第三章--地震层序与地震相分析-层序地层学-及其在油气勘探中的应用-教学课件.ppt
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- 第三 地震 分析 地层学 及其 油气 勘探 中的 应用 教学 课件
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1、层序地层学及其在油气勘探中的应用第三章第三章 地震层序与地震相分析地震层序与地震相分析第三章第三章 地震层序与地震相分析地震层序与地震相分析一、地震层序的划分一、地震层序的划分 1地震层序划分的标志地震层序划分的标志 层序地层学应用反射波的终止层序地层学应用反射波的终止(消失消失)现现象如图象如图3-1划分层序。划分层序。根据地质事件在地震上的响应划分为协根据地质事件在地震上的响应划分为协调调(整一整一)关系和不协调关系和不协调(不整一不整一)关系关系2种类种类型。协调关系相当于地质上的整合接触关系,型。协调关系相当于地质上的整合接触关系,不协调关系相当于地质上的不整合接触关系。不协调关系相当
2、于地质上的不整合接触关系。他们又根据反射终止的方式区别为削截他们又根据反射终止的方式区别为削截(削削蚀蚀)、顶超、上超和下超、顶超、上超和下超4种类型种类型(图图3-2,图,图3-3)。以下分别讨论上述。以下分别讨论上述4种类型的地震反射种类型的地震反射特征及其地质意义。特征及其地质意义。第三章 地震层序与地震相分析一、地震层序的划分一、地震层序的划分 第三章 地震层序与地震相分析一、地震层序的划分一、地震层序的划分 1)削蚀)削蚀(削截、侵蚀)(削截、侵蚀)层序的顶部反射终止,既可以层序的顶部反射终止,既可以是下伏倾斜地层的顶部与上覆水平地是下伏倾斜地层的顶部与上覆水平地层间的反射终止,也可
3、以是水平地层层间的反射终止,也可以是水平地层的顶部与上覆地层沉积初期侵蚀河床的顶部与上覆地层沉积初期侵蚀河床底面间的终止。它代表一种侵蚀作用,底面间的终止。它代表一种侵蚀作用,说明在下伏地层沉积之后,经过强烈说明在下伏地层沉积之后,经过强烈的构造运动或者强烈的切割侵蚀。是的构造运动或者强烈的切割侵蚀。是划分层序最可靠的标志。划分层序最可靠的标志。(2)顶超顶超 下伏原始倾斜层序的顶部与由无下伏原始倾斜层序的顶部与由无沉积作用的上界面形成的终止现象。沉积作用的上界面形成的终止现象。它通常以很小的角度,逐步收敛于上它通常以很小的角度,逐步收敛于上覆底面反射上。这种现象在地质上代覆底面反射上。这种现
4、象在地质上代表一种时间不长的与沉积作用差不多表一种时间不长的与沉积作用差不多同时发生的过路冲蚀现象。顶超与削同时发生的过路冲蚀现象。顶超与削蚀的区别在于它只出现在三角洲、扇蚀的区别在于它只出现在三角洲、扇三角洲沉积的顶积层发育地区。三角洲沉积的顶积层发育地区。顶超与削蚀属地层与层序上界面顶超与削蚀属地层与层序上界面的关系。的关系。第三章 地震层序与地震相分析一、地震层序的划分一、地震层序的划分(3)上超上超 层序的底部逆原始倾斜面逐层终止。层序的底部逆原始倾斜面逐层终止。它表示在水域不断扩大情况下逐层超覆的它表示在水域不断扩大情况下逐层超覆的沉积现象。根据距离物源远近,上超又可沉积现象。根据距
5、离物源远近,上超又可以区分为近端上超和远端上超。靠近物源以区分为近端上超和远端上超。靠近物源称近端上超,远离物源称远端上超。只有称近端上超,远离物源称远端上超。只有当盆地比较小而物源供应充分时,沉积物当盆地比较小而物源供应充分时,沉积物才可能越过凹陷中心而到达彼岸,形成远才可能越过凹陷中心而到达彼岸,形成远端上超。端上超。(4)下超下超 层序的底部顺原始倾斜面,向下倾方层序的底部顺原始倾斜面,向下倾方向终止。下超表示一股携带沉积物的水流向终止。下超表示一股携带沉积物的水流在一定方向上的前积作用,需要注意的是,在一定方向上的前积作用,需要注意的是,下超经常不指示不整合现象。下超经常不指示不整合现
