剥蚀厚度恢复方法课件.ppt

1、剥蚀厚度恢复方法综述剥蚀厚度恢复方法综述 剥蚀厚度恢复方法综述剥蚀厚度恢复方法综述 在盆地演化史分析中，地层剥蚀厚度的准确恢复是在盆地演化史分析中，地层剥蚀厚度的准确恢复是重建埋藏史的重点和难点，且是反演盆地热史、油气重建埋藏史的重点和难点，且是反演盆地热史、油气生排烃史和成藏史的前提条件，在某种程度上它对正生排烃史和成藏史的前提条件，在某种程度上它对正确估算地层原始沉积厚度和最大古埋深、评价有机质确估算地层原始沉积厚度和最大古埋深、评价有机质成熟度和重建圈闭发育史等是至关重要的，是沉积盆成熟度和重建圈闭发育史等是至关重要的，是沉积盆地分析和油气资源定量评价中一项重要的基础工作。地分析和油气资

2、源定量评价中一项重要的基础工作。据统计据统计,含油气盆地整体上升遭受剥蚀的发展阶段含油气盆地整体上升遭受剥蚀的发展阶段大体经历了几到十几百万年大体经历了几到十几百万年,遭受剥蚀的地层厚度大遭受剥蚀的地层厚度大约为几百到几千米约为几百到几千米,剥蚀速率一般为每百万年几十至剥蚀速率一般为每百万年几十至近百米。而且盆地不同的构造部位近百米。而且盆地不同的构造部位,上升遭受剥蚀的上升遭受剥蚀的速率不同速率不同,剥蚀量相差很大剥蚀量相差很大剥蚀厚度恢复方法综述剥蚀厚度恢复方法综述测井曲线法测井曲线法 地质分析对比法地质分析对比法 热指标法热指标法 沉积速率法沉积速率法 趋势分析法趋势分析法 剥蚀厚度是指

3、从现今地层剖面上恢复出的,在剥蚀开始时被剥蚀地层的骨架厚度和孔隙度之和。一、镜质体反射率一、镜质体反射率(Ro)镜质体反射率反映的是有机质在整个受热镜质体反射率反映的是有机质在整个受热地质历史中的最大古地温信息地质历史中的最大古地温信息,具有不可逆性。具有不可逆性。在正常地质背景下在正常地质背景下,烃源岩成熟度受控于温度烃源岩成熟度受控于温度和有效加热时间和有效加热时间,而主要受古地温场的控制而主要受古地温场的控制,即即它是地温梯度与沉积速率的函数。对连续沉积它是地温梯度与沉积速率的函数。对连续沉积的地层的地层,镜质体反射率镜质体反射率(Ro)(Ro)与埋深与埋深(H)(H)在半对在半对数直角

4、坐标系中为线性相关关系。所以数直角坐标系中为线性相关关系。所以,在地在地层欠补偿的情况下层欠补偿的情况下,即间断面之下的热史记录即间断面之下的热史记录没有被再沉积地层破坏而保留原来的记录没有被再沉积地层破坏而保留原来的记录,可可以利用以利用Ro Ro 资料恢复地层剥蚀厚度。资料恢复地层剥蚀厚度。一、镜质体反射率一、镜质体反射率(Ro)Dow 于1977 年最早提出利用Ro 与其对应深度的线性回归关系线(即成熟度剖面)来恢复地层不整合面原理：原理：不整合面上下常常出不整合面上下常常出现一个差值。将不整合面下伏现一个差值。将不整合面下伏地层的地层的Ro-H(深度深度)曲线向上曲线向上延伸延伸,穿过

5、不整合面一直到穿过不整合面一直到Ro 值与上覆地层底界面值与上覆地层底界面Ro 相等相等的深度点的深度点,则该点与不整合面则该点与不整合面的深度差值即为剥蚀量。的深度差值即为剥蚀量。一、镜质体反射率一、镜质体反射率(Ro)但是Dow 方法在恢复地层剥蚀厚度时存在一些问题:当地层中存在断层，岩浆侵入时,Ro也会发生突变,必须确定Ro突变是由地层剥蚀引起；由该方法所得到的剥蚀厚度应是最小剥蚀厚度；Dow将地表处的Ro值定为0.18-0.2,但很多资料表明,Ro值在地表处小于或大于0.2的情况也是存在的；用地震测井等综合手段对不整合面位置确定的正确与否,严重影响剥蚀厚度的求取结果。二、包裹体测温法二

