层序地层学钻井.pptx
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1、会计学1层序地层学钻井层序地层学钻井课课 程程 内内 容容1 1、层序地层学基本概念与原、层序地层学基本概念与原、层序地层学基本概念与原、层序地层学基本概念与原理理理理23 3、层序地层学应用、层序地层学应用、层序地层学应用、层序地层学应用2 2、层序地层学研究手段、层序地层学研究手段、层序地层学研究手段、层序地层学研究手段第1页/共107页 层序地层学测井解释层序地层学测井解释第2页/共107页3.13.1钻钻井井高高分分辨辨率率层层序序地地 层层 学学 基基 本本 原原 理理 T.A.CrossT.A.CrossT.A.CrossT.A.Cross的旋回层序地层学的旋回层序地层学的旋回层序
2、地层学的旋回层序地层学第3页/共107页钻井高分辨率层序地层钻井高分辨率层序地层学原理学原理n n高高分分辨辨率率层层序序地地层层学学是是利利用用测测井井、岩岩心心、地地面面露露头头等等资资料料进进行行比比常常规规地地震震层层序序地地层层学学分分析析更更为为详详尽尽地地划划分分层层序序的的技技术术与与方方法法。由由T.A.Cross领领导导的的成成因因地地层层组组曾曾提提出出一一种种高高分分辨辨率率层层序序地地层层分分析析方方法法基基准准面面旋旋回分析法回分析法。n nCross等等人人认认为为,受受海海平平面面、构构造造沉沉降降、沉沉积积负负荷荷补补偿偿、沉沉积积物物供供给给、沉沉积积地地形
3、形等等综综合合因因素素制制约约的的地地层层基基准准面面,是是理理解解地地层层层层序序成成因因并并进进行行层层序序划划分分的的基础。基础。第4页/共107页n n沉沉积积盆盆地地充充填填过过程程和和层层序序发发育育受受一一系系列列相相相相互互作作用用的的地地质质因因数数或或地地质质过过程程的的控控制制。可可归归纳纳为为两两种种基基本本的的控控制制因因数数,一一种种是是控控制制可可容容纳纳空空间间产产生生或或消消亡亡的的因因数数,如如海海平平面面变变化化、构构造造沉沉降降、沉沉积积负负荷荷补补偿偿等等。另另一一种种是是控控制制沉沉积积物物供供给给(搬搬运运、沉沉积积)的的因因数数,如如河河流流、波
4、波浪浪、沉沉积积斜斜坡坡、重重力力流流等等。这这些些因因数数相相互互作作用用的的结结果果反反映映在在沉沉积积层层序序的的几几何何形形态态、层层序序界界面面和和沉积相的分布上。沉积相的分布上。第5页/共107页1 1 基准面旋回基本原理基准面旋回基本原理n n陆陆相相盆盆地地与与海海相相盆盆地地沉沉积积充充填填过程及控制因素有明显的过程及控制因素有明显的区别区别。n n首首先先表表现现在在陆陆相相盆盆地地,特特别别是是远远离离外外海海的的内内陆陆盆盆地地,层层序序的的形形成成与与发发育育与与海海平平面面没没有有任任何何的的内内在在联联系系,也也不不受受湖湖平平面面变变化单一因素的控制。化单一因素
5、的控制。n n陆陆相相湖湖盆盆中中,在在远远离离湖湖岸岸线线的的近近山山前前部部位位可可以以堆堆积积巨巨厚厚的的洪洪积积冲冲积积体体,而而在在近近湖湖岸岸线线的的冲冲积积平平原原三三角角洲洲地地带带也也可可以以发育不整合或沉积间断。发育不整合或沉积间断。第6页/共107页基准面旋回基本原理基准面旋回基本原理n n事事实实表表明明,在在盆盆地地的的任任何何地地理理位位置置,盆盆地地发发育育的的任任何何阶阶段段,只只要要存存在在可可供供沉沉积积物物堆堆积积的的可可容容纳纳空空间间,沉沉积积物物的的沉沉积积作作用用就就会会发发生生。可可容容纳纳空空间间的的变变化化可可用用一一个个基基本本控控制制因因
