3储层等时地层格架与高分辨率层序地层学
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目录1 概述 (2)2 “高分辨率层序地层学”概念的剖析 (2)3 高分辨率层序地层学的基本原理 (2)3.1基准面变化原理 (3)3.2沉积物体积分配原理 (5)3.3相分异原理 (6)3.4物质守恒原理 (6)4 在油气勘探中的应用 (6)4.1 储层对比 (7)4.2 储层分布预测 (7)5 总结 (8)参考文献 (9)1 概述高分辨率层序地层学是由美国科罗拉多矿业学院Cross教授(1988)带领的研究组所提出,它以野外露头、钻井岩芯、测井和高分辨率地震反射剖面资料为基础,根据地层的过程响应沉积动力学原理,通过精细地层层序划分和对比技术将钻井的一维信息转变为三维地层叠置关系,从而建立区域、油田乃至油藏等不同规模层次的储层、隔(夹)层及烃源岩层的成因地层对比格架。
高分辨率层序地层学理论核心为:在基准面变化过程中,由于可容纳空间和沉积物供给量比值(A/S)的变化,在相同的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、相类型以及岩石结构和相组合类型发生变化。
基本理论包括基准面原理、体积划分原理、相分异原理和旋回等时对比法则。
其理论的关键点是基准面变化控制了层序地层的发育。
2 “高分辨率层序地层学”概念的剖析由于“层序地层学”概念诞生于前,“高分辨率层序地层学”概念诞生于后,在“层序地层学”概念先入为主的情况下,可能会有人认为“高分辨率层序地层学”一词的核心是“层序地层学”。
其实不然,只要深刻地理解了高分辨率层序地层学的理论方法体系构成,不难得出,它与经典的层序地层学是有质的差异的,二者之间无论是在概念、理论体系构成上,抑或是在方法体系构成上都有不同。
高分辨率层序地层学虽然借鉴了经典层序地层学的某些思想,但它不是对经典的层序地层学的一种简单升级,而是质的革新,具有一套完全独立于经典层序地层学的、不但适用于海相地层而且适用于陆相地层的理论方法体系,它摆脱了经典层序地层学关于海平面变化控制层序形成这一思想对陆相层序地层研究的束缚,通过对基准面旋回的不同层次性分析,实现不同级次的层序地层划分与对比,从而构建起高分辨率层序地层格架。
绪论层序一词(sequence),由Sloss在1949年第一次引入地质学中,认为它是“比群和超群更高一级的岩石地层学单位”,而没有现代层序地层学的概念.70年代初,北美、西欧一些国家,把地震地层学方法广泛应用于石油和天然气的勘探,取得了显著的经济效益,同时也积累了大量的地震资料和分析解释经验。
许多地质学家从中发现了许多在以往地面露头、岩芯和测井资料研究中忽视了的,或从未发现过的一些重要现象,认识到他们长期信守的某些基本地质概念需要加以修正。
美国石油地质学家协会(AAPG)于1975年以地震地层为中心召开年会,专门讨论这些问题并进行理论总结,随后,于1977年公开出版了由佩顿主编的‘地震地层学”。
层序地层学的主要奠基者P.R.Vail教授在这本书中,发表了他的两篇经典论文,对层序地层学中的众多基本概念、定义和关键性术语,首次作出了明确和系统的说明,因此,从P.R.Vail的两篇经典论文发表时期开始,意味着层序地层学的正式诞生。
