下流动形成了冰川。 冰川的搬运能力很强，它象一辆大型推土机，在前进的过程中，可以挖掘走大量的 基底岩石，形成较大的碎 块，地质学中把大小不等 的岩石碎块统称为岩屑。 同时，冰川底部与地表在 不断地进行切削、磨锉、 劈裂、研磨和溶蚀过程中， 又可以产生比较细粒的沉 积物。,典型的冰川沉积物，基本没有经过搬运，或者搬运距离比较短，
13、大多直接沉积在底部。岩屑没有任何分选，粒度变化很大，可以从巨大的漂砾到粉沙和黏土杂乱地堆积在一起，没有沉积层理，这是在冰川直接作用形成的非层状沉积物；另一种类型是冰川消融沉积物，它是在有冰融水的情况下形成的。与冰碛沉积相比，消融沉积物成层状，具有一定的分选性。我国南方震旦系地层中有典型而广泛的冰川存在。,3.沙漠环境 沙漠那里蒸发量大，风沙大，降雨量很少。地球上，除了北极地区是寒漠之外，绝大部分沙漠是气候炎热的热沙漠。广阔的沙漠沉积主要受风的作用控制，因此，风成沉积物在沙漠环境中占绝对优势。风成沙丘是沙漠地区常见的景观。沙漠中尽管降雨量很少，但是仍然有短时的暴雨天气，所以局部地区可以见到水流沉
14、积物和风成沉积物共存。如果在野外见到一套有水平层理、斜层理或交错层理的地层，主要由分选好、粒度变化不大、磨圆度很高的砂粒组成，我们就可以初步认为它们是风成沉积物。,第四节沉积相标志 一、岩石学标志 二、古生物标志 三、地球化学标志 四、地球物理标志 五、其它标志,相分析 根据沉积岩的特征恢复其沉积时的环境即称为相分析，也称为环境分析。,相标志 用来恢复沉积环境的沉积岩的一系列特征称为相标志，也称为成因标志。,相分析就是从详细观察和描述相标志开始的。,相标志可归纳为五大类,(1)岩石学标志 (2)古生物学标志 (3)地球化学标志 (4)地球物理标志 (5)其它标志,如岩石的颜色、物质成分、结构、
15、构造、岩石类型及其组合 如生物的种属、数量和生态 岩石或生物介壳中的微量元素含量等 测井相、地震相 沉积韵律、砂体几何形态等,一、岩石学标志 1.沉积构造 沉积构造是指沉积岩各个组成部分之间的空间分布和排列方式。 沉积环境解释主要依赖于垂向层序中沉积构造的解释。最有意义的是各类层理和层面构造。它们不仅能指示介质动力条件和流体性质，而且还能提供古水流方向的资料。 层理：在岩石形成过程中产生的，由物质成分、颗粒大小、颜色、结构等的差异而表现出的岩石成层构造。,层理类型形态示意图,(1) 斜层理 层面与水平面有一夹角且层面互相平行。代表水动力相对较强、古坡降较大的一类沉积，一般为各类河道微相沉积。
16、(2) 洪积斜层理 洪积斜层理通常分布在砂砾岩层中。层理规模较大，具有洪积事件的特点，反映水动力较强的洪积扇、冲积扇、扇三角洲等粗碎屑岩相中主水道和辫状河体系中辫状主河道沉积，代表水动力较强、古坡降大的洪积河流相沉积的特点。 (3) 微细斜层理 常见于灰色泥质 粉砂岩中，层理规模 较小，代表水动力相 对较弱的三角洲前缘 水下分流浅滩微相沉 积。,(4) 交错层理 交错层理一般发育在河流相浅灰色、褐色泥质粉砂岩、中细砂岩、中粗砂岩和含砾砂岩中。可进一步分为板状交错层理和槽状交错层理，通常反映水动力相对较强、沉积活跃、古水流方向交替变化。 (5) 平行层理 主要发育在中粗砂岩、和含砾不等砾砂岩中，层内韵律性明显，层理底部往往有砾石冲刷面或扁平状细砾岩顺层定向排列。层理面互相平行，反映水动力较强、古水流方向稳定，古坡降平缓。一般为主河
