大学精品课件：第三章 地层对比正（第一节.2-4; 第二节).ppt

1、第三章第三章 油气田地下地层研究油气田地下地层研究第一节第一节 区域地层研区域地层研究究1、常规地层学研究、常规地层学研究2、稳定同位素地层学、稳定同位素地层学3、磁性地层学、磁性地层学4、事件地层学事件地层学 1、碎屑岩油气层对比、碎屑岩油气层对比2、碳酸盐岩油气层对比、碳酸盐岩油气层对比第二节第二节 油层对比油层对比概概 念念碳同位素地层学碳同位素地层学氧同位素地层学氧同位素地层学硫同位素地层学硫同位素地层学稳稳定定同同位位素素研研究究 稳定同位素稳定同位素地层学方法地层学方法稳定稳定同位素同位素氧氧硫硫碳碳0.02%95.02%0.75%4.21%0.2%99.76%0.04%98.87

2、%1.13%smow氧氧硫硫碳碳 样品与被选作样品与被选作“标准标准”的样品的相关同位素比值之的样品的相关同位素比值之比的千分偏差值。比的千分偏差值。当当为正值时，表示样品比标准样品富集重同位素为正值时，表示样品比标准样品富集重同位素；为负值时，表示样品比标准样品富集轻同位素。；为负值时，表示样品比标准样品富集轻同位素。氧同位素地层学方法氧同位素地层学方法研究发现深海研究发现深海沉积物中有孔虫沉积物中有孔虫壳 的 氧 同 位 素壳 的 氧 同 位 素组成的变化组成的变化具有相同的规律具有相同的规律性，根据这些规性，根据这些规律性可以把深海律性可以把深海沉积地层划分为沉积地层划分为若干个阶段若干

3、个阶段。碳同位素地层学方法碳同位素地层学方法-3 -2 -1 0 1 2 3 4 +1.5 +2.5 -2 -1 0 +1 +2 +3143.53153.53163.53172.53183.53193.53202.53203.43203.65204.55213.55223.55233.55243.55253.55203.53203.550 1 2 3(a)(b)(c)前苏联外高加索博前苏联外高加索博尔若米地区尔若米地区 意大利意大利Umbrie的的Gubbio剖面剖面 DSDP第第524钻探点钻探点南大西洋南大西洋 浙江长兴煤山浙江长兴煤山三叠系与二叠系三叠系与二叠系交界地层的碳同位交界地层的

4、碳同位素组成的变化素组成的变化 柯坪上震柯坪上震旦统旦统寒武系碳寒武系碳氧同位素氧同位素地层剖面地层剖面 英买英买1 1井奥陶系碳井奥陶系碳同位素同位素与与生物地层生物地层划分对比的关系划分对比的关系 硫同位素地层学的基硫同位素地层学的基本内容是利用海相本内容是利用海相硫酸硫酸盐岩盐岩(包括海相石膏和硬包括海相石膏和硬石膏石膏)的硫同位素组成在的硫同位素组成在地质年代表上的变化确地质年代表上的变化确定含海相硫酸盐地层的定含海相硫酸盐地层的年代，进行地层对比。年代，进行地层对比。硫同位素地层学方法硫同位素地层学方法磁性地层学方法磁性地层学方法在一定的地质时间里，地球磁场的方向指向磁北在一定的地质

5、时间里，地球磁场的方向指向磁北极叫做极叫做正向极性正向极性，指向磁南极叫做，指向磁南极叫做负向负向或反向极性或反向极性过去地质时期地磁场的这种极性也就保存在该时过去地质时期地磁场的这种极性也就保存在该时期的含有铁磁性矿物组成的任何岩层中。期的含有铁磁性矿物组成的任何岩层中。所谓磁性地层学就是依据岩石层序中的磁学属所谓磁性地层学就是依据岩石层序中的磁学属性所建立的极性单位，来进行地层层序划分与对比性所建立的极性单位，来进行地层层序划分与对比的学科。的学科。粗箭头表示岩石形成时期地球磁场方向，图内小箭头表示岩石中铁磁性矿物的原生剩磁（P）与次生剩磁（S）的方向；岩石中原生剩余磁性方向基本上反映了岩

6、石形成时期的地球磁场方向。事件地层学事件地层学利用利用推测推测的地质的地质事件来进行地层对事件来进行地层对比，而不是利用地比，而不是利用地层本固有的属性来层本固有的属性来对比地层，这种方对比地层，这种方法叫事件地质学法叫事件地质学多数研究人员认为一颗多数研究人员认为一颗65006500万年前的小行星撞击地球导致万年前的小行星撞击地球导致恐龙灭绝，认为小行星撞击地球导致的火山爆发、气候变化等恐龙灭绝，认为小行星撞击地球导致的火山爆发、气候变化等诸多因素共同作用导致恐龙缓慢灭绝。研究人员发现，一些鸟诸多因素共同作用导致恐龙缓慢灭绝。研究人员发现，一些鸟类、哺乳动物、鳄鱼、蛇躲过了那场大灾难。这是因

