划分层序的方法及技术手段综述论文_张歌

划分层序的方法及技术手段综述论文_张歌

长安大学地球科学与资源学院 陕西西安 710054

摘要:层序地层学作为区域和局部范围的地层比较工具,在地层划分对比、沉积相及沉积环境研究、古地貌恢复、油气藏研究等领域起着极其重要的作用。随着科学技术的发展,划分地层层序已经从最初的通过岩石岩性划分发展到岩石岩性与地震、测井资料相结合进行划分。并随着同位素、TOC等地球化学研究方法的融入,地层层序的划分方法及手段也变得更为多样。

关键词:地层层序、方法、岩性、测井、地震

引言

层序地层学自1987年由Vail等提出以来,已为大多数地质学家所接受,并在地层划分对比、沉积相及沉积环境研究、古地貌恢复、油气藏研究中发挥了重要作用。最初,地层层序的划分主要通过岩性岩相的方法,即通过野外露头的观察来进行层序划分。随着Cross等人建立了以基准面旋回为基础的高分辨率层序地层学理论体系,测井及地震资料在划分地层层序中起着越来越重要的作用。近年来,伴随着页岩油、页岩气的开发,深水细粒沉积物层序的划分逐渐成为层序划分的难点和热点。在进行地层划分时,要根据当地实际的地质情况,往往选择多种方法相结合来划分地层层序。

1.通过岩性岩相进行地层划分

1.1常规体系域地层层序划分

传统的海相地层及湖泊相地层常采用“常规”的体系域划分格架,即三分体系域(低位体系域+海侵体系域+高位体系域)。其层序界面往往为不整合面或与之相对应的整合面,最大海泛面(凝缩段)为一套泥岩沉积。低位体系域可容纳空间降低,表现为砂岩增厚、泥岩减薄的“进积型”沉积趋势;海侵体系域可容纳空间升高,表现为泥岩增厚、砂岩减薄的“退积型”沉积趋势;而高位体系域砂泥岩厚度从相对稳定向砂岩增厚、泥岩减薄过渡,为一种“加积-进积型”沉积趋势。

1.2非常规体系域地层层序划分

非常规体系域主要应用于河流相的划分。非常规体系域将河流相地层两分,即低可容纳空间体系域和高可容纳空间体系域。低可容纳空间体系域沉积一套粗粒、聚集在河道中的沉积物,沉积序列向上变粗,呈现一种“进积型”沉积趋势;高可容纳空间体系域沉积一套细粒、泛滥在平原上的沉积物,沉积序列向上变细,呈现一种“加积型”沉积趋势[1]。

1.3深水沉积地层层序的划分

深水沉积主要为一套厚层的泥岩,通过岩性岩相难以直接划分,但在个别存在钙质泥岩的地区也可以通过岩性方法划分层序。在纯泥岩和钙质泥岩互层或夹层的沉积地层中, 借助纯泥岩→钙质泥岩组成的沉积旋回(钙质泥岩位于旋回的顶部)划分层序。

2.通过测井资料进行地层划分

测井数据中蕴含着大量的地质信息,具有较高的分辨率,能较好的记录地质事件中有周期性变化的沉积构造运动,是普遍性和连续性最好的地质数据之一。在测井数据中,不同的测井曲线所表达的地质信息有所不同。利用测井语言能够反应出不同地层的旋回以及沉积特征[2]。常用的测井曲线主要有声波时差(AC)、自然伽马(GR)、自然电位(SP)、电阻率(R)。

2.1层序界面的识别

层序界面的定性识别主要有声波时差测井法、地层倾角测井法、声波时差曲线和电阻率曲线叠合法、成像测井资料在层序地层截面识别中的应用四种[3]。

2.2层序划分

2.2.1自然电位

对比较纯的砂泥岩剖面,我们可以直观的认为从砂岩到泥岩的变化曲线是线性的。在泥岩处,SP曲线是平直线。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在砂岩处,存在着负异常,即Rmf>Rw[5]。

