测井资料在层序地层学研究中的应用.pdf

学 术 研 讨 l 工 ．科 技 2 0 0 8 年第6 期 淞 测井资料在层序地层学研究 中的应用 Ndong a m i L． Hi ns a i 中国地质大学石油系 摘要测井 资料 具有很 高的纵 向分辨率 ，是层序地 层学研 究不可缺 少的一种 资料 本文基 于大港油田板桥 凹陷的某项 目，对准 层序组 、体系域 中测井 曲线所 反应 出的特征 进行 了归纳总结 ，并对测 井曲线在层序界面识别工作 中所起 的作 用进行 了分析 关键词测井资料层序地层 学体 系域层序 界面板桥凹 陷 层 序地 层学 自2 0 世纪8 1 年代中期引入我国后 ，对 于这 门学科的研 究得到了很快的发展 层序地层学的理论进入我国并很快引起广大地 质工作者的极大兴趣和热情。 目前，层序地层的研究主要采用地震 ． 测井、钻井和露头等资料 进行综合研究。这些技术方法在研究工作中起了重要的作用。其中测 井资料反映了地下沉积地层旋回变化的丰富信息，可以用于层序地层 划分的测井定量i 平 价研究。用测井资料划分层序，不仅具有较高的纵 向分辨率，而且可使地层的纵向划分和横向对比定量化。 1 应用测井资料划分 的可 靠性 由层序地层学原理可知，地层具有旋回性“ ’ ，地层的旋回性是地 层岩石组合规律的变化特点的反映，岩石组合规律的变化特点必然在 测井曲线上有所反映，而这种旋回性在测井资料上表现为粒度和岩性 的韵律性 ，所 以层序 内部砂泥岩的变化也可作 为划分层序的依据 。利 用测井曲线进行旋回性研究主要是对测井曲线形态组合规律进行研 究；而且测井曲线的突变往往反映了层序地层的更迭，以测井曲线为 基础提取出的各种参数也是测井曲线某种特征的反映，即可以对应一 定的地质和沉积特性 ，测井曲线具有较高的纵向分辨率，可以划分出 大多数地层单元，如层序 、准层序组、准层序、层组等。 2准层序 组和体 系域 特征 2 ． 1 准层序组识别特征 准层序是层序地层分析中最基本的沉积单元。一个准层序是以洪 泛面和与之可以对比的面为界划分的在成因上有联系的、相对整一的 一 套岩层或岩层组。准层序的基本特点是沉积环境的水深向上变浅， 它是在两次小的水泛之问的沉积 。准层序界面为洪泛面，是水深急 剧增长并超过沉积速 率所 致 。 准层序组是具有特征堆砌样式的一种地层序列出成因相关的一套 准层序所构成，其边界为一个重要的洪泛面和与之可对比的面，有时 它与层序边界一致。在测井曲线及岩性剖面上准层序界面具有如下特 点” 岩层厚度突变 、岩性突变；测井曲线值突然改变。 根据准层序的垂向组合关系 叠置样式 ，可将准层序组划分为 进积、加积和退积三种类型。 进积式准层序组总体构成一个向上水替变浅的准层序堆砌样式。 该沉积序列常响应与自然电位曲线的厚层高副复合箱形、漏斗特征。 退积式准层序组总体构成一个向上水替变深的准层序堆砌样式。 在自然电位曲线上，每个准层序对应于箱形一 漏斗特征或漏斗形 。向 上泥岩基线所占比重越来越大。 加积式准层序组是在沉积物沉积速率基本等于可容纳空间增长速 率的情况下形成的， 所以相邻的准层序之间没有明显的沉积岩相侧向 移动。准层序内部的砂泥岩、粒度等没明显变化 ，每个准层序的自然 电位曲线有很好的相似性。 2 ．2 体 系域识 别特征 体系域是一个连续的同期沉积体系的组合 。测井层序的划分基 础是对准层序组的识另 Ⅱ 和体系域的分析。 低水位体系域发育于可容纳空间的快速大幅度减小至快速增大之 前。