埋藏史-熱演化史恢復(fù)_1

1、目的： 分析古構(gòu)造的發(fā)展與演化分析古構(gòu)造的發(fā)展與演化 分析地層在地質(zhì)時期中經(jīng)歷的溫度和壓力條件分析地層在地質(zhì)時期中經(jīng)歷的溫度和壓力條件評價烴源巖有機(jī)質(zhì)在地質(zhì)時期中的熱演化程度評價烴源巖有機(jī)質(zhì)在地質(zhì)時期中的熱演化程度Mckenzie的純剪切法的純剪切法Airy地殼均衡法地殼均衡法撓曲均衡法撓曲均衡法平衡剖面技術(shù)平衡剖面技術(shù)超壓技術(shù)超壓技術(shù)回剝技術(shù)回剝技術(shù)構(gòu)造與負(fù)荷沉降構(gòu)造與負(fù)荷沉降斷裂事件斷裂事件地層壓實(shí)作用地層壓實(shí)作用剝蝕事件、沉積間斷剝蝕事件、沉積間斷海平面與古水深海平面與古水深對盆對盆地或地或剖面剖面單井單井埋藏史恢復(fù)的技術(shù)方法埋藏史恢復(fù)的技術(shù)方法 壓實(shí)作用是指在上覆沉積負(fù)荷作用下沉積物受

2、到的擠壓作用，它是使疏松的沉積物固結(jié)成巖的主要作用之一。 壓實(shí)作用的壓力主要來自上覆沉積物重力和水體的靜水壓力。因此，壓實(shí)作用在地質(zhì)時期中長期持續(xù)的一種成巖作用。 它從沉積物埋藏開始一直可以繼續(xù)到沉積物埋深達(dá)9000米以上。在壓實(shí)作用下沉積物的孔隙流體不斷排出、孔隙度不斷減少，體積密度不斷增加。 沉積巖層厚度與巖石骨架、孔隙流體關(guān)系示意圖沉積巖層厚度與巖石骨架、孔隙流體關(guān)系示意圖地地層層厚厚度度100m巖巖石石骨骨架架孔孔隙隙流流體體孔隙度孔隙度=40%40m60m 粘土壓實(shí)作用示意圖粘土壓實(shí)作用示意圖（據(jù)Terzaghi,1948)HAHB孔隙水hsA= hsBABAB天然樣品天然樣品等效樣

3、品等效樣品埋埋深深HAHBZ1AZ2BZ1BZ2AVanHint(1978)首次強(qiáng)調(diào)定量的壓實(shí)校正的重要性。汪緝安、首次強(qiáng)調(diào)定量的壓實(shí)校正的重要性。汪緝安、熊亮萍等熊亮萍等(1984)恢復(fù)華北地區(qū)的埋藏史時，把現(xiàn)今恢復(fù)華北地區(qū)的埋藏史時，把現(xiàn)今1500m厚度厚度的沙河街組分別按不同巖性壓實(shí)校正與未經(jīng)壓實(shí)校正進(jìn)行對的沙河街組分別按不同巖性壓實(shí)校正與未經(jīng)壓實(shí)校正進(jìn)行對比，計(jì)算結(jié)果表明在東營組末和館陶組末，經(jīng)過壓實(shí)校正的比，計(jì)算結(jié)果表明在東營組末和館陶組末，經(jīng)過壓實(shí)校正的古地溫比未經(jīng)校正者提高古地溫比未經(jīng)校正者提高1015，厚度可增加，厚度可增加300450m。因此，在恢復(fù)埋藏史時，不能只憑現(xiàn)今地層

4、剖面上各層厚度因此，在恢復(fù)埋藏史時，不能只憑現(xiàn)今地層剖面上各層厚度進(jìn)行逐層相減來求得，而必須考慮到壓實(shí)作用的影響。進(jìn)行逐層相減來求得，而必須考慮到壓實(shí)作用的影響。埋藏深度埋藏深度(m)平均孔隙度平均孔隙度(%)地層厚度地層厚度(m)505000250050010205010005600700550同一地層在不同埋藏深度下地層厚度同一地層在不同埋藏深度下地層厚度回剝法恢復(fù)埋藏史示意圖 123111223現(xiàn)今厚度剝?nèi)?層再剝?nèi)?層3層沉積末期CAB沉 積 表 面AABBC巖 石 骨 架原 始 孔 隙A沉 積 末 期B沉 積 末 期C沉 積 末 期A層 巖 石骨 架 不 變殘 余 孔 隙沉積時間沉積

5、壓實(shí)埋藏史示意圖沉積壓實(shí)埋藏史示意圖 沉積巖層在沉積形沉積巖層在沉積形成過程中，自下而上形成過程中，自下而上形成了由老到新的一系列成了由老到新的一系列地層。地層。 “ “回剝法技術(shù)回剝法技術(shù)”就是根據(jù)地層形成的時就是根據(jù)地層形成的時間、空間順序關(guān)系，從間、空間順序關(guān)系，從上而下恢復(fù)地層在各個上而下恢復(fù)地層在各個地質(zhì)時期的厚度和埋藏地質(zhì)時期的厚度和埋藏深度。深度。巖性剖面ABCDF沉積時間地層代號10 (My)8(My)12(My)5 (My)4 (My)地層由老到新地層由老到新5 (My)5 (My)5 (My)5 (My)5 (My)1505102025(My)0510152025ABCDE