6、、包裹体测温法二、包裹体测温法二、包裹体测温法 地层在沉积后成岩过程中，从埋深较浅到埋深较深都不断有矿物流体包裹体形成，并且，包裹体形成时的温度经过压力校正等手段处理后代表了当时地层温度，从现今情况来看，岩石中既有均一化温度较低包裹体又有均一化温度较高包裹体，而较高的均一化温度往往反映了地层可能的最大埋深。依据此温度，利用下式可以求出地温梯度：dt/dD=-q/K dtdD 地温梯度，hm；K 岩石热导率，W(mK)；q 热流，mWm2二、包裹体测温法二、包裹体测温法假定地表温度为20，则依据下式可以求出该地层在地质历史中的最大埋深 Dm地层未剥蚀时埋深，m；tm地层最大埋深时的温度，mmt2

7、0D100dt/dD结合样品的现今埋深(Dn)，经过简单计算可得剥蚀厚度mnD=D-D二、包裹体测温法二、包裹体测温法特点：在存在多期剥蚀时，可以非常方便地计算每个不整合在存在多期剥蚀时，可以非常方便地计算每个不整合面的剥蚀量。其原理就是在不整合面上下分别取样作包裹体均面的剥蚀量。其原理就是在不整合面上下分别取样作包裹体均一化温度测定，结合地质情况将均一化温度转换为样品所在地一化温度测定，结合地质情况将均一化温度转换为样品所在地层埋藏最深时的温度，根据不整合面上下样品的古地层温度之层埋藏最深时的温度，根据不整合面上下样品的古地层温度之差，结合古地温梯度可以简单估算该不整合面的剥蚀量。差，结合古

8、地温梯度可以简单估算该不整合面的剥蚀量。注意的问题：要求所测包裹体必须是相应阶段所形成要求所测包裹体必须是相应阶段所形成 流体包裹体均一化温度亦即当时流体的温度。而流体的温度是流体包裹体均一化温度亦即当时流体的温度。而流体的温度是否等同于周围地层的温度需要根据实际的地质情况来分析。否等同于周围地层的温度需要根据实际的地质情况来分析。在常压下测得的包裹体均一温度要低于地质条件下的温度值，在常压下测得的包裹体均一温度要低于地质条件下的温度值，因此测得的均一温度必须进行压力校正才能使用，校正后的温因此测得的均一温度必须进行压力校正才能使用，校正后的温度比均一温度略高些，一般研究中用均一温度代表矿物形

9、成的度比均一温度略高些，一般研究中用均一温度代表矿物形成的最低温度。最低温度。三、沉积速率法三、沉积速率法三、沉积速率法三、沉积速率法 该方法最初由Van Hinte（1978）提出，其原理针对平行不整合，可根据不整合面上、下地层的沉积速率、剥蚀速率及地层的绝对地质年龄来研究和恢复剥蚀厚度。该方法应用的前提条件是要知道剥蚀面（不整合面）所代表的时限，在这个时限内有某一厚度的沉积物被剥蚀了。这段时限包括两部分:一部分是该厚度的沉积物沉积所用的时间；另一部分是该厚度的沉积物被剥蚀所用的时间。如果知道被剥蚀岩层的沉积速率和不整合上、下岩层的绝对年龄，就可以计算出被剥蚀掉的沉积物厚度。三、沉积速率法三

10、、沉积速率法根据不同的地质假设结合实际的地质情况和资料状况，可将沉积速率法归纳为以下两种类型：（1）沉积速率比值法：基于沉积特征具有很大的继沉积速率比值法：基于沉积特征具有很大的继承性和相似性，假定相邻地层在不同点的沉积速率承性和相似性，假定相邻地层在不同点的沉积速率比值相等来估算剥蚀厚度。比值相等来估算剥蚀厚度。A A 点计算层的剥蚀厚度点计算层的剥蚀厚度（h h）为：）为：h=(P Ha ta)/Ta-hc h残余厚度残余厚度 P沉积速率比值沉积速率比值 HaA点邻层的沉积厚度点邻层的沉积厚度 Ta沉积时间沉积时间 Ta计算层的沉积时间计算层的沉积时间 Hc残余厚度残余厚度三、沉积速率法三

11、、沉积速率法（2）沉积速率趋势法：事实上，地层沉积速率沉积速率趋势法：事实上，地层沉积速率并非处处相等，而是不同的地质环境有其相应并非处处相等，而是不同的地质环境有其相应的沉积速率，但沉积速率的横向变化是连续的，的沉积速率，但沉积速率的横向变化是连续的，据此可对剥蚀厚度进行估算。设据此可对剥蚀厚度进行估算。设A A 点的沉积速点的沉积速率为率为h/th/t，B B点的沉积速率为零，由此可以得到点的沉积速率为零，由此可以得到C C 点沉积速率的内插值，从而求得原始沉积厚度，点沉积速率的内插值，从而求得原始沉积厚度，再将其减去残留厚度，即为再将其减去残留厚度，即为C C 点的剥蚀厚度。点的剥蚀厚度