6、象。上超与下超是地层与层序下部边界的上超与下超是地层与层序下部边界的关系,当地层受后期构造运动影响而改变关系,当地层受后期构造运动影响而改变原始地层产状时,上超与下超往往不易区原始地层产状时,上超与下超往往不易区分,可统称为分,可统称为“底超底超”。第三章 地震层序与地震相分析一、地震层序的划分一、地震层序的划分 Brown和和Fisher(1979)根据反射终止与不整根据反射终止与不整合面的关系,区分为侵蚀不整合面与沉积型不整合面的关系,区分为侵蚀不整合面与沉积型不整合面合面(图图3-4)。他们把。他们把Mitchum等划分的削蚀称侵等划分的削蚀称侵蚀型不整合,而顶超和下超都归结为沉积型不整
7、蚀型不整合,而顶超和下超都归结为沉积型不整合。这种成因上的分类与不整合面的性质联系起合。这种成因上的分类与不整合面的性质联系起来,更富于地质意义。如果沿不整合面追踪分析来,更富于地质意义。如果沿不整合面追踪分析时间序列,则可以估算沉积间断的大小。时间序列,则可以估算沉积间断的大小。由上述讨论中可以看出,在对待分层标志的由上述讨论中可以看出,在对待分层标志的不整合面上,层序地层学的概念和传统的不整合不整合面上,层序地层学的概念和传统的不整合概念,有着明显的不同,除了角度不整合、非整概念,有着明显的不同,除了角度不整合、非整合和侵蚀不整合外,在地震剖面中,还在地层内合和侵蚀不整合外,在地震剖面中,
8、还在地层内部发现众多的上超式的超覆不整合。部发现众多的上超式的超覆不整合。第三章 地震层序与地震相分析一、地震层序的划分一、地震层序的划分第三章 地震层序与地震相分析一、地震层序的划分一、地震层序的划分 层序地层分层较传统的不整合分层,有如下层序地层分层较传统的不整合分层,有如下一些长处:一些长处:它透视了地下广大面积中地层在三它透视了地下广大面积中地层在三度空间中的关系,这是传统方法做不到的;度空间中的关系,这是传统方法做不到的;它它的分层较之传统不整合分层要详细,而且层间关的分层较之传统不整合分层要详细,而且层间关系准确;系准确;它揭开了地层和不整合面的成因,有它揭开了地层和不整合面的成因
9、,有助于解释盆地的历史发展;助于解释盆地的历史发展;最重要的一点是在最重要的一点是在不整合的上下出现的削蚀、上超、顶超地段,恰不整合的上下出现的削蚀、上超、顶超地段,恰恰是形成油气藏的良好场所。因此详细地分层,恰是形成油气藏的良好场所。因此详细地分层,并研究上下地层间的接触关系,应当作为地震地并研究上下地层间的接触关系,应当作为地震地层解释人员的重要任务。层解释人员的重要任务。第三章 地震层序与地震相分析一、地震层序的划分一、地震层序的划分 2标准剖面的建立和层序的分级标准剖面的建立和层序的分级(1)标准剖面的建立标准剖面的建立 要建立一个新区的地层层序,必须在它的地理分布范围内,要建立一个新
10、区的地层层序,必须在它的地理分布范围内,选择几条典型剖面作为标准剖面。选择几条典型剖面作为标准剖面。选择标准剖面的原则是:选择标准剖面的原则是:选择地层发育齐全,厚度大而选择地层发育齐全,厚度大而又能延续到斜坡上的剖面作为划分层序的基础。又能延续到斜坡上的剖面作为划分层序的基础。要分别选要分别选择垂直水流方向和沿水流方向尽可能多过井的十字交叉剖面做择垂直水流方向和沿水流方向尽可能多过井的十字交叉剖面做为标准剖面。为标准剖面。避开断层和沉积过薄的隆起区或剥蚀区。避开断层和沉积过薄的隆起区或剥蚀区。当有几个沉积中心时,分别建立每个沉积中心的标准剖面,当有几个沉积中心时,分别建立每个沉积中心的标准剖