7、为它们在类、哺乳动物、鳄鱼、蛇躲过了那场大灾难。这是因为它们在整个天空变得炽热并伴随大量熔岩坠落的时候找到了水或者洞整个天空变得炽热并伴随大量熔岩坠落的时候找到了水或者洞等避难所。等避难所。地层对比：守宙事件、特大规模火山喷发或海平面变化等，波及范围极大，甚至全球，可利用这些事件进行大范围地层对比。外星撞击事件一旦证实，将成为精度极高、全球等时的对比标志。许多事件产生的影响不受沉积环境限制，例如火山物质可降落在在海洋和陆地各种环境。因此，长期难于解决的海相与陆相地层对比便可望解决。一个盆地内，在生物地层学或磁性地层学无法解决的地层对比问题上，事件地层学是非常有用的，事件地层学为在更高层次上研究

8、和厘定所有系(甚至统)的界线正在发挥作用，为白垩系一古近系、二叠系一三叠系、泥盆系石炭系、奥陶一志留系和震旦系一寒武系等界线建立“事件界线”做了大量探讨。提高地质年代表的精度和分辨率。目前流行的地质年表以百万年为计时单位，精度相当低。用极性倒转和氧同位素测定，对较新的海洋沉积层年龄测定精度可达5Ma。但在古生代地层表中，平均每2Ma才有一个年龄数据。怎样才能缩小这种差距，把地层年表搞得更精细?“一种可能似乎是利用全球的稀罕事件”再造和解释地球演化历史，探讨生物绝灭与演化，进行沉积盆地分析和成矿背景分析。在这些方面，已有不少学者根据事件地层学观点，或根据各种事件的地质作用，进行过探讨。1、传统的

9、旋回对比、传统的旋回对比第二节 油层对比碎屑岩碎屑岩碳酸盐岩碳酸盐岩2、现代高分辨率层序地层对比、现代高分辨率层序地层对比3、碳酸盐岩油气层对比、碳酸盐岩油气层对比地层对比地层对比油层对比油层对比旋回对比，分级控制的基本原理旋回对比，分级控制的基本原理油层对比的基础工作油层对比的基础工作旋回对比方法旋回对比方法层 组 的 划 分层 组 的 划 分选 择 标 准 层选 择 标 准 层岩性相似，厚度相等原则岩性相似，厚度相等原则油层对比工作程序油层对比工作程序旋回对比，分级控制的基本原理旋回对比，分级控制的基本原理 沉积剖面上各类岩石依次交替，形成有规律的组合，这些组合依次做周期性的重复出现，这就

10、是沉积旋回。它的形成与地壳运动有密切的关系。基本原理基本原理实实 例例沉积旋回分级沉积旋回分级受区域构造受区域构造运动控制，在运动控制，在全盆地可以对全盆地可以对比，界线位于比，界线位于水进水退的转水进水退的转折点。包括一折点。包括一整套储油组合整套储油组合受二级构造受二级构造运动控制，在运动控制，在二级构造范围二级构造范围内可以对比。内可以对比。包括不同的岩包括不同的岩相段。相段。受局部构造受局部构造（三级）运动（三级）运动控制，在三级控制，在三级构造范围内可构造范围内可以对比。以对比。地层单元地层单元层组划分层组划分系系组组段段砂层组砂层组若干油层组若干油层组沉积韵律沉积韵律沉积韵律沉积韵

11、律单油层单油层含油层系含油层系 1单油层单油层(通称小层或单层通称小层或单层)是组合含油层系的最小单元，相当于沉积韵律中的较粗粒部分。同一油田是组合含油层系的最小单元，相当于沉积韵律中的较粗粒部分。同一油田范围内的单油层具一定的厚度和分布范围，并具岩性和储油物性基本一致的范围内的单油层具一定的厚度和分布范围，并具岩性和储油物性基本一致的特征。单油层间应有隔层分隔，其分隔面积应大于其连通面积。特征。单油层间应有隔层分隔，其分隔面积应大于其连通面积。2砂层组砂层组(或称复油层或称复油层)是由若干相互邻近的单油层组合而成。同一砂层组内的油层其岩性特征基是由若干相互邻近的单油层组合而成。同一砂层组内的

