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1、声波时差法恢复剥蚀量在二连盆地中的应用刘磊陆梅娟(江苏油田分公司地质科学研究院 ,江苏 扬州 225009)摘要 :地层抬升剥蚀 ,再经沉积 ,压实作用得以保存下来 。利用保存下来的沉积压实可以定量恢复剥蚀量 ,通过用泥岩声波时差法对二连盆地晚白垩纪 第三纪的沉积间断的剥蚀量进行 定量分析 ,从而恢复原始沉积厚度和估算剥蚀量 ,结果表明二连盆地原型盆地受到过改造 ,这 有助于对烃源岩进一步认识 ,可为地质评价 、研究提供依据 。关键词 :二连盆地 剥蚀量 声波时差 烃源岩3 t 任一 埋 深 的 泥 岩 的 声 波 时 差 值 ,s /m;H 泥岩埋藏深度 , m。t0 的理论值为 620 6
2、50s /m ,某一 地 区的 t0 值可根据该地区多口井正常压实曲线外推至地 表平均求得 。在地层有剥蚀的地区 ,当不整合面以 上沉积物的厚度小于剥蚀厚度时 ,剥蚀前泥岩的压实情况得以保存 ,这时 ,将不整合面以下泥岩的压 实趋势线外延至 t =t0 处即为古地表 ,古地表与 不整合面之间的距离即为剥蚀厚度 (图 1) 1 。引言二连盆地是一个后期抬升的残留型盆地 ,下 白垩统地层沉积时间约 110M a,而之后的抬升时 间长达亿年 ,对二连盆地这一抬升时期地层的剥 蚀情况 ,王雪平等 ( 1994 )曾从古地温场方面做过 研究推断 。根据 地震 剖 面上 实际 的 地层 剥蚀 现 象 ,运
3、用声波时差法对剥蚀量进行了定量恢复计 算 。泥岩声波时差法恢复地层的剥蚀厚度是众多 方法中的一种 。在正常的压实情况下 ,泥岩的压 实程度与上覆负荷或埋深呈正相关 ; 孔隙度是衡 量泥岩压实程度的标尺 ; 声波时差则是孔隙度的 函数 ,由声波测井资料可以建立正常的压实趋势 , 而对于由深度作为主导因素所产生沉积物的压实 来说 ,这个过程是不可逆的 ,因此 ,那些现在所处 深度小于最大埋深的岩层就会表现出异常低的时 差 。从而可通过声波时差法来恢复原始沉积厚度 和估算剥蚀量 。1 原理及适用条件1. 1 基本原理泥岩声波时 差 法恢 复剥 蚀 量 的 基 本 原 理 是M aga ra等 在 1
4、976 年 提出 的 。M aga ra 认 为 , 泥 岩 的声波时差 ( t) 与埋深 ( H ) 呈如下关系 :图 1 声波时差法计算剥蚀量原理图 (据王震 , 2004 ) t = t0 e- CH3修改日期 : 2007 - 04 - 05作者简介 : 刘磊 ( 1982 ) , 助理工程师 , 2005 年长江大学资 源勘查工程专业毕业 , 目前从事石油地质研究工作 。电话 :0514 - 87760641 ,电子信箱 : dyliu le i joeco. com. cn。攻关项目 : 江苏石油勘探局 ( JS 06005 )式中 t 0 地表未固结泥岩的声波时差 值 ,s /m
5、;C 正常压实曲线的斜率 ;1. 2 适用条件声波时差法计算剥蚀量是建立在“泥岩沉积 物的压实形变为塑性形变 , 不会发生回弹 ”这 一前提的基础上的 。它的适用条件是 : 不整合面以 上沉积物的厚度必须小于剥蚀厚度 。有沉积 ,仅在个别地区有 1 套 300 500m 的砂砾岩夹火山岩建造沉积 ,与下伏地层呈不整合接触 。新生代时期 ,受板块运动的影响 ,二连盆地持续隆升 ,形成高原地貌 。发育有规模较小的湖泊 ,一般第三系至第四系厚度 100300m 2 。2. 2 盆地抬升剥蚀现象构造特征和沉积特征反映了二连盆地大部分 地区缺失白垩系上统到第三系之间地层 ,白垩系下统受盆地抬升的影响 ,