6、ABCDEABCDE“回回剝剝法法”恢恢復(fù)復(fù)埋埋藏藏史史示示意意圖圖現(xiàn)今地質(zhì)時間地質(zhì)時間埋藏深度埋藏深度巖性剖面ABCDF沉積時間地層代號10 (My)8(My)12(My)5 (My)4 (My)巖性剖面ABCDF沉積時間地層代號10 (My)8(My)12(My)5 (My)4 (My)地層剝蝕地層剝蝕：地層剝蝕：地層沉積與地層沉積與抬升的時間抬升的時間相同。相同。被剝蝕地層5 (My)5 (My)5 (My)5 (My)5 (My)1505102025(My)ABCDE30ABCDE0510152025“回回剝剝法法”恢恢復(fù)復(fù)埋埋藏藏史史示示意意圖圖現(xiàn)今地質(zhì)時間地質(zhì)時間埋藏深度埋藏深度剝

7、蝕地層剝蝕地層剝蝕地層剝蝕地層埋藏深度埋藏深度(m)平均孔隙度平均孔隙度(%)地層厚度地層厚度(m)05000250050010205010005600700550同一地層在不同埋藏深度下地層厚度同一地層在不同埋藏深度下地層厚度A. D.Flavey和和Ian Deighton(1981)在假定壓實(shí)過在假定壓實(shí)過程中巖石骨架體積保持不變的條件下，提出下程中巖石骨架體積保持不變的條件下，提出下列壓實(shí)校正模型公式：列壓實(shí)校正模型公式：dzzdzzhHhhDHDDijijj)(1)(1)()(式中式中 Hi(Dj)現(xiàn)今頂界埋深為現(xiàn)今頂界埋深為h(米米)的第的第I層的厚度層的厚度(米米)； Hi(h)

8、第第j層沉積時埋深為層沉積時埋深為Dj(米米)的第的第I層的厚度層的厚度(米米)； (z)孔隙度與埋深的關(guān)系?？紫抖扰c埋深的關(guān)系。根據(jù)鉆井地層分層資料和聲波測井資料，由公式可以求解出根據(jù)鉆井地層分層資料和聲波測井資料，由公式可以求解出每一層在不同埋深下的厚度每一層在不同埋深下的厚度Hi(Dj)?，F(xiàn)今地層現(xiàn)今地層上上伏伏地地層層厚厚度度（h）H i(h)第i層厚度第第j層沉積層沉積上上伏伏地地層層厚厚度度（Dj）第i層厚度H i(Dj)TTTT時間(Ma)Tm4321FFFFFFFFFFFF沉積初期n度深(m)1234123121FFF1234現(xiàn)今地層回剝法示意圖一、地層壓實(shí)校正一、地層壓實(shí)校正

9、二、關(guān)鍵性參數(shù)二、關(guān)鍵性參數(shù)三、計(jì)算步驟三、計(jì)算步驟深度孔 隙 度 （ 對 數(shù) ）孔 隙 壓 力正 常 壓 實(shí) 靜 水 壓力 相混 合 壓 實(shí) 混 合 壓力 相欠 壓 實(shí)超 壓 力 相砂頁巖互層海相頁巖 根據(jù)孔隙壓力對泥巖壓實(shí)階段的劃分（據(jù)C.R.Evans,1975） 20001000壓 實(shí) 階 段快 速 壓 實(shí) 階 段穩(wěn) 定 壓 實(shí) 階 段突 變 壓 實(shí) 階 段緊 密 壓 實(shí) 階 段0102030孔 隙 度(%)(m) 松遼盆地的泥巖壓實(shí)曲線松遼盆地的泥巖壓實(shí)曲線（據(jù)王行信，（據(jù)王行信，1980）深度壓實(shí)作用壓實(shí)作用 孔隙流體處于開放狀態(tài)，隨上覆沉積物的增加的流體孔隙流體處于開放狀態(tài)，隨上

10、覆沉積物的增加的流體不斷排出，孔隙度隨上覆沉積物的增加而相應(yīng)減少。因此不斷排出，孔隙度隨上覆沉積物的增加而相應(yīng)減少。因此，正常壓實(shí)段的孔隙流體壓力處于動平衡狀態(tài)，基本上保，正常壓實(shí)段的孔隙流體壓力處于動平衡狀態(tài)，基本上保持為靜水柱壓力，即孔隙流體壓力系數(shù)取決于孔隙流體密持為靜水柱壓力，即孔隙流體壓力系數(shù)取決于孔隙流體密度。正常壓實(shí)又稱為度。正常壓實(shí)又稱為平衡壓實(shí)。平衡壓實(shí)。正常壓實(shí)正常壓實(shí)異常壓實(shí)異常壓實(shí)(欠壓實(shí)欠壓實(shí))正正常常壓壓實(shí)實(shí) 當(dāng)孔隙度、滲透率逐漸降低到一定程度時，孔隙流體當(dāng)孔隙度、滲透率逐漸降低到一定程度時，孔隙流體的排出將會受到阻礙，孔隙度不隨上覆沉積物的增加而相的排出將會受到阻

11、礙，孔隙度不隨上覆沉積物的增加而相應(yīng)減少。欠壓實(shí)又稱為應(yīng)減少。欠壓實(shí)又稱為非平衡壓實(shí)非平衡壓實(shí)。欠欠壓壓實(shí)實(shí) 在連續(xù)沉積的盆地中，泥巖孔隙度通常深度增加而平穩(wěn)降低。因此，壓實(shí)作用總體趨勢是沉積物隨埋藏深度增加，其逐漸孔隙度逐漸降低。 壓實(shí)曲線就是孔隙度隨深度變化的曲線。在不同地區(qū)，由于沉積環(huán)境、沉降速率等差異，泥巖的壓實(shí)曲線具有各自的特征。由于孔隙度的變化是衡量壓實(shí)作用的重要標(biāo)志；也是定量恢復(fù)地層埋藏史的關(guān)鍵性參數(shù)之一，因此，建立壓實(shí)曲線方程是恢復(fù)埋藏史的前提。深 度40003000200010000(m)126200聲 波 時 差(us/m)（ 對 數(shù) ）100300流 體 壓 力(kg/c

