四、 结 论 等时基准面选择, 对恢复古地形还有较大的影 响。等时面选取的是否合适直接影响了古地貌恢复 的难易程度以及最终结果的可靠性。 深度比例因子的确定多为经验值, 胜利油田的 深度比例因子经验值为 2 000- 3 000。 在古地形恢复中, 若是选取的基准面和目的层 这个层段存在同生断层, 则需要进行断层校正。如 果不对其进行校正 , 会出现陡崖现象 , 大大降低了古 地貌恢复的真实程度。 综合利用地震资料、 地质资料进行古地形恢复, 比单纯利用地质资料所得结果无论从精度还是可靠 性方面都有较大程度的提高。 参 考 文 献
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冯延状等 : 利用地震资料进行古地形恢复方法研究 及应用
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4 背景校正 背景系数的选择也是一个十分关键的步骤。只 有选择合适的背景系数才能使 恢复出的古地 貌可 信。过分的对选取等时面的调节 , 往往降低恢复的 可靠性。由于选取的 0 标准层是地震资料解释的一 个层面, 这个层面大多时候都不能符合等时基准面 的全部条件, 恢复出的古地形也就存在着一定的误 差, 需要对其校正。利用各种基本地质图件, 同时结 合砂体等厚图、 古构造特点、 现今构造特点等确定恢 复区域的背景系数, 进行背景校正 , 这样恢复出的古 地貌更接近于真实, 如图 6。 三、实例应用 为了验证技术的应用效果 , 对山东东营博兴洼 陷纯梁地区的樊家 ! 正理庄 ! 金家中央鼻状构造带 进行古地形恢复。根据区域构 造与沉积演化 史研 究, 本区在沙四段沉积晚期, 博兴洼陷在经历了孔店 组沉积期 ! 沙四段沉积早期的短暂上升剥蚀后开始 沉降 , 气候由干旱转为湿润, 湖盆水域扩大但水体较 浅, 有利于南斜坡滩坝砂体的沉积。中、 新生代经历 了断陷 ! 断坳 ! 坳陷 , 古近纪经历了两个主要沉积 旋回 : 沙三段沉积早期 , 深水湖盆发育最盛, 形成了 东营凹陷主要油源层段; 沙三段沉积晚期和沙二段 沉积期, 主要发育分布于洼陷边侧部位的小型三角 洲前源相和水下扇相储集体。本次恢复的目的层为 T 7 层界面, 结合本区域的地质构造特点 , 设计了如 下的古地形地貌恢复流程: 选取 T 6 作为 0 标准水 平层; 对地层的压实作用做压实系数校正。本次选 取的深度比例因子是 2 000 。在差异构造校正后做 背景校正。综合利用各种基本地质图件, 同时结合 砂体等厚图、 古构造特点、 现今构造特点等, 本区背 景校正经验系数为 0. 2。经本文研究技术进行一系 列校正后恢复出如图 6( 图中纵、 横坐标代表大地坐 标) 所示的古地貌地形。图中蓝色代表最深地形, 黄 色次之, 粉红色代表最浅深度地形。 对比分析 T 7 层现今构造 ( 图 5) 和恢复的古地 形( 图 6) 。现今构造整体反映被北东向高青断层分 成的两大构造格局 , 即南边近似单斜沉积地层和北 边沉积地层 , 构造形态比较简单。古地形恢复结果 构造形态和现今构造有明显的区别。西部的洼陷带 在古地形恢复图上揭示清楚, 而在构造图上反映不 明显或者甚至没有反映, 并且这个洼陷带在沉积相 及井资料研究中, 已经早已证实。古地形恢复结果 与现今构造的其他不同之处, 在沉积相研究中也都 得到证实。
第一作者简介 : 1966 年 1 月生 , 男 , 高级工程师 , 博士研究生 , 长期从事油田勘探开发新技术项目管理 工作 , 现从事沉积 盆地古生物分布 以 及用古生物方法划分层系等方面的研究。
