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高分辨率层序分析在河流相砂体等时对比中的应用主讲：郑荣才教授ZhengRongcai成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation,ChengduUniversityofTechnology2002.10.20.ISOCHRONICCORRELATIONOFFLUVAILSANDYBODIESBYHIGH-RESOLUTIONSEQUENCETECHNIQUE小层砂体等时对比技术历来为陆相地层油气藏地质和开发工程中最基本和最重要的精细地质研究内容之一，也是急需解决的关键技术难题之一。①以标志层为等时对比依据的砂对砂、泥对泥（或测井曲线的尖对尖、凹对凹）的韵律层逐层对比法；②等高程和等厚度和为标志的等厚切片法；③相控条件下的旋回分级对比法[1～3]等技术方法;④基于基准面旋回原理的高分辨率层序地层学理论的对比技术方法(旋回等时对比法则)常用的砂体等时对比技术：这一技术方法重点强调了地层旋回中的洪泛面和层序界面等时性，采用较长期旋回到较短期旋回多层次逐级对比的技术方法，将砂体纳入相关时间尺度的等时地层格架中加以描述和追踪对比，在相当短期层序级别的中、长井距砂体等时追踪对比研究中，精度可达到十数米级（小层砂体），近井距的砂体等时追踪精度的极限可达数米至亚米级（单砂体），因而非常有效地提高了砂体等时对比精度，成为当前最重要的砂体等时对比技术方法之一,特别是在河流相砂体的等时对比中有广阔的应用前景。层序地层格架中的河流砂体形成演化和分布规律在中期层序为年代地层框架的等时地层格架中，同时代短期层序中的河流相砂体发育状况和层序结构差异较大而直接影响着河流相砂体的对比精度，因此，深入了解中期基准面旋回过程中短期河流旋回的沉积动力学条件、结构类型、叠加样式和分布模式（图1），是对河流相砂体进行合理划分和等时对比的基础。图1中期旋回过程的短期层序结构类型和分布模式Fig.1Thechangesanddistributionofshorttermbase-levelcycleswithaifferentsequenceStructureandstackingpatterminmiddletermbase-levelcycles①沉积物补给量远大于至大于可容纳空间增量的进积方式,短期层序仅保存上升相域沉积物，由连续叠置的河道组成层序，具有向上“变深”非对称型旋回结构变化的叠加样式;②沉积物补给量等于或略小于基准面上升期可容空间增量的加积方式进行，由河道砂岩→天然堤粉砂岩→洪泛平原泥岩→决口扇粉砂岩组成层序，具上升半旋回为主的不完全对称型向对称型变化的叠加样式;③基准面上升达最高点位置时的洪泛期至下降早期，可容纳空间增大至逐渐减小和沉积物补给量趋于增高，沉积作用从退积进入加积→弱进积状态，由天然堤粉砂岩→河漫湖泥岩→决口扇粉砂岩组成对称型旋回结构;④在基准面下降接近至与沉积界面重合前的时间段，出现反粒序沉积作用,由天然堤粉砂岩→洪泛平原泥岩→决口扇粉砂岩组成下降半旋回为主的不完全对称型旋回结构。在河间洼地，由决口扇砂体直接洪泛平原泥岩之上，可形成向上变浅的非对称型旋回结构;⑤基准面大幅度穿越沉积界面并达到最低点极限位置的过程中，可造成持续的暴露和侵蚀冲刷作用，形成以冲刷面为代表的中期层序界面。基准面大幅度穿越沉积界面并达到最低点极限位置的过程中，可造成持续的暴露和侵蚀冲刷作用，形成以冲刷面为代表的中期层序界面苏6井盒8下段辫状河沉积序列、剖面结构和基准面旋回特征区内盒8下段普遍具有Wallker和Cant提出的辫状河沉积序列特征苏里格庙上古砂体辫状河高分辨率层序地层学特征苏里格庙上古砂体曲流河高分辨率层序地层学特征①冲刷面对下伏层侵蚀强度取决于基准面的下降幅度,可穿越一个或数个短期层序，具有一定的穿时性；②界面下的地层保存状况有很大差别，具有河流下切或具低幅隆升作用的部位缺失可能较多，短期层序所保存量较少，侵蚀相对较弱的低洼部位，短期层序可得到较好保存;③河道持续下切侵蚀形成的河谷，在基准面重新上升时是率先产生可容纳空间的位置，通常被河道砂体优先充填;④由于基准面上升初期可容纳空间增量小于下切河道体积，因此，下切河道的早期充填序列大多数由多个向盆地方向延伸，向河道两岸和上游方向上超扩大的河道砂体连续叠置组成,形成等高程、非同期、异成因相邻发育的砂体(图2)。