12、m )2孔 隙 度 （ %）（ 對 數(shù) ）QNmNm12NgEdEs黃驊坳陷港深28井聲波時差、流體壓力、孔隙度隨深度變化關(guān)系（據(jù)陳發(fā)景、田世澄等（據(jù)陳發(fā)景、田世澄等1989）1001000010002000300040005000阿 參 1井 砂 巖 壓 實(shí) 曲 線1001000010002000300040005000阿 參 1井 泥 巖 壓 實(shí) 曲 線 深 度(m) 深 度(m)us/mus/mNK2-EK1NK2-EK1不同盆地泥巖的孔隙度隨深度變化的關(guān)系（據(jù)M.R.Giles等（1998）孔隙度（孔隙度（% %）深深度度( (km)km)AthyAthy和和Hedberg(1936)

13、Hedberg(1936)首先研究了泥質(zhì)沉積物的孔隙度隨深首先研究了泥質(zhì)沉積物的孔隙度隨深度變化的壓實(shí)曲線，認(rèn)為在正常壓實(shí)情況下孔隙度與深度度變化的壓實(shí)曲線，認(rèn)為在正常壓實(shí)情況下孔隙度與深度之間一般顯示出指數(shù)關(guān)系，即：之間一般顯示出指數(shù)關(guān)系，即： 式中式中 孔隙度（孔隙度（% %）；）； 沉積初始孔隙度（沉積初始孔隙度（% %）；）； 壓實(shí)系數(shù)（壓實(shí)系數(shù)（1/1/m m）；）； 埋藏深度（埋藏深度（m m）。）。0czzce0 在在正常壓實(shí)階段的壓實(shí)曲線的編制方法，有直接測正常壓實(shí)階段的壓實(shí)曲線的編制方法，有直接測量和間接測量兩種。量和間接測量兩種。目前大多利用聲波時差測井資料間目前大多利用聲

14、波時差測井資料間接求取孔隙度。根據(jù)接求取孔隙度。根據(jù)WyllieWyllie等人等人(1956(1956，1958)1958)大量試驗(yàn)大量試驗(yàn)的結(jié)果，推斷在具有均勻分布的小孔隙的固結(jié)地層中，的結(jié)果，推斷在具有均勻分布的小孔隙的固結(jié)地層中，孔隙度與聲波時差值之間具有線性關(guān)系：孔隙度與聲波時差值之間具有線性關(guān)系：式中式中 聲波時差（聲波時差（s/ms/m）；）； 孔隙水聲波時差（孔隙水聲波時差（s/ms/m）；）； 巖石骨架聲波時差（巖石骨架聲波時差（s/ms/m）；）；mattt)1 (0mamatttt0t0tmat在欠壓實(shí)階段由于孔隙流體受到阻礙不能及時排出，孔在欠壓實(shí)階段由于孔隙流體受到阻

15、礙不能及時排出，孔隙度與深度的變化關(guān)系偏離了正常壓實(shí)的軌跡。隙度與深度的變化關(guān)系偏離了正常壓實(shí)的軌跡。M.R.GilesM.R.Giles等（等（19981998）針對欠壓實(shí)的特征建立了欠壓實(shí)階）針對欠壓實(shí)的特征建立了欠壓實(shí)階段孔隙度變化計(jì)算公式：段孔隙度變化計(jì)算公式： maxmax10KeffKeffeffee式中 有效應(yīng)力； 隨著圍壓增加而孔隙度減少的壓縮系數(shù)； 圍壓減小而引起彈性回彈的壓縮系數(shù)； 最大有效應(yīng)力。 effKKeffmax頁 巖 孔 隙 度頁 巖 流 體 壓 力（ 對 數(shù) 坐 標(biāo) ）深度ZeZeZ欠壓實(shí)泥巖孔隙流體壓力、有效應(yīng)力變化示意圖欠壓實(shí)泥巖孔隙流體壓力、有效應(yīng)力變化示

16、意圖fceffPP深 度40003000200010000(m)126200聲 波 時 差(us/m)（ 對 數(shù) ）100300流 體 壓 力(kg/cm )2孔 隙 度 （ %）（ 對 數(shù) ）QNmNm12NgEdEs正常壓實(shí)欠壓實(shí)zce0zde分段擬合砂巖壓實(shí)作用示意圖砂巖壓實(shí)作用示意圖（據(jù)（據(jù)M.R.Giles等（等（1998） 砂巖的膠砂巖的膠結(jié)作用和大量結(jié)作用和大量次生孔隙的形次生孔隙的形成往往使孔隙成往往使孔隙度與深度的關(guān)度與深度的關(guān)系變得復(fù)雜。系變得復(fù)雜。 近年來，近年來，雖然有許多學(xué)雖然有許多學(xué)者在這方面進(jìn)者在這方面進(jìn)行了深入研究，行了深入研究，但是定量化的但是定量化的描述仍然