6、素素来来描描述述,即即地层基准面地层基准面。第7页/共107页基准面旋回基本原理基准面旋回基本原理n nT.A.Cross T.A.Cross(1994)(1994)引引用用并并发发展展了了WheelerWheeler提提出出的的基基准准面面旋旋回回的的概概念念,并并赋赋予予其其时时间间单单元元意意义义。他他提提出出,基基准准面面可可以以看看作作是是一一个个势势能能面面,它它能能反反映映了了地地球球表表面面与与力力求求其其平平衡衡的的地地表表过过程程的的不不平平衡衡程程度度。要要达达到到平平衡衡,地地表表要要不不断断地地通通过过沉沉积积或或侵侵蚀蚀作作用用来来改改变变其其形形态态向向更更靠靠近
7、近基基准准面的方向运动面的方向运动。第8页/共107页基准面旋回基本原理基准面旋回基本原理n n正正因因为为如如此此,基基准准面面在在变变化化过过程程中中总总是是有有向向其其幅幅度度的的最最小小值值或或最最大大值值单单向向移移动动的的趋趋势势,构构成成一一个个完完整整的的上上升升与与下下降降旋旋回回。一一个个基基准准面面旋旋回回是是等等时时的的,在在一一个个基基准准面面旋旋回回变变化化过过程程中中(可可理理解解为为时时间间域域)沉沉积积下下来来的的岩岩石石为为一一个个成成因因地地层层单单元元,而且是时间地层单元。而且是时间地层单元。第9页/共107页2 2 基准面旋回与可容纳基准面旋回与可容纳
8、空间空间n n基基准准面面相相对对于于地地表表的的波波状状升升降降伴伴随随着着沉沉积积物物可可容容纳纳空空间间的的变变化。化。n n当当基基准准面面位位于于地地表表之之上上时时,提提供供了了可可供供沉沉积积物物堆堆积积的的空空间间,沉沉积积作作用用发发生生,任任何何侵侵蚀蚀作作用用均是局部的或暂时的;均是局部的或暂时的;n n当当基基准准面面位位于于地地表表之之下下时时,可可容容纳纳空空间间消消失失,剥剥蚀蚀作作用用发发生生,任任何何沉沉积积作作用用均均是是暂暂时时的的或或局局部的;部的;n n当当基基准准面面与与地地表表重重合合时时,既既无无沉沉积积作作用用也也无无侵侵蚀蚀作作用用发发生生,
9、沉积物仅仅路过地表沉积物仅仅路过地表。第10页/共107页基准面与地表的关系基准面与地表的关系第11页/共107页第12页/共107页第13页/共107页基准面旋回与可容纳空基准面旋回与可容纳空间间n n在在基基准准面面变变化化的的时时间间域域内内,在在地地表表的的不不同同地地理理位位置置表表现现为为四四种种地地质质作作用用状状态态,即即沉沉积积作作用用、侵侵蚀蚀作作用用、沉沉积积物物路路过过时时的的非非沉沉积积作作用用及及沉沉积积物物非非补补偿偿产产生生的饥饿性沉积作用。的饥饿性沉积作用。第14页/共107页岩性地层剖面及侵蚀作用、沉积物的路过、沉积作用和非补偿沉积作用岩性地层剖面及侵蚀作用
10、、沉积物的路过、沉积作用和非补偿沉积作用的时空迁移对比图(据的时空迁移对比图(据WheelerWheeler图解法)图解法)第15页/共107页3 3 可容纳空间与沉积物可容纳空间与沉积物供给比值供给比值n n基基准准面面处处于于不不断断的的运运动动中中,当当其其位位于于地地表表之之上上并并相相对对于于地地表表进进一一步步上上升升时时,可可容容纳纳空空间间增增大大,沉沉积积物物在在该该可可容容纳纳空空间间内内堆堆积积的的潜潜在在速速度度增增加加,但但沉沉积积物物堆堆积积的的实实际际速速度度还还受受沉沉积积物物补补给给速速率率的的控控制制。可可容容纳纳空空间间与与沉沉积积物物供供给给量量之之间间