该冲刷面为代表的河流相中期层序界面具有如下几个重要的层序地层学意义：图2等高程、非同期、异成因的河流砂体相邻发育成因解释Fig.2Originmodelofsandbodiesdevelopedfromsameseatwithwithisocontour,noncorrespondingperiodanddifferentgenesis在同一个层序中,从河道至泛滥平原（或河间湖泊、沼泽）的不同相带，或中期基准面由上升期的河道至下降期的泛滥平原（或岸后沼泽、河间湖泊）沉积演化过程，出现由低可容纳空间向高可容纳空间向上“变深”非对称型，上升半旋回为主的不完全对称型和对称型结构变化的分布规律,提出河流相砂体的短期旋回层序结构分布模式、叠加样式和对比关系（图3）图3河流相层序结构类型、叠加样式、分布模式和对比关系Fig.3Structure,stacking,distributionpatternandrelationshipofisochronouscorrelationoftheshort-termcyclicsequenceinFluvial层序地层格架中河流砂体等时对比技术原理基于旋回等时对比法则和中期洪泛面易识别和较大范围内基本等时的性质，以及中期洪泛面两侧短期层序于区块范围内具有同步发育的特点，提出以中期洪泛面为起始点，以层序界面为终点，对洪泛面之上的中期下降半旋回相域中的短期层序，进行自下而上，而对洪泛面之下的短期层序进行自上而下相当时间—地层反演的逐层对比技术（图4）。图4地层格架中相当时间-地层反演的河流砂体等时对比技术原理Fig.4Isochronouscorrelationmodelofshort-termcyclesequencewithdifferengstructureandstackingPatterminframeworkofmiddle-termcyclesquenceaboutinversionoftime–stratigraphy这一基于基准面旋回分析原理的河流砂体等时对比技术，有三个重要的技术难点（图5）：①识别中期层序界面的性质及其对下伏地层的侵蚀冲刷强度；②确定下切河道的发育位置、地形条件、河道的主流向、优先充填的砂体成因类型、旋回结构特征、叠加样式和发育数量与规模；③同期、相邻、异结构层序或砂体之间的等时对比关系图5地层格架中等高程、非同期河流砂体等时对比模Fig.5Correlationmodeloffluvialsandbodiesdevelopedfromsameseatwithisocontour,nonsynchronous,andhetero-origin图6地层格架中非等高程、同期河流砂体的等时对比模式Fig.7Correlationmodelofriversandbodieswithunequal-isocontour,synchronous,hetero-identicalorigin河流相小层砂体等时对比应用实例图7在苏里格气田盒8段河流相小层砂体等时对比中的应用Fig.7Someexamplesofisochronouscorrelationofsmallriversandbodylayerswithinstratigraphicframeworkfromthe8thmemberofShiheziFormationinSuligegasfield,OrdosBasinB.平行曲流河道流向的小层砂体等时追踪对比A.垂直辫状河道流向的小层砂体等时追踪对比辫状河小层砂体厚度和沉积微相平面分布图曲流河小层砂体厚度和沉积微相平面分布图众多研究成果，已初步证明小层砂体的高分辨率层序分析技术在油气田开发阶段有广阔的应用前景，不仅可用以深入了解储、隔层的时空分布规律，描述储集砂体井间边界、几何形态和非均质性，同时亦可应用于十数米级至亚米级的砂体等时追踪对比和编制大比例尺等时沉积微相图和单砂体分布图，从而更有效地对储层进行三维预测和定量评价，为油气藏精细描述、流体流动单元划分、储层建模和流体流动数值模拟，乃至注采工艺的布署或调整，提供更为可靠的地质模型。结论