上超頂超下超-層序地層.ppt

1、層序地層學(xué)原理,緒論 第章 層序地層學(xué)理論框架 第節(jié) 理論基礎(chǔ)和概念體系 第二節(jié) 全球海平面變化周期 第二章 層序地層學(xué)研究方法 第一節(jié) 層序地層學(xué)研究基礎(chǔ) 第二節(jié) 層序地層學(xué)研究方法 第三章 海相層序地層學(xué) 第節(jié) 碎屑巖層序地層樣式 第二節(jié) 碳酸鹽巖層序地層樣式 第四章 陸相層序地層學(xué) 第一節(jié) 陸相湖盆地質(zhì)特征 第二節(jié) 陸相湖盆層序地層學(xué) 第五章 高分辨率層序地層學(xué) 第一節(jié) 理論基礎(chǔ)和研究方法 第二節(jié) 在油氣勘探和開發(fā)中的應(yīng)用 結(jié)論,講 課 提 綱,第一節(jié) 層序地層學(xué)研 究基礎(chǔ) 一、層序地層學(xué)研究內(nèi)容和程序 1層序地層學(xué)研究內(nèi)容 2層序地層學(xué)研究程序 二、海平面升降變化分析 1估算全球海平面

2、變遷幅度的方法 2利用海岸沉積物上超確定海平面的相對變化 三、沉積速率、古氣候和構(gòu)造 沉降分析 1，沉積速率分析 2古氣候分析 3構(gòu)造沉降分析,第二節(jié) 層序地層學(xué)研究方法 一、層序地層學(xué)解釋方法 1露頭資料的層序地層學(xué)分析 2鉆測井資料的層序地層學(xué)分析 3地震資料的層序地層學(xué)分析 二、層序邊界識別與層序年代標(biāo)定方法 1層序邊界的識別標(biāo)志 2層序年代標(biāo)定方法 三、可容空間分析方法 1可容空間 2可容空間與沉積物堆積速率之間的關(guān)系,第二章 層序地層學(xué)研究方法,層序地層學(xué)研究基礎(chǔ),一、層序地層學(xué)研究內(nèi)容和程序 1層序地層學(xué)研究內(nèi)容 從資料來源角度認(rèn)為，層序地層學(xué)的研究內(nèi)容包括露頭資料的層序分析、鉆測

3、井資料的層序分析、地震資料的層序分析以及層序地層學(xué)研究結(jié)果在油氣勘探開發(fā)中的應(yīng)用 從層序地層學(xué)的基本理論出發(fā)，考慮實(shí)際資料來源情況，認(rèn)為層序地層學(xué)的主要研究內(nèi)容應(yīng)該包括不同資料的層序劃分與對比、建立年代地層格架、分析控制層序構(gòu)型的主控因素、研究各層序不同體系域的沉積體系特征、預(yù)測不同層序或不同體系域有利的生儲蓋層分布和有利的成藏組合,2層序地層學(xué)研究程序 在實(shí)際工作中，應(yīng)針對研究對象的具體地質(zhì)特征和實(shí)際資料情況確定層序地層學(xué)研究流程。層序地層學(xué)工作流程的制定應(yīng)遵循這樣的原則，即既能反映層序地層 理論的先進(jìn)性和綜合性，又能反映工作流程的實(shí)用性。,第一節(jié) 層序地層學(xué)研 究基礎(chǔ) 一、層序地層學(xué)研究內(nèi)

4、容和程序 1層序地層學(xué)研究內(nèi)容 2層序地層學(xué)研究程序 二、海平面升降變化分析 1估算全球海平面變遷幅度的方法 2利用海岸沉積物上超確定海平面的相對變化 三、沉積速率、古氣候和構(gòu)造 沉降分析 1，沉積速率分析 2古氣候分析 3構(gòu)造沉降分析,二、海平面升降變化分析 1估算全球海平面變遷幅度的方法 全球海平面升降變化是在全球規(guī)模上，海平面相對一個固定基準(zhǔn)面如地表的高程變化。但是，全球表面永恒的運(yùn)動使人們不可能確定固定基準(zhǔn)面地心相對于古老沉積物的位置。因此，人們只能確定全球海平面的相對變化。由于全球海平面的升降幅度不能直接測定，所以，眾多地質(zhì)學(xué)家提出了許多估算全球海平面相對變化的方法 。 然而，迄今為