17、比較描述仍然比較缺乏普遍適用缺乏普遍適用性。性。 （據(jù)M.R.Giles等（1998）川中地區(qū)某井砂巖、泥巖壓實(shí)特征對比圖345678 921001000120014001600180020002200(m)井深聲波時差( s/f )遂57井層位重一段香六段香五段香四段香三段珍珠沖組馬鞍山組大安寨組涼高山組重二段東岳廟組泥巖砂巖雨 水淡 水 潛 流淡 水滲流海 水 -淡 水 混 合潮 間海 底深 海海 水 潛 流 Mg / Ca3Mg /Ca 1Mg /Ca 1區(qū) 域 地 下 水 成巖作用環(huán)境劃分示意圖（強(qiáng)子同，1980；王炯章等，1983） 主要成巖作用類型 第一期第一期海底膠結(jié)（纖狀或海底

18、膠結(jié)（纖狀或刃狀方解石、馬牙狀方解刃狀方解石、馬牙狀方解石）。石）。第二期第二期近地表淡水方解石近地表淡水方解石膠結(jié)（粉晶、細(xì)晶方解石、膠結(jié)（粉晶、細(xì)晶方解石、共軸生長方解石）。共軸生長方解石）。第三期第三期埋藏方解石膠結(jié)埋藏方解石膠結(jié)（中、粗和巨晶方解石）（中、粗和巨晶方解石）包裹體均一溫度較高，一包裹體均一溫度較高，一般在般在100180。沉 積 期砂 屑 、 鮞 粒 、 生 屑 沉 積 物纖 狀 、 刃 狀 文 石 、 高 鎂 方 解 石膠 結(jié) 作 用 、 大 氣 淡 水 溶 蝕 作 用泥 晶 化 作 用淡 水 方 解 石 膠 結(jié) 作 用近地表壓 實(shí) 作 用 、 重 結(jié) 晶 作 用 棘

19、屑 次 生 加 大 作 用 粒 狀 方 解石 膠 結(jié) 作 用淺埋藏溶 蝕 作 用 、 構(gòu) 造 破 裂構(gòu) 造抬 升剝 蝕壓 溶 作 用 、 石 英 交 代深 部 溶 蝕 、 中 粗 粒 方 解 石 膠 結(jié) 作 用油中深埋藏構(gòu) 造 裂 縫 、 方 解 石 充 填壓 溶作 用、中 粗粒 狀方 解石 膠結(jié) 作用構(gòu) 造 抬 升褶 皺 期殘 余 晶 間 孔 、 溶 蝕 孔 、 縫顆 粒 灰 巖 ， 孔 隙 度 = 2- 6%致 密 ， 亮 晶 顆 粒 灰 巖孔 隙 度 小 于 1- 2%成 巖 環(huán) 境成 巖 作 用孔 隙 度(%)020401212 碳酸鹽沉積物物理（機(jī)械）壓實(shí)產(chǎn)生的特征示意圖（據(jù)強(qiáng)子同等

20、，1991）沉積物物理（機(jī)械）壓實(shí)含有稀疏顆粒的灰?guī)r因壓實(shí)作用轉(zhuǎn)變?yōu)楦活w?；?guī)r示意圖（據(jù)強(qiáng)子同等，1991） “化學(xué)壓實(shí)作用化學(xué)壓實(shí)作用”這個術(shù)語是由這個術(shù)語是由R.M.Lloyd(1977)R.M.Lloyd(1977)提提出來的，指的是通過壓溶在巖層內(nèi)部形成原地碳酸鹽出來的，指的是通過壓溶在巖層內(nèi)部形成原地碳酸鹽膠結(jié)物而使灰?guī)r的孔隙度降低、厚度減小。膠結(jié)物而使灰?guī)r的孔隙度降低、厚度減小。R.G.C.Bathurst(1978)R.G.C.Bathurst(1978)指出指出“受到化學(xué)壓實(shí)作用的灰受到化學(xué)壓實(shí)作用的灰?guī)r既是碳酸鹽膠結(jié)物的給予體，又是碳酸鹽膠結(jié)物的巖既是碳酸鹽膠結(jié)物的給予體，又

21、是碳酸鹽膠結(jié)物的接受體接受體”。 化學(xué)壓實(shí)作用完成以后，由它造成的孔隙膠結(jié)作化學(xué)壓實(shí)作用完成以后，由它造成的孔隙膠結(jié)作用應(yīng)該能夠完全封閉物理壓實(shí)作用和近地表成巖作用用應(yīng)該能夠完全封閉物理壓實(shí)作用和近地表成巖作用未封閉的任何孔隙。未封閉的任何孔隙。化學(xué)壓實(shí)作用碳酸鹽巖顆粒壓溶作用示意圖壓溶作用是由負(fù)荷或構(gòu)造應(yīng)力產(chǎn)生的壓力被傳送和集中到顆粒、晶粒和較大的物體(例如灰?guī)r層)之間的接觸點(diǎn)或接觸面上，由于彈性應(yīng)變不斷增加，這種壓力使應(yīng)變礦物的溶解度提高，導(dǎo)致在接觸處發(fā)生溶解。因此，這種現(xiàn)象包含了固態(tài)到液態(tài)的變化，在接觸處產(chǎn)生幾個水分子厚的溶液膜。這種溶液膜可能與巖石中被溶液充填的孔隙系統(tǒng)相連，也可能不相

22、連。 不同盆地砂巖的孔隙度隨深度變化的關(guān)系（據(jù)M.R.Giles等（1998）01234501234501020304050600102030405060白 云 巖 （ 75%-100%）石 灰 巖 （ 75%-100%）深度(km)孔 隙 度(%)孔 隙 度(%)美國南佛羅里達(dá)盆地碳酸鹽巖沉積孔隙度深度變化的指數(shù)曲線(據(jù)Schmoker和Halley，1982) 美國南佛羅里達(dá)盆地石灰?guī)r和白云巖的孔隙度深度指數(shù)(據(jù)Schmoker等1982) 60504030201000100020003000400050001234孔隙度(%)度深(m)泥晶灰?guī)r顆粒灰?guī)r砂巖泥巖1) 泥晶碳酸鹽巖：泥晶碳酸

