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地层学研究

地层学是地质学中奠基性的基础学科(王鸿帧,1995,2006),回顾地层学悠久的形成发展历史和重要的科学事件,对了解地层学乃至地质学的科学精朗,掌握地层学的主要内容,把握地层学的前进方向均具有重要意义。理性地层学从产生至今已有300余年的历史,形成了以原始地层学、狭义地层学和现代地层学为特色的三大发展阶段。

层序地层学以全球海平面变化的思想为基础,根据露头、钻井、测并和地层资料,结合沉积学解释,对地层层序格架进行综合解释。层序地层学从四维时空来认识沉积记录,井将其和全球海平面变化与地壳沉降联系起来,从而增强了全球不同地域、不同时代地层间的可对比性。当它与生物地层学结合时,可以提供一个更为精确的以不整合界面及与之相当的整合界面为界限的年代地层格架,并成为分析全球海平面变化及盆地演化的基础。由于层序地层具有预测地层、沉积体系和沉积体系城叠置及分布样式的作用,因此对恢复能源盆地的沉积格粱、预测油气藏的分布,以及恢复盆地的充填序列和演化历史均具有重要意义。

陆相层序地层学的研究方法应该比海相层序地层学更精细,在层序地层学的研究方法上,它应该是双向的,即在地震剖面上从研究层序的宏观控制因素出发,建立地震层序与露头层序的对应关系;用古地磁、同位素、旋回地层学等标定时间及时间间隔;同时通过精细的测井曲线分析,确定层序、亚层序、层系、层,甚至纹层,建立测井相与地震剖面、露头层序的对应关系。这样用宏观控制微观,微观又反过来补充、充实和证明宏观,在宏观控制下建立地层格架(顾家裕,2005)。但是在层序地层格架的精细划分上,则常存在不一致的方案,因此近年来,越来越多的研究者着手探讨更加精细和客观的研究与划分方法。如贾承造认为详细观察露头、岩心和精细处理测井资料后,在层序地层(不同级别)和测井资料的约束下,通过地球物理选择性多参数反演和其他相关处理(如神经网络和三维显示),使得预测砂体分布及其含油气性更为精细和正确(贾承造,2004),有的学者试图在地震、岩芯、录井、古生物及其他测井资料等综合分析的基础上,利用声波时差测井资料识别层序界面和CS段(操应长,2003),或通过测井曲线滤波(胡受权,1998)、傅立叶变换(张占松,2003)、Fisher图解(苏德晨,1995,胡受权,1998)、小波分析(朱剑兵,2005,刘文业,2006)、时频分析(崔凤林,2000,吴国忱,2000)等方法来进行层序地层划分。通过实践,在层序地层学用于实际工作中已经建立了具有一定特色的方法体系。层序分析方法有地震

层序地层分析、沉积学层序地层分析、测井层序地层分析、地球化学层序地层分析、古生物层序地层分析、数值模拟层序地层分析等。

2.2 沉积相研究现状

沉积相作为沉积体系的次级构成单元决定着储层砂体的形态和空间分布,并进一步控制着储集层性能的好坏,进行准确的沉积相研究具有重要的理论和现实意义。

沉积相的确定标志主要包括岩相标志、测井相标志和地震相标志。

岩相标志包括取心段岩石的颜色、成分、结构、构造、剖面结构等方面。通过观察岩心和各种化验资料(粒度、薄片、古生物、重矿分析、粘土分析、扫描电镜等),描述和分析各种反映沉积特征的相标志,根据沉积学原理,判断不同层段的沉积相类型,确定出主要沉积微相类型。

测井相标志(目前广泛利用自然电位、自然伽马、电阻率、微电极、密度等电测曲线及其组合形态)是利用测井曲线进行地下沉积微相研究的重要手段之一。通过研究测井曲线及其处理结果可以解释出其中主要的基本相标志:岩石组合(类型及结构);沉积构造,如冲刷面、层理类型、纹层组系产状及其垂向变化;垂向序列变化关系(正粒序、反粒序、复合粒序、无粒序);古水流。然后建立若干种测井解释模式用以对未取心井段的沉积微相标定,进而可以利用研究区内丰富的测井资料进行沉积微相研究。

地震相是沉积环境所形成的地震特征,而地震相分析就是根据地震资料解释其环境背景和岩相。它有三种基本类型,即地震反射结构、地震反射构造、地震相单元外形。它们在识别沉积相方面可分别发挥不同的作用。如地震反射构造可以反映沉积作用的性质和沉积补偿情况,地震相单元外形是对沉积体外型的直接反映。在广大的无岩心或无露头的地区,利用地震剖面上的反射特征来识别沉积相,预测有利相带已经取得了良好的效果。

以上三种沉积相确定标志中岩相标志是最直接、最一手的资料,它在确定沉积相的过程中必不可少,但其缺点在生产过程中取芯井往往数量不多且连续性差,故使得据此进行的相分析具有片面性。测井相标志信息量大、纵向连续且横向对比性好的特点,也是沉积相分析的首选资料,然而,随着勘探区域的扩大,测井资料的丰富,生产上需要对每一口井都准确快速地划分出沉积微相,并做出相应的平面相,而测井资料的多解性加大了沉积相分析工作的难度。地震相标志

推测未钻井地区的地质情况,对区域相研究具有一定的指导意义,但随着勘探程度的深入,地质学家们希望获得的地震信息应当是能够直接反应地下岩石物理特性或石油气水分布,而这些以现在常规的地震测试技术很难实现,与此同时一些新的地震技术也不断涌现出来,如地震相干技术、三维可视化解释技术等,但地震资料仍然面临着提高解释精度的要求。

基于上述问题,在进行沉积相研究的过程中需要将这三种相标志相互补充,取长补短,相互印证和反演,只有这样才能达到对研究区内沉积相进行比较全面地分析的要求。