在自然伽马和 自然电位测井曲线上，盆底扇呈光滑柱形显示 ， 上、下界面处测井曲线发生突变；斜坡扇呈齿状双卵形显示，上部具 有向上变细的钟形特征 ；前积复合体呈齿状漏．王 卜 形显示。在地层倾角 测井矢量图上，低水位体系域一般以乱模式为特征 ，晚期可能出现绿 模式或红模式，反映出快速堆积的沉积环境。低水位体系域的顶界是 首次洪泛面，底界是层序的底界面” ’ 。 水进体 系域 发育 于可容 纳空间 增大 至最 大增长速 率之 间的时间 段。随着可容纳空间的不断增大，盆地内的沉积物供应逐渐减少 ， 沉 积物几乎全部被保存在不断上超的岸线附近 ，准层序以退积型式叠 加。在 自然伽马和 自然电位测井曲线上，水进体系域呈齿状钟形显 示。在地层倾角测井矢量图上 ，一般以红模式显示 ， 反映向上变细的 沉积环境，水进体系域的顶界是最大洪泛面。 高水位体系域发育于可容纳空间增长速率最大至增长停止或开始 减小之问的时间段 随着可容纳空间增长速率的减小，准层序组将出 退积型式转变为前积型式 ， 沉积物不断向盆地前积。在 自 然伽马和自 然 电位测井曲线上，高水位体系域呈齿状柱形 、齿状漏斗形显示 。 在地层倾角测井矢量图上，般以绿 、蓝模式显示，反映向上变粗的 沉积环境，高水位体系域的顶界是层序界面。 研究区为大港油田板桥凹陷位于黄骅坳陷中北部，为黄骅坳陷伸 展一裂陷阶段形成的半地堑箕状断陷，它具有断裂深、 沉降幅度大 、 沉积厚的特点。以沙三段为主体的广泛分布的湖盆沉积 ， 发育多套油 气生储盖组合。沙三段沉积于断陷湖盆扩张深陷期，北部和西部的不 同物源区控制了不同沉积体系的发育，主要形成了扇三角洲一深水浊 积扇一深湖沉积体系和近岸水下扇一深湖沉积体系。 沙二段层序，主要以低位体系域和高位体系域为主，湖进体系域 地层相对很薄 ， l 中的s P 左 曲线和R t 右 曲线较具代表性。 由于湖进体系t ff d t 层薄，测井曲线主要以漏斗型一箱形为主。 ●B I K 重 l 鼻2 重 露 I I 瞄● 图1 大港油田板桥 凹陷过港8 2 塘4 一板 深8 2 一板 深8 8 1 一板2 8 等井的层序格架剖面 3层序界面识别 划分层序地层的关键在于不同级别层序界面的识别。不同的层序 界面岩性和沉积特征差异较大 ．反映到测井曲线上可表现为不同的幅 度和频率 尺度 特征。测井曲线的幅度和趋势变化在一定程度上反 映了沉1P ,t ax 境的变化，沉1 P , t a x 境的变化是层序界面形成的重要因素。 层序界面和最大 湖泛面是层序地层学研 究中两个重要的界面，是 进行盆地级区域性层序地层等时性对比的关键界面。层序界面对应于 侵蚀不整合面或无沉积问断面及其与之相对应的整合面，最大湖泛面 是划分湖侵域和高位域的界面 ’ 。 3 ． I 层序界 面的 一般识 别特征 层序界面特征一般比较复杂，在不同的沉积部位表现出不同的特 征．并可以用不同的标志加以识别。层序界面在测井上有明显的反 映，起反映的类型和样式概括起来主要有以下3 种 1 由层序地层学原理可知，层序地层具有旋回性 ’ ，而这种旋 回性在测井资料上表现为粒度和岩性的韵律性，所以层序内部砂泥岩 的变化也可作为划分层序的依据。而且测井曲线的突变往往反映了层 序地层的更迭。层序界面位于溯井曲线基值发生明显转变的转折点 上。当层序界面为不整合面或较大沉积断面时，界面上下地层岩相和 维普资讯 南扭科 技 2 0 0 8 年第6 期 学 术 研 讨 压实作用的差异性较大 ，凶此其测井曲线的基值就会发生明显的改 变。 