层序单元

层序单元（精选4篇）

层序单元 篇1

层序地层分析在地层学理论研究和石油勘探开发中有着重要的地位。不同级次层序界面的划分及其内部的旋回结构剖析是层序地层分析的关键。由于地震资料分辨率以及岩心取芯段的限制,在层序地层研究过程中需要大量测井资料,以便更好地解决问题。测井资料作为地层岩性、物性的反映,蕴含了大量与沉积地层旋回变化有关的信息,具有很高的纵向分辨率。通过不同方法科学的分析提取这些信息,会大大提高层序地层研究的定量化水平。小波分析被誉为“数学显微镜”,可实现信号分析的时频局部化,利用它可以很方便的从测井资料中提取地层的时频特征信息,进而获得有关沉积层序的旋回性等地质信息[1,2,3]。

1 小波分析层序划分理论依据

具有成因联系的地层测井序列是一定时间序列内各种沉积事件的物质记录,测井曲线能比较准确地反映井旁地层的电性、物性等特征,能够敏感、连续地反映所测地层的旋回性、周期性等沉积特征。但是,测井曲线往往会受到测井仪器、钻井液等其他非地层因素的干扰,且不同频率的旋回相互叠加,对正确识别和划分沉积旋回造成一定的影响。而小波分析能对信号在时间域和频率域实行局部化的小波变换,消除干扰信号,放大真实信息,分不同频率反映出测井曲线中包含的真正旋回特征,体现出了周期性、旋回性方面的优势,利用它可以很方便的从测井资料中提取地层的时频特征信息,所选用的测井曲线在经过一维小波变换之后,就能得到一系列小波变换系数值,这些小波变化系数值与尺度和深度相对应。其地质学意义,是通过考察多种伸缩尺度下小波系数曲线表现出的明显周期性振荡特征,获得有关沉积层序的旋回性等地质信息,由此和各级别层序界面建立一定的对应关系,将其作为测井层序地层划分的依据。

2 小波的选取

目前比较著名的小波有Daubechies小波、Coiflets小波、Symlets小波、Morlet小波、MexicanHat小波与Meyer小波等[4],每一种小波具有不同的函数和形态,所有满足小波条件的函数都可以作为小波函数。在选取小波的过程中,对二进小波变换,所选择的小波,要对信号有一定的相似性,这样会使得变换之后的能量相对比较集中,可以有效的减少计算量;支集长度大部分选择为5~9的小波,因为支集如果太短,就不利于信号能量的集中,太长则会产生边界问题;另外,针对实际问题,还要找出一些关键性的技术指标,综合得到一个判别函数,然后将所选择的各种小波函数代入,得到一个最优函数。对于利用测井曲线的小波变换进行沉积旋回的划分,不少研究人员已进行过有益的探索[5~6]。笔者在对阿尔及利亚某区块进行层序地层学研究的过程中,通过对测井曲线形态和小波形态对比,及对不同小波进行变换的结果综合分析,认为Daubechies小波在研究区划分沉积旋回时具有比较好的适用性。Daubechies小波与其他几种类型小波相比,对称性比较差,变化特征比较明显,与测井曲线具有较好的相似性,符合小波函数选取的原则。对所选的Daubechies小波进行不同阶数的变换,发现db5小波的能量集中较好,边界问题也不明显,划分的结果较为理想。

3 测井曲线的选取及方法的实现

不同的曲线具有不同的地质含义,进行相同的变换可能会得到不同的结果,因此测井曲线的选取也是一个重要的环节。可以选择目标井的测量精度较高、质量较好的曲线来进行小波变换,进而进行沉积旋回的划分。