11、面,便于研究各凹陷之间在沉积历史上的差异。便于研究各凹陷之间在沉积历史上的差异。在一个新区建立标准剖面的目的是为了全区对比在一个新区建立标准剖面的目的是为了全区对比“统一统一”。在层序地层学中,我们称其为在层序地层学中,我们称其为“闭合闭合”,也就是说,同一个同,也就是说,同一个同相轴,层位要相轴,层位要“相当相当”,不能,不能“串相位串相位”。显然,在一个凹陷。显然,在一个凹陷内仅仅建立一个标准剖面是不够的,起码要有内仅仅建立一个标准剖面是不够的,起码要有4条剖面,即主测条剖面,即主测线、联络测线各二条,组成线、联络测线各二条,组成“井字井字”,逐层逐条追踪,直到,逐层逐条追踪,直到“闭合闭
12、合”才算完成了层序解释的任务。才算完成了层序解释的任务。第三章 地震层序与地震相分析一、地震层序的划分一、地震层序的划分 (2)地震层序的分级地震层序的分级 按照地震层序规模的大小,可把沉积层序划分按照地震层序规模的大小,可把沉积层序划分为二级,即超层序和层序。为二级,即超层序和层序。超层序:从水域最大到最小时期沉积的地层超层序:从水域最大到最小时期沉积的地层层序。它往往是区域性的,并包括几个层序。据层序。它往往是区域性的,并包括几个层序。据Vail等分析,大部分超层序是在海面相对变化的等分析,大部分超层序是在海面相对变化的二级周期二级周期(超周期超周期)期间沉积的。期间沉积的。层序:是超层序
13、中的次一级地层单元,水域层序:是超层序中的次一级地层单元,水域相对扩大和缩小,它可以是区域性的,也可以是相对扩大和缩小,它可以是区域性的,也可以是局部的。局部的。有时根据需要也可以把几个层序称为一个层序有时根据需要也可以把几个层序称为一个层序组,把几个层序组称为一个超层序。组,把几个层序组称为一个超层序。第三章 地震层序与地震相分析一、地震层序的划分一、地震层序的划分 3地质分层、地震分层与层序地层学分层的区别地质分层、地震分层与层序地层学分层的区别与联系与联系 地质分层是根据钻井取心的岩性、古生物及其它特征作出的。而地质分层是根据钻井取心的岩性、古生物及其它特征作出的。而更大量的分层则是依据
14、测井曲线特征得出的。更大量的分层则是依据测井曲线特征得出的。地震分层是根据剖面中的连续强相位确定的。多年来每个探区都地震分层是根据剖面中的连续强相位确定的。多年来每个探区都已形成一套统一的波组划分方案,并指导着地震解释和油气勘探。不已形成一套统一的波组划分方案,并指导着地震解释和油气勘探。不过它们主要是用来进行构造解释。过它们主要是用来进行构造解释。层序地层的分层则是为了满足地层学和沉积学研究,根据地震反层序地层的分层则是为了满足地层学和沉积学研究,根据地震反射特征中提出的分层意见。这一工作近年来才刚刚开始,还没有形成射特征中提出的分层意见。这一工作近年来才刚刚开始,还没有形成各大探区统一的分
15、层方案。尽管上述各大探区统一的分层方案。尽管上述3种分层方案应当是统一的,然而种分层方案应当是统一的,然而由于客观地质现象的复杂性,由于地震资料垂向分辨率的限制,以及由于客观地质现象的复杂性,由于地震资料垂向分辨率的限制,以及其它技术上的原因,在目前状况下,要做到完全的统一还有困难。其它技术上的原因,在目前状况下,要做到完全的统一还有困难。从地质分层上看,尽管人们努力从古生物解释方面力求明确地层从地质分层上看,尽管人们努力从古生物解释方面力求明确地层的时代的时代(时间时间)界面,但是由于资料获取方面的困难,实际上,除了代、界面,但是由于资料获取方面的困难,实际上,除了代、纪、世级的分层外,在更
