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1、石油与大然气此浪第1 7卷第3期OIL(2 )相序和相组合变化,(3 )旋回登加样 式的改 变;( 4)地层几何形态 与接触关系。这些特征均反映可容纳空间和沉积物补给通且比值(A/S )的变化。露 头剖面、钻井剖面具有 较高 的分 辩率,是高级次旋回识别的墓础,可识别短期墓准面旋回;测井曲线基 准面旋回的确 定,是在建立测井响应模型的墓础上根据短期旋回的叠加样 式识别中期墓准面旋回,地 震剖面由于受分辨率的限制只能识别中长期墓准面旋回.基准面旋回的转换点,可作 为高分辨率等时地层对比的优选位里,即基 准面旋回的二分时间单元的划分界线。时间一空间图解 是对地层剖面进行时间一空间反演的最有效方法,
2、有助于检验层序对比的可靠性。几个具体应用实例说明,基准面旋回识别和旋回等 时地层对比技术虽源于海相地层,但在非海相地层中,其原理和方法仍然适用。关键词层序 地层墓准面旋回识别对比技术等 时对比应用第一作者简介邓宏文女5 0岁教授石油地质高分辨率层序地层学理论的核心是:在基准面旋回变化过程中,由于可容纳空间与沉积物补给通量比值(A/ S)的变化,相同沉积体系域或相域 中发生沉积物的体积分配作用,导致沉积物的保存程度、地层堆积样式、相序、相类型及岩石结构发生变化。这些变化是其在基准面旋回中所处的位置和可容纳空间的函数。基准面旋回所控制的地层单元的地层分布型式是有规律可循的,因此是可以预测的。高分辨
3、率层序地层学是对地层记录 中反映基准面变化旋回的时间地层单元的二元划分 l 1,因而该理论与技术应用的关键,是如何在地层记录中识别代表多级次基准面旋回的多级次地层旋回,并进行高分辨率的等时地层对比。这也是本文要论述的主要 内容。1基准面旋回的识别与对比技术根据基准面旋回和可容纳空 间变化原理,地层的旋回性是基准面相对于地表位置的变化产生的沉积作用、侵蚀作用、沉积物路过形成的非沉积作用和沉积不补偿造成的饥饿性乃 至收稿日期.19 96一07一1 2石油与天然气 地质第1 7卷非沉积作用随时间发生空间迁移的地层响应 l 1。地层记录中不同级次的地层旋回,记录了相应级次的基准面旋回。在每一级次的地层
4、旋回内必然存在着能反映相应级次基准面旋回所经历时间的“痕迹”,如何据一维钻井或露头剖面上的这些“痕迹”识别基准面旋回,是高分辨率层序划分与对比的基础。1.1基准面旋回的识别用来识别基准面旋回的沉积与地层特征可以概括为:(”单一相物理性质的垂向变化;(2 )相序与相组合变化;(3 )旋回叠加样式的改变;( 4)地层几何形态与接触关系。这些特征均反映着可容纳空间和沉积物补给通量比值(A/S)的变化。1.1.1岩 性钊面上的识别标志岩芯、钻井剖面,特别是三维露头剖面,较测井、地震反射剖面具有更高的分辨率,因而是高级次旋回识别的基础。在岩性剖面上,旋回界面识别标志如下:(l )地层剖面中的冲刷现象及其
5、上覆的滞留沉积物,其或代表基准面下降于地表之下的侵蚀冲刷作用,或代表基准面上升时的水进冲刷面。后者与前者的区别是冲刷面之上多见盆内屑,且幅度较小。( 2)作为层序界面的滨岸上超的 向下迁移,在钻井剖面中常表现为沉积相朝盆地方向移动,如浅水沉积物直接覆于较深水沉积物之上,河流、浊流砂砾岩直接覆于深水泥岩之上,两类沉积之间往往缺失过渡环境沉积。(3 )岩相类型或相组合在垂向剖面上转换 的位置,如水体向上变浅的相序或相组合向水体逐渐变深的相序或相组合的转换处。( 4)砂、泥岩厚度旋回性变化,如层序界面之下,砂岩粒度向上变粗,砂泥比向上变大;层序界面之上则反之。这种旋回的变化特征常以叠加样式的改变表现