6、地层也受到了不同程度的剥蚀 。这一抬升剥蚀的现象在地震剖面上及今 古地温的差异上表现明显 。在地震剖面上 ,常见到盆地内下白垩统地层沉 积之后由于被削蚀 ,造成地震反射波阻出现终止现象 ,如布日敦凹陷东西方向的 68 测线地震剖面上 显示 (图 2) ,凹陷在经历下白垩统阿尔善组到赛汉塔拉组继承性的沉降之后 ,西部抬升强烈 ,剥蚀了 腾一段上部到赛汉塔拉的所有地层 ,并使上覆新生代地层与下伏不同组段的腾一段 、腾二段 、赛汉塔 拉组地层相接触 ,根据 68 测线地震剖面上反射波阻的终止现象 ,估算布日敦南凹西部相对于东部 ,下白垩统地层剥蚀相对厚度有大约 900m。2 应用2. 1 研究区概述
7、二连盆地在区域构造位置上属于蒙古 兴安 裂谷系中部 , 东起大兴安岭隆起 , 西至索伦山隆 起 ,南北分别为温都尔庙隆起和巴音宝力格隆起 。 是中生代后期在海西褶皱基底和侏罗系残留盆地 基础上 ,经正向断层强烈拉伸 、裂陷而形成的一群中 、小盆地 。早白垩世 ,二连地区进入大陆裂谷演化阶段 , 根据裂谷断陷活动强度和沉积建造特征 ,可将裂 谷演化阶段划分为早期 (阿尔善期 )断陷充填 、中 期 (腾格尔期 ) 湖盆深陷和晚期 (赛汉塔拉期 ) 盆地反转抬升萎缩 3个阶段 。断陷充填阶段 ( K1 ba ) : 裂 陷 初期 , 断 块差 异 运动不明显 ,沉积速率大于沉降速率 ,以充填沉积 为
8、主要特征 。从阿尔善组岩性特征来看 ,这一时期的断陷活动总体上是由弱到强 ,早期沉积一套洪积 冲 击相和河流相沉积地层 ,水体相对较浅 ,中后期 , 水体逐渐加深 ,转变为滨浅湖 、半深湖和深湖相沉 积 ,至阿尔善期末 ,断裂活动明显减弱 ,湖泊面积 收缩 ,并于上覆腾格尔组有明显的不整合 。钻遇 最大视厚度 1 734. 5m。湖盆深陷阶段 ( K1 b t) : 经过阿尔善期末的短 暂抬升及剥蚀后 , 盆地进入了裂谷发育的高峰 。 构造活动强度大 ,垂向深陷幅度大 ,持续时间长 , 发育了巨厚的以湖泊相为主的腾格尔组地层 。其 中 ,腾一段视厚度 200 600m ,最厚可达 1 254m
9、; 腾二段视厚度 300600m ,最厚达 1 356m。抬升萎缩阶段 ( K1 b s) : 赛汉塔拉盆地开始萎 缩 ,地壳上升 ,水域缩小 ,湖盆淤浅 。控制断陷的 边界断层基本停止活动 ,沉积和沉降中心开始向 断陷中部迁移 。赛汉塔拉组在盆地内岩性 、岩相 、 厚度等差别不大 ,普遍发育 1套湖沼 、河流相砂砾 岩沉积 ,层内多见煤层 、煤线 ,反映了沼泽化的影 响 。地层视厚度 300500m ,最厚达 986. 5m。图 2 二连盆地布日敦凹陷 68联络线地震剖面王雪平等在 1994 年研究也认为二连盆地今古地温场演化缺乏连续性 ,古地温场大于今地温 场 。二连盆地成油层位大多在腾一
10、段 ,成油门限处的古地 温 为 76 左右 , 比 今地 温 的 53 高出23 ,反映了二连盆地在下白垩世时期沉降 ,之后 又进入抬升剥蚀的地质降温历史 。2. 3 声波时差法剥蚀量恢复二连盆地内新生代地层直接覆盖在下白垩统 不同组段地层之上 , 新生代地层的厚度只有 100300m 左右 ,从盆地的抬升剥蚀现象看 ,剥蚀厚度显然大于上覆的新生代沉积地层厚度 ,符合声 波时差法的适用条件 。利用以上原理 ,对二连盆地部分井的泥岩声17第 12卷第 3期刘磊等 . 声波时差法恢复剥蚀量在二连盆地中的应用与深度的关系图 (图 3 ) ,从关系图看 ,这些井在下白垩统沉积之后都有较大程度的剥蚀 ,