16、细的分层上,更多的还必须依靠测井资料确纪、世级的分层外,在更细的分层上,更多的还必须依靠测井资料确定的岩石地层单元。在某些地区或某些地段,它们的穿时现象是十分定的岩石地层单元。在某些地区或某些地段,它们的穿时现象是十分明显的。不克服这些弱点,将会给油气勘探带来重大影响。明显的。不克服这些弱点,将会给油气勘探带来重大影响。第三章 地震层序与地震相分析一、地震层序的划分一、地震层序的划分 地震分层的波组划分,在多数情况下是和主要的地质分层界地震分层的波组划分,在多数情况下是和主要的地质分层界面一致的,然而,有两种情况经常出现,并造成地层学解释上的面一致的,然而,有两种情况经常出现,并造成地层学解释
17、上的困难。一是某些地震波组只是明显的层序内部的物理界面,而不困难。一是某些地震波组只是明显的层序内部的物理界面,而不是更有地质意义的层序界面是更有地质意义的层序界面(它们有时是不十分明显的它们有时是不十分明显的);一是出;一是出于构造解释的要求。在野外施工或室内处理上,采用了不适当的于构造解释的要求。在野外施工或室内处理上,采用了不适当的频带宽度及不适当的处理程序,人为地制造了一些又黑又粗的反频带宽度及不适当的处理程序,人为地制造了一些又黑又粗的反射同相轴。这样虽然突出了某些同相轴,便利于构造图的编制,射同相轴。这样虽然突出了某些同相轴,便利于构造图的编制,却模糊或压制了具有更重要的地质意义的
18、层序界面。因此,从层却模糊或压制了具有更重要的地质意义的层序界面。因此,从层序地层学研究的需要出发,适当地提高频率、适当地选择叠加速序地层学研究的需要出发,适当地提高频率、适当地选择叠加速度、适当地作子波处理和选择合适的叠加方式、精细的静校正以度、适当地作子波处理和选择合适的叠加方式、精细的静校正以及正确的处理程序,尽可能地排除噪声,尽可能多地显示出地下及正确的处理程序,尽可能地排除噪声,尽可能多地显示出地下反射界面,应当成为当前地震工作中的重要任务。当然,即使如反射界面,应当成为当前地震工作中的重要任务。当然,即使如此,也还会有某些重要层序划不出来。在这种情况下,结合测井此,也还会有某些重要
19、层序划不出来。在这种情况下,结合测井曲线编制精细的地质和地震模型,结合曲线编制精细的地质和地震模型,结合VSP(垂直地震剖面垂直地震剖面)资料,资料,取得对地层细节的了解是十分重要的。取得对地层细节的了解是十分重要的。第三章 地震层序与地震相分析二、地震相概念及划分标志二、地震相概念及划分标志1地震相的概念地震相的概念 地震相这一名词来源于沉积相,地震相这一名词来源于沉积相,yx(1958)认为认为“相是一定岩层生成时相是一定岩层生成时的古地理环境及其物质表现的总和的古地理环境及其物质表现的总和”,因此,地,因此,地震相可以理解为沉积相在地震剖面上表现的总和。震相可以理解为沉积相在地震剖面上表
20、现的总和。正如正如Sheriff(1982)所说)所说“地震相是由沉积环境地震相是由沉积环境(如海相或陆相)所形成的地震特征。(如海相或陆相)所形成的地震特征。”按按Brown的概念,地震相是指有一定分布面的概念,地震相是指有一定分布面积的三维地震反射单元,其地震参数,如反射结积的三维地震反射单元,其地震参数,如反射结构,振幅、连续性、频率和层速度、与相邻单元构,振幅、连续性、频率和层速度、与相邻单元不同。它代表产生其反射的沉积物的一定岩相组不同。它代表产生其反射的沉积物的一定岩相组合、层理和沉积特征。合、层理和沉积特征。第三章 地震层序与地震相分析二、地震相概念及划分标志二、地震相概念及划分