80年代初期,以美国埃克森石油公司(EXXON) P.R.Vail为首的研究集体,在这一新的思想指导下进行了大量工作,发表了许多研究成果,同时利用层序地层、磁性地层、年代地层以及生物地层中所反映的海平面变化和同位素年龄等大量资料,编辑了全球中生代以来的年代地层和海平面旋回曲线图,厘定了不整合面与海平面变化的概念,并强调地震剖面、测井和地面露头的综合研究,是识别海平面变化的重要手段;1986年,第12届全球沉积学大会上正式公布的全球沉积学计划(GSGP)中指出,“长期以来,地质学家对地球历史中的韵律和特殊事件的发现和解释,具有浓厚的兴趣,近10年来,有几个方面的进展,已为从全球规模来考虑问题提供了一个新的超常的良机,其中最有希望的进展是层序地层学”;1988年9月,全球沉积地质委员会(GSGC)正式将层序地层学和全球海平面变化纳入GSGC研究计划中,层序地层学被推向“学科研究的前沿”,在1988年正式出版了由C.K.威尔格斯主编的《海平面变化综合分析》(1993年由徐怀大和魏魁生等人译为中译本,译名为“层序地层学原理”),之后在1989年又相继出版了桑格瑞和维尔等主编的《应用层序地层学》。
第一章高分辨率层序地层学的理论基础与海相盆地或大区域规模级的经典层序地层学分析不同,高分辨率层序地层分析以地表三维露头、钻井岩芯、测井和高分辨率地震反射剖面为主要研究对象,其中尤以钻井岩芯和测井剖面资料为最重要的研究基础。
通过各种资料的精细层序划分和对比技术,将钻井或露头,以及地震剖面中的一维或二维信息转换为三维地层关系的信息,从而建立区域、油田乃至区块或油藏级规模储层的等时成因地层对比骨架,大大提高储层、隔层及油层分布的预测和评价精度。
这一层序分析工作主要基于下述4个基本原理。
第一节基本原理一、地层基准面原理基准面是一个较古老的概念,Davis早在1902年就总结了关于基准面的不同定义,多达十几种。
目前在地质学中引用的基准面概念主要有3种:①地貌学上的平衡剖面或侵蚀基准面,即基准面是侵蚀作用的终极状态;②地理学上的临界面,即基准面是一个颗粒在其之上无法停留下来,而在其下则发生沉积与埋藏作用的界面(Sloss,1962),在实际应用中,人们常将沉积基准面看作是海洋环境中的海平面和陆地环境中的湖平面等具体物理面;③地层基准面(图1-1,Wheele,1964),在高分辨率层序地层学理论体系中,以T.A.Cross,教授为主的成因地层研究小组(1994)引用并发展了Wheele的基准面概念认为基准面既不是海平面(或湖平面),也不是相当海平面(或湖平面)向陆地延伸的一个水平面,而是一个相对于地球表面波状升降的、连续的、略向盆地方向下倾和呈抛物线状的抽象面(非物理面),其位置、运动方向及升降幅度不断随时间延续而变化(图1-1)。
基准面在升、降变化过程中具有向其幅度的最大值或最小值单向移动的趋势,由此构成一个完整的上升与下降基准面旋回,是一个受湖平面(或海平面)升降和构造沉降,沉积负荷补偿,沉积物补给和沉积地形条件等多种综合因素制约的地层基准面旋回,因此,地层基准面并非为简单的海平面(或湖平面),分析基准面旋回与成因层序形成的过程-响应原理,是理解地层层序成因并进行层序划分的主要依据。
1.论述层序地层学发展的主要学派,并阐述他们之间的关键不同点,着重从其形成机制、模式和研究方法论述。
1. 高分辨率层序地层学:是以Cross领导的科罗拉多矿业学院成因地层研究组为代表提出的,邓洪文教授首次将该理论体系在国内作了较为详细的介绍,随后引起了许多地质学家的重视,并逐步在实践中得到应用。
高分辨率层序地层学就是利用高分辨率地震剖面、测井、岩心和露头资料,通过对层序地层基准面的分析,运用精细的层序地层划分对比技术,建立高分辨率层序地层框架,由于时间分辨率的增加,地层预测的准确性大为提高,并能为油藏数值模拟提供可靠的岩石物理模型。
1.理论基础:高分辨率层序地层学理论的核心是:在基准面变化过程中,由于可容纳空间与沉积物通量比值(A/S)的变化,相同沉积体系域或相域中发生沉积物的重新分配作用,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。
