层序地层学-第7章 高分辩层序地层学-中国地质大学(北京)
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学号:2006130035姓名:陈龙成绩:基准面和可容空间基本知识体系及自己的看法高分辨率层序地层学理论的核心内容是: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和相分异作用,导致沉积物的保存程度、地层堆积样式、相序、相类型及岩石结构和组合类型发生变化[1]。
基准面是高分辨率层序地层学研究的核心,可容空间是与基准面密切关联的概念,本文总结出了基准面及可容空间的基本知识体系,同时就基准面和可容空间也提出了自己的观点。
1.基准面和可容空间基准面和可容空间都是高分辨率层序地层学中极其重要的概念。
特别是基准面这个概念,是高分辨率层序地层学研究的直接对象,最终在实际应用中我们也是要划分出层序的上升和下降旋回。
而可容空间却是和基准面直接关联的概念。
T.A.Cross(1994)引用并发展了Wheeler(1964)提出的基准面概念,分析了基准面旋回与成因层序形成的过程-响应原理。
基准面(Baselevel)并非海平面,也不是一个相当于海平面向陆延伸的水平面,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发生变化的[2]。
可容空间是指位于基准面之下的、沉积物表面与基准面之间可供潜在沉积物充填的全部空间[1]。
可容空间包括早期未被充填遗留下来的老空间和新增可容空间。
可容空间又称可容纳空间、容纳空间、容存空间,它是与基准面相伴存在的一个客观事物。
新增可容空间是指在沉积物沉积的同时新形成的可供沉积物充填的空间[7]。
可容空间是与基准面相伴随而存在着的,可容空间的增加与减少直接受控于基准面的升降和基底构造沉降。
学号:2006130035姓名:陈龙成绩:图2.基准面与可容空间示意图2.为什么提出基准面这个概念我们知道影响层序地层发育的影响因素主要有:海平面、构造沉降、沉积负荷补偿、沉积物补给、气候、沉积地形等因素。
文章编号:1009-3850(2002)04-0102-05高分辨率层序地层学在油田上的应用郝素凤,马立祥(中国地质大学,湖北武汉 430074)收稿日期:2002-03-04摘要:高分辨率层序地层学以全新的思路系统地提出了诸多层序地层学的新概念、新方法、新模式。
运用该理论体系能增加层序地层分析的分辨率,从而可更有效地提高储层描述和储层模拟的合理性,将地质解释、测井解释和地震解释技术有机地结合在一起。
凭借比以前更高精度的高分辨率层序地层学,是对油田进行系统储层评价和预测的一种有效途径,也是未来储层研究发展的一种趋势。
本文就该理论在油田应用方面提出一些看法,阐述了高分辨率层序地层学在油田上的实际应用及目前存在的一些问题。
关 键 词:高分辨率层序地层学;地震地层学;储层预测中图分类号:TE539.2文献标识码:A1 高分辨率层序地层学的发展近20多年来,层序地层学得到了很大的发展,人们广泛将此应用于露头和岩心,并运用古生物、测井、地震等资料,对地层进行划分、对比和综合解释。
1948年,北美地质学会年会的沉积相和地质历史研讨会上,Sloss 提出了地层层序(stratigraphic sequence)的说法,并于第二年与他人共同发表了关于这方面的文章。
1963年,Sloss 发表文章)))/北美克拉通内的层序0,再次强调了层序的含义。
很明显,Sloss 将/层序0定义为:以不整合为界的岩石地层单元,是构造旋回的岩石记录。
在Vail 等(1977)的5AAPG Memoir 266出版前,Sloss 的成果分享者甚少,几乎没有文献论及/层序0(sequence)。
Vail 工作组运用地震资料的地层学解释技术发展了Sloss 以不整合限制的层序,而且Vail 把层序的形成看成是对全球海平面变化的响应。
70年代中期到80年代中期是地震地层学蓬勃发展的年代。
地震地层学的发展为层序地层学打下了坚实了理论和方法基础。
层序地层学层序地层学:是根据露头、钻井、测井和地震资料,结合有关沉积环境和岩相古地理解释,对地层层序格架进行地质综和解释的地层学分支。
层序:是一套相对整一的、成因上存在联系的、顶底以不整合面或与之相对应的整合面为界的地层单元。
准层序:是以一个海泛面或与之相对应的面为界、有成因上有联系的层或层组构成的相对整合序列。
准层序组:是指由成因相关的一套准层序构成的、具特征堆砌样式的一种地层序列,其边界为一个重要的海泛面和与之可对比的面,有时它可以和层序边界一致。
不整合:是一个将新老地层分开的界面,沿着这个界面有证据表明存在指示重大沉积间断的陆上侵消截或陆上暴露现象。
缓慢沉积段(凝缩层):指沉积速率很慢(1—10mm/1000a)、厚度很薄、富含有机质、缺乏陆源物质的半深海和深海沉积物,是在海平面相对上升到最大、海侵最大时期在陆棚、陆坡和盆地平原地区沉积形成的。
体系域:指一系列同期沉积体系的集合体。
沉积体系:指具有成因联系的、相的三维空间。
海泛面:是一个新老底层的分界面。
他们常常是平整的,仅有米级的地形起伏,但穿过这个界面会有证据表明水深的突然增加。
可容空间:指供沉积物潜在堆积的空间。