23、鹽巖：=75.738e-0.0031637Z (0Z1000m) =13.5715e-0.0004476Z (1000 Z15000m) 2) 顆粒狀碳酸鹽巖：顆粒狀碳酸鹽巖：=66.2538e-0.0019475Z (0mZ1100m) =9.05523e-0.0001177Z (1100 Z2200) 4)砂巖類：砂巖類： =46.2e-0.00018Z (0Z2500) 不同巖性孔隙度與深度的關(guān)系不同巖性孔隙度與深度的關(guān)系一、地層壓實(shí)校正一、地層壓實(shí)校正二、關(guān)鍵性參數(shù)二、關(guān)鍵性參數(shù)三、計(jì)算步驟三、計(jì)算步驟地層對比法沉積速率法 利用測井曲線法 根據(jù)鏡質(zhì)體反射率法現(xiàn)今地表現(xiàn)今地表原始地表原始

24、地表老沉積物老沉積物剝蝕后的沉積剝蝕后的沉積地表地表原始地表原始地表AB剝蝕面剝蝕面C頁巖傳播時間頁巖傳播時間頁巖傳播時間頁巖傳播時間頁巖傳播時間頁巖傳播時間頁巖傳播時間頁巖傳播時間深深度度深深度度深深度度深深度度現(xiàn)今地表現(xiàn)今地表現(xiàn)今地表現(xiàn)今地表剝蝕剝蝕厚度厚度原始地表原始地表剝蝕面剝蝕面CB正正常常壓壓實(shí)實(shí)趨趨勢勢剝蝕厚度剝蝕厚度無剝蝕無剝蝕的地區(qū)的地區(qū)剝蝕厚度大剝蝕厚度大于剝蝕面上于剝蝕面上新沉積的巖新沉積的巖層厚度，這層厚度，這時可求出剝時可求出剝蝕厚度蝕厚度有剝蝕有剝蝕的地區(qū)的地區(qū)剝蝕厚度很小剝蝕厚度很小，剝蝕面上新，剝蝕面上新沉積的巖層厚沉積的巖層厚度很大，這時度很大，這時不能求出剝

25、蝕不能求出剝蝕厚度厚度( h *, Ro* )h*Ro%Ro%Ro%( h, Ro* )hh*hRo Ro* h( h, Ro )( h, Ro )未抬升剝蝕未抬升剝蝕抬升剝蝕后再沉積抬升剝蝕后再沉積抬升剝蝕抬升剝蝕( h, Ro* )埋埋深深埋埋深深埋埋深深hh*h*剝蝕厚度恢復(fù)剝蝕厚度恢復(fù)(Guidish et al , 1984)tt/2t/2tttt000（1）常發(fā)生在沒有強(qiáng)烈常發(fā)生在沒有強(qiáng)烈褶皺，但振蕩運(yùn)動強(qiáng)褶皺，但振蕩運(yùn)動強(qiáng)烈的沉積區(qū)。烈的沉積區(qū)。（2）人為的認(rèn)為不整合）人為的認(rèn)為不整合時間為沉積期（時間為沉積期（ t/2 ）和和剝蝕期（剝蝕期（ t/2 ），），且剝蝕且剝蝕速率等

26、于不整合面下沉積速率等于不整合面下沉積巖的沉積速率。巖的沉積速率。（3）認(rèn)為剝蝕）認(rèn)為剝蝕速率等于不整合面上沉積速率等于不整合面上沉積巖的沉積速率。巖的沉積速率。R1AGE1AGE1AGEeR2一、地層壓實(shí)校正一、地層壓實(shí)校正二、關(guān)鍵性參數(shù)二、關(guān)鍵性參數(shù)三、計(jì)算步驟三、計(jì)算步驟開始結(jié)束按壓實(shí)校正模型對下按壓實(shí)校正模型對下覆地層作去壓實(shí)恢復(fù)覆地層作去壓實(shí)恢復(fù)計(jì)算每層的骨架厚度計(jì)算每層的骨架厚度輸入各層深度、輸入各層深度、古水深、海平面古水深、海平面升降、絕對年齡、升降、絕對年齡、剝失層的厚度剝失層的厚度根據(jù)聲波等測井資根據(jù)聲波等測井資料建立孔隙度隨料建立孔隙度隨深度變化的方程深度變化的方程用不整

27、合處理模用不整合處理模型恢復(fù)被剝蝕層型恢復(fù)被剝蝕層按回剝法揭去頂上按回剝法揭去頂上一給定厚度的沉積層一給定厚度的沉積層回回剝剝法法概概略略流流程程圖圖揭去層與下覆揭去層與下覆層間不整合嗎層間不整合嗎？回剝到底了嗎？回剝到底了嗎？YesYesNoNo（1 1） 單井巖性剖面的整理單井巖性剖面的整理（2 2）建立不同巖性的孔隙度與深度的）建立不同巖性的孔隙度與深度的 定量關(guān)系定量關(guān)系（3 3）地層沉積時間、古水深和地層剝蝕）地層沉積時間、古水深和地層剝蝕 厚度參數(shù)的確定厚度參數(shù)的確定（4 4）計(jì)算各層段的巖石骨架厚度）計(jì)算各層段的巖石骨架厚度(5(5）計(jì)算不同埋藏深度下的地層厚度）計(jì)算不同埋藏深度

