高分辨率层序地层学研究.doc

子洲气田山2气藏高分辨率
层序地层学研究
子洲气田山2气藏高分辨率
层序地层学研究
摘要:子洲气田山2气藏高分辨率层序地层学研究对子洲气田山2气藏的层序地层特征做了详细研究,主要对山西组做了高分辨率层序地层划分和对比、高分辨率层序地层学对砂层组划分方案的优化,以及煤层在层序中的位置及对比划分。从而对子洲气田山2段气田开发建产进行评价和筛选,为该气田天然气开发和产能建设部署提供基础地质依据。
关键词:山西组;层序;沉积;基准面;旋回;划分对比
0 引言
层序地层学是一门相对新兴的地层学分支学科,它是在20世纪70年代地震地层学的基础上发展起来的,大致经历了以下三个发展阶段:
第一阶段:概念盟芽阶段,即本世纪70年代以前,主要建立了层序地层学赖以发展的地质基础,包括以生物地层学、岩石地层学、年代地层学及动力地貌学为依据建立的一些层序、旋回及均衡剖面理论等。
第二阶段:地震地层学演化的模型形成阶段。地震地层学是层序地层学发展的第二个重要时期,是以P. Vail等人提出地震地层学概念体系和出版《地震地层学》(C. E. Payton主编,1977)为标志。地震地层学是一种利用地震资料进行地质综合解释的学科。它认为,由于岩层中产生地震反射的物性界面主要是具有速度-密度差异的层面和不整合面,所以可将这类界面作为划分年代地层单位的主要依据。地震地层学的核心是海平面升降旋回变化的周期性,基础是以不整合为边界的沉积层序的识别。根据Mitchum(1977)的定义,“沉积层序是由相对整一、连续的,在成因上有联系的地层组成的、顶底以不整合面或与之相对应的整合面为界的地层单元”。一定的沉积层序代表的时间段可以因地而异,但某个层序的范围却限于等时界面之间。因此,它可以为地层对比和沉积相分析提供一个埋想的年代地层格架。
地震地层学多在盆地规模上利用地震资料,对地层结构、沉积相类型和分布进行盆地综合分析,但很少利用露头、钻井和测井资料进行层序地层综合分析,因此,不能在油气藏范围内为沉积地层分析提供必要的精度。
第三阶段:综合发展阶段,即从80年代到现在,随着可容空间概念的建立,层序地层学的理论和方法趋于成熟并广泛应用。层序地层学进入了理论研究和生产应用全面发展的时期,开始深入到油气勘探的各个阶段。
尽管地震地层学理论解决了层序形成问题,但并未明确层序内部地层的彼此关系和空间展布特征,并且地震地层学主要应用地震资料在盆地范围内进行盆地分析工作,所以,Vail等人在吸取其他地质学家建议的同时,进行了大量的露头、测井、海洋地质和地震资料的综合研究,利用层序地层、磁性地层、年代地层以及生物地层中所反映的海平面变化和同位素年龄等大量资料,编制了中生代以来的年代地层和海平面旋回曲线图,厘定了不整合面、海平面变化的概念,并强调地震剖面、测井和地面露头的综合研究是识别海平面变化的重要手段。
在石油勘探领域,应用这一新的理论体系和方法,已经为储集砂体的预测带来了战略性的变化,取得了重要的成就。特别是低位体系域底界面上的深切谷充填砂体的预测和发现,为寻找发现地层岩性圈闭提供了有利靶区。如Amoco石油公司根据层序地层研究,在Beaufort海和阿拉斯加发现了新的靶区;在尼日尔三角洲地区应用墨西哥湾盆地的模式和经验,在新的地震、钻井资料的基础上完成了一系列层序地层大剖面,从而发现了丰富的、有经济价值的油气圈闭;联合太平洋公司在东科罗拉多州和西堪萨斯州的工作中,应用层序地层的方法重新进行整体评价,发现了长距离延伸的深切谷充填砂体,从而在找油目标上进行了战略转变。
1 高分辨率层序地层理论简介
高分辨率层序地层学的理论核心是指在基准面旋回变化过程中,由于沉积物可容空间与沉积物补给通量比值(A/S)的变化,相同沉积体系域中沉积物体积发生再分配作用,导致沉积物堆砌样式、相类型及相序、岩石结构、保存程度发生变化。这些变化是沉积体系域在基准面旋回中所处位置和可容空间的函数。基准面旋回变化控制了地层单元的分布模式,这种具有一定规律的分布型式为人们进一步预测沉积储层的分布提供了概念性模型。高分辨率层序地层学是对地层记录中反映基准面旋回变化的时间地层单元进行“二元划分”,其关键是在地层记录中识别代表不同级次基准面旋回的不同级次地层旋回,进而进行高分辨率等时地层对比,探讨等时地层格架内的地层分布模式,预测有利的烃源岩、储集层和盖层的分布位置。
地层基准面原理
T. A. Cross等(1994)引用并发展了Wheeler(1964)提出的基准面的概念,分析了基准面旋回与成因层序形成的过程—响应原理。他们认为地层基准面(Baselevel)并非海平面,也不是相当于海平面的一个向陆方向延伸的水平面,而是相对于地球表面波状升降的、连续的、略向盆地方向下倾的抽象