5、止，尚無一種方法能準(zhǔn)確確定海平面變化的規(guī)模以及構(gòu)造運(yùn)動幅度和沉降速率的變化,2利用海岸沉積物上超確定海平面的相對變化 1)海平面相對變化的標(biāo)志 連續(xù)地震反射近似相當(dāng)于地層年代界面，上超地震反射的位置受控于標(biāo)志著平均高水位的沉積界面，因此，可將大陸邊緣海岸上超作為海平面變化的可靠標(biāo)志。海平面相對上升的可靠標(biāo)志是海岸上超向陸遷移，海平面相對靜止的可靠標(biāo)志是海岸沉積物的頂超現(xiàn)象，海平面下降的標(biāo)志是海岸上超向盆地中央方向的遷移。顯然，盆地邊緣的高分辨率地震剖面是確定海岸上超遷移規(guī)律和海岸頂超位置的最好資料,海平面相對上升的可靠標(biāo)志是海岸上超向陸遷移,海平面相對靜止的可靠標(biāo)志是海岸沉積物的頂超現(xiàn)象,海平

6、面下降的標(biāo)志是海岸上超向盆地中央方向的遷移,海平面的相對上升與海進(jìn)、海退之間沒有必然的聯(lián)系。當(dāng)海平面相對上升，由于沉積物供給速率的差異，可以發(fā)生海進(jìn)、海退以及海岸線的停滯不動,一個海岸線的海進(jìn)以一定地層單元中濱海相向陸地方向遷移為標(biāo)志，而海退以濱海向海方向遷移為標(biāo)志,2)區(qū)域海平面相對變化曲線的編制 區(qū)域性海平面相對變化曲線的編制是在掌握區(qū)域地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，具體步驟如下： (1)選擇那些穿過不同構(gòu)造單元和不同盆地地形帶的高分辨率地震測線構(gòu)成區(qū)域地震測網(wǎng)。地震剖面應(yīng)具有清楚的海岸上超記錄、較為簡單的構(gòu)造變形和較充足的控制井 （2)根據(jù)不整合的地震反射終止關(guān)系、結(jié)合鉆測井資料劃分沉積層序，

7、并追蹤反映海岸沉積的海岸上超點(diǎn)和頂超點(diǎn)的靠近物源方向的沉積邊界。利用同位素測年、古生物組合和合成地震記錄對沉積層序進(jìn)行盡可能詳細(xì)的年代標(biāo)定 （3)編制層序年代地層對比圖，將地震剖面上解釋的層序地層剖面轉(zhuǎn)換成縱坐標(biāo)為地質(zhì)年代、橫坐標(biāo)為距離的剖面圖上，以反映各個層序的地質(zhì)時代范圍、各層序相對接觸關(guān)系及其空間展布,(4)確定海平面相對升降周期，確定海岸上超的垂向分量即海岸加積量及其與地質(zhì)年代的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而確定同一層序內(nèi)各個海岸上超點(diǎn)處的海岸加積量以及它們的累計(jì)量，即這個層序的海平面相對上升幅度。測定該層序的最遠(yuǎn)上超點(diǎn)與上覆另一個層序的最低海岸上超點(diǎn)之間的海岸加積量，并以此作為海平面下降的幅度，然后

