基于地层基准面原理的高分辨率层序地层学的应用_以华北地区二叠系上石盒子组为例.docxVIP

基于地层基准面原理的高分辨率层序地层学的应用———以华北地区二叠系上石盒子组为例付明希1朱全胜2段春凤2周淑霞2( 1 . 中国科学院地质与地球物理所 2 . 中原油田分公司采油五厂)摘要高分辨率层序地层学认为地层基准面的周期性变化控制了层序的形成及其内部地层构成样式 ,通过露头 、测井和岩心资料上不同级次的基准面旋回的划分和对比 ,可构建等 时地层格架 。该方法在华北地区二叠系上石盒子组地层分析中取得了良好效果 ,在非海相地层的高分辨率地层对比 、分析中具广阔的应用前景 。关键词层序地层基准面等时地层格架高分辨率St ,板状交错层理砂岩相 Sp ,平缓板状 、楔状交错层理砂岩相 Sq ,平行层理细砂岩相 Sh ,小型交错 层理粉细砂岩相 Sc ,薄互层粉砂岩泥岩相 Ss ,炭质泥岩 、煤层相 Mc ,灰绿色泥质岩相 Mg ,杂色花斑泥岩相 M x ,硅质泥岩相 Ms 。它们组成了工区 内各种环境下的沉积地层 。引言层序地层学是在 80 年代油气勘探的实践中 、在地震地层学基础上发展而来的 ,它的问世引发 了地层学分析的一场革命 ,近年来得到广泛应用和发展 ,但关于层序成因还存在不同见解和分歧 。美国 科 罗 拉 多 矿 业 学 院 的 T. A . Cro ss 将 Harry E. Wheeler 关于地层基准面概念1 引入层序形成 机制分析中 ,提出一系列高分辨率层序地层分析 技术 ,该方法以其独特的思路和显著实际效果 ,以及对非海相地层的适用性 ,代表了层序地层学新的发展方向 。Ξ将该方法用于华北地区二叠系上石盒子组地 层沉积 、储层条件研究中 ,综合露头 、岩心 、测井资 料 ,通过不同级次地层层序划分对比 ,为进一步的 沉积体系分析及储层预测建立了等时地层格架 。2基准面原理地层基准面指分割沉积作用和侵蚀作用的理论均衡面 ,在该面之上沉积物不能沉积 ,在该面之下 ,沉积物发生沉积与埋 藏 作 用1 。T. A . Cro ss引用并发展了基准面概念 ,将它与基准面旋回 、成 因层序的形成相联系 。地层基准面的定义如下 : 地层基准面并非海平面 ,也不是相对于海平面的一条向陆方向延伸 的水平面 ,而是一条相对于地球表面波状升降的 、 连续的 、略向盆地方向下倾的抽象面 (非物理面) 。该面以各种方式与地球表面相交并随海平面 、构 造沉降 、沉积物补给 、沉积地形等制约因素的改变 而表现为其位置 、运动方向及升降幅度不断随时 间而变化 (见图 1) 。1工区概况该区 位 于 中 国 东 部 华 北 地 区 , 东 经 110 ～124°,北纬 31～42°。华北地区在二叠纪上石盒子期发育一套陆表海背景下的海退沉积 ,北部阴山 古陆边缘冲积扇发育 ,中部广泛发育河流冲积平原 ,南部为三角洲分流平原 —潮坪沉积 。在本区可识别出 13 种岩石相 ,它们是 : 块状 砂质砾岩相 Gm ,槽状交错层理砂质砾岩相 Gt ,板 状交错层理砂质砾岩相 Gp ,槽状交错层理砂岩相6收稿日期 2001 - 12 - 15第一作者简介 付明希 ,1971 年生 ,1992 年毕业于西北大学地质系石油地质专业 ,现为中国科学院地质与地球物 理所博士 ,地址 ( 100029) :北京 9825 信箱四室 。Ξ第 9 卷第 2 期付明希等 1 基于地层基准面原理的高分辨率层序地层学的应用2002 年 3 月图 1 基准面 、物理面及其构成的可容纳空间( 据 T. A. Cro ss ,1994)高分辨率层序地层学认为地层基准面是理解地层层序成因并进行层序划分的关键 。基准面周 期性升降变化将引起可容纳空间与沉积物供给量比值 ( A / S ) 的变化 ,对应于这种变化将在地层记 录中形成具不同特征的旋回性沉积响应单元 ——— 层序 。通过对这些特征的识别可反演出基准面的 变化 , 划分出不同级次的基准面旋回 , 在此基础 上 ,进 行 基 准 面 旋 回 的 对 比 , 建 立 等 时 地 层 格架23311。基准面旋回的划分划分依据有 3 大类地层信息可用于划分不同级次基准面旋回 ,每一类都是在不同规模上对基准面变化的地层响应 。a) 地层剖面上沉积环境及沉积体系演化序 列所指示的沉积物 ,向物源方向或向盆地方向迁 移 。b) 同一沉积环境下 ,相组合 、相类型的变化如 :沉积厚度 、砂泥比 、相序对称性等的不同 。c) 同一相内 ,沉积特征及岩石物理参数的变 化 ,如 : 砂体间切割程度 ,层理厚度变化 ,渗透率 、 孔隙度等的变化 。312短期基准面旋回短期基准面旋回是构成中期和长期旋回的基 本单元 ,其沉积记录为符合 Walt her 相律的成因 上有联系的岩相组合 。31211河流冲积平原环境中的短期旋回 ( 见图