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第三章层序界面识别与层序划分许淑梅·2006-03-03第三章层序界面识别与层序划分一、地震层序界面识别标志与层序划分二、测井层序界面识别标志与层序划分三、沉积地质层序界面识别标志与层序划分四、成岩作用标志五、古生物标志六、地球化学标志一、地震层序界面识别标志与层序划分1、地震相的概念；2、地震层序界面识别标志与层序划分；3、地震层序划分的原则与方法；4、常见沉积体和储集体主要地震相类型5、密集段及地震识别标志1、地震相的概念地震相代表了产生其反射的沉积物的一定岩性组合、层理和沉积特征。地震相单元的主要参数包括单元内部反射结构、单元外部几何形态、反射振幅、反射频率、反射连续性和地层速度。简单说，地震相就是沉积相在地震反射剖面中的反映，或者说地震相为沉积相的地震反射响应。但由于地震反射波分辨能力的限制，地震相又不是沉积相的微观表现，而是沉积相宏观特征的反映。由于同一地震参数可以由多种地质作用产生，因此，地震相分析具有多解性。地震参数的基本地质解释地震相参数地质解释反射结构层理模式、沉积过程、侵蚀与古地形、流体接触面反射连续性层理连续性、沉积过程反射振幅速度-密度差、地层间距、流体成分反射频率地层厚度、流体成分层速度岩性、空隙度、流体成分地震相单元外型和平面展布总的沉积环境、沉积物来源、地质背景2、地震层序界面识别标志与层序划分削蚀上超顶超下切、侵蚀不整合面是一个将新老层分开的界面，沿这个界面有证据表明存在指示重大沉积间断的陆上侵蚀削截或陆上暴露现象。地层不整合在地震剖面上会表现为地震不整一现象，故利用地震剖面可以识别不整合面。地震剖面上不整合面的识别主要根据同相轴的反射终止方式来判别，典型的陆相地震不整合反射有削蚀、上超、顶超、侵蚀、下切等几种终止类型。削蚀(削截)现象因侵蚀作用引起的地层侧向终止，出现在层序顶界面，它既是构造运动发育的直接证据，也是最可靠的层序划分标志。它既可以是下伏倾斜地层的顶部与上覆水平层间的反射终止，也可以是河床底面侵蚀造成的下伏水平地层反射终止。地震识别标志之一上超现象在湖盆水域不断扩大的情况下，层序的底部在前期层序界面上逆沉积斜坡向上逐层超覆。湖岸上超一般分布在湖盆边缘，反映湖平面的相对上升，是层序底界面的可靠标志。地震识别标志之二T53T50T41T40削截上超T60T52T51削截上超上超地震层序划分——削截、上超层序划分顶超现象指沿倾斜地层的无沉积顶面被新沉积层所超覆，在地质上是一种时间不长、由于沉积基准面太低而产生的沉积物过路现象，代表无沉积作用或水流冲刷作用的沉积间断，见于层序顶界面.地震识别标志之三LINE2900T40T41T50T51T52T60T53深切谷深切谷水道水道水道水道水道地震层序划分——侵蚀、下切标志层序划分地震识别标志之四侵蚀、下切现象必须注意：对于海相层序中发育的下超现象，在陆相湖盆中可能并不发育。陆相湖盆面积小、物源近，陆源碎屑供应丰富，通常情况下只要湖泊存在,任何地方都有沉积作用,只是厚薄、粗细的差别而已。下超面的形成是由于远源泥岩的沉积速率相对于近源碎屑的沉积速率小,使边缘沉积厚而盆地中心沉积薄,造成反射同相轴从边缘向中心逐渐向下“收敛”的情况。因此，湖相地层中，下超面实际上是一种整合面。三角洲发育的湖盆中，下超面实际上是三角洲的前积层的终止界面。5、密集段及地震识别标志密集段的识别标志很多，不同方法所选择的识别标志不同，所能识别出的密集段的规模也相差甚远。露头层序观察：主要依据地层岩性、生物潜穴、生物扰动构造、生物钻孔和石化程度，结合地球化学事件、自生矿物识别和确定密集段。露头分析方法分辨率最高，可识别出五级甚至更低级的密集段。地震方法：分辨率最低，通常只能识别出三级及三级以上层序和密集段。地震剖面提供三维空间内可连续追踪对比地下目的层，使其在层序和密集段的研究中起着不可代替的作用。