8、重復(fù)上述步驟，便可得出各層序的海平面相對變化曲線,第一節(jié) 層序地層學(xué)研 究基礎(chǔ) 一、層序地層學(xué)研究內(nèi)容和程序 1層序地層學(xué)研究內(nèi)容 2層序地層學(xué)研究程序 二、海平面升降變化分析 1估算全球海平面變遷幅度的方法 2利用海岸沉積物上超確定海平面的相對變化 三、沉積速率、古氣候和構(gòu)造沉降分析 1，沉積速率分析 2古氣候分析 3構(gòu)造沉降分析,三、沉積速率、古氣候和構(gòu)造沉降分析 1.沉積速率分析 沉積速率研究可以分析盆地沉積物的充填歷史，為層序地層學(xué)的地層疊置樣式研究、可容空間分析提供資料。沉積速率系指單位時間沉積的沉積物厚度。對于層序地層學(xué)研究來說，應(yīng)該求取不同地質(zhì)歷史時期沉積的原始地層厚度，這就要求

9、做盆地埋藏史分析。目前，用于盆地埋藏史分析的方法有沉積速率法，回剝法和巖石骨架縱坐標(biāo)法，其中回剝法是最常見的方法。所謂回剝法就是忽略地層橫向拉伸等問題，認(rèn)為單位地層在埋藏過程中其骨架厚度不發(fā)生變化，然后從地層分層出發(fā)，依據(jù)孔隙度與深度關(guān)系，自新到老逐層進(jìn)行壓實(shí)校正，恢復(fù)各層在不同地質(zhì)歷史時期的地層厚度，進(jìn)而確定各地質(zhì)時期的沉積速率,2古氣候分析 沉積盆地的古氣候直接影響盆地內(nèi)外的多種地質(zhì)作用，影響海(湖)平面的變化、沉積物的類型直至可容空間的變化，古氣候是控制地層構(gòu)型的主控因素之一。常用的有利用 特殊巖石類型、巖石的顏色、特定自生礦物組合、古生物特征、有孔蟲的氧同位素比值來分析古氣候,3構(gòu)造沉

10、降分析 構(gòu)造沉降是指由于地殼巖石圈的彈性變化和地應(yīng)力方式的變化而產(chǎn)生的地殼下沉，而不是指由于上覆沉積物的負(fù)載作用而產(chǎn)生的盆地下沉。是控制地層構(gòu)型的主要因素，它與全球海平面變化、氣候和沉積速率等因素一道影響可容空間的變化。構(gòu)造沉降往往是長期的，并具有旋回性。較大規(guī)模的構(gòu)造沉降往往與全球地質(zhì)歷史中的重大事件密切相關(guān)，在某些類型的盆地中，構(gòu)造沉降往往是控制層序地層構(gòu)型的主要因素,第二節(jié) 層序地層學(xué)研究方法 一、層序地層學(xué)解釋方法 1露頭資料的層序地層學(xué)分析 2鉆測井資料的層序地層學(xué)分析 3地震資料的層序地層學(xué)分析 二、層序邊界識別與層序年代標(biāo)定方法 1層序邊界的識別標(biāo)志 2層序年代標(biāo)定方法 三、可容

11、空間分析方法 1可容空間 2可容空間與沉積物堆積速率之間的關(guān)系,一、層序地層學(xué)解釋方法 1露頭資料的層序地層學(xué)分析 露頭資料是層序地層學(xué)最直觀、最真實(shí)、最詳細(xì)的資料，具有鉆測井和地震資料所不具備的高分辨率的特點(diǎn)?；狙芯績?nèi)容如下： （1）識別層序界面、劃分層序類型 層序界面的識別標(biāo)志有構(gòu)造不整合面、鐵質(zhì)和鋁質(zhì)風(fēng)化殼、古土壤和植物根土層、底礫巖層、深切谷及其充填物、地層接觸關(guān)系、顏色和巖性的垂向變化、沉積物水深突然向上變淺或地層堆砌樣式突然變化等,(2)從生物地層學(xué)角度確定層序單元的年代，并努力使之與全球海平面升降曲線擬合。 (3)以巖性、巖相以及地層堆砌樣式來確定各地層層序的凝縮層、體系域和準(zhǔn)