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二、应用地震资料进行古地形恢复方法 结合本区域地质演化史以及构造特点, 在立足 于地震资料的基础上, 我们综合应用这两种古地貌 恢复技 术 对本 区的 古 地形 进 行研 究 ( 王 成 善等 , 2000; 赵俊兴等 , 2003) 。设计的古地貌恢复流程是 : 首先是选取等时基准面 ( 即 0 标准层 ) ; 分别进行压 实作用的校正, 恢复出当时沉积的真实厚度; 进行差 异构造校正; 最后综合各种基本地质图件, 同时结合 古构造发育特点等求取本区的背景系数, 做背景校 正。 1 等时基准面的选取 恢复古地貌技术关键是等时基准面的选取。等 时面选取的是否合适直接影响古地貌恢复的难易程 度以及最终结果的可靠性。等时性的基准面在整个 盆地中是一个连续光滑的曲面 , 在不同的沉积体系 发育位置 , 其曲率大小不同, 可以以基准面作为对比 参考 面 来 恢 复 出 下 伏 地 层 沉 积 前 的 原 始 古地貌形态 。 运用沉积学方法判定沉积体系发育的 类型, 以便确定进行对比参考面的形态。例如如果 我们需要恢复地震剖面中 T 8 层, T 7 、 T 6 都可以选 择为参考 0 标准层 , 分别选取这个两个层作为参考 对 T 8 进行古地形恢复, 恢复出的古地貌分别如图 1、 图 2 所示。比较两图可以看出, 等时基准面选择 的不同 , 恢复出的古地貌还是有较大的差别。结合 本区地质资料、 构造演 化史以及砂体 等厚图, 选取 T 6 为等时基准面恢复出的古地貌更可能真实。假 如选择 T 7 作为等时基准面, 则需要进行更 多的校 正, 这样就极大的增加古地貌恢复的困难度和工作 量, 选择合适的等时基准面, 可以有效的降低古地形 恢复的难度, 提高效率, 增加古地形最终恢复结果的 真实度。 一般说来, 等时基准面的选取要符合以下原则 : 目的层到等时基准面这段沉积过程中最好不要发生 大的构造变化, 最好是连续沉积, 不要存在地层缺失 或者严重剥蚀; 并且沉积年代足够长; 在全区连续分 布。若是不存在地层抬升剥蚀现象 , 则可以极大降 低恢复难度和有效的提高恢复古地貌的真实度。 2 压实校正系数的求取 目的层段沉积完成后 , 随着沉积物的不断累加 , 目的层段在压实作用下它的沉积厚度发生一定的变 化。为了恢复当时沉积的真实厚度 , 需要对时今厚 度进行压实校正。压实作用的效果主要由两部分决 定, 分别是上面沉积物的重量以及自身的岩性。当 深度达到一定程度时, 压实校正系数可以用以下公 式近似求取:
2007 年 12 月 Dec. , 2007
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第 31 卷 增刊 V ol. 31 Supp.
古环境、 古地形恢复
利用地震资料进行古地形恢复方法研究及应用
冯延状
1) 2)
宋维琪
3)
刘仕友
3)
1) 中国科 学院南京地质古生物研究所 2) 中石化胜利油田有限公司纯梁采油厂
近年来, 常用的古地貌恢复方法有残留厚度和 补偿厚度印模法、 回剥和填平补齐法、 沉积学分析法 以及层序地层学恢复法 ( 包括高分辨率层序地层学 法) 。残留厚度和补偿厚度印模法 , 回剥和填平补齐 法这两种古地貌恢复方法在早 期曾经得到广 泛应 用, 是比较传统的古地貌恢复法, 但在近几年发现它 们存在一些不足之处, 导致古地貌恢复必然存在相 当大的误差。笔者在讨论分析地质方法进行古地形 恢复方法的基础上 , 研究利用地震资料进行古地形 恢复的技术方法 , 把以往仅用地质资料、 井资料恢复 古地形的方法, 扩充至综合应用地质资料、 井资料及 地震资料 , 把地震资料也用于古地形的恢复, 结果表 明恢复的古地形更加接近实际地质情况。 一、 古地貌恢复的地质分析方法 1 沉积学古地貌恢复法 为了预测并确定储集岩的位置及特征, 必须研 究沉积环境、 古地貌和古地理 , 因此必须将沉积学与 地貌学结合起来。沉积环境的分析基本上就是古地 貌学。反过来, 在研究古地貌时, 也必须掌握有关沉 积学理论。由此可见 , 进行古地貌恢复 , 从沉积学方 面入手是一个重要途径, 对盆地进行古地貌恢复, 沉 积学分析方法是主要的。在应用沉积学方法进行沉 积前古地貌恢复时, 主要是利用各种基本地质图件 ,