28、下的地層厚度 E E E E 沙 四 段沙三4沙三3沙三2沙三1沙二段沙一段東營組明化鎮(zhèn)組s4s43s33s32s31Es2Es1EdNgEd末剝蝕期館 陶 組第 四 系時 間埋 深地 層百萬年(米)-48-41.6-35.2-28.8-22.4-16-9.6-3.203600300024001800120060030 C40 C60 C80 C100 C120 C NmQ一、有機(jī)質(zhì)成熟度的概論一、有機(jī)質(zhì)成熟度的概論二、地溫場的形成二、地溫場的形成三、古地溫恢復(fù)三、古地溫恢復(fù)四、四、TTITTI值模擬計(jì)算值模擬計(jì)算石油有機(jī)成油石油有機(jī)成油理論理論有機(jī)質(zhì)未成熟有機(jī)質(zhì)未成熟60-180攝氏度攝氏度

29、 油裂解為氣油裂解為氣小于小于60攝氏度攝氏度 大于大于180攝氏度攝氏度主要生成石油主要生成石油干酪根成油論干酪根成油論0.00.51.01.52.02.53.002004006008001000Ro(%)累積產(chǎn)烴率(Kg/t Toc)熱演化熱演化階段階段未成熟未成熟高成熟高成熟早期早期成熟成熟過過成成熟熟高成熟高成熟晚期晚期油油氣氣有機(jī)質(zhì)熱模擬實(shí)驗(yàn)的油氣累計(jì)產(chǎn)率有機(jī)質(zhì)熱模擬實(shí)驗(yàn)的油氣累計(jì)產(chǎn)率熱演化史熱演化史恢復(fù)的目的與意義：恢復(fù)的目的與意義： 實(shí)驗(yàn)測定的烴源巖有機(jī)質(zhì)的鏡質(zhì)體反實(shí)驗(yàn)測定的烴源巖有機(jī)質(zhì)的鏡質(zhì)體反射率（射率（Ro)是反映從埋藏到現(xiàn)今的累積成熟是反映從埋藏到現(xiàn)今的累積成熟度。熱演化

30、史恢復(fù)的目的重塑有機(jī)質(zhì)在不度。熱演化史恢復(fù)的目的重塑有機(jī)質(zhì)在不同地質(zhì)時期的熱演化特征。同地質(zhì)時期的熱演化特征。通過有機(jī)質(zhì)的熱演化史恢復(fù)，可以確定烴通過有機(jī)質(zhì)的熱演化史恢復(fù)，可以確定烴源巖進(jìn)入生烴門限和大量生烴的時期；為源巖進(jìn)入生烴門限和大量生烴的時期；為定量計(jì)算烴源巖有機(jī)質(zhì)的生烴量提供重要定量計(jì)算烴源巖有機(jī)質(zhì)的生烴量提供重要參數(shù)。參數(shù)。一、古地溫恢復(fù)一、古地溫恢復(fù)古古地地溫溫恢恢復(fù)復(fù)古溫標(biāo)法古溫標(biāo)法構(gòu)造熱演化法構(gòu)造熱演化法根據(jù)盆地的成因類型、根據(jù)盆地的成因類型、地溫場熱源、熱成因機(jī)地溫場熱源、熱成因機(jī)制等建立熱流方程，然制等建立熱流方程，然后求解熱流方程得到各后求解熱流方程得到各時期在不同埋藏

31、深度的時期在不同埋藏深度的古地溫。古地溫。利用地層中有機(jī)質(zhì)、利用地層中有機(jī)質(zhì)、礦物、流體等記錄的礦物、流體等記錄的古地溫（即古溫標(biāo)）古地溫（即古溫標(biāo)）反演地層的熱史。反演地層的熱史。地溫場的一般知識地溫場的一般知識熱源：熱源： 地幔熱源（溫度地幔熱源（溫度 1333，占，占 60%） 放射性元素（放射性元素（U、K、Th)衰變生熱衰變生熱 （40%）, 穩(wěn)定性穩(wěn)定性(10Km 厚結(jié)晶巖表層厚結(jié)晶巖表層)（火山作用，構(gòu)造作用，化學(xué)熱火山作用，構(gòu)造作用，化學(xué)熱）其它熱源，隨機(jī)性其它熱源，隨機(jī)性巖石圈地球的剛性外殼，包括地殼和上地幔的上部，厚度20150km，大陸地區(qū)110150km，大洋盆地708

32、0km。軟流圈巖石圈以下的弱流變區(qū)，下界一般認(rèn)為不超過400km，頂部約有100km的地震低速帶。具強(qiáng)度小，粘度低，塑性較高的特點(diǎn)，有局部熔融，易于蠕動變形。地溫場的一般知識地溫場的一般知識熱源的傳輸持續(xù)時間：熱源的傳輸持續(xù)時間： 據(jù)據(jù) Lachenbruch 的估算：對于的估算：對于100 km的巖的巖石圈，一般熱傳輸持續(xù)時間為石圈，一般熱傳輸持續(xù)時間為50-100 Ma，因此，巖石圈具有相對較高的熱慣性，背景因此，巖石圈具有相對較高的熱慣性，背景熱狀態(tài)持續(xù)的時間長。熱狀態(tài)持續(xù)的時間長。 以現(xiàn)今熱狀態(tài)作為起點(diǎn)，反推解釋油氣形以現(xiàn)今熱狀態(tài)作為起點(diǎn)，反推解釋油氣形成時的可能熱狀態(tài)通常是合理的。成