12、層序組特征，運(yùn)用可容空間概念進(jìn)行沉積相分析。明確各層序中體系域組合特征、準(zhǔn)層序的疊置樣式以及沉積體系的時空分布 。 (4)編制露頭層序地層學(xué)綜合分析圖及不同露頭的層序地層對比圖并建立于鉆測井和地震層序的對應(yīng)關(guān)系。 (5)露頭層序的生儲蓋初步評價，指出較有利的生儲蓋組合,2鉆測井資料的層序地層學(xué)分析 鉆測井資料是盆地覆蓋區(qū)較好的層序地層分析資料，它主要包括系統(tǒng)的巖心和巖屑、各種測井資料、各種室內(nèi)分析化驗(yàn)資料、合成地震記錄、VSP等 。具體研究內(nèi)容與解釋方法如下： (1)關(guān)鍵井巖性序列、沉積旋回和沉積相研究，并建立巖性及其序列與電測曲線的響應(yīng)關(guān)系。 (2)依據(jù)風(fēng)化殼、底礫巖、古土壤、生物化石的斷帶

13、和巖性、沉積相的垂向突變以及地層產(chǎn)狀的不一致性確定層序邊界，并進(jìn)行多井層序邊界對比，通過古生物組合和同位素測年等方法，確定層序的年代，建立盆地覆蓋區(qū)年代地層框架。 (3)識別最大海泛面或湖泛面，確定體系域類型。,(4)測井資料的時頻分析，以確定層序旋回周期的規(guī)律，探討形成層序的主控因素。 (5)測井資料處理與解釋，以確定準(zhǔn)層序組的疊置樣式、古水流流向以及砂體的展布方向。 (6)沉積環(huán)境和古氣候詳細(xì)分析，編繪單井和多井層序地層綜合分析圖以及以層序或體系域?yàn)樽鲌D單元的地層等厚圖、沉積相圖。確定有利的烴源巖、儲集層和蓋層分布區(qū) (7)建立巖性序列、沉積相類型、層序和體系域與地震反射之間的響應(yīng)關(guān)系，為

14、地震資料的層序地層分析作好準(zhǔn)備。,3地震資料的層序地層學(xué)分析 地震資料以其覆蓋面積大、能反映地層相互接觸關(guān)系、能反映沉積體宏觀的三維形態(tài)為其顯著特征。雖然地震資料的垂向分辨率不如露頭和鉆測井資料，但是其連續(xù)的地震反射具有相對年代地層意義，這為建立盆地范圍內(nèi)的年代地層框架提供了良好的基礎(chǔ)。主要包括以下研究內(nèi)容和方法 ： (1)根據(jù)地震反射削蝕、頂超和下超、上超等地震反射終止關(guān)系，考慮露頭和鉆測井層序劃分方案，對地震資料進(jìn)行地震層序劃分，進(jìn)而利用合成地震記錄、VSP、古生物和同位素測年資料對地震層序進(jìn)行年代地層標(biāo)定，并建立露頭和鉆測井層序和地震層序的一致關(guān)系 (2)根據(jù)初次和最大海泛面的位置以及上

15、超點(diǎn)的遷移規(guī)律、地震反射形態(tài)，區(qū)分低位、海侵和高位體系域，并努力在全區(qū)追蹤閉合,(3)以層序或體系域?yàn)樽鲌D單元，研究地層厚度的展布特征、地震相類型及其分布規(guī)律。 (4)利用地震層速度制作砂泥巖量板，求得不同層序、體系域中的砂泥巖百分含量或確定砂巖相對富集區(qū)。 (5)以關(guān)鍵井巖心相分析為依據(jù)，考慮盆地結(jié)構(gòu)和古地形特征，有機(jī)地將地震相轉(zhuǎn)換為沉積相并進(jìn)行環(huán)境解釋。 (6)依據(jù)地震反射上超點(diǎn)的的遷移特征，制作海平面相對升降變化曲線，結(jié)合古氣候、盆地構(gòu)造沉降速率的研究成果，探討控制層序構(gòu)型的主控因素。 (7)結(jié)合露頭和鉆測井層序地層學(xué)研究成果，建立研究區(qū)層序地層模式并進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，進(jìn)而確定層序與生儲蓋