文稿接受日期 : 2007 11 15; 修改稿收到日期 : 2007 12 20。
同时结合成因相分析、 古构造发育特点、 古流向分析 等多种沉积学分析手段进行综合研究, 得出沉积前 古地貌的大概轮廓 ( 康志宏、 吴铭东, 2003; 郭少斌、 孙绍寒 , 2006) 。 2 高分辨率层序地层学古地貌恢复法 古地形地类型、 叠加式样由基准 面旋回变化控制着, 因此其在基准面旋回中所处的 位置与沉积动力学关系等可以对沉积地层进行高分 辨率的等时地层对比。高分辨率层序地层学进行沉 积前古地貌分析也是建立在等时基准面的基础上的 ( 吴丽艳等, 2005; 韦忠红, 2006) 。 应用高分辨率层序地层学进行古地貌恢复时, 其参考界面为基准面 , 但应针对研究需要来选择对 比时所使用的基准面旋回级次。 高分辨率层序地层学方法恢复古地貌技术关键 是对比参照面的选择。等时性的基准面在整个盆地 中是一个连续光滑的曲面 , 在不同的沉积体系发育 位置, 其曲率大小不同 , 可以以基准面作为对比参考 面来恢复出下伏地层沉积前的原始古地貌形态; 另 外 , 最大洪泛面在实际对比中具有更好的实际操作 性 , 因此将二者结合进行地层柱状剖面对比来反映 沉积前古地貌形态是该方法的技术关键。
F = (D + H )* Y F: 压实校正系数 D: 深度比例因子 , 多为经验值
( 1)
H : 实际深度 Y : 岩性因子 , 可以用反演后的波阻抗资料代替 求出 岩性因子服从统计规律, 在分析各个油田资料基 础上, 统计出岩性与岩性因子的相关关系, 当深度较 小时, 压实校正系数与深度成指数关系, 随着深度的 逐渐增加, 压实校正系数近似成正比例关系。在公式 ( 1) 中, 深度比例因子的确定多为经验值, 胜利油田的 深度比例因子经验值为 2 000 ! 3 000。图 3 为某地区 的压实校正前的古地形恢复图, 图 4 是经过压实作用 校正的结果图。图中纵坐标为 CDP 号 ( 南北方向 ) , 横坐标为线号( 东西方向) , 以下各图同样。 岩性校正注意的是要对校正后的深度进行真实 还原, 校正前与校正后的绝对落差要一致 , 只有还原 后才可以做量化, 最终求取的地层倾角才是真实倾 角。 3 差异构造校正 由于古构造发育情况不同, 往往引起了沉积的 差异, 为了实现古地形恢复的真实性 , 需要对这种沉 积差异做出校正。差异构造校正就是指针对构造作 用引起的这些沉积差异所做的校正。它主要包括断 层校正、 剥蚀补偿等等。 根据断层的发展历史可以将断层分为同生断层 和后生断层。后生断层是指沉积后形成的断层, 不 会产生沉积的差异 ; 而同生断层是边沉积边断裂 , 上 升盘与下降盘的沉积发生了极大的差别 , 所以断层 校正指的就是同生断层校正。在古地形恢复中, 若 是选取的基准面和目的层这个层段存在同生断层, 则需要进行断层校正。如果不对其进行校正 , 会出 现的古地貌根本不存在的陡崖现象, 大大降低了古 地貌恢复的真实程度。 断层校正的基本思路是: 选取上升盘沉积厚度 为参考值, 分别计算断层面附近的上升盘沉积厚度 平均值和下降盘沉积厚度平均值, 用二者的比值作 为压缩因子对下降盘的沉积厚度做校正。当区域内 存在多条同生断层时 , 则按照一个固定方向一次对 每一条同生断层进行断层校正。我们在图 4 的基础 上做断层校正, 恢复出如图 6 的古地貌。 剥蚀补偿则是由于地层抬升 , 由于剥蚀作用而 使沉积厚度发生了变化甚至地层缺失, 补偿的基本 原则是利用附近的无剥蚀同时段沉积厚度参考进行 补偿。