12、油层其岩性特征基本一致。砂层组间上下均有较为稳定的隔层分隔。本一致。砂层组间上下均有较为稳定的隔层分隔。3油层组油层组 由若干油层特性相近的砂层组组合而成。以较厚的非渗透性泥岩作盖、底由若干油层特性相近的砂层组组合而成。以较厚的非渗透性泥岩作盖、底层，且分布于同一相段之内。岩相段的分界面即为其顶、底界线。层，且分布于同一相段之内。岩相段的分界面即为其顶、底界线。4含油层系含油层系 是若干油层组的组合，同一含油层系内的油层其沉积成因、岩石类型相近，是若干油层组的组合，同一含油层系内的油层其沉积成因、岩石类型相近，油水特征基本一致。含油层系的顶、底界面与地层时代分界线具一致性。油水特征基本一致。含

13、油层系的顶、底界面与地层时代分界线具一致性。油层对比单元的划分油层对比单元的划分岩性特征岩性特征 岩层的颜色、成分、结构、构岩层的颜色、成分、结构、构造等，这些都是沉积环境的物造等，这些都是沉积环境的物质反映。岩性特征用以进行地质反映。岩性特征用以进行地层对比的基本原则是：同一沉层对比的基本原则是：同一沉积环境下所形成的沉积物，其积环境下所形成的沉积物，其岩性特征亦应相同，而不同沉岩性特征亦应相同，而不同沉积环境中所形成的沉积物，其积环境中所形成的沉积物，其岩性特征不同。岩性特征不同。对比的依据对比的依据 岩性相似 厚度比例大致相等在油层沉积相对稳定，岩性组合的规律相同，各级沉积旋回和韵律反映

14、在测井曲线上必定也有相似的组合形式。1利用标准层划分油层组利用标准层划分油层组 2利用沉积旋回对比砂层组利用沉积旋回对比砂层组 3利用岩性和厚度比例对比单油层利用岩性和厚度比例对比单油层 4连接对比线连接对比线 油层对比的步骤油层对比的步骤 不在一个水平线上水平对比基线油层对比的步骤确定标准层按旋回划分油层组划分砂层组产能产能系数系数mm2 2mm二二类类油田油田区区井小层数据表井小层数据表油油层层组组自然分段小层数据自然分段小层数据统一划分单层数据统一划分单层数据小小层层编编号号砂砂岩岩井井段段m砂砂层层厚厚度度m有效有效厚度厚度m渗透渗透率率m2有有 效效孔隙孔隙度度%真真电电阻阻率率m单

15、单层层编编号号砂砂层层厚厚度度m有效有效厚度厚度m厚度权厚度权衡渗透衡渗透率率m2一一类类一类有效厚度与渗透率的乘积稍低于有效厚度标准的厚度油田油田区区层单层对比数据表层单层对比数据表层号层号项目项目12345678910有效厚度有效厚度m 砂层厚度砂层厚度m 渗透率渗透率m2 平面分布平面分布 纵向连通纵向连通 小层平面图小层平面图 a特高渗透区；特高渗透区；b高渗透区；高渗透区；c中渗透区；中渗透区；d低渗透区；低渗透区；e砂层尖灭区；砂层尖灭区；f砂层连通区；砂层连通区；g有效厚度等值线；有效厚度等值线；h资料点资料点油层剖面图油层剖面图不反映构造形态不反映构造形态 高渗透层中渗层低渗层

16、有效层无效层射孔段某一层位拉平后作为基线油层栅状图油层栅状图 等度投影后直角坐等度投影后直角坐标上点位分布情况标上点位分布情况1一渗透率大于一渗透率大于50010-3m2；2渗透渗透率率30050010-3m2；3渗透率渗透率10030010-3m2；4渗透率渗透率5010010-3m2；5一渗透率小于一渗透率小于5010-3m2；6一一水层水层 油砂体连通图油砂体连通图-反映相邻油砂体相互关系反映相邻油砂体相互关系 1砂岩尖灭，砂岩尖灭，2有效厚度零线；有效厚度零线；3虚线表示纵向两油砂体的公用部位；虚线表示纵向两油砂体的公用部位；4油砂体编号；油砂体编号；5砂岩尖灭线；砂岩尖灭线；6侧向分

17、切线；侧向分切线；油砂体平面图油砂体平面图-反映有效厚度与渗透率变化反映有效厚度与渗透率变化 有效厚度零线尖灭线油砂体分类评价油砂体分类评价项项 目目油层类别油层类别一类一类二类二类三类三类单层单层分布分布砂岩钻遇率，砂岩钻遇率，%75607560砂岩延伸程度大于砂岩延伸程度大于600m的厚度百分数，的厚度百分数，%70507050有效有效厚度厚度小层展平厚度，小层展平厚度，m0.80.50.80.5小层厚度占总厚度的百小层厚度占总厚度的百分数，分数，%10.07.010.07.0厚油层厚度占小层厚度百分数，厚油层厚度占小层厚度百分数，%70507050有效渗透率，有效渗透率，10-3m210