选择MATLAB软件的小波分析工具箱,在对测井曲线进行一维小波变换,参数选择分别为:小波类型:db,阶数:5,最大级数:12,然后进行分析,可以得到一组12条不同级次的db5小波变换曲线(图1)。每条曲线的级次不同,代表了不同频率的旋回,分别对应不同级别的沉积旋回。选择合适级别的小波变换曲线可以直接用来划分沉积旋回,代表不同的层序单元。本文中以阿尔及利亚某区块泥盆系层序划分为例,将各曲线与实际的地质认识相对比,发现d6,d7和d8曲线分别对应准层序组、体系域和层序的层序单元,d6曲线的波峰波谷基本上与准层序组边界对应。因此,可以使用d6曲线进行准层序单元的划分和对比(图2)。

从划分结果看,在砂泥岩岩性变化较快的层段,每个小波旋回基本对应一个岩性变化旋回,旋回的划分比较符合实际。结合d7和d8两条曲线,在阿尔及利亚某区块泥盆系划分出了11个准层序组,其中,进积式准层序组9个,退积式准层序组2个,从底到顶形成了低位体系域、海侵体系域和高位体系域(图2)。层序划分方案跟实际比较吻合。

4 小波变换划分层序注意事项

4.1 进行层序划分时,建议先选择一口资料齐全并已进行了人工层序划分的取心井,对其测井曲线进行变换,找到与每级界面对应的尺度,之后用此尺度寻求其它井的界面,寻找到各级次的界面之后,还应与其他资料结合对结果进行适当调整,这样可以提高层序划分的精度;

4.2 不同研究区的构造沉积条件等因素不同,导致盆地充填序列不同,层序地层旋回的周期、规模等也都不相同[7],因此,对不同研究区,要经过较多的反复尝试才能找到相应的大、中、小尺度。

5 结语

小波变换可以将复杂的一维原始测井信号转化为二维时频信号,并在多种尺度下进行探测,用它来划分层序是一种行之有效的方法,是对传统方法的有效补充。采用一维连续小波中的Daubechies二进制小波系的db5小波对阿尔及利亚某区块泥盆系进行了层序划分,识别出了准层序组及低位、海侵与高位体系域,经与传统划分结果进行对比,发现划分结果与传统方法基本吻合。

摘要：根据小波选取原则,选择db5小波对测井曲线进行旋回划分,研究表明,db5小波可以将测井信号中的信息分频放大,识别出不同频段的旋回,分别对应不同沉积周期的沉积旋回,进而划分出准层序组,此方法在实际应用中得到的结论与实际的地质情况比较吻合。

关键词：测井数据,小波分析,db5小波,层序地层学

参考文献

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[2]房文静,范宜仁,邓少贵,等.高斯小波用于测井层序地层自动划分的研究[J].中国石油大学学报:自然科学版,2007,31(2):55-58(72).

[3]赵伟,邱隆伟,姜在兴,等.小波分析在高精度层序单元划分中的应用[J].中国石油大学学报:自然科学版,2009,33(2):18-22.

[4]Daubechies I.Ten lectures on wavelets[M].Phila-delphia:SIAM,1992.

[5]李江涛,余继峰,李增学.基于测井数据小波变换的层序划分[J].煤田地质与勘探,2004,30(2):48-50.

[6]朱剑兵,纪友亮,赵培坤,等.小波变换在层序地层单元自动划分中的应用[J].石油勘探与开发,2005,32(1):84-86.

[7]郑希民,郭彦如,刘化清,等.应用自然伽玛测井曲线小波分析划分陆相坳陷盆地三级层序的方法:以鄂尔多斯盆地延长组为例[J].天然气地球科学,2006,17(5):672-676.