33、時的可能熱狀態(tài)通常是合理的。三、三、地溫場的形成機(jī)制地溫場的形成機(jī)制A 熱傳導(dǎo)型地溫場（控制區(qū)域地溫場）熱傳導(dǎo)型地溫場（控制區(qū)域地溫場） B 熱對流型地溫場（增溫型，冷卻型），造成局部異常熱對流型地溫場（增溫型，冷卻型），造成局部異常C 熱輻射對地溫場的影響：只影響地表溫度熱輻射對地溫場的影響：只影響地表溫度依靠物體依靠物體中的微觀中的微觀粒子的熱粒子的熱運(yùn)動傳遞運(yùn)動傳遞能量的過能量的過程叫熱傳程叫熱傳遞遞由于流體從空間由于流體從空間某一區(qū)域移動到某一區(qū)域移動到另一溫度不同的另一溫度不同的區(qū)域時，發(fā)生的區(qū)域時，發(fā)生的能量轉(zhuǎn)移的過程能量轉(zhuǎn)移的過程由電磁波來傳由電磁波來傳遞能量的方式遞能量的方式叫

34、熱輻射叫熱輻射a.地溫（地溫（T）和地溫梯度（和地溫梯度（GradT）b.巖石熱導(dǎo)率（巖石的導(dǎo)熱能力）巖石熱導(dǎo)率（巖石的導(dǎo)熱能力）實(shí)測或估算，估算用以下公式：實(shí)測或估算，估算用以下公式：k(z) = (kf) (ks)1- 式中，式中， kf 孔隙流體的孔隙流體的熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率 ks 巖石骨架的巖石骨架的熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率C.熱流（熱流（熱導(dǎo)率與熱導(dǎo)率與地溫梯度的乘積）地溫梯度的乘積） 地溫場的描述參數(shù)地溫梯度： G：為地溫梯度（為地溫梯度（ /100m)； T：為深度為為深度為H出的溫度出的溫度( ) ； To：為地表平均溫度（或恒溫層為地表平均溫度（或恒溫層, ）；）； H：為深度為深度 (m)。

35、 100HTTGo大地?zé)崃鳎篸HdTKqK：為熱導(dǎo)率；為熱導(dǎo)率； dT/dH ：為地溫梯度；單位為毫瓦為地溫梯度；單位為毫瓦/平方米（平方米（mw/m2），），這是這是目前國際通行的單位，它與以前的熱流單位目前國際通行的單位，它與以前的熱流單位HFU(Heat Flow Unite)的關(guān)系是的關(guān)系是1HFU=41.86 （mw/m2）,1HFU=1微卡微卡/平方厘米平方厘米 秒秒;式中式中“-”號表示號表示熱流方向與地?zé)崃鞣较蚺c地溫梯度方向相反溫梯度方向相反（1）古熱流方程）古熱流方程Mckenzie(1978)等認(rèn)為裂谷型盆地的構(gòu)造熱作用過程包括巖石等認(rèn)為裂谷型盆地的構(gòu)造熱作用過程包括巖石圈

36、的伸展減薄、地幔侵位、熱膨脹與冷卻收縮，可采用均勻圈的伸展減薄、地幔侵位、熱膨脹與冷卻收縮，可采用均勻伸展模型來描述其熱流值由高逐漸降低的變化特征。均勻伸伸展模型來描述其熱流值由高逐漸降低的變化特征。均勻伸展模型的古熱流方程為：展模型的古熱流方程為：22),(),(ztzTxttzT式中式中 T古地溫（古地溫（）；）；Z 埋藏深度（埋藏深度（cm）；）； t 沉降時間沉降時間(s)； x巖石圈的熱擴(kuò)散率巖石圈的熱擴(kuò)散率(cm2/s)。 (1)求解求解(1)熱流方程的邊界條件為：熱流方程的邊界條件為：T=0 當(dāng)當(dāng)Z=hT= T1 Z=0式中式中 h從地表至巖石圈底界的深度從地表至巖石圈底界的深度

37、(cm)； T1 軟流圈的溫度（軟流圈的溫度（）。）。 求解求解(1) 式的初始條件為：式的初始條件為：T =T1 當(dāng)當(dāng) T= 當(dāng)當(dāng) 式中式中 巖石圈在水平方向的拉巖石圈在水平方向的拉張系數(shù)。張系數(shù)。110hzhhzhT11111hzh東濮凹陷第三系地層古熱流曲線0.05.010.015.020.025.030.035.040.045.01.201.301.401.501.601.701.801.902.00Q明化鎮(zhèn)期館陶期構(gòu)造抬升間斷期東營期沙一沙二沙三期古熱流(HFU)地質(zhì)時期（Ma)塔參1井塔中12井1.02.03.04.01.02.03.04.06005004003002001000時

38、間(Ma)地溫梯度 ( C/100m)塔里木盆地塔中地區(qū)古地溫梯度變化曲線塔里木盆地塔中地區(qū)古地溫梯度變化曲線文留地區(qū)文221井埋藏史、地溫史E E E E 沙四段沙三4沙三3沙三2沙三1沙二段沙一段東營組明化鎮(zhèn)組s4s43s33s32s31Es2Es1EdN-Q剝蝕段館陶組第四系時間埋深地層百萬年(米)-48-41.6-35.2-28.8-22.4-16-9.6-3.203600300024001800120060030 C40 C60 C80C100 C120 C70C90C文留地區(qū)梁2井埋藏史、地溫史 30 C40 C50 C60 C70 C80C90C100C80 C90 C剝蝕段N-