18、08010080现代高分辨率层序地层对比多井原理概念单井基准面方法中期旋回与短期旋回的识别。砂体在旋回中位置的。主要问题主要问题可容空间等时对比原理地层地层基准面基准面体积划分体积划分相分异相分异旋回等旋回等时对比时对比地层沉积基准面沉积基准面（不是湖平面或海平面）是一个相对于地表波状起伏的、连续的略向盆地方向下倾的潜在势能面，其位置、运动方向及升降幅度不断随时间变化，它在海盆范围内基本上是平行水平面的风暴波基面，而朝陆方向则是一个波状起伏的曲面。基准面之上无沉积，之下可以有沉积和埋藏。注意一下4种地质作用基准面受海平面、构造沉降、沉积负荷、沉积物补给、沉积物地形等给因素制约。基准面可以穿越地

19、表之上摆动到地表之下再返回-基准面穿越旋回。在基准面变化的时间域里，在地表的不同地理位置上表现出四种地质作用状态，即沉积作用、侵蚀作用（沉积间断）、沉积物路过、饥饿性沉积间断（淹没不整合）。一个基准面旋回是等时的（不同地区的4种作用是同时发生的），在一个基准面旋回变化过程中保存下来的岩石为一个成因地层单元，即成因地层。它以时间为界面，因而为一个时间地层单元。基准面处于不断的运动之中，当其位于地表之上并相对于地表进一步上升时，可容纳空间增大，沉积物在该可容纳空间内堆积的潜在速度增加。当基准面位于地表之下时，侵蚀作用的潜在速度将增加，因此，基准面描述了可容纳空间的建立或消失与沉积作用间的变化过程。

20、沉积物体积划分与相分异沉积体系域或相域内沉积物被划分成不同相域或相的过程-沉积物体积划分。伴随可容空间的变化和沉积物划分，保存在相同沉积环境中的相序、相组合、相类型、和相的多样性也有显著区别，统称为相分异。相分异直接影响储层三维空间连续性、几何形态、岩性、岩相类型及岩石均质性等物理性质。如在河流相中，低可容空间的河道砂比高可容空间的河道砂厚些，分布稳定些，含泥少些，均质性强些。有效可容空间能被沉积物优先充填的基准面相对于沉积表面位置的所有空间。旋回等时对比原理高分辩率地层对比是同时代地层与界面的对比，不是旋回幅度和岩石类型的对比。基准面旋回的转折点，即基准面由下降到上升或由上升到下降的转变位置

21、，可作为时间地层对比的优选位置。单井基准面旋回的识别与划分单井基准面旋回的识别与划分基准面旋回基准面旋回识别标志识别标志单一物理性质单一物理性质垂向变化垂向变化相序或相组合变化相序或相组合变化旋回叠加样式旋回叠加样式地层几何形状与地层几何形状与接触关系接触关系成因地层单元成因地层单元在中期旋回内部，短期旋回所处的位置不同，类型则不同，储层特征也不同。以河道砂体为主的自旋回发育于中期基准面上升早期，河道天然堤河漫滩组合和河道河漫滩组合位于中期基准面旋回中期，河道天然堤决口扇组合则多出现在中期基准面旋回晚期。河道砂体组合河道砂体组合（可作为中期旋回开始的界线）（可作为中期旋回开始的界线）河道河道天

22、然堤天然堤河漫滩组合河漫滩组合河道河道天然堤天然堤决口扇决口扇组合组合上中下传统的岩性对比方法总是将砂岩集中段划分为同一个油组。因此，一个中期基准面旋回晚期的河道或决口扇砂体往往与另一个中期旋回早期的河道砂体合并为一个油层组，这显然是不合理的。传统的划分有时会出现同一油层组内高部位为水，低部位为油的现象，这是因为地层对比出了问题。高分辫率层序地层学方法解决了这些问题。碳酸盐岩油气层对比碳酸盐岩储集单元对比步骤建立标准剖面，划分储集单元；建立标准剖面，划分储集单元；选择标准层，确定水平对比基线；选择标准层，确定水平对比基线；将各井置于水平对比基线的位置上，按比例绘制将各井置于水平对比基线的位置上，按比例绘制各井的岩性剖面及测井曲线，划分出储集单元；各井的岩性剖面及测井曲线，划分出储集单元；连接对比线。逐井对比，用对比线连接相应的储连接对比线。逐井对比，用对比线连接相应的储集单元；集单元；动态资料验证。动态资料验证。划分储集单元划分储集单元选择标准层选择标准层水平对比基线水平对比基线逐井对比逐井对比连接对比线连接对比线