6、出来。根据上述特征可在不同沉积环境 中识别短期基准面旋回(图1)。门川讨u梦占日u,内日Uy会111 11 1日日日口潮上带一潮间带一潮下带丽上带龚龚龚 曰曰曰 . . . . . . . . . . .勺勺勺奋姗姗勿勿勿吧姗姗目目目 : : : 下下 恢t t t 鬓鬓鬓 昌昌昌三角洲平原非 对称旋回三角洲前缘非对称旋回潮汐三 角洲对称旋回潮 汐沉积对称旋回湖泊 边缘滩 坝非对称旋回图1不 同沉积环境下识别出的短期旋回特征1.1.2浏井曲线识别标志测井曲线基准面旋回的确定,特别是旋回界面的确定,是在对取芯井段标定的基础上进行的。也就是说,首先要利用取芯井段建立短期旋回及界面的测井响应模型,用
7、以指导区域非取芯井测井曲线的旋回划分。测井 曲线对于较长期基准面旋回叠加样式的分析确定尤为有第3期邓 宏文 等:层序地层地层基准面的识别、对比技术及应用效,这是因为组成较长期旋回的短期旋回特定的叠加样式,是在较长期基准面旋回上升与下降过程中向其幅度的最大值(最大可容纳空间)或最小值(最小 可容纳空间)单向移动的结果,也就是说是在大致相似的地质背景下形成的一套成因上有联系的岩石组合。这些叠加样式常常 具 有鲜明 的 测井响应(图2 ),向湖(海)盆方向 推 进 的 叠加样式(进积)形成于较长期基 准面 下降期,此 时短 期地层旋问堆 积样式测井曲钱响应中中 期基准面。升于退积积两两古飞 尖多窦弓
8、忿乏, 孔, 一一器器娜遥鑫莽爵廷重二了一一一一一一二二今羊鸽孕乒澎铭是型孟芝护二一一 威威峨 众 决雄挤撅班莽之华乏片二之一一一一欧欧;冷从片老犷绝象遥遥乡二喜二二 一一子一l加 积积田田八沈气之尸茱刃耳或产不菜挤, 卜 颤颤迷霎葬墓羹羹夏互二二撇撇薰垂非葬豪毫乡三斗一一一 迎刹邃乏兰挂经全丈= 纷一一一中中期基准面下降手1,即可容纳空间增加速率大于沉积物供给速率,上覆短期旋回的性质与相邻下伏旋回相比,在沉积学、岩石学方面表现出可容纳空间增大的特征;短期旋回呈加积叠加样式,则出现在较长期基准面旋回上升到下降的转换时期,A/S一1,相邻短期旋回形成时可容纳空间变化不大。东淮凹陷前梨园洼陷沙河街
9、组三段,说明如何运用测井曲线中短期旋回的叠加样式分析中期基准面旋回(图3)。1.1.3地 衷例面上的识别标志地震反射界面基本是等时的或平行于地层内的时间面,因而可以运用地震反射剖面进行基准面旋回分析;但受地震信息分辨率的限制,地震反射剖面通常只能用来识别长Cros sTA.High一r e solutio nstr atigr aphieeo r relationfromthepe r spe etiv eofba s e一le veleyele sandse击mentaeeomm o-datio n.西北欧层序地层会议材料,19 94石 油与 天 然气地质第1 7卷期基准面旋回。用于识别旋回
10、界面的主要地震标志如下:(1 )区域分布的不整合或反映地层不协调关系的地震反射终止类型,即常规的地震地层分析标志。( 2)与中期或长期基准面旋回上升到下降转换位置(最大可容纳空间),相对应的高振幅连续反射界面或一组反射。( 3)与测井曲线和岩芯观察到的区域相变可对比的地震反射特征(振幅、连续性、频率、地震相等),在区域上发生重大变化。( 4)与测井曲线和岩芯中可观察到的地层叠加样式变化可对比的地震反射几何形态的变化(如由高振幅、水平反射到低振幅S形反射)。图4为运用地震剖面识别出的中期基准面旋回(东淮凹陷沙河街组三段)。肖f胜弓旋l , J界 线公人洪泛而团团口图4地震剖面上识别出的中期基准面
11、旋回依据露头、岩芯、测井与地震剖面确定的基准面旋回要相互验证。较低级次的测井旋回的识别须在岩芯、露头标定的基础上进行,其划分结果还可以通过合成地震记录及转换成双程旅行时间的测井 曲线,将地震不整合或其它类型界面标定到钻井中去验证。而地震旋回边界 的识别也要以连井剖面上的测井旋回分析为基础。1.2地层旋回等时对比技术高分辨率地层对比是同时代地层与界面的对比,不是旋回幅度和岩石类型的对比,一个完整的基准面穿越旋回及与其伴生的可容纳空间的增加与减小,在地层记录中由代表二分时间单元(每部分分别代表基准面上升与下降)的完整的地层旋回组成,有时仅 由不对称的半旋回和代表侵蚀作用和非沉积作用的界面构成。、C
