地层对比的步骤 (以岩性-测井曲线对比法为例)

如题所述

(一) 确定对比标志

1. 等时面的确定

现代沉积或古代沉积都证实了陆相和海相之间存在着横向联系。粗碎屑沉积在横向上逐渐变成细粒沉积,进而过渡到碳酸盐沉积。岩体内部的岩性界面可以平行或穿过等时面。为正确对比地层,必须首先确定等时面,指出它们在总的地层层序中的位置。不坚持时空概念就不可能进行正确的地层对比。

标准层 (或标志层,Marker Horizon) 代表等时面,是指一层或一组具明显而独特特征、分布广泛的岩层。这些岩性特征独特的、易辨认的颜色或结构、内含特种化石和矿物等,进而在地球物理学上有特殊的响应,如高电导率层、高电阻层、高放射性层、特殊的反射面等。为了提高对比精度,应在井剖面中找出尽可能多的电性特征明显的标志层。常见有如下几种:(1)膨润土层 (测井曲线为高电阻率,高自然伽马值);(2)碎屑岩中夹有的致密薄层灰岩 (高电阻率值);(3)煤层 (高电阻率,低自然伽马值);(4)薄的黑色页岩层 (梳状电阻率曲线特征);(5)碳酸盐岩剖面中某些石膏夹层和泥岩夹层 (泥岩或页岩为低电阻率和高自然伽马,石膏具有低自然伽马、低中子、高密度及高电阻率);(6)碎屑岩剖面中所夹的稳定泥岩段 (低电阻率和高自然伽马)。

现以大庆长垣白垩系下统嫩江组 (K1n) 为例,该组划分如下5段:

◎嫩江组五段 (K1n5):本段上部为泥岩,中、下部为砂泥岩互层,在大庆油田上出露不完整。其底界定在泥岩低电阻率值处 (图2-1)。

◎嫩江组四段 (K1n4):为一套砂泥岩间互的多个正旋回沉积,电阻率曲线呈锯齿状,岩性变化大,对比困难,但下部岩性比较稳定,并出现薄层钙质砂岩,可作为局部井的辅助对比标志,其底界定在底部含螺蚌类化石层以下 (图2-1)。

◎嫩江组三段 (K1n3):本段由泥岩与砂岩所组成的3个反旋回沉积。自下而上,电阻率曲线均显示为由低平而逐渐起伏,呈一斜坡状。本段底部在2.5m处视电阻率曲线上显示两个稳定小凸起,嫩二段上部为箱状砂岩层,嫩三段的底界定在它们之间相对应的电阻率低值处 (图2-1)。

◎嫩江组二段 (K1n2):为一套以黑色泥岩为主的反旋回沉积,电阻率显示低平,至顶部约40m处出现箱状中低值电阻率 (粉砂岩)。底部出现全盆地稳定的油页岩标准层,因而底界定在自上而下油页岩的第一高电阻率尖峰上 (图2-1)。

◎嫩江组一段 (K1n1):上部以整段泥岩为主,电阻率曲线显示低幅平直。下部为粉砂岩与泥岩间互,电阻率曲线为中低幅锯齿状。底界定在下部高阻段自上而下最后一个砂岩电阻率尖峰上 (图2-1)。

地层对比首先是标准层的对比。在剖面上标准层越多,分布越普遍,对比就越容易进行。有的标准层分布范围小,岩性或电性不太稳定时,可以选作辅助标准层,或作为小范围标准层。

等时面还可以在地震反射剖面上确定。反射界面具有等时性,同一反射界面的反射波有相同或相似的特征,沿横向对比追踪出同一反射界面的反射,就是实现了等时面的对比。

图2-1 大庆长垣下白垩统嫩江组各段底界的标准层及电阻率曲线特征

2. 沉积旋回的确定

所谓沉积旋回是指在地层剖面上,相似的岩性在纵向上有规律地重复出现的现象。这种有规律地重复出现,可以在岩石的颜色、岩性、结构、构造等各方面表现出来,最明显的是表现在岩石的粒度上,称之为韵律性。