由于高水位体系域前积体下超于海进体系域之上，而密集段由海进体系域的大部分和高水位体系域及低水位体系域的一部分组成，下超面可作为密集段识别的标志。密集段的地震识别标志退积层序组的出现：海平面迅速上升，沉积物供应速率降低，沉积层序向陆地方向迁移，退积层序的顶部和前端是密集段和生油岩发育的良好区带；进积层序组的出现：与大规模地层前积作用有关，靠近下超面底积层，为富含有机质细粒沉积发育带，也是良好生油岩发育区；上超层序组的顶部：多为低水位期沉积，虽然低水位体系域中以下超为特征的细粒沉积物也能构成密集段，但厚度小，分布范围有限。上超层序顶部临近首次海泛面部分，可发育较好密集段；层序内部的下超面：在一个层序内部，当发育特征明显的下超面时，往往可构成一个较大的密集段；层序厚度的迅速变小：当一个层序由盆地边缘向盆地内部迅速变薄时，有时并不能识别出明显的下超特征，但层序厚度的减小与沉积物供应不足有关，预示着深水区可发育以细粒沉积物为标志的密集段。最大洪泛面在地震剖面上表现为“下超面”最大洪泛面在地震剖面上表现为“下超面”3、地震层序划分的原则与方法1、骨干地震剖面的选择2、地震层序划分原则3、分析地震反射波组的地质属性骨干地震剖面的选择原则1、选择地层发育齐全，厚度大而又能延续到盆地斜坡上的剖面作为地震层序研究的基础；2、为了更好地识别层序和体系域，尽量选择与主水流方向（物源方向）平行的、前积结构清楚的剖面；3、避开断层和地层厚度过薄的隆起区和剥蚀区；4、存在若干沉降中心时，分别建立每个沉积中心的标准剖面，以便于研究各凹陷之间在沉积历史上的差异与演变。地震层序划分原则1、在地震剖面上尽可能详细地识别各种不整合关系及其限定的层序，然后逐级组成较高级的层序或层序组；2、以骨干测网的水平叠加剖面为主，充分利用附近的偏移剖面和精细处理剖面，多方位研究波组特征，以求将不同测线的典型现象尽可能地统一到骨干剖面；3、利用特征突出、可大范围追踪对比的地震波组，控制并提高纵向地震层序的划分和横向地层对比的可靠性；4、充分利用现有的VSP（单井的垂直地震剖面），以VSP作为中间媒介，建立地震剖面和钻井剖面之间的联系，分析确定各地震层序的地质属性。4、常见沉积体和储集体的主要地震相类型沉积盆地中储集体产生的地震相重要有：各类前积相、丘状相、透镜状相、充填相、杂乱相和空白相。前积相前积相包括斜交前积相、S型前积相、叠瓦状前积相、帚状前积相。斜交前积相斜交前积结构意味着相对较高的沉积物供应速率和缓慢变动或者静止不动的相对海平面条件，从而造成盆地被迅速充填，后来的沉积流水经过或冲刷上部的沉积表面，无顶积层存在。因此，代表一种高能三角洲沉积环境，前积段内发育大量前积砂体，另外，在底积段有时也发育有浊积砂体。斜交前积相由一组相对陡倾的反射同相轴组成，在其上超方向表现为顶超，而在其下倾部分出现下超。斜交前积相在横向上顺着下倾方向同相轴可以缓慢过渡到较薄的底积段，或者以相对高的角度在底界面处突然终止，也可顺着倾向在前积段内终止。斜交前积相S型前积相S型前积反射结构代表了一种相对低的沉积物供应、相对快的盆地沉降、和/或快的海平面上升，使得顶积层得以沉积和保存。S型前积相通常解释为三角洲环境的产物。常发育在陆相断陷盆地中，多沿盆地长轴方向发育，在高水位体系域沉积期形成。S型前积相以S型前积结构为主要特征的地震相单元。在其内部，发育一组相互叠置的反S型反射同相轴，在反S型反射同相轴的中部为倾斜的前积层（所谓的下超面），顺同相轴向下到底部，同相轴逐渐变得平缓。S型前积相实例叠瓦状前积相叠瓦状前积相是一种薄的前积地震反射模式，通常具有平行的上下界面，具有倾斜平缓的、相互平行的内部斜交反射轴。由于叠瓦状前积相既薄又平缓，因此一般与浅水沉积作用相联系。叠瓦状前积相主要发育在三种沉积背景：（1）水进时期的滨岸上超叠瓦状砂体（图a）；（2）水退阶段近岸的前积叠瓦状透镜砂体（图b）；（3）河流体系中曲流河点坝侧积形成的叠瓦状砂体（图c）。帚状前积相帚状前积相在剖面上整体呈发散特征，底部为统一的下超终止。