16、層、非構(gòu)造圈閉之間的關(guān)系，總結(jié)成藏特點(diǎn)和油氣藏分布規(guī)律，指出有利的油氣勘探區(qū)帶，提供油氣勘探部署意見,第二節(jié) 層序地層學(xué)研究方法 一、層序地層學(xué)解釋方法 1露頭資料的層序地層學(xué)分析 2鉆測井三、可容空間分析方法 1可容空間 資料的層序地層學(xué)分析 3地震資料的層序地層學(xué)分析 二、層序邊界識別與層序年代標(biāo)定方法 1層序邊界的識別標(biāo)志 2層序年代標(biāo)定方法 三、可容空間分析方法 1可容空間 2可容空間與沉積物堆積速率之間的關(guān)系,二、層序邊界識別與層序年代標(biāo)定方法 1層序邊界的識別標(biāo)志 層序邊界在露頭、鉆測井和地震資料上均有不同程度的響應(yīng)，在識別層序邊界時，應(yīng)該利用多種資料進(jìn)行綜合判斷 1)I型層序的識

17、別標(biāo)志 (1)廣泛出露地表的陸上侵蝕不整合面。這個不整合面可分布于整個陸棚地區(qū)，也可分布于盆地緩坡，甚至分布于整個盆地。不整合之上可存在成分和結(jié)構(gòu)成熟度均較高的、厚幾十厘米級的底礫巖，可存在厚幾厘米至幾十厘米的含褐鐵礦、鋁上礦的古土壤和根土層；不整合面波狀起伏，在平面上可長距離追蹤；不整合面上下地層產(chǎn)狀可明顯不同。,廣泛出露地表的陸上侵蝕不整合面。這個不整合面可分布于整個陸棚地區(qū)，也可分布于盆地緩坡，甚至分布于整個盆地。不整合之上可存在成分和結(jié)構(gòu)成熟度均較高的、厚幾十厘米級的底礫巖，可存在厚幾厘米至幾十厘米的含褐鐵礦、鋁上礦的古土壤和根土層；不整合面波狀起伏，在平面上可長距離追蹤；不整合面上下

18、地層產(chǎn)狀可明顯不同。,(2)層序界面上下地層顏色、巖性以及沉積相的垂向不連續(xù)或錯位。沉積相的垂向錯位意味著淺水沉積間斷性地上覆在較深水的沉積之上，相序錯位多出現(xiàn)在高位體系域的前積層處和頂積層向盆地一側(cè) 。,(3)層序界面處的古生物化石斷帶或絕滅 (4)在層序界面處具有明顯的測井曲線的突變響應(yīng)，如自然電位和自然伽馬值的突變、地層傾角測井反映的地層產(chǎn)狀突變等,(5)層序界面上、下體系域類型或準(zhǔn)層序類型的突變，比如層序界面之下為高位體系域沉積，層序界面之上為海侵體系域沉積，其間缺少低位體系域。這種體系域的垂向突變在測井曲線上也有良好的響應(yīng)。 (6)伴隨著沉積相向盆地方向的遷移，在地震剖面上識別出一個

19、層序的頂部海岸上超的向下遷移現(xiàn)象和一個層序下部層序界面之上的海岸上超向陸遷移現(xiàn)象，另外還可見明顯的削蝕反射結(jié)構(gòu)。它們與地震剖面上的地震反射終止關(guān)系構(gòu)成層序邊界的識別標(biāo)志。 （7）層序邊界上下地層的地球化學(xué)微量元素類型和含量以及古地磁極性也有明顯變化,(8)伴隨海平面相對下降，由河流回春作用形成的深切谷是層序邊界的典型標(biāo)志 。若侵蝕到陸棚區(qū)的河流規(guī)模大或河流數(shù)量多，則形成的深切谷充填物砂巖分布廣泛，河間古土壤或根土層不太發(fā)育；反之，則深切谷充填物砂巖不太發(fā)育，而河間古土壤層較發(fā)育。深切谷規(guī)模較大，可寬達(dá)數(shù)千米或幾十千米，長達(dá)幾十千米，深達(dá)數(shù)十米。下切谷分為形成和充填兩個階段。 形成階段：對應(yīng)于海