层序单元 篇2

松辽盆地北部深层天然气勘探在徐家围子断陷及其周边取得了可喜的勘探成果, 相比而言, 该区与东部深层具有相似的天然气地质特征, 西部深层埋藏深度大, 有利的方面是烃源岩转化程度更高, 不利的方面是沉积岩成岩作用强, 碎屑岩储集物性更差。层序地层学的研究对地层形成的控制因素, 垂向地层分布和横向展布模式的分析起很大作用, 因此设题开展升平地区登娄库组层序格架的建立和研究。

首先在充分借鉴前人研究成果基础上, 分别预测了升平地区三套储盖组合的有利天然气勘探目标靶区, 综合分析认为生平地区下一步天然气勘探的重点地区是:中部从升深1-1井至升深2井再到升深201井区, 最有勘探远景的圈闭是:升-23圈闭、升-24圈闭、升-55圈闭、升-56圈闭、升-50圈闭、升-50-2圈闭、升-54圈闭、升-50-3圈闭等, 并提出了4口井的建议井位。通过本项目的研究成果可以看出, 升平地区深层具有良好的天然气勘探前景, 应进一步加大勘探力度, 提高深层地震资料质量, 以便进一步提高地震资料预测火山岩储层的精度, 更好地为井位部署和提高钻探成功率服务。升平地区深层在升深2-1井~升深2井~升深201井附近区域的火山岩无疑具有良好的天然气勘探前景, 应部署探井, 进一步扩大含气面积, 提交储量。另外本区还有几个圈闭应部署探井, 如升-55圈闭、升-56圈闭、升-50-2圈闭和升-23圈闭的东侧, 因此, 建议在这四个圈闭上实施钻探计划, 加快升平地区深层的勘探步伐。在上述研究的基础上, 对升平地区登娄库组的生储盖特征及其空间配置关系进行分析, 建立成藏模式, 预测有利地区。

2 准层序的识别

准层序的地层特征及其测井响应, 在向上变细的过程中, 其中层的厚度逐渐变薄, 碎屑颗粒向上逐渐变细, 砂页岩比率向上变小;在向上变粗的准层序中, 其层厚度向上变厚, 碎屑颗粒粒度向上变粗, 生物扰动向上增强, 砂岩页岩比率向上增加。依据升平本区的特点, 我们建立了一种对准层序进行识别的标志, 在部分井段取芯资料和各个井的综合录井图上, 识别出了逐渐向上变化的准层序。

3 层序界面和密集段的识别

3.1 层序界面识别

根据钻井和地震资料, 依据层序地层学原理, 升平深层登娄库组内部将地层的可识别出登二段下部、登二段上部、登三段下部、登三段上部、登四段下部、等四段上部, 缺失登一段, 登二、三、四段各分上、下两层, 共6个相对等时性的地层单元。且建立了划分标志。

3.1.1地震剖面层序界面识别

由于层序分层与传统地质分层的划分原则存在差异, 因此二者在分层结果上出现某些不一致也是正常的。但是作为组的界面与超层序界面均以重大不整合面为界, 所以二者存在较好的对应关系。本课题在对区内各井分层研究工作的过程中, 是以层序地层学理论为指导, 以登娄库组底界和青山口组底界分别与T4和T2两个地震反射层相对应为基础, 以地质分层与地震分层相协调为原则, 综合岩性、电性、沉积旋回、沉积环境和地震等特征进行的分层, 首先确定超层序界面, 然后再确定层序界面, 利用合成地震记录, 使各井间的分层通过地震剖面反复对比, 最终确定各井的分层, 结合全区地震剖面追踪对比和各井特征, 对全区钻至登娄库组 (或基岩顶面) 的12口探井钻井分层进行了确认、调整, 实现钻井分层和地震层位标定全区统一。

3.2 密集段和体系域的识别

密集段是层序地层学研究大陆边缘盆地, 并建立大陆边缘层序模式的过程中提出来的。大量的研究表明, 密集段的存在, 在大陆边缘层序断裂带、区域地层对比以及油气成藏条件分析中, 均具有显著的重要性。