11、的的比比值值(A/SA/S)决决定定了了在在可可容容纳纳空空间间内内沉沉积积物物实实际际堆堆积积和和保保存存的的程程度度,该该比比值值还还决决定定了了沉沉积积物物的的内部结构。内部结构。第16页/共107页可容纳空间与沉积物供可容纳空间与沉积物供给比值给比值n n当当A/S1A/S1时时,海海(湖湖)进进作作用用发发生,地层呈退积叠加样式;生,地层呈退积叠加样式;第17页/共107页退积式准层序组退积式准层序组退积式准层序组退积式准层序组第18页/共107页可容纳空间与沉积物供可容纳空间与沉积物供给比值给比值n n当当A/S1A/S1时时,海海(湖湖)退退作作用用发发生生,地地层层呈呈进进积积
12、(前前积积)叠叠加样式。加样式。第19页/共107页前积式准层序组前积式准层序组前积式准层序组前积式准层序组第20页/共107页可容纳空间与沉积物供可容纳空间与沉积物供给比值给比值n n当当A/S1A/S1时时,地地层层呈呈加加积积叠叠加加样样式。式。第21页/共107页加积式准层序组加积式准层序组加积式准层序组加积式准层序组第22页/共107页二、沉积物体积分配二、沉积物体积分配第23页/共107页定义:基准面旋回过程中可容纳空间大定义:基准面旋回过程中可容纳空间大小随地理位置发生变化,由此堆积在可小随地理位置发生变化,由此堆积在可比较的沉积环境中沉积物体积发生时空比较的沉积环境中沉积物体积
13、发生时空变化。这种在基准面期间,在相域内保变化。这种在基准面期间,在相域内保存不同沉积物体积的过程称之为沉积物存不同沉积物体积的过程称之为沉积物体积分配体积分配第24页/共107页基准面下降半旋回基准面上升半旋回河 道决口扇复合体洪泛平原湖 泊基准面上升到下降转换位置高梯度低梯度沿沉积剖面沉积物体积分配引起的旋回对称性的变化第25页/共107页成因层序对比模式图(据成因层序对比模式图(据Cross,1994Cross,1994)第26页/共107页第27页/共107页第28页/共107页冲积平原海岸平原/近海海洋陆架具有海侵冲刷沉积物的浅海滨面海侵/浅海基准面上升面上升下降转换面海侵冲刷面基准
14、面下降面下降上升转换面 基准面穿越旋回期间不同相域的沉积物体积分配(Cross,1998)沉积作用侵蚀作用基准面上升时期基准面下降时期+-+-+-+-+-基准面降升(-)(+)(A)岩石地层剖面(B)时间/空间变化第29页/共107页第30页/共107页三、相分异作用三、相分异作用第31页/共107页定义:基准面旋回过程中岩石的沉积学定义:基准面旋回过程中岩石的沉积学与地层学变化,包括几何形态、相组合与地层学变化,包括几何形态、相组合和相序、相多样性、层理类型和岩石物和相序、相多样性、层理类型和岩石物性等的差异性等的差异第32页/共107页第33页/共107页第34页/共107页3.23.2基
15、基准准面面旋旋回回识识别别与与对对比技术比技术第35页/共107页1 1 基准面旋回的识别技基准面旋回的识别技术术n n依依据据钻钻井井、测测井井和和地地震震资资料料识识别别基基准准面面旋旋回回主主要要根根据据地地层层所所反反映映出出的的可可容容纳纳空空间间的的变变化化。可可以以用用来来推推断断在在基基准准面面旋旋回回变变化化过过程程中中可可容容纳纳空空间间相相对对大大小小的的地地层层性性质质包包括括:岩岩相相物物理理性性质质的的垂垂向向变变化化;相相序序或或相相组组合合的的变变化化;旋旋回回的的叠叠加加样样式式;地地层的几何形态等。层的几何形态等。第36页/共107页基准面旋回的识别技术基准