12、r os s认为.,在成因层序的对比中,基准面旋回的转换点(tumr ou ndpo int),即基准面由下降到上升或由上升到下降的转变位置,可作为时间地层对比的优选位置。因为转换点为可容纳空间增加到最大值或减少到最小值的单向变化的极限位置,即基准面旋回的二分时间单元的划分界线。转换点在地层记录中某些位置表现为地层不连续面,某些地理位置则表现为连续的岩石序列。岩石与界面出现的位置和 比例,是可容纳空间和沉积物供给的函数。因而在对比中,要通过地层过程的分析掌握什么时候岩石与岩石对比、岩石与界面对比或面与面对比。时间一空间图解是对地层剖面进行时间一空间反演的最有效的方法,极有助于对地质过Cross
13、TA.199 4an nu alr eport,depa rtmen tofgeologyandge ologie alengineering,Colo r adoS choolofMi讹s第3期邓宏文等:层序地层地层基准面的识别、对比技术及应用冲到昌公目送=欲趁蟹|程(时间+空间)的地层响应(岩石+界面)的理解,并有助于确定什么时候岩石对比岩石、岩石对比界面或面面对比,以检验层序对比的可靠性。由于基准面变化的地层记录是以多级次频率(多级次旋回)出现在区域范围内,可跨越各种沉积环境,因而以地层基准面识别为基础的地层对比不依赖于沉积环境,也不须要了解海平面的位置与运动方向。海 岸扩睐孟恭咪脚,丫
14、油纵 悻.一一迄蜘!爪l荟翅刽公=司密集段图5浅海沉积环境成因地层动态对比概略 图.图5为海岸平原一浅海沉积环境地层 层序的堆积模式、厚度的时空变化以及层序地层对比。2高分辨率层序地层学在非海相地层中的应用由于基准面旋回体现了包括海平面升降变化在内的多因素的控制作用,因而源于海相地层的以基准面旋回为参照格架的高分辨率层序地层分析方法,同样可适用于陆相沉积。2.1实例1:美国中西部第三纪尤英塔盆地位于美国中西部落基山脉的尤英塔盆地,为在早 白至世前陆盆地背景上发展起来的大型山间坳陷盆地。作者对美国中西部尤英塔盆地南部始新统绿河组河流三角洲一湖泊相进行了高分辨率地层研究,识别出四个长期基准面旋回,
15、并建立了成因层序对比模式(图 6 )。在地层基准面旋上三角洲平原F三角洲 平原l l ll l l 阵阵胃胃胃疾女 仁仁仁仁仁仁 丁 刃刃阵阵阵阵阵阵阵阵l l l l l l l l l l l州1 1 1 百百曰曰图6尤英塔盆地南部始新世河流三角洲一湖泊相域体积划分与旋回对称性变化 l j回中,伴随着可容纳空间与沉积物供应比值的变化,相同的沉积环境,如三角洲、边缘湖泊及开阔湖泊,可发育不 同的岩石类型、相序与相组合。在 同一成因层序内,旋回特征也有明显规律可循。三角洲平原相主要为基准面上升时期形成的分支河道相和河道间沉积组成的不对称旋回;三角洲发育的湖泊边缘相,为基准面上升时期堆积的分支河
16、道相和下降时期的滨Cr os sTA.H igh一resolutionstr atigr aphi ceor relatimfromthepe rspe etiveofbas e一le v eleyele san ds edimenta e e om mo-da ti on.西北欧层序地层会议材料,1 9 9 4石 油与 天然气地质第1 7卷湖相或河口坝相构成的对称旋回。三角洲向浅水湖泊相方向,则表现为基准面上升期间形成的碳酸盐滩坝相和基准面下降期形成的泥坪相组成的对称旋回,向盆地方向主要由基准面下降时期浅水湖泊相非对称旋回组成。在盆地的不 同演化阶段,长期基准面旋回的地层结构、沉积模式、短期旋回的对称性、沉积相域的体系划分均有显著差异。进一步研究还证明,分支河道砂岩的孔隙度与渗透率的变化,也与其所属成因地层单元在长期基准面旋回中的位置有关。尤英塔盆地始新统河湖相研究说明,可以根据成因地层的体积划分、堆积模式、旋回对称性及相分异原理,对湖相地层与油气储层进行高分辨率层序划分、对比与预测。2.2实例2