20、平面的相對下降時期，發(fā)生侵蝕作用、沉積物過路。 充填階段：對應(yīng)于海平面的相對上升時期，即是在低水位晚期或海侵體系域發(fā)育時期，谷內(nèi)發(fā)生沉積作用。在上游區(qū)域，常見辯狀河砂巖、河流砂巖以及或?yàn)I岸平原砂巖、泥巖或煤充填。在下游區(qū)域，見低水位三角洲及潮坪砂巖和泥巖、濱岸及河口灣砂巖。,除上述列出的各種鑒別特征之外，還可用各種滯留沉積來指示I類層序邊界。這些滯流沉積包括： 沉積在海泛面之上的鈣質(zhì)結(jié)核海進(jìn)滯留沉積與層序邊界重合或在深切谷內(nèi)部覆于邊界之上。鈣質(zhì)結(jié)核是層序邊界暴露地表時被臨濱侵蝕作用從土壤中剝蝕出來的。 沉積在海泛面之上的生物或非生物碳酸鹽與層序邊界一致。 沉積在深切谷內(nèi)部層序邊界之上的底部河道

21、滯留沉積。,2）II類層序的識別 II類層序邊界的識別標(biāo)志為： （1）上覆地層的上超； （2）沒有顯著的侵蝕削截和下切谷； （3）層序上傾方向及濱岸平原部分內(nèi)沉積岸線坡折向陸遷移； （4）濱岸上超向下遷移； （5）微弱的加積或進(jìn)積準(zhǔn)層序。 II類層序邊界的識別難度轉(zhuǎn)大，并且在硅質(zhì)碎屑巖盆地中II類層序并不多見。,2層序年代標(biāo)定方法 利用多種標(biāo)志確定了層序邊界、劃分了層序以后，應(yīng)該賦予具有相對年代地層意義的層序地質(zhì)時代的概念。常用于確定地質(zhì)年代的方法有以下幾種。 1)生物地層學(xué)方法：可以通過比較密集的古生物采樣分析來確定不同古生物組合特征的層序地質(zhì)年代 2)同位素地層學(xué)方法 ：可利用自生粘土礦物

22、伊利石、火山巖中的固、液、氣包裹體對地層進(jìn)行地質(zhì)年代測定 3)古地磁地層學(xué)方法 ：野外或巖心樣品進(jìn)行古地磁極性分析，與標(biāo)準(zhǔn)古地磁剖面進(jìn)行對比，以確定層序的地質(zhì)時代 4)海平面升降曲線對比方法 ：制作研究區(qū)的區(qū)域海平面升降變化曲線，并將其與全球海平面曲線進(jìn)行對比，來推斷各層序的地質(zhì)年代 5)地球物理標(biāo)定方法 ：采用合成地震記錄和VSP等方法對已劃分的地震層序進(jìn)行地質(zhì)年代的標(biāo)定，建立鉆井地質(zhì)層序與地震層序的對應(yīng)關(guān)系，賦予地震層序地質(zhì)年代意義,第二節(jié) 層序地層學(xué)研究方法 一、層序地層學(xué)解釋方法 1露頭資料的層序地層學(xué)分析 2鉆測井三、可容空間分析方法 1可容空間 資料的層序地層學(xué)分析 3地震資料的層序地層學(xué)分析 二、層序邊界識別與層序年代標(biāo)定方法 1層序邊界的識別標(biāo)志 2層序年代標(biāo)定方法 三、可容空間分析方法 1可容空間 2可容空間與沉積物堆積速率之間的關(guān)系,三、可容空間分析方法 1可容空間 形成儲集層的沉積物要堆積下來，就必須存在一個可供沉積物堆積的可容空間，這個可容空間是全球海平面升降變化和構(gòu)造沉降的函數(shù)。 可容空間隨時間的增減變化曲線可以通過構(gòu)造沉降曲線和海平面升降曲線疊加而獲得。 在構(gòu)造沉降比較緩慢的部位，最大可容空間位于最高海平面處。在中等構(gòu)造沉降的部位，最大可容空間出