密集段在层序上出现在海进体系域或低水位体系域和高水位体系域之间, 密集段中含有大量的有机质, 具有巨大的生烃潜力, 是有利的烃源岩。

高水位体系域沉积砂体以进积为特征, 往往是具有良好的孔渗性储集体, 但其本身细粒泥岩沉积不发育。而密集段常常与进积砂体前缘形成指状交叉的砂泥互层, 从而起到了有效的封闭作用。对密集段下方的海进体系域砂体或低水位体系域砂体, 密集段理所当然地发挥有效的封盖作用。可见, 在油气成藏条件分析中, 应充分考虑密集段的生烃和封闭作用。

4 结论

登娄库组底部具有地层超覆圈闭及披覆构造成藏的良好条件, 其中工区内很多局部构造是由边界断裂控制的地层超覆圈闭及早期古隆起处形成的披覆构造圈闭, 故本次参考T4反射层构造图对登娄库组地层含气情况进行预测。

上述分析表明, 登娄库组构造含气的可能性很大, 属构造型气藏。建议在构造高部位布置钻井。

摘要：充分运用层序地层学理论、沉积学和构造地质学等学科的知识, 通过对某一地区深层地层特征分析研究, 对区内所有钻井进行了统一划分对比, 建立了深层的超层序界面、层序界面、准层序组和准层序的识别标志。

关键词：层序界面,地层层序,地层格架

参考文献

[1]李思田, 林畅松, 解习农等.大型陆相盆地层序地层学研究—以鄂尔多斯中生代盆地为例[J].地学前缘, 1995, 2 (3-4) :133-136[1]李思田, 林畅松, 解习农等.大型陆相盆地层序地层学研究—以鄂尔多斯中生代盆地为例[J].地学前缘, 1995, 2 (3-4) :133-136

[2]纪友亮编著.陆相断陷湖盆层序地层学[M].北京:石油工业出版社, 1995.124-132[2]纪友亮编著.陆相断陷湖盆层序地层学[M].北京:石油工业出版社, 1995.124-132

[3]王东坡, 刘立等.松辽陆相盆地的层序地层学研究[M].长春地质学院建院40周年科学研究, 1992.133-136[3]王东坡, 刘立等.松辽陆相盆地的层序地层学研究[M].长春地质学院建院40周年科学研究, 1992.133-136

[4]徐怀大.如何推动我国层序地层学迅速发展[J].地学前缘, 1995, 8 (5-7) :103-114[4]徐怀大.如何推动我国层序地层学迅速发展[J].地学前缘, 1995, 8 (5-7) :103-114

[5]姚广庆, 孙永传.油藏动力学模型研究的思路、内容和方法[J].地学前缘, 1995, 2 (3-4) :200-206[5]姚广庆, 孙永传.油藏动力学模型研究的思路、内容和方法[J].地学前缘, 1995, 2 (3-4) :200-206

[6]周建生等.黄骅坳陷横向变换带的构造特征及成因[J].1997, 11 (4) :425-433[6]周建生等.黄骅坳陷横向变换带的构造特征及成因[J].1997, 11 (4) :425-433

大城勘查区煤系层序界面的认识 篇3

关键词：大城勘查区,层序界面,应用

1 层序关键界面类型识别

通过钻孔岩芯观察、岩性在平面上变化及沉积环境分析, 大城勘查区可识别出区域不整合面、最大海泛面、冲刷剥蚀面、整合界面等层序关键界面类型。

1.1 区域性不整合面

这类界面主要为华北板块自中奥陶世以来整体长期抬升, 形成区域性的风化剥蚀面, 是很典型的区域不整合面。该界面也是本区三级复合层序SⅢ和四级层序SⅣ的层序底界面, 同时也是本区煤系地层的底界面。另外, 本区受喜山运动的影响, 古近系与下覆古生界之间的侵蚀不整合面, 也是本区三级复合层序SⅢ和四级层序SⅣ的层序底界面。

