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1、第?卷第?期测井技术岩相 标志及其指相意 义陆凤根?胜利油田测井公司?摘要这邓分闲述?个岩相标志?几何形状、岩 性、沉积构造,古生物、古水 流和 地球化学特性等?的指相意义。任何相分析方法都应该集中到这些有限的参数上来,这样各学科方法就有了共 同语言,综 合 研究沉积环境也就有了基拙。相标志是最 能反映沉积相的一些地 质特征。主要 有六 个?相体的几何形 状,岩性,沉积 构造,古水流,古生物和地球化学特 征。描述和 分析研究这些 相标志是相分析及解释沉积过程的基础。单独利 用一个或两个相标志来分析沉积过程会导致结果的多解性,但是在一个地区?或油区?,并不是要同时等同地 研究这六个相标志。对于研
2、究不同环境的沉积过 程,它们 的重要性是 不 同的。例 如,用岩性和古生物数据就 可以有把握地识别一个 生物 礁岩?但是要识 别一 个三角洲沉积,则要研究各相体的几何形状、垂向沉积结构和构造 等。测井沉 积 学研 究的主要途径 是 分析和研 究能描述各相标志 的测井响应特征。相体的夕飞、何形状沉积宕?相?体的几 何形状指 它的总体形 状和 人小,但不涉 及内部结构和构造。它的儿何 形态是沉 积前 地 形、沉积环境和沉积后 地 质 史的函数。只有在沉积过程中形成,并被保 存下来的岩 体,它的儿何形状 刁有作为相标志的价 值。但是,不 同环境可 以形成相同的相体形态例如,河道 砂体可能是陆上河 流
3、、三角洲分 流河、潮流或海底河道 的沉积?扇形沉积 可能是 冲积、三角洲或 深海等多种成因的?席状砂也可能是悬 浮搬运 过程 或侧向加 积过 程的沉 积 物。盆地 形状 和地貌对沉积 相儿何形状有一定的影响。席 状 砂和局部流、颗粒流或浊流的沉积 物不一定遍 及整 个盆地。扇形 沉积 则局限在源区附 近。河流或海岸成 因 的鞋带状砂岩 则受 局部 地形的控制。有些机械或生物 成 因 的沉积岩体,与地貌的关系 更 小。例如,磅和堤的泣置 与儿河形状是气奴、水文、地 形等对生物聚集综合作用的结果。从岩性方面,砂岩 和 灰岩一般有一定的几河形怎?脉水条件一?形成的泥岩只是放置砂岩的“包袱体”,除少量
4、碳酸盐泥质结核外,一般没 有具体形态。儿何形态 和 分布是沉积岩体的一个 重要 的相标志,它又直接关联 到 油气的勘探和开发?占动,其部分原因是 油气储集在,或者关系到一定形态 的沉 积岩体的。钻井程度达到较 高以?百,就有可能详细 分析地下沉积岩体的儿何形状。为此,要认真研究 和对比测井资料,岩心和宕屑 等地 下地质资料。三维 地震测量技术可 在钻探之前研究沉积体的几何测井技术?今台吕年形状和各相体之间 的分布关系。一、砂岩相体的几何形状砂岩相体的几何形状有各种分类方法。? ? ?按成因列出了部分 砂体 类型?图?。但是? ? ?早就提出用描述 和几何学原理的分类方 法,他归纳出两种主要类型
5、?广泛分布的席状砂体和线性或长条状?可能不连续?的砂体。? ? ?又 将线性砂体分为? 分散斑状? ?条状? 树枝状? ?编带状?图?、当然,所谓砂岩不 一定都是硅质碎屑岩。但是 通过地质记录研究碳酸盐岩砂体的几何形状要相对困难得多。, , 目? ? ? 之二二二二洛,图?主一 类砂 岩?以可形状的成因分类?据? ? ?,? ?支流河道砂体?分流河道砂体?鞋带状砂体?工?附,?,些卜?几?阵?一 占斜坡,?币七状砂?滩,?鞋带状砂体相对宽 和高,这是一 些细 长 的砂体。其大小 不等,小的横截面 只有几 个?大 的,上百?厚,?一? ?宽,上百? ?长。它 们有的充填在切入河 道 内,有的则有