2 层序界面位于反映J J u 积或退秘的正旋回和反映进积的反旋 回 自然电位曲线之问 ，这是高位体系域发育进 积型沉 积型沉 积体系的 测井响应特 征 ，如图2 所 示。 { i． 蓄 } } 中 丰 亨 f I； ． i} ， ； 王 } { ； I ●l● ● f ●●●E 3叠 一 粤 粤．黑 黑 铴{ 图2 板桥凹陷及周缘钱1 S QE S , t 层序地层和沉积体 系分析柱状 图 3当层 序界面位于河流 下切 作用而形成 的下切 河道 或低 位扇 体砂底部时，其在测井曲线上 ，则表现为层序界面位于加积的 “ 箱 状”或退积的正旋回 “ 钟形”自然电位曲线底部。见图3 ，沙二段底 部低位域的沉积相是分流河道，测井响应特征是呈 “ 钟形”，其底部 就是沙二段的层序界面。 l 詈 l烹 黑 禺冒 ．曼 。 篇 箕嚣 图3 板桥凹陷及周缘B 7 2 井S QE S 、S QE S 层序地层和沉积体系分析柱状图 3 ． 2 声波时差测井资料的识别 声波时差是对沉积地层的岩性、物性 、 孔隙和裂缝中的流体性质 等凶素的综合响应。Ma g a r a K 1 9 7 6 年 总结前人的研究成果，提出 泥页岩在正常的压实情况下声波时差的对数与埋深存在线性关系。沉 积地层中的不整合在声波时差测井上具有响应异常 ，此处所说的不 整合是指岩石地层在沉积上缺少连续性的特征，不整合面对应于层序 地层中的层序界面。不整合的形成将导致某些因素出现异常 ，从而使 沉积地层的声波时差偏离正常趋势线，这是进行不整合或层序边界识 别的理沦基础。在地层垂r u j 剖面中，当这些因素发生异常时，声波时 差也随之发生变化，特别是当上述I 素变化不是按正常趋势变化时， 声波时差随深度变化的趋势将出现异常。岩性对声波时差的影响明 显 ．在分析研究过程 中，为了消除岩性的影响 ，在同一口井中选择 同 一 岩性作为研究对象，一般选用泥页岩。对于泥岩，随深度增加．声 波时差减小，可以利用泥岩趋势线的变化特征方法来帮助分析沉积间 断的存在。 3 ． 3 声波时差曲线和电阻率曲线叠合法 最大湖泛面是湖侵域和高水位域的分界面．且在界面上下形成了 特殊的生油岩密集段 简称C S 段 或缓慢沉积段 。在单一层序地层 f 接l 4 页 平脱并未消亡，而是以新面目呈现在人们的面前。时至今 日，人们通过考古发掘和传世遗物以及当代此类器物的制作，仍然能 够感受它独具特色的艺术魅力。 参考文献 【 1 】 唐 段 成 式酉阳 杂俎 卷一 【2 J唐 姚汝能． 安禄山事迹 卷上 【 3 】 李书谏在浅谈 三门峡唐代特殊工艺镜 ． 中原文物， 1 9 9 9 ， 3 剖面中， T O C 的峰值与最大海 湖 泛面对应，且C S 段多为T O C 高 值段，层序界面常对应于T O C 的低谷 因此，声波时差曲线和电阻率 曲线叠合图上的幅度差 A l g R 与层序界面和c s 段问存在良好的对 应关系。A l g R 方法适用于沉积盆地内的正常沉积地层 。 。一个层序内 的沉积地层与水体深度关系密切，水深在垂向上存在明显的深浅变 化，这种变化一般将影响沉积地层中的T O c 值。而陆上沉积或于盐湖 沉积与水体深度无关，沉积地层中的有机质含量很低，因此， A l g R 方 法在此类地层中基本 不适 用。 3 ． 4 地层倾 角测并法 地层倾角矢量图能识别出大的不整合面，但常规蝌蚪图较分散， 也存在多解性； 累计地层倾角图，即使不整合面上下地层倾角相差很 小，也能_珥 j 它来识别不整合面。