形成沉积旋回的原因很多,但最主要是由于地壳周期性的升降运动所引起的。一般情况下,地壳下降,发生水进,导致水体由浅变深,在剖面上形成自下而上由粗变细的水进序列,称之为正旋回;地壳上升,发生水退,水体由深变浅,在剖面上形成自下而上由细变粗的水退序列,则叫做反旋回;而完整旋回是指地壳下降而又上升,水体由浅变深,再由深变浅,在剖面上形成自下而上由粗变细再变粗的水进水退序列。

根据我国陆相盆地的实践,一般可把盆地内整个沉积剖面按五级沉积旋回划分,自大而小分别称一级至五级沉积旋回。

◎一级旋回:反映不同构造阶段的沉积层,相当于生油层与储油层、储油层与盖层的地层组合,在盆地内有广泛的分布,可以在盆地范围内对比,各个一级沉积旋回之间以不整合或沉积间断的方式相接触。一级旋回代表不同勘探层系。

◎二级旋回:是在盆地的沉降与抬升背景上所形成的次一级旋回。一个一级旋回包含多个二级旋回。二级旋回间沉积相类型有明显变化或不整合存在。二级旋回是形成该层系生储组合的基础。

◎三级旋回:代表湖水域的扩张与收缩,不同三级旋回之间地层是连续的,常被湖侵层分隔。在三角洲沉积发育区,三级旋回相当于两次湖侵层所隔开的一套三角洲沉积层,即一个三角洲从发生、发展到结束全过程。该套三角洲沉积层可包含多次三角洲旋回(如前三角洲-三角洲前缘的多次重复)。三级旋回是形成油层组的基础。

◎四级旋回:是沉积条件变化所形成的沉积层。对三角洲沉积来说即是一次前三角洲-三角洲前缘-三角洲平原的连续沉积。四级旋回相当于开发地质研究中的砂层组。

◎五级旋回 (或韵律):是同一环境下形成的微相单元。如三角洲前缘的一次水下分流河道沉积 (正韵律) 或一次河口砂坝沉积 (反韵律)。五级旋回 (韵律) 相当于开发地质研究中的小层。

划分沉积旋回的方法:以岩心资料为基础,从研究单井取心剖面的岩性和组合规律入手,包括砂岩的粒度、砂泥岩组合规律、泥岩颜色、岩石结构与构造、古生物化石、砾石大小、磨圆、泥砾分布、冲刷面特点、特殊岩性等,初步划分各井的沉积旋回,进而追溯对比全区沉积旋回的演变规律,统一沉积旋回的划分与地层、油气层的分层。

划分单井的旋回,首先应根据单层的岩性组合划分最低级次的沉积旋回,而后根据低级次沉积旋回的组合规律,再划分较高级次的沉积旋回,依此顺序逐级划分,直到最高级次 (图2-2)。

图2-2 单井沉积旋回旋划分

3. 特殊岩性层段的确定

特殊岩性段可以作为地层对比过程中大套地层控制的依据。要求它在剖面上分布稳定,岩性特征及测井曲线特征明显,如碎屑岩剖面中的膏盐段、生物碎屑岩段及火山岩段等。

(二) 建立地层层序

油气田地层层序一般情况下是在根据典型井的地层层序来建立的,但在复杂断块油田中可利用多口井的典型井段拼接成完整的油气田地层层序。典型井 (典型井段) 的条件应该是位置居中,地层齐全,而且有较全的岩心录井资料和测井资料,测井曲线质量较高。建立油气田地层层序时,应以典型井 (典型井段) 作为控制井,进行全区地层对比;然后,编出地层综合柱状剖面图,作为研究区域内划分与对比地层的依据。

在建立油气田地层层序时,常用的地层层序单元有3种,即岩石地层单元、古生物地层单元及年代地层单元。

1. 岩石地层单元 (群、组、段、层)