21、标志 研究研究地震地震相的目的在于分析层序的沉积环境及古地相的目的在于分析层序的沉积环境及古地理,重塑盆地的沉积史和构造史,预测生、储、盖相带理,重塑盆地的沉积史和构造史,预测生、储、盖相带及地层、岩性圈闭。它是沉积盆地分析的一种新手段,及地层、岩性圈闭。它是沉积盆地分析的一种新手段,特别是在钻井有限的情况下,它能从发展观点给人以沉特别是在钻井有限的情况下,它能从发展观点给人以沉积盆地的整体概念。在当代数字地震处理技术日新月异积盆地的整体概念。在当代数字地震处理技术日新月异的形势下,地震相分析正在日益显示巨大的潜力,引起的形势下,地震相分析正在日益显示巨大的潜力,引起国内外石油地质学家和地球物
22、理学家的广泛注意。国内外石油地质学家和地球物理学家的广泛注意。根据根据地震地震相的定义,在地震剖面上反射特征的任何相的定义,在地震剖面上反射特征的任何变化,只要与岩性或沉积特征变化有关,并且有一定的变化,只要与岩性或沉积特征变化有关,并且有一定的空间范围,都可定义为地震相。空间范围,都可定义为地震相。至于一些与构造有关的现象,如地层挤压变形、泥、至于一些与构造有关的现象,如地层挤压变形、泥、盐和火山岩刺穿体等,在地震剖面上也有清楚的表现。盐和火山岩刺穿体等,在地震剖面上也有清楚的表现。但它们不属于地震相的范畴,分析时不能用相来描述。但它们不属于地震相的范畴,分析时不能用相来描述。第三章 地震层
23、序与地震相分析二、地震相概念及划分标志二、地震相概念及划分标志2地震相划分标志地震相划分标志 划分地震相的标志很多,但应用比较广泛的,主要的地震相标志划分地震相的标志很多,但应用比较广泛的,主要的地震相标志是地震反射的外部几何形态、内部反射结构、振幅、频率、连续性等。是地震反射的外部几何形态、内部反射结构、振幅、频率、连续性等。以下分别叙述他们的特点及其地质意义。以下分别叙述他们的特点及其地质意义。(1)外部几何外部几何形态形态 通过研究地通过研究地震相单元的外部震相单元的外部几何形态及其空几何形态及其空间展布,可以了间展布,可以了解总的沉积环境、解总的沉积环境、沉积物源和地质沉积物源和地质背
24、景。背景。外部几何形外部几何形态可以分为席状、态可以分为席状、席状披盖、楔形、席状披盖、楔形、滩形、透镜状、滩形、透镜状、丘形和充填型等丘形和充填型等(图图3-5)。第三章 地震层序与地震相分析二、地震相概念及划分标志二、地震相概念及划分标志席状席状(或板状或板状):它是地震剖面上最常见的外形之一,:它是地震剖面上最常见的外形之一,其主要特点是上下界面接近于平行,厚度相对稳定,可代表其主要特点是上下界面接近于平行,厚度相对稳定,可代表深湖、半深湖等稳定沉积。深湖、半深湖等稳定沉积。席状披盖席状披盖:反射层上下界面平行,但弯曲地盖在下反射层上下界面平行,但弯曲地盖在下伏沉积的不整合地形之上,它代
25、表一种均匀的、低能量的与伏沉积的不整合地形之上,它代表一种均匀的、低能量的与水底起伏无关的沉积作用,席状披盖一般沉积规模不大,往水底起伏无关的沉积作用,席状披盖一般沉积规模不大,往往出现在礁、盐丘、泥岩刺穿或其它古地貌单元上。往出现在礁、盐丘、泥岩刺穿或其它古地貌单元上。楔状楔状:也是常见的外形之一,其特点是在倾向方向上厚也是常见的外形之一,其特点是在倾向方向上厚度逐渐增厚,而后地层突然终止,在走向方向则常呈丘状。度逐渐增厚,而后地层突然终止,在走向方向则常呈丘状。楔状代表一种快速、不均匀下沉作用,往往出现在同生断层楔状代表一种快速、不均匀下沉作用,往往出现在同生断层的下降盘及大陆斜坡侧壁的三
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