39、Q東營組沙一段沙二段第四系明化鎮(zhèn)組館陶組EdEsEs21時間埋深地層百萬年(米)-36-31.2-26.4-21.6-16.8-12-7.2-2.402520210016801260840420（2）TTI值模擬計(jì)算值模擬計(jì)算TTI值是有機(jī)質(zhì)在熱演化進(jìn)程中的時值是有機(jī)質(zhì)在熱演化進(jìn)程中的時溫指數(shù)溫指數(shù)Lopatine (1971) 提出，后經(jīng)提出，后經(jīng)Waples(1976，1980)充實(shí)的其計(jì)算公式充實(shí)的其計(jì)算公式如下：如下：TTIAedtttE KTn1/(2) 式中式中 A頻率因子；頻率因子； E活化能；活化能； R氣體常數(shù)；氣體常數(shù)； T地層溫度；地層溫度； t反應(yīng)時間；反應(yīng)時間； n溫

40、度區(qū)間。溫度區(qū)間。T T ITnnii(.)m ax2 0101 對于某種干酪根來講，對于某種干酪根來講，A、E為常數(shù)。理為常數(shù)。理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)溫度增加論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)溫度增加10時，時，反應(yīng)速度增加反應(yīng)速度增加1.62.6倍，一般取倍，一般取2倍更合理，倍更合理，并以并以100110的溫度指數(shù)確定為的溫度指數(shù)確定為1.0。因此，。因此，可以可以(2)式積分后進(jìn)一步簡化為：式積分后進(jìn)一步簡化為：（3） 式中式中 Tn為每一溫度區(qū)間的地質(zhì)時間為每一溫度區(qū)間的地質(zhì)時間(百百萬年萬年)。在埋藏史恢基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)可。在埋藏史恢基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)可以計(jì)算出每一層在各時期的以計(jì)算出

41、每一層在各時期的TTI值。值。 深度ttt123時間 （百萬年）10 C20 C30 C40 C50 C60 Ctt地層埋深地層埋深TTI值與值與R0的轉(zhuǎn)換關(guān)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系 R0=0.2 0TTI 0.3 （3） R0=(logTTI+1.28)/3.8 0.3TTI 10 （4） R0=(logTTI+0.69)/2.82 10TTI 30 （5） R0=(logTTI0.14)/1.74 30TTI 75 （6） R0=(logTTI0.67)/1.2 75TTI 300 （7） R0=(logTTI1.01)/0.98 3002000 （9） 現(xiàn)今測得現(xiàn)今測得R0值是有機(jī)質(zhì)在各時期不同埋深

42、條件下受熱演值是有機(jī)質(zhì)在各時期不同埋深條件下受熱演化的累計(jì)結(jié)果，它與化的累計(jì)結(jié)果，它與TTI值間有一定關(guān)系，目前國內(nèi)外學(xué)者公值間有一定關(guān)系，目前國內(nèi)外學(xué)者公布的布的TTI值與值與R0之間的關(guān)系式較多，其中應(yīng)用較多的是之間的關(guān)系式較多，其中應(yīng)用較多的是Waples提出的關(guān)系式。提出的關(guān)系式。Waples通過大量實(shí)驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn)通過大量實(shí)驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn)TTI值民值民R0在不在不同區(qū)間的關(guān)系有所不同，并歸納出同區(qū)間的關(guān)系有所不同，并歸納出TTI值與值與R0的分段函數(shù)關(guān)系的分段函數(shù)關(guān)系式為：式為：文留地區(qū)前梨園洼陷埋藏史、熱演化史E E E E s4s43s33s32s31Es2Es1EdN-Q剝蝕段Ro=0

43、.5%Ro=0.7%Ro=1.0%Ro=1.3%Ro=2.0%時間埋深地層百萬年(米)-48-41.6-35.2-28.8-22.4-16-9.6-3.2058804900392029401960980沙四段4321東營組館陶組明化鎮(zhèn)組第四系沙三沙三沙三沙三沙二段沙一段沙三沙三3：Ed初期處于低成熟初期處于低成熟,中期成熟中期成熟-高成熟早期，后期：高成高成熟早期，后期：高成 熟晚期熟晚期沙三沙三4：沙二、沙一期間處于低沙二、沙一期間處于低-成熟階段，東營組期間達(dá)到高成熟階段。成熟階段，東營組期間達(dá)到高成熟階段。沙四：沙四：沙三沙三2沙三沙三1期間處于低成熟階段，沙二、沙一期間達(dá)到成熟期間處于低成熟階段，沙二、沙一期間達(dá)到成熟 高成熟早期，東營組沉積初期達(dá)到過成熟階段。高成熟早期，東營組沉積初期達(dá)到過成熟階段。一 古溫標(biāo) 礦物流體包裹體莊莊2 2井，井，J J1 1s s2 2，4358.67m;4358.67m;淺灰色細(xì)砂巖；石英顆粒次生加大邊及穿石英淺灰色細(xì)砂巖；石英顆粒次生加大邊及穿石英顆粒裂紋中發(fā)藍(lán)白色熒光油包裹體顆粒裂紋中發(fā)藍(lán)白色熒光油包裹體流體包裹體是礦物結(jié)晶過程中從周圍介質(zhì)中捕獲的成巖成礦流體，常見的有鹽水溶液包裹體和含烴有機(jī)包裹體。流體包裹體記錄了這些自生礦物結(jié)晶時介質(zhì)的性質(zhì)、組分、物理和化學(xué)條件及地球化學(xué)動力學(xué)條件。在礦物結(jié)晶過程中形