相对海平面:指海平面与局部基准面之间的测量值。
准层序:是一层序地层分析中最基本的沉寂单元,是一个一海泛面或与之相对应的面为界的、成因上有联系的层或层组构成的相对整合序列。
准层序的边界:是一个海泛面及与之相关的界面。
大多数准层序边界海泛面均存在着深水沉积与浅水沉积的一个截然界面。
准层序沉积特征:是一个向上沉积水体不断变浅的序列,层厚向上增大,生物扰动向上减少,沉积相向上指示水深变浅,三维空间上表现简单的冲刷和变粗的趋势。
准层序形成环境:一个完整准层序的形成是与海平面相对升降变化密切相关的。
在准层序形成的第一阶段,沉积物的沉积速率大与海平面相对上升速率或海平面处于相对下降阶段。
此时沉积物不断向前推进,较浅水沉积相上覆在相对较深水沉积上,形成自下而上沉积水体由深变浅的准层序沉积序列。
层序地层学层序地层学是地层学的一个分支,是根据地震、钻井和露头资料进行地层分布型式、沉积环境和岩相综合解释的一门科学。
人们发现,在同一时期的、情况各异的许多沉积盆地内发育着的地层形式,说明存在着一种有效的全球控制因素,这种因素即是全球海平面变化。
P.R.Vail等(1977)曾提出了这样一种观点:大多数地表地质学家普遍见到的旋回性沉积作用基本上或完全受全球范围的海平面升降变化的控制。
层序地层学的产生起源于Mac Jeryey在70年代后期的研究成果,他在数学上模拟和定量表示了产生全球旋回曲线的海平面、构造沉降和物源供给之间的相互关系。
这项工作显示出层序地层学以统一思想对地层学和盆地演化进行研究所产生的巨大潜力。
然而,层序地层学成为独立的学科形成于80年代后期,是由P.R.Vail、J.B.Samgree和J.C.Van Wagoner等学者提出并完善的。
P.R.Vail等(1987)提出的层序地层学概念及其有关沉积模式,是以海洋环境为背景,针对被动大陆边缘提出的。
层序地层学的核心部分是研究全球海平面升降变化对沉积作用的控制。
包括对大陆边缘碎屑沉积作用的控制和对大陆边缘碳酸盐沉积作用的控制。
层序及其内部组成部分体系域是全球海平面升降、地壳沉降以及沉积物供给之间相互作用的产物。
全球海平面升降和构造沉降共同作用的结果,引起海平面的相对变化。
在全球海平面升降的控制下,海平面的相对变化速度是碎屑沉积地层型式和岩相分布的主要控制因素;在长期构造运动的背景下,海平面的相对变化控制碳酸盐沉积地层型式和岩相分布。
根据上述这些相互作用可以建立沉积模式,用以检验人们的认识,预测沉积地层关系和岩相,进行全球不同地域、不同时代地层间的对比。
因此,层序地层学是从四维时空上来认识沉积记录,并将其和全球海平面的周期性变化联系起来,认为沉积记录是全球海平面变化与地壳沉降和沉积物供给的函数,从而增强了全球不同地域、不同时代地层间的可对比性和沉积相的可预测性,将沉积学和地层学推向了一个新的阶段。
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。
断陷湖盆碳酸盐岩储层预测研究宋立才1,2,高晓鹏3,邓宏文4,冯卉 2(1中国地质科学院页岩油气调查评价重点实验室,北京 100081;2 中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081;3 中石化石油勘探开发研究院,北京 100083;4 中国地质大学,北京 100083)摘要:为更准确地对断陷湖盆碳酸盐岩这类特殊储层进行预测,在沾化凹陷西部探索性地采用高分辨率层序地层学方法,以湖泛面为界面把沙四上亚段划分为3个四级层序。
四级层序在垂向上的高度不对称性和平面上的分带性控制着储层的分布:在垂向上,随基准面下降储层物性变好;在平面上,储层整体呈近平行于边界断层带状分布,陡坡带台地亚相发育好储层,凹陷中央浅滩亚相发育较好储层,陡坡带局限台地亚相和缓坡带混合坪亚相发育差储层。
关键词:储层地质;控制作用;高分辨率层序地层学;沙四上亚段;湖泛面中图分类号:TE122.2 文献标识码:A引言世界油气探明可采储量中一半以上分布在碳酸盐岩油气藏中[1],其中绝大部分是海相碳酸盐岩油气藏,后来在美国犹他盆地和中国渤海湾盆地等地区发现了湖相碳酸盐岩油气藏[2],如,渤海湾盆地济阳坳陷在2007年探明湖相碳酸盐岩油气储量达7200×104t[3-4]。
这些发现促进了湖相碳酸盐岩研究,层序地层学方法也得到了初步应用[5-6];在惠民凹陷、沾化凹陷和四川盆地湖相碳酸盐岩研究中,VAIL层序地层学方法均得到了应用[8-9]。
但是,与海相碳酸盐岩相比,湖相碳酸盐岩因沉积环境更加不稳定,分布范围更小,单层厚度薄、厚度多变,仍是国内外沉积学领域的薄弱环节。
沾化凹陷西部地区沙四上亚段在油田开发早期曾钻出多口高产湖相碳酸盐岩储层油井,但是产量下滑很快;由于埋藏较深,厚度较薄,储层预测难度很大,随后的钻探成功率均很低[10]。
高分辨率层序地层学自1995年引入我国以来,极大地提高了碎屑岩储层分布预测的准确性[11-12];受此启发,应用高分辨率层序地层学对沾化凹陷西部沙四上亚段湖相碳酸盐岩研究发现,在高分辨率层序地层格架下,湖相碳酸盐岩储层发育也具有明显的规律性。
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。