对于一组地层倾角，把测量结果按由 浅到深进行排列，对每一测点结果给定一个编号，最浅的编号为l ， 向下依次增加 在交会图上，纵轴为测点编号，横轴为累计倾角值 ， 解释的重点在累计倾角图上的转折 ，通常转折对应层序界面。累计 倾角图对于识别层序边界非常有效。累积地层倾角法主要适用于沉积 时具有较好地层产状的正常的沉积地层理论上该方法主要识别角度不 整合面， 但在断陷湖盆边缘地区，平行不整合上下地层产状存在轻微 的差异， 也可以运用该方法进行界面识别 3 ． 5 成像测 井资料在层序地层界面识别 中的应用 目前 ，在地质应用方面 ，声电成像测井资料 可以识别不整合。不 整合的 主要特征之 一是 在一个 不谐和 面的上下地层 产状 及岩性 的突 变，相应的测井资料有一定的响应特征。在成像图上观察岩石结构的 变化，有时可判定到不整合面 。不整合面之上的岩石结构具有砾状 结构，不整合面之下从砾状构造逐步变为块状构造，成像一般从暗色 逐渐变为亮色。在成像测井处理图上识别短期基准面旋回的标志主要 有层理类型 、粒序变化、旋回性分析 、岩性突变、地层界面接触关 系、不整合面等。 4结语 做层序地层研究工作，仅仅靠测井资料是不够的。利用测井资料 确定层序和地层对比，必须用地震资料加以约束。 利用测井资料识 别层序地层界面是层序地层研究中的一种辅助研究方法和手段， 在研 究区初期使用时 。需要结合地震 、岩心等 资料进行综合分析。在掌握 了研究区内层序地层界面在测井资料上的基本响应特征后，才可单独 使用。只有这样，利用测井资料进行层序地层单元及其界面划分和识 别才能得到正确结果，才能建立起合理的层序地层格柴。 参考文献 【 1 】 汪彦，彭军，游李伟等 ． 中国高分辨率层序地层学的研究现状Ⅱ 】 天然气地球科学．2 8 5 ，1 6 33 5 2 3 5 8 【 2 】 王贵文，邓清平，唐为清 ． 测井曲线谱分析方法及在沉积旋回研 究中的应用叨 石油勘探与开发。2 0 { 2 ，2 9 1 9 3 9 5 【 3 】威 尔格斯c k 编．徐怀大．魏魁 生，洪卫东等译层序地层学原理 海平面变化综合分析 【 M】 ． 北京石油工业 出版社，1 9 9 4 【 4 】 张占松测 井资料识别层序的方法及问题讨论 ． 石 油勘探 与开 发 ，2 0 0 0 ，2 7 [ 5 】 1 1 91 2 0 【 5 】 李 霞，范宜仁．邓 少贵，房文静 利用测井资料研究层序的方 法述 评 ，2 0{ 6 ，3 0 [ 5 】 4 1 2 4 1 3 【 6 J操应长．姜在兴，夏斌等 ． 利用测井资料识别层序地层界面的几 种方法 石油大学学报，2 0 0 3 ，2 7 [ 2 1 2 5 ～2 6 作者简 介Nd o n g a n i L H i n i 1 9 7 8 一。来 自中非共和国．现就读 于中国地质大学 武汉 研究生院，学习石油地质专业。 收稿 日期 2 0 0 8 0 3 2 8 【 4 J 王世襄 ． 髹饰录解说 ． 文物 出版社。1 9 8 3 年3 月第1 版；沈福文 ． 漆 器工艺技术资料简要 ． 文物参考资料，1 9 5 7 。7 『 5 1 新 唐书 肃 宗纪 『 6 1 旧唐书 代 宗纪 【 7 】 杨有润 ． 王建墓漆器的几片银饰件 文物。1 9 5 7 ，7 『 8 】陈晶 、 常州等地 出土五代漆器刍议 ． 文物。1 9 8 7 ，8 作者简介刘中伟 1 9 7 8 一，郑州大学历史学院秦汉考古2 ‘ w 5 级研 究 生。 收稿 日期 2 f lf 1 8 f 14 2 0 维普资讯