16、面旋回的识别技术n n(1 1)岩岩相相物物理理性性质质的的垂垂向向变变化化指指的的是是“相相”的的内内部部结结构构、构构造造、层层理理特特征征或或其其它它性性质质的的垂垂向向变变化化。当当地地层层由由某某一一岩岩相相组组成成时时,这这种种变变化化往往往往与与可可容容纳纳空空间间的的的的增增加加或或减减少少有有关关。露露头头和和取取心心剖剖面面是是获获得得岩岩相相物物理理性质垂向变化的资料基础。性质垂向变化的资料基础。第37页/共107页(据据Van WagonerVan Wagoner等等,1988)1988)第38页/共107页基准面旋回的识别技术基准面旋回的识别技术n n(2 2)相序和
17、相组合相序和相组合记录了彼此记录了彼此相邻的沉积环境在地理位置上相邻的沉积环境在地理位置上的迁移。的迁移。n n当当相序或相组合相序或相组合反映了沉积环反映了沉积环境由盆地中心向盆地边缘方向境由盆地中心向盆地边缘方向的迁移,或水体由浅变深的退的迁移,或水体由浅变深的退积变化时,它代表了可容纳空积变化时,它代表了可容纳空间增加的过程,如河流点砂坝间增加的过程,如河流点砂坝与冲积平原组合;与冲积平原组合;第39页/共107页基准面旋回的识别技术基准面旋回的识别技术n n当相序或相组合反映了沉积环当相序或相组合反映了沉积环境由盆地边缘向盆地中心方向境由盆地边缘向盆地中心方向的进积变化时,则代表了可容
18、的进积变化时,则代表了可容纳空间减少的过程,如河口坝纳空间减少的过程,如河口坝的形成。这种性质在露头、岩的形成。这种性质在露头、岩心的观察和测井曲线分析中均心的观察和测井曲线分析中均可获得。可获得。第40页/共107页第41页/共107页曲流河的经典曲流沙坝模式曲流河的经典曲流沙坝模式(据据AllenAllen,1964)1964)第42页/共107页基准面旋回的识别技术基准面旋回的识别技术n n(3 3)构构成成较较长长期期旋旋回回的的短短期期旋旋回回的的叠叠加加样样式式反反映映了了长长期期地地层层旋旋回回形形成成过过程程中中A/SA/S比比值值的的变变化化。短短期期旋旋回回的的叠叠加加样样
19、式式不不外外乎乎三三种种,即即进进积积、加加积积和和退退积积,它它们们是是较较长长期期基基准准面面旋旋回回上上升升或或下下降降过过程程中中向向可可容容纳纳空空间间最最大大值值或或最最小小值值单单向向移移动动的的结结果果,因因此此是是识识别别较较高高级级次次基基准准面面旋旋回回的的基基础础。地地层层的的测测井井响响应应提提供了旋回叠加样式的最好信息。供了旋回叠加样式的最好信息。第43页/共107页第44页/共107页自然伽玛自然电位声波时差电阻率岩性地层旋回体系域第45页/共107页基准面旋回的识别技术基准面旋回的识别技术n n(4 4)在在地地震震剖剖面面中中,地地层层的的几几何何形形态态及及
20、地地震震反反射射终终端端性性质质常常用用来来识识别别地地震震层层序序的的界界面面,这这些些标标志志也也可可用用来来识识别别较较高高级级次次或或较较长长期期基基准准面面旋旋回回,如如上上超超现现象象反反映映可可容容纳纳空空间间的的增增加加或或A/SA/S比比值值的的增增大大,顶顶超超现现象象代代表表可可容容纳纳空空间间的的减减少少或或A/SA/S比比值值的的减减小小。整整一一现现象象则则反反映映地地层层处处于于加加积积状状态态,可可容容纳纳空空间间变变化化不明显等。不明显等。第46页/共107页第47页/共107页2 2 旋回等时对比技术旋回等时对比技术n n以以以以基基基基准准准准面面面面旋旋