6、一个平坦的基底,呈堡岛一类的海岸 沉积。鞋带状相体可以是不连续 的,这可能是由子受剥蚀 的作用?也可能在一个带内分散沉积。这种线性沉积可能是稍许弯曲的简单岩体?也有 明显呈曲线型的?甚至还 有复杂的分 枝产状?第?期岩相 标志及其指相意义?必?泛弓?尹? ?刀?口, 口蒯淞滚图?砂岩几何形伏的描 述 和儿何学分 类?种线?生砂岩?下?据?,?,?文流席状砂?上?和四昌?营二日卿?县馨?叠夜河道砂体这是指相互 交错、叠覆的一组分枝式河道砂形成的复杂线性砂岩体口它们可能是简单 的线性砂岩相互交错重叠后形成的?也可能是河道砂体多重分枝造成的,例如兰角洲分流河 道 地区就有 这种 情况?图?。研究叠覆
7、河道砂体的连续性是油 藏描述 分析中的一种重要课题。?楔形?扇形?砂 休主要是一种砂岩和 砾岩沉积,在横剖面 上 呈楔形,在平面 上从一个较厚 的顶部呈扇形 向外扩散。其交错层 理也从这个顶部向外呈放射状发育。这种砂体可呈单个 出现。在大陆地区的 山前带,也 可以由彼此连结的几个冲积扇形成复合体,可延伸数百?,而扇锥顶部可厚达 上百、数百?。类似儿何形状的相体也可能发育在洋底峡谷口的陡坡处,这就是近年来才认识 的冲 积扇沉积。字字字图?叠履河道砂的成因?分开的砂体,?三重砂体?两重砂体,但下面砂体?。?河道砂? 它田去神击?自冷?坤?又?卜斤卜休?抿?夕?席状砂休这是相对厚度,水平方向延伸很广
8、的沉积砂体。也许绝大多数砂岩是呈这种几何形状的。其大小可达几千? ?的覆盖面积,但是厚 度只有几十?到几百?。,?多,刚井技,术?年解释这种席状砂岩的生成原 因,长 期以来 一直是个难题,因为现 代砂岩沉积一般与河 流和海滩有关,都是呈线性分布的。目前较 一致的看法是侧向加积沉 积作用 的结果。根据这种解释,这种席状砂体就 不是同 一个地质时期 沉积的,其层面以很小的角度与时一一?注一一一一? 一洲?卜一? ? ? ? ?一一卜卜一少一一一一一 一七七口? ? ? ?,图?低瞥度高侧?勺迁移规模飞?和高弯厦低侧向迁移规模?的河道沉 积?据? ?,? ?取自?,? ?的洪积扇、河道砂成曲流带沉积
9、,? ? 顶层沉积等间界面相交。可 以想象,它是 由一系列不 同时期线性砂体“粘 接”而 成的。图?较好地解释了线性和席状砂体的形成机理。在细粒?如粉砂、泥岩?中的河道砂体可 以呈孤立 的线性 发昔体?也可 以彼此“粘合”成为席状砂体,在线性砂体之 间 没有明显 留下 细粒的河堤沉积。其控制因素主要有? 河床载荷量很 高时,河 间 细粒悬 浮 沉积很小,加 上 河道在侧向迁移运动中的剥 蚀作用,各时期 线性 砂体就形 成 一片而没有细粒河 间 沉 积了?如果河床 载砂 量 小,河道 相 对稳定,则 河道 砂体将在细粒 的河堤、河 间平原沉积中呈孤立 状态? ?盆地 沉降速度、河道迁移频率、泛滥
10、平原的宽度等也会影响河道 沉积侧向加积的规模。?,相体 走向只有加上走向的信息,才能确切描述有一定几何形状的沉积岩体的产状。而相体,特别是砂岩体的产状是和 沉积走向有关的。平行于 沉积斜坡 的称为走向砂体多而朝古斜坡发育 的叫做倾向砂体。线性的堡岛砂体和 河道砂体正是这两种情形的典型例子。上面讲了,单独利用几何形状描述 相体环境的解释有多解性。而砂体内部结钩、沉积结构和外部形态之间是有一定关 系 的,因为 它 们是 同一个古水 流系统的产物。匕,碳酸盐岩体的几何形状碳酸盐岩体的几何形状 不如 一般砂岩体那么清楚。部分原 因是测井对比技术在碳酸盐岩剖面受到了限制,就是说,用 测井资料从 泥晶灰岩
11、中识别碳酸盐岩没有从泥岩中识别砂岩那么容易 和简单。、但是礁和碳酸盐泥丘例外。礁一般是原地 生物 的碳酸盐建造,是一种没有明显构造,而结构不 均匀的孔?祭性岩石,一般是白云岩。它发育在区域的均 匀性地 层中,其大小不等,小的直径才?左右,大 的可达几百?以上。德国 中部泥盆系 的? ? ? ?复合礁体的厚度是? ?,覆盖 面积达?。礁岩一般有一个平的基底和 一个 明显 的上隆圆顶,并有很陡的翼包围着。大多数礁体是圆形的,少数是狭长形的,也有对称形状的。在地台边缘或火山隆起上,岩礁 常常是成群成带发育的。三、盐丘盐丘是上 覆 沉积岩和下 面盐岩的重力不稳定引起盐岩侵入而 形成 的构造体。它是近第