1.2 最大海泛面

最大海泛面处常沉积薄层钙质泥页岩或灰岩, 在测井曲线上往往表现为低自然电位、尖峰状高阻、高密度高声波。在一套向上变细、变深的沉积序列中, 岩性一般以代表最深的厚度较大, 横向上连续性好的泥岩、粉砂质泥岩为特征。最深的岩性岩相若在垂向上重复出现, 那么在厚度上向上变到最厚的一层泥岩 (一般取其底面) 指示最大海泛面。

结合垂向沉积演化、岩性序列变化, 对于个别典型的等时界面会具有不同的层序地层意义。在大城区, 三级复合层序SⅢ1和SⅢ2的层序界面就具有多重意义。该界面下部密集发育14至10煤层组。在该含煤组内部向上, 每个煤层顶部可对应不同级别的海泛面, 每次海泛过后发育垂向变浅的含煤序列, 所以, 经过多次成煤的沉积演化后, 在10煤成煤阶段对应最大程度垂向变浅序列, 形成的煤层厚度最大, 10煤顶部海泛面也具有最大海泛面的层序地层意义。

1.3 冲刷剥蚀面

该类界面主要发育在低可容空间的三角洲沉积体系背景下, 多可作为层序底界面, 或局部与最大海泛对应的等时界面。其中侵蚀面主要指由于 (分流) 河道趋于发育, 其往往对下伏地层有下切冲刷作用, 随后充填以河道相对粗粒的砂体, 因此, 该类界面代表了沉积作用过程中微弱的沉积间断, 其表面多高低不平, 界面上下有显著的岩性变化, 易于识别和对比, 是较好的层序关键界面。

冲刷剥蚀沉积作用多发育于碎屑沉积物活跃沉积期, 如低位体系域和高位体系域期, 其中, 尤以低位体系域时期更典型。横向上往往伴随海退阶段, 由此盆地整体处于偏暴露状态, 冲刷剥蚀面可以和暴露面在横向上进行对比, 共同构成等时层序关键界面。在本区, 主要涉及山西组和太原组沉积环境过渡转变阶段, 横向上以下切冲刷的分流河道砂体底面和在河道砂体不发育时横向上5煤底部代表的暴露面的组合作为了两个三级复合层序SⅢ2和SⅢ3的层序界面。

1.4 整合面

层序关键界面在盆地边缘通常表现为区域不整合面或河道下切冲刷面, 而在盆地内部时常有水体覆盖的区域, 往往表现为连续沉积的整合面。因为该类界面形成的环境, 水动力弱, 沉积环境较为平静, 所以该界面上下岩性差异不明显。

2 层序界面的应用

以勘查区zk29-2孔的岩性柱子为例:本溪组与下覆峰峰组之间为区域性不整合面, 为三级复合层序SⅢ1和四级层序SⅣ1的层序底界面。本溪组中上部L2石灰岩底界面至8煤顶部泥岩的底界面为最大海泛面, 分别代表四级层序SⅣ2至SⅣ5的底界面, 为整合界面, 其中10煤顶部泥岩底代表四级层序SⅣ4的底界面, 为整合面。其他四级层序界面为不同环境下岩石组合、以砂岩底界面为代表的冲刷剥蚀面和暴露面 (图1) 。

3 结论

层序单元 篇4

关键词：测井资料,层序地层,准层序组

引言

层序地层学发展至今,理论上形成了Vail层序地层学、Cross高分辨率层序地层学、Galloway成因层序地层学三大主流派系[1,2,3],在地层学理论研究和石油勘探开发中有着重要的地位[4]。其研究的关键是各级次层序界面的划分,以及内部的旋回结构解析。测井资料具有很高的纵向分辨率,包含大量与沉积地层旋回变化有关的信息,是地层岩性和物性等的反映。通过不同方法科学的分析提取这些信息,会大大提高层序地层研究的定量化水平。