12、。三、沉积速率法三、沉积速率法应用上述两种方法恢复剥蚀厚度的优势在应用上述两种方法恢复剥蚀厚度的优势在于其适用于不同的地质状况，既可以不考于其适用于不同的地质状况，既可以不考虑沉积层的岩性，也可以不考虑后期沉积虑沉积层的岩性，也可以不考虑后期沉积厚度是否大于剥蚀量，更不用考虑盆地内厚度是否大于剥蚀量，更不用考虑盆地内有多少个不整合面，因而适应性较强，但有多少个不整合面，因而适应性较强，但缺陷是地层的绝对年龄不易确定。缺陷是地层的绝对年龄不易确定。四、参考层厚度变化率法四、参考层厚度变化率法四、参考层厚度变化率法四、参考层厚度变化率法 地层起伏在横向上变化不定、地层厚度在横向上厚薄不一 设设A

13、A 点和点和B B 点的原始地层厚度分别为点的原始地层厚度分别为HA HA 和和HBHB，且两点相，且两点相距距L L，则在，则在A A、B B 点及其附近地层厚度的变化率为点及其附近地层厚度的变化率为H H1 1：H1=(HB-HA)/L 设设C C 点的残余厚度为点的残余厚度为HcHc，B B、C C 两点相距为两点相距为L LX X，则，则C C点的剥点的剥蚀厚度蚀厚度H Hb b和原始厚度和原始厚度HyHy可分别按下列两式计算：可分别按下列两式计算：Hb=Hy-Hc；Hy=HB+H1 LX 四、参考层厚度变化率法四、参考层厚度变化率法由于地层存在起伏，地层厚度在横向上会发生变化，若按上

14、式沿由于地层存在起伏，地层厚度在横向上会发生变化，若按上式沿测线继续计算，则会出现错误。在这种情况下，可在残余地层中测线继续计算，则会出现错误。在这种情况下，可在残余地层中选择一参考层，重新计算厚度变化率。设选择一参考层，重新计算厚度变化率。设C C 点参考层的厚度为点参考层的厚度为H Ha a，D D 点参考层的厚度为点参考层的厚度为H Hb b，C C、D D 两点相距两点相距M M，则厚度在，则厚度在C C、D D 点及其点及其附近的变化率为附近的变化率为H Hm m：Hm=(Hb-Ha)/M 考虑到同一层沉积的继承性，可以用参考层的厚度变化率代替考虑到同一层沉积的继承性，可以用参考层的

15、厚度变化率代替整个地层的厚度变化率，即用整个地层的厚度变化率，即用Hm Hm 代替代替HlHl，由此可继续进行计算。，由此可继续进行计算。显然，显然，H Hm m 可正可负，这就排除了地层起伏及厚度横向变化对计可正可负，这就排除了地层起伏及厚度横向变化对计算结果的影响算结果的影响 四、参考层厚度变化率法四、参考层厚度变化率法特点：与盆地的构造运动次数和升降幅度无关，不仅适合于单斜层，与盆地的构造运动次数和升降幅度无关，不仅适合于单斜层，也适合于任意起伏的地层也适合于任意起伏的地层;可以以地震资料为依据，控制点多，可信度高；可以以地震资料为依据，控制点多，可信度高；方法简单，只需要厚度资料，不涉

16、及剥蚀时间，可操作性强，方法简单，只需要厚度资料，不涉及剥蚀时间，可操作性强，但推算仅限于同一大的构造层内，不能跨越大的区域性不整合但推算仅限于同一大的构造层内，不能跨越大的区域性不整合面面。另外，还有宇宙成因核素分析法、沉另外，还有宇宙成因核素分析法、沉积波动过程分析法、磷灰石裂变径迹分析积波动过程分析法、磷灰石裂变径迹分析法及声波时差法等多种方法，但是无论哪法及声波时差法等多种方法，但是无论哪种地层剥蚀量恢复方法都是各有其特点种地层剥蚀量恢复方法都是各有其特点,在实际应用中在实际应用中,首先必须搞清楚每种方法首先必须搞清楚每种方法的适用性的适用性,其次要考虑本区资料的实际情其次要考虑本区资料的实际情况况,只有这样才能得到正确的恢复结果。只有这样才能得到正确的恢复结果。在对研究区进行地层剥蚀量恢复时在对研究区进行地层剥蚀量恢复时,还可还可以考虑综合应用多种方法以考虑综合应用多种方法,在相互检验的在相互检验的基础上基础上,以期达到较为准确的恢复结果以期达到较为准确的恢复结果 谢谢谢谢敬请老师同学批评指正敬请老师同学批评指正