12、?期岩相标 志及其指相意义?沪乎 垂直的圆柱状体,直径从?到?不等。盐丘 的墙是悬垂着的,周围地层因盐岩侵入而发生变形,形成小褶皱等构造。顶部一般有一个石膏或灰岩盖岩,上覆地层是个缓弯降,并严重断裂。盐丘也常常是成群 出现的华产? ? 性岩性主要指沉积岩的颜色、物质组分 和沉积?颗粒?结构,它们是十分重要,而且是很容易观察的相标志之 一。一般规律是,灰岩 的岩性比砂岩更具有指相性。这是因为灰岩中存在大量与沉积环境密切相关的微相,而这种微相又是经不住远距离搬运的。碎屑岩则不然,除了沉积环 境,母岩类型 和搬运过程也严重影响其岩性和沉积结构。但是,碎屑 岩受成岩作用 的影响比较小,较好地保存原有的
13、沉积结构。人们重视用 颗粒结构来分析古代沉积岩石的结构。但是,这 种方法有它的局限性,其原因如 下。第一,古代沉积岩 中颗粒结构是沉积环境和 沉积前历史的多元函数。试想,如果可搬运的砂子仅是一种分选良好的纯砂子,则沉积物?不管什 么过程?只能是这种砂予。第二,确定碎屑 的来源很困难,尤其是指向性很强的粘土矿物,在古代沉积岩中,很难证 明粘土基质是与其它碎屑矿物同时沉积的。第三,粒度分析是一种纯? 技术方法,而沉积后 的溶蚀和自生加大作用会极大 地改变砂粒大小和岩石的结构。因此,不得不用大量 的薄片分析或 电镜观察来弥补常规 粒度 分析技术的不 足?一、颜色在沉积 物堆积过 程及早期成岩过程中
14、自生矿物的颜色?一般称之为 自生色?有较好的指向性,如含海绿石或鲡绿泥石 的砂岩常呈绿色或黄绿 色?红色软泥是因为含脱水氧化铁矿?赤铁矿?。与层理 一致 的原生 色则有助 于肉眼观察沉积结构和构造。二、碎屑岩的 物质组分讲组分,主要是岩石的化学成分、矿物成分和碎屑 成分。而确定岩石物理学特性,影响岩石 物性分析的是 它 的矿物成分?当然还有沉 积结构和构造等?。岩石自身不是分析沉积 相 的好标志。当然,与陆源碎屑岩共生 的碳酸盐岩、蒸发岩等 具有一定的指向性。用于 相分析的目的,要注意以下矿物成分。?自生矿物自生矿物在陆源碎屑岩中含量虽少,却有很好的指相性,常见的有鱼而绿泥石、海绿 石、磷灰石
15、 和锰结核等。甸而绿泥石 和海绿石都是铁的硅酸盐矿物,呈分散粒状或胶结物出现、两者均为海相标志,但相比之下形成海绿石 的水偏深、温度偏低。自生磷灰石和菱铁矿是海相标志,锰结核主要分布在深海和开放大洋底。?云母和拈 土矿物两者都是层状构造的硅酸盐,作为碎屑组分,它们在粒度分布上 是连续的。在湖泊沉积中常见 云母?在海盆中云母多沉积于斜坡之下更远的部位,在滨海相的粗砂岩中很少。黑云 母易风化,主要见于距母岩较近的砾石和杂砂岩中。砂岩中的粘土矿物主要包括高岭 石、水云母和蒙脱 石三种。若碎屑岩中含大量粘土,表明沉积过程中冲洗作用不充分,沉积物没有经过再改造作用。?朗? ? ? ?韶年纽欠叨阻长哩常图?碎屑岩中颗 粒大小与碎屑成分 的相互 关系?据? ?等,?十?,? ?又?丈冷叼?、?一之?咨、? ?口四? ?回曰,曰?目。国?回?目?回了回。目图。国认为水云母和蒙脱石更具有海相 的标志,而高岭石 则更多指示陆相环境,特别是河流 沉积。三、碎屑颗粒结构碎屑岩的沉积结构就是颗粒结构,它指颗粒的粒度、圆度、球度、表面特征及其定向产状等。与测井响应较为密切的是粒度参数。在母岩情况?即原始碎屑结构?已知或一定的条件下,碎屑沉积岩的顺粒大小与分布是 沉积介质平均动力能量?速度?和作用讨间 的标志。显然,沉积介质的能量越高,沉积颗粒越粗,沉积介质对沉积物作用时间越长,颗粒