2.2.2自然伽马

在砂泥岩剖面,纯砂岩GR最低,粘土最高,泥质砂岩较低,泥质粉砂岩和砂质泥岩较高。即自然伽马随泥质含量增加而升高。

2.2.3电阻率

在砂泥岩剖面,砂岩电阻率高,泥岩电阻率低,因而可以通过电阻率曲线的变化来判断岩性,进而进行层序划分。

3.通过地震资料进行地层划分

1.对地震反射的终止进行识别,将其视为框架顶底的界面;

2.运用顶底界面重新处理原始性地震数据;

3.在新型地震相关数据体的基础上,开展多属性地震相的分析工作,并且划相能从纵向和横向同时进行,得到了地震相体;

4.应用地震相对地震层序进行识别与解释,同井标定相结合,得到沉积层序,能够预测出储层物源、沉积的环境、空间的展布、岩性物性的纵横变化的相关结果[4]。

4.通过地球化学数据进行地层划分

4.1U、Th元素的应用

在划分体系域时,我们根据Th、U元素在氧化、还原条件下富集程度的不同,即根据Th/U的值来划分体系域。在氧化条件下Th/U比值高,反之在还原环境中比值较低[5-7]。通常情况下,还原环境代表深水沉积,而氧化环境代表浅水沉积。因此在低位体系域Th/U值逐渐增大到最大值,在海侵体系域Th/U值逐渐降低到最小值。

4.2TOC的应用

在厌氧条件下,TOC值与相对海(湖)平面呈正比。因此,最大海(湖)泛面的TOC值最高。在低位体系域,TOC值逐渐降低至最小值;在海侵体系域,TOC值逐渐增大到最大值[7]。

5.其他划分方法

5.1利用黄铁矿化程度划分层序

DOP(Degree of Pyritization)是指黄铁矿化程度,是目前判别古海洋氧化还原环境最有效的指标之一。当DOP<0.45代表富氧环境,0.45<DOP<0.75代表次富氧或受限环境,DOP>0.75代表贫氧和缺氧环境[7]。

5.2利用古生物划分层序

利用古生物确定层序边界的依据为:(1)有孔虫丰度特别是浮游有孔虫的丰度低;(2)出现近岸型微体生物化石组合。确定最大海泛面的依据为:(1)有孔虫丰度、浮游有孔虫丰度高;(2)出现深水型(或远洋型)微体古生物化石组合[8-9]。

6结语

(1)目前层序的划分主要以岩性岩相与井震资料为基础,辅以生物地层学、分子地层学、地球化学资料以及个别特征矿物对其进行完善。

(2)不同的技术方法均存在各自的不足之处。因此,在实际工作中,应结合工作区的实际情况选择最为适合的一种或多种手段进行层序的划分。

参考文献:

[1]章轩玮.从常规体系域到非常规体系域——河流相层序地层学研究的一个重要进展[J].海相油气地质,2013,18(1):39-46.

[2]柳慧敏,李立尧,柳琳琳.基于测井数据的层序地层划分方法综述.工业技术,2016(21):143.

[3]赵健.测井资料在层序研究中应用探析.勘探开发.2018(4):180.

[4]隋俊杰,阎建国,朱强.层序地层格架下的地震相分析技术及其应用[J].物探与化探,2012,02:228-233.

[5]余烨,张昌民,李少华,等.元素地球化学在层序识别中的应用[J].煤炭学报,2014,39(S1):204-211.

[6]吴靖,姜在兴,王欣.湖相细粒沉积岩三—四级层序地层划分方法与特征——以渤海湾盆地东营凹陷古近系沙四上亚段为例[J].天然气地球科学,2018,29(2):199-209.

[7]林治家,陈多福,刘芊.海相沉积氧化还原环境的地球化学识别指标[J].矿物岩石地球化学通报,2008,27(1):72-80.

[8]何卫军,张建新,左倩媚,等.微体古生物在高精度层序地层及古环境研究中的应用——以莺—琼盆地为例[J].地层学杂志,2013,37(4):410-415.

[9]李杰.古生物在松辽盆地北部姚家组一段层序地层研究中的应用[J].西部探矿工程,2014,5:75-78.

论文作者:张歌

论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期

论文发表时间:2019/5/19

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