《高分辨率层序地层学》基准面旋回的基本结构类型和沉积序列
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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》。
高分辨率层序地层学理论在准噶尔盆地勘探中的应用刘春慧;金振奎;张鑫;王铮;朱桂芳;伍虹霖【期刊名称】《沉积学报》【年(卷),期】2008(26)2【摘要】在准噶尔盆地吉木萨尔凹陷东斜坡开展高分辨率层序地层学研究,识别出三种准层序类型,对应三种短期基准面旋回:基准面上升型、基准面下降型、基准面下降半旋回和上升半旋回两部分构成的复合型准层序.两种中期基准面旋回:中期基准面下降旋回,由多个进积式的短期旋回组成;中期基准面上升旋回,地层堆叠样式则呈退积结构.研究区梧桐沟组可划分为5个准层序组(中期基准面旋回),自下而上依次为S1、S2、S3、S4、S5,基准面上升期形成S1、S2,基准面下降期形成S3、S4、S5.吉7井和吉17井梧桐沟组出油砂层属于不同的准层序组,成因不同,因而不是同一砂组.【总页数】8页(P249-256)【作者】刘春慧;金振奎;张鑫;王铮;朱桂芳;伍虹霖【作者单位】中国石油大学,北京,102249;中国石油大学,北京,102249;新疆油田公司勘探处,新疆克拉玛依,834000;新疆石油管理局井下作业公司研究所,新疆克拉玛依,834000;新疆油田公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依,834000;新疆油田公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依,834000【正文语种】中文【中图分类】P539.2【相关文献】1.高分辨率层序地层学在海坨子地区隐蔽油藏勘探中的应用 [J], 李世臻;王红亮2.三维地震勘探技术在准噶尔盆地油气勘探中的应用 [J], 陈志刚;王大万3.微生物油气检测技术在准噶尔盆地油气勘探中应用 [J], 丁力;郝纯;吴宇兵;梅海4.微生物地球化学勘探在准噶尔盆地车排子凸起石炭系中的应用 [J], 凌勋;姚茂敏;杨万祥;宋志华5.高分辨率层序地层学在油气滚动勘探中的应用——以八面河油田面36块沙四段为例 [J], 王春梅;同晓山因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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。
层序地层学复习资料层序地层学支撑学科体系:地震地层学生物地层学(与以岩性相似性为依据的岩性地层学无关)年代地层学沉积学层序地层学的贡献/为什么说层序地层学时地学史上的一次革命/层序地层学的重要作用:1、消除了年代地层学、岩石地层学、生物地层学命名混乱的现象;2、第一次提出了全球统一的成因地层划分方案;3、建立了地层分布模式;4、提高了对地层分布预测的能力;5、将地球科学的研究从定性推向定量。
层序地层学的发展阶段:概念萌芽阶段(1949-1977)——层序概念建立阶段Sloss、Krumbein和Dapples(1948)同时提出的地层层序概念标志为当今层序地层学的发展提供了概念基础孕育阶段(1977-1988)——地震地层学形成和发展阶段P.R.Vail(1977)等人编著的《地震地层学》为标志产生了一次重大的飞跃理论系统化阶段(1988年-现至)——层序地层学综合发展阶段以P.R.Vail(1988)等人编著的《海平面变化综合分析》以及Sangree,Wagoner和Mitchum等人的层序地层学文献的发表为标志。
给沉积学和地层学研究带来了革命性的飞跃三大层序学派:1、Exxon公司以P.Vail为代表的经典层序地层学派(被广泛应用)2、Galloway的成因层序地层学3、T.A.Cross的高分辨率层序地层学层序地层学的发展方向:提高精度是最主要的发展方向增加预测性是最重要的发展方向拓宽应用范围是潜在的发展方向陆相盆地与海相盆地层序地层学研究的差异性:盆地类别海相盆地湖相盆地控制因素全球海平面变化,盆地沉降,沉积速率,气候构造沉降,物源供给气候,古地形水动力条件海底火山等,波浪,潮汐,海流,风暴。
大陆水流,波浪,湖流沉积范围海岸带,陆架,陆坡,深海区冲积扇,河流沉积区,湖泊沉积区沉积层横向连续性横向延伸距离大,连续性好横向延伸距离较短,连续性差构造影响大范围影响,相对较弱频繁影响,相对较强层序厚度及变化层序厚度大,一般数十米至数百米,厚度较稳定层序厚度相对较小,一般为数十米至百余米,厚度变化较大沉积相变化沉积相连续,稳定,相变逐渐过度沉积相变化快,相的突变常见体系域特征海侵海退幅度大,体系域特征明显湖水进退频繁,幅度较小,体系域特征不明显预测难易程度相对较易相对更复杂,困难层序地层学的经典定义:“研究以侵蚀面或沉积间断面、或者与之可以对比的整合面为界的、重复的、成因上有联系的地层的年代地层框架内岩石间的关系。
第三章基准面旋回结构和叠加样式的沉积动力学分析第一节基准面旋回升降与沉积动力学的关系一、基准面旋回过程中的几个沉积动力学问题1.基准面旋回的动力学特征有关基准面及其相关的几个重要概念前已述及,这里所要强调的是基准面旋回过程中与沉积动力学相关的几个基本问题:①基准面并非是一个物理界面,而是一个相当河流平衡剖面的抽象势能面。
地表为了达到与基准面的平衡,要不断地通过沉积或侵蚀作用来改变其形态,并向靠近基准面的方向运动;②基准面在其升降变化过程中,总是向其幅度最大值或最小值单方向移动,并由上升和下降两个半旋回构成一个完整的基准面旋回;③基准面的升降可发生在地表之上,或地表之下,也可从地表之下穿越到地表之上后再摆动到地表之下。
当基准面上升并穿越到地表之上时,可容纳空间加大,以沉积作用为主,而下降时可容纳空间减小,沉积作用仅延续到基准面下降至与地表重合的位置,如基准面进一步下降到地表之下不仅无可容纳空间产生,而且可形成侵蚀作用;④一个基准面旋回升降过程中所保存下来的岩石为一个成因地层单元,层序的结构和叠加样式明显受基准面升降过程中的沉积动力学条件控制。
2.基准面旋回过程的沉积动力学模型在进行基准面旋回分析时了解基准面升降状态和过程与沉积动力学的关系是极其重要的,这一动力学关系模型可表述如下:①当基准面下降达最低点位置时,可由基准面下降到地表之下引起包括陆棚(或浅湖)及滨岸带以内的区域发生广泛暴露和遭受侵蚀,沉积盆地的可容纳空间缩小。
与之相对应的是物源区(包括母岩物源区和再侵蚀搬运的沉积区)大面积向盆地方向扩展,沉积物补给量充沛。
又因河流的落差、流域面积和向盆地方向的延伸距离及流量增大,流速加快和能量增高,所能搬运的沉积物数量最多和粒度最粗。
伴随有效可容纳空间向图3-1 基准面升降与沉积动力学的关系模式盆地方向的迁移,在河流入海(或湖)口处呈补偿—过补偿沉积状态,从而产生强烈进积作用(图3-1A);②当基准面上升达最高点位置时,沉积盆地可容纳空间的扩大至最大值。