以岩性作为主要分层依据。岩石地层单元的界面可以是突变的,也可以是渐变的,它与年代地层单元可以吻合,也可以不完全一致。岩石地层单元层序,要以每一层主要出现的岩性命名。正式出版的岩石地层单元要说明分层依据、名称、典型剖面及其位置、地层特征、界面和接触关系、延伸方向、形态、相应时代、对比依据等。根据钻井资料确定岩石地层层序时,还要补充典型井段的井位、井深、井口地面海拔、有关的钻井资料及测井曲线等。有时需要由几口井的井段凑成一个完整的岩石地层层序,这种方法在化石少、岩性变化大及井数多的地方常常使用,有重要的实际意义。

2. 生物地层单元 (带、亚带……)

根据古生物组合划分地层单元。

在地层对比中,古生物地层学起着关键的作用。由于古生物组合在时、空上是有变化和不断调整的,因此,依据古生物组合划分地层时必须建立正确的时空观念。此外,由于指相化石的存在,古生物地层界面有可能穿越地层等时面。古生物地层单元直接或间接地用到岩石地层单元和年代地层单元的建立上。

3. 年代地层单元 (界、系、统、阶)

其地层界面与地质时代界面相一致,地层界面可以反映岩性或古生物的变化,或者是两者共同的变化。年代地层单元可以与岩石地层单元或生物地层单元一致或相交。

地层划分与对比的主要目的是建立与年代相一致的层序关系。层序关系无论在地层研究还是在构造研究上,都是极为重要的。在建立年代地层单元之前,首先就要识别和确定岩石地层单元。在拥有充分资料之后,特别是经过逐层段的沉积相研究之后,才有可能建立起年代地层单元。

年代地层单元既具有时间性,又具有容易识别的岩相对比标志,是油气田广泛采用的地层单元。在油气田,为编制油气层构造图的需要,有时把大级别的油气层单元例如油组、砂组也编入油气田地层综合柱图中 (图2-3)。

(三) 建立骨架剖面及全区对比

骨架剖面应通过典型井向外延伸,一般先选择岩性变化小的方向,这样容易建立井间相应的地层关系,然后从骨架剖面向两侧建立辅助剖面以控制全区。

对比时首先将井位、井深按比例画出 (当井距变化很大时,可以改变比例尺或采取等间距)。其次,将分层界面和岩性画在井身剖面上,特别要标出标志层、旋回层及特殊层段。最后,将相应的地层界线用对比线相连。

以骨架剖面上的井作控制,向四周作放射井网剖面,进行地层对比,或作面积闭合的地层对比,要求分层的闭合误差达到最小。

地层对比结束后,要求编制各井的分层数据,作为地层和构造研究的基础资料。分层数据内容包括各级地层单元,地层单元的顶界 (底界) 深度、厚度,断点深度、落差、垂深等 (表2-1)。

图2-3 某油田新生界地层综合柱状图

表2-1 塔里木某凝析气田分层数据表

续表

(四) 对比过程中的地质分析

对比工作不仅仅是为了获取地层分层数据,对比过程本身也就是对地下地质研究和分析的过程。根据沉积盆地沉积成层原理,井间各层对比线的变化应该是协调的。如果出现异常,则需要分析其原因,是由于分层错误还是由于地质现象造成的。经常出现的异常井段有两类:一类是沉积层序问题,即地层层序出现重复、缺失及倒转,这类地质现象均与构造运动有关。在对比中应该将这种异常井段挑出,并留在构造分析与制图中重点解决。另一类问题是对比中厚度有异常的变化。如果是由于不整合引起的异常,则其厚度变化是有规律的,而且具有区域性特征,如果只在个别井或个别井段出现时,则可能与断层有关。在对比时可采用由正常井段逼近异常井段的方法,找出断缺或重复井段。由沉积引起的厚度变化,在对比时将相应层段仔细分析后,往往发现厚度的变化是有规律的。此外,在连接对比线时,必须考虑井间岩性变化。总之,在对比过程中如发现异常的井段,则应认真分析,要求经过修正后,应使面积闭合误差达到最小。

现举例说明地层对比中常出现的几种地质现象(图2-4)。A例是地层超覆造成的上覆地层厚度异常,B例是剥蚀形成的厚度异常,C例属岩性变化,实线为岩性对比线 (错误),虚线为考虑相变后的对比线 (正确),D例是由于地层断缺产生的厚度异常。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答