21、旋旋回回回回为为为为参参参参照照照照面面面面的的的的地地地地层层层层对对对对比比比比是是是是同同同同一一一一时时时时间间间间单单单单元元元元的的的的地地地地层层层层或或或或界界界界面面面面的的的的对对对对比比比比,不不不不是是是是岩岩岩岩性性性性和和和和厚厚厚厚度度度度的的的的对对对对比比比比。一一一一个个个个完完完完整整整整的的的的基基基基准准准准面面面面旋旋旋旋回回回回,由由由由于于于于其其其其变变变变化化化化过过过过程程程程中中中中可可可可容容容容纳纳纳纳空空空空间间间间的的的的不不不不断断断断改改改改变变变变,沉沉沉沉积积积积物物物物在在在在某某某某一一一一地地地地理理理理位位位位置置
22、置置发发发发生生生生沉沉沉沉积积积积作作作作用用用用,在在在在另另另另一一一一地地地地理理理理位位位位置置置置则则则则发发发发生生生生侵侵侵侵蚀蚀蚀蚀作作作作用用用用或或或或沉沉沉沉积积积积间间间间断断断断。因因因因此此此此,在在在在地地地地层层层层记记记记录录录录中中中中基基基基准准准准面面面面旋旋旋旋回回回回有有有有时时时时由由由由代代代代表表表表基基基基准准准准面面面面上上上上升升升升和和和和下下下下降降降降的的的的完完完完整整整整的的的的地地地地层层层层旋旋旋旋回回回回组组组组成成成成,有有有有时时时时仅仅仅仅由由由由不不不不对对对对称称称称的的的的半半半半旋旋旋旋回回回回和和和和代代
23、代代表表表表侵侵侵侵蚀蚀蚀蚀作作作作用用用用或或或或非非非非沉沉沉沉积积积积作作作作用用用用的的的的界界界界面面面面组组组组成成成成。因因因因而而而而在在在在对对对对比比比比中中中中,必必必必须须须须通通通通过过过过地地地地层层层层过过过过程程程程的的的的分分分分析析析析掌掌掌掌握握握握何何何何时时时时岩岩岩岩石石石石与与与与岩岩岩岩石石石石对对对对比比比比,何何何何时时时时岩岩岩岩石与界面对比或界面与界面对比。石与界面对比或界面与界面对比。石与界面对比或界面与界面对比。石与界面对比或界面与界面对比。第48页/共107页成因层序对比模式图(据成因层序对比模式图(据Cross,1994Cross
24、,1994)第49页/共107页第50页/共107页第51页/共107页旋回等时对比技术旋回等时对比技术n n运运用用基基准准面面旋旋回回的的识识别别建建立立地地层层格架的优点是:格架的优点是:n n基基准准面面旋旋回回的的划划分分是是等等时时地地层层单元的划分。单元的划分。n n 地地层层中中各各级级次次基基准准面面旋旋回回具具有可识别性。有可识别性。n n多多级级次次基基准准面面旋旋回回识识别别可可进进行行高分辨率地层对比。高分辨率地层对比。n n 以以基基准准面面旋旋回回为为参参照照格格架架的的层层序序地地层层分分析析方方法法在在陆陆相相环环境境也也可应用。可应用。第52页/共107页新
25、16井宋6井熊1井熊11井高7井广24广深1井钟53井钟45井HSTHSTTSTTSTTSTLSTLSTLSTEq2Eq2Eq3Eq3Eq4Eq4上上Eq4Eq4下下HST指示北西向物源指示北东向物源第53页/共107页连井高频层序对比图连井高频层序对比图NS第54页/共107页3.33.3地层旋回的划分和堆地层旋回的划分和堆叠样式叠样式第55页/共107页1 1 短期地层旋回的识别短期地层旋回的识别原则原则n n短短期期地地层层旋旋回回的的起起点点选选用用了了基基准准面面由由下下降降到到上上升升的的转转换换点点。该该点点在在测测井井曲曲线线上上较较易易识识别别,表表现现为为低低自自然然伽伽玛
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