11、剥蚀量从500m 至 1 800m 不等 。统计数据显示 (表 1 ) ,剥 蚀量的大小与井所处的构造位置密切相关 ,盆地中构造高带及斜坡部位地层的剥蚀量明显大于洼槽部位地层的剥蚀量 ,在构造高带及斜坡部位 ,下白垩统地层抬升引起的顶部削截现象明显 ,地层残缺较多 ,剥蚀量在 1 300m 左右及以上 ; 洼槽部 位 ,地层 相对 保存 较 多 , 剥蚀 厚度 较 小 , 在 550m左右 。如位于斜坡抬升剥蚀区的阿 62 井剥蚀量明显大于位于洼槽部位的朝参别为 1 083m、524m。1 井 ,其剥蚀量分图 3 用声波时差恢复剥蚀厚度图表 1 二连盆地中各井恢复后的剥蚀厚度坳陷名称凹陷名称构
12、造部位井号恢复后的剥蚀厚度 /m马尼特坳陷马尼特坳陷 马尼特坳陷 马尼特坳陷 乌尼特坳陷 苏尼特坳陷阿拉坦合力巴音都兰 阿拉坦合力 阿拉坦合力 (布日敦 )包尔果吉 朝克乌拉斜坡斜坡 斜坡 洼槽 洼槽 洼槽阿 62 井巴 2 井 坦参 1 井 坦 1 井 包参 1 井 朝参 1 井1 0831 3091 767558625524表 2二连盆地下白垩统巴彦花群烃源岩成熟门限对比 (据华北油田勘探开发研究院 , 2001)凹陷代表井位置门限深度 /m凹陷代表井位置门限深度 /m阿南哈 20阿 3 莎 4 连参 1 巴 9巴 1吉 41吉 2吉 24洼槽构造 洼槽 洼槽 洼槽 构造 近洼槽 构造 斜
13、坡1 5001 2501 7001 7001 5001 1001 3501 200530吉尔嘎朗图赛汉塔拉 洪浩尔舒特 乌里亚斯太 额仁淖尔 阿北 朝克乌拉 包尔果吉吉 2赛 1 洪参 1 太参 1 淖参 1 阿参 1 朝参 1 包参 1构造洼槽 构造 构造 洼槽 洼槽 洼槽 近洼槽1 2001 5001 2501 2501 4501 4001 5001 400巴音都兰吉尔嘎朗图上述根据声波时差法计算的地层剥蚀量与二连盆地实际的地质构造演化史及地震剖面上常见 到的现象基本是吻合的 。因此该方法估算的地层 剥蚀厚度可以为该区油气的地质评价提供依据 。度较大的斜坡或构造较高的部位 (表 2) ,坦
14、参 1井在下白垩统地层沉积后剥蚀量达到了 1 767m (表1、图 3) ,显然 ,二连盆地生油门限深度参差不齐的 主要原因 ,应该是由于早期烃源岩深埋成熟后晚期 抬升所造成 3 。由于地层的抬升剥蚀导致了烃源 岩的成熟门限变浅 ,并且成熟门限深度与现今各凹 陷内烃源层埋藏深浅之间缺乏明显的相关性 。因此 ,在认识和评价二连盆地各凹陷烃源条件时 ,不 仅要对构造 、沉积演化进行全面的分析 ,更要对剥 蚀厚度进行恢复 ,这样才能对油气的资源潜力 、勘 探前景作出正确的评价 。3 地层剥蚀厚度恢复的地质意义研究地层的剥蚀厚度 ,对认识及评价二连盆 地的烃源岩具有明显的指导意义 。烃源岩的热演化史研
15、究认为 ,二连盆地在下白垩统地层沉积之后的抬升萎缩前 ,阿尔善组 、腾一 段两套主要的烃源岩就已经进入成熟阶段 ,现今烃 源岩的成熟门限深度具有埋藏浅 、变化范围大 ( 5002 100m ) ,成熟门限又多位于腾一段这样一个特 点 ,即使在巴达拉湖地表油砂附近 ,坦参 1 井井深 在 100332m 的腾格尔组下部泥岩以及吉尔嘎朗 图凹陷埋深在 100 600m 腾格尔组暗色泥岩地化 指标也显示已经成熟 。通过研究地层的剥蚀 ,可以发现 ,烃源岩成熟门限浅的代表井都是位于剥蚀强参考文献 :1王震 ,张明利 