1 体系域及准层序组界面识别方法

利用测井资料识别体系域及准层序组界面的方法较多[1],此次研究主要介绍自然伽马、中子-自然伽马曲线叠合、砂泥比曲线、小波时频旋回分析等方法进行了层序地层学划分。

1.1 SP镜像法

由于岩性变化,导致自然电位曲线在界面上下往往发生突变。准层序组合方式在界面上下通常会发生变化,将自然电位曲线进行镜像,镜像曲线与自然电位曲线对应,可以通过两者包络区域变化来识别不同级别的旋回[2]。进积式准层序组包络区域呈现向上逐渐变粗趋势,退积式准层序组呈现逐渐变细趋势,两者过渡部分则为准层序组的界线。应用此方法对钻井SP曲线进行镜像,可以非常直观的识别体系域界面(图1)。

1.2 砂泥比值法

对于以陆源碎屑为主的砂泥岩沉积物,可容纳空间与沉积物补给量的比值,也即A/S值在一定程度上可以控制其岩石结构和堆积样式,相反,砂泥岩比值及其旋回性变化,在纵向上也能够近似的定量反映A/S的变化[3]:

在砂泥岩地层纵向剖面上,自下而上:加积式准层序组砂泥岩比值变化不大,退积式准层序组砂泥比值有变小的趋势,而进积式准层序组砂泥比值则有不断变大的趋势。

在陆源碎屑砂泥岩地层沉积剖面上,选择自然伽马曲线来计算砂泥岩比值较为常用,因为其受井眼等的影响较小,而且对砂泥比的旋回最敏感。

具体的计算公式如下:

式中:GR为自然伽马测井值;GRmax为纯泥岩层的自然伽马测井值;GRmin为纯砂岩层的自然伽马测井值;RSASH为砂泥比曲线;RSHSA为泥砂比曲线。

应用上述计算公式,对自然伽马曲线进行砂泥比值计算,并绘制砂泥岩比值曲线,应用到体系域划分,取得了较好的效果(图2)。

1.3 中子-伽马曲线叠合法

该方法是把刻度合适的孔隙度曲线(研究区采用中子曲线)叠加到自然伽马曲线中,因为孔隙度曲线的响应,这两条曲线会在准层序组界面上下产生分离,根据两条曲线所存在的幅度差,划分准层序组[4](图3)。

1.4 小波时频旋回法

在测井资料的频率域特征上可以较为明显的反映沉积物不同级次的地层和旋回。因此可以应用Matlab软件对测井曲线进行多种伸缩尺度下小波变化,主要包括离散和连续小波变换,小波系数曲线所表现出来的周期性振荡特征可以和各级层序界面建立一定的对应关系[5]。通过对实例BEL-A井各小波的筛选,认为db5小波在研究区较为实用,因此应用db5小波对BEL-A井地层单井自然伽马测井曲线进行一维连续变换,得到了一组频率级次不同的12条曲线,分别对应了不同级别的沉积旋回。将各级次曲线与实际的地质认识对比,发现d6,d7和d8曲线分别对应了准层序组、体系域和层序的层序单元(图4)。

2 结语

以层序地层学理论为基础,应用自然电位镜像、砂泥比值计算、中子-伽马曲线叠合、和小波时频旋回法等方法进行准层序组界面识别。在勘探实例中证实这些方法是可行的,应用效果较好。不断提高测井资料的利用程度,充分发挥测井资料在层序地层学分析中的作用和应用范围,将有利的促进测井层序地层学的发展。

参考文献

[1]于均民,李红哲,刘震华,等.应用测井资料识别层序地层界面的方法[J].天然气地球科学,2006,17(5):736-742

[2]杨磊,刘池洋,张小莉,等.利用测井曲线自动划分层序地层的方法研究[J].西北大学学报(自然科学版),2007,37(1):111-114

[3]操应长,姜在兴,夏斌,等.利用测井资料识别层序地层边界的几种方法[J].石油大学学报(自然科学版),2003,27(2):1-5

[4]王卫红,姜在兴,操应长,等.测井曲线识别层序边界的方法探讨.西南石油学院学报,2003,25(3):1-4