帚状前积相的形成与盆地的快速构造下沉有关，且这种下沉与盆地边缘的断裂活动有关。该相单元中的前积透镜砂体是有利的储集砂体。丘状地震相丘状地震相是以同相轴的“底平顶凸”为特征。大多与沉积和火山作用有关。为高能沉积作用产物，代表沉积物搬运过程中快速卸载过程，主要发育在深海（或深湖）浊积扇环境。滑塌块体、三角洲朵叶体和礁体以及火山锥也可以表现为丘状相。丘状地震相是比较有利的储集体，本身是典型的岩性圈闭。内部表现为双向下超，为杂乱结构或空白结构。透镜状地震相透镜状地震相以“双向外凸”的相单元外形为特征。透镜状地震相可以比较大，也可以比较小。可以产生在多种沉积环境中，双向外凸的相单元外形可以是原生的，也可以是成岩过程中差异压实造成。大型透镜状地震相一般与河道下切和三角洲前积作用有关，而小型透镜体几乎可以出现在任意沉积环境。大型透镜体是有利储集体勘探目标。充填地震相充填地震相以充填外形为特征。充填类型有许多种变化，但主要以开阔充填和局部充填为主。开阔充填指某个负向单元如凹槽中充填的地震单元，一般为上超充填，属低能环境；而局部充填是指河道下切后形成的较小冲沟内形成的充填，代表高能沉积环境。局部充填相与储层关系密切，诸如侵蚀河道、海底峡谷等都是储集体发育的有利部位。杂乱-空白地震相杂乱-空白地震相是地层内部组成和产状由紊乱到高度紊乱（均一）过程中形成的典型相类型。二者之间为过渡关系。杂乱相代表能量变化不定且能量相对较高能环境下的地层，也可以由原生连续地层遭后期变形破坏后形成。杂乱相经常发育在冲积扇和近岸水下扇环境。空白地震相实为杂乱相的反射能量变低后的产物，代表能量稳定环境，可以是厚层细粒沉积，也可以是厚层粗粒沉积，还可以是生物扰动改造后的似均匀沉积层。空白相可以作为储集体，但要排除其它解释的可能性，例如，空白相与单元顶部的波阻抗差也有关系。当顶界面反射系数很大，透射能量低，致使本来有反射的内部结构变成反射振幅极弱的单元或变成空白相。杂乱地震相实例空白地震相实例南北向地震大剖面江家店三维区INLINE137层序地层解释剖面滋镇洼陷东西向93.4剖面层序地层解释临南三维区典型剖面层序地层解释田家东西向630剖面层序地层解释滋镇洼陷东西向93.4剖面层序地层解释田家地区层序地层解释江家店三维区南北向57测线层序地层解释剖面江家店三维区典型剖面层序地层解释二、测井层序界面识别标志与层序划分1、钻井层序分析方法2、钻井层序分析中的难点与对策钻井曲线类型钻井层序分析是层序地层学研究的支撑点之一。钻井层序分析是以测井曲线、钻井完井报告和岩心、岩屑三种资料为基础。测井曲线基本包括自然伽玛、自然电位和视电阻率测井（包括八侧向、中感应、深感应三种）。自然伽玛测井(GammyRayLogging)在井内测量岩层中的放射性元素原子核衰变过程中放射出的γ射线的强度。自然伽玛的强度主要与岩石中的40K、232Th和238U有关。放射性矿物的富集对区域条件和沉积次序有很强的依赖性，碳酸盐、矿物质和有机质含量变化受到诸如气候等外部因素的控制。所以，自然伽玛曲线（GR）包含了丰富的环境变迁信息，自然伽玛曲线主要反应泥质含量的变化，所含泥质越多，自然伽玛值越接近于泥岩基线，值越大；反之，泥质含量越低，自然伽玛值越小。自然伽玛自然电位曲线泥岩和渗透性砂岩地层之间的界面两侧所产生的自然电位测量值。该曲线由两部分组成：一部分大致为平直的“基线”，它与不渗透层对应，一般表现为泥岩、泥质粉砂岩和粉砂岩；另一部分为偏向左侧的高峰（负值），与渗透层相对应，一般对应于砂岩。由于渗透性的变化，自然电位曲线的变化是钻井剖面上岩性和粒度分布的间接记录。胜利油田通28井自然电位电阻率曲线是在电极沿井身连续移动过程中测出，其变化在某种程度上反映了岩层电阻率的变化。岩石的渗透性与其泥质含量有关，泥质含量越高，岩石的渗透性越差；岩石的视电阻率随着岩石的泥质含量的增加而减小。岩石的渗透性强弱、视电阻串的高低都依赖于岩石本身的物理结构和