这些变化是基准面旋回中所处的位置和可容纳空间的函数。
基本理论包括基准面原理、体积划分原理、相分异原理和旋回等时对比法则。
其理论的关键点是基准面变化控制了层序地层的发育。
1.1 高分辨率层序地层学基准面旋回简介:作为对一个基准面旋回变化过程中形成的沉积体进行研究的分支学科,高分辨率层序地层学研究的基本单元是成因层序,即以等时面为界的时间地层单元,研究的基本原理是地层基准面或平衡剖面理论。
地层基准面为一抽象的、动态的非物理界面它是海平面、古构造(区域、局部)、古气候、古物源及沉积物供给速率、古地理等多种影响因子的函数。
基准面位置运动轨迹及方向、波动振幅及频率随时间而变化,并能准确地、动态地反映空间及沉积过程。
基准面在变化中总具有向其幅度的最大值或最小值单向移动的趋势,构成一个完整的上升下降旋回。
一个基准面旋回是等时的,在一个基准面旋回变化过程中(可理解为时代域)保存下来的一套岩石为一个成因地层单元,即成因层序,它以时间面为界,因而为一个时间地层单元。
高分辨率层序地层学基本概要一、高分辨率层序地层学的基本原理高分辨率层序地层学是以地层基准面升降旋回为沉积的主控因素的成因地层学。
它以岩心、测井、露头和高分辨率地震反射剖面为基础,通过精细层序划分和对比技术,建立各种高级别的成因地层格架,对各种级别沉积体进行四维评价和预测,因而具有客观、动态、准确、精细等优点。
它包括以下四大基本原理:1.基准面变化原理高分辨率层序地层学认为层序的形成受控于基准面的上升、下降的旋回。
基准面不是一个实在的物理界面,而是一个相对于地表波状起伏的、连续的、略向盆地下倾的抽象面,它的位置、运动方向及升降幅度不断地随时间变化。
基准面可被看成一个势能面,它反映了地球表面与力求其平衡的地表过程间的不平衡程度,要达到平衡,地表要通过沉积或搬运作用改变其形态来向靠近基准面的方向运动。
地表和基准面之间可供沉积物沉积的空间构成可容纳空间,基准面相对于地表的运动使其发生变化,从而限定了沉积物堆积的最大潜在空间。
沉积物的供给速率和可容纳空间的变化相比,其变化相对较小,所以假定沉积物质供给速度不变,则可容纳空间的变化近似等于可容纳空间与沉积物供给量变化的比值。
可容纳空间随基准面的变化而不断变化,并产生沉积物保存、剥蚀、过路不留和非补偿四种地质作用。
基准面在变化中有总是向其幅度最大值或最小值单向移动的趋势,其变化构成一个个完整的上升与下降旋回,每个旋回称为基准面旋回。
基准面穿越地表摆动到地表之下再返回,称为基准面穿越旋回。
它的基准面下降半旋回会形成不整合面,而基准面完全在地表之下,或地表之下的摆动产生剥蚀作用,不会形成不整合面。
高级次的基准面旋回包含着低级次的旋回,相应地形成了不同级次的地层旋回。
地层旋回是在基准面旋回期间堆积在成因上相联系的沉积环境内并保存下来的所有沉积物。
基准面旋回所经历的全部时间由地层记录(岩石)和沉积间断面组成,伴随旋回的可容空间与沉积物供给量变化的比值变化,在地层旋回的沉积或岩石性质中表现出来,所以,在地层记录中识别不同级次的基准面旋回并进行地层对比是可以实现的。
储气库建设中三维地质建模的应用与探讨发布时间:2021-01-22T05:45:09.305Z 来源:《中国科技人才》2021年第2期作者:金橙橙[导读] 地下储气库是能源结构改变和天然气工业发展的产物,是能源战略储备和季节调峰的需要,在天然气存储和调峰中发挥不可替代的作用。
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关键字:三维地质建模;储气库;应用技术地下储气库作为天然气存储、调峰保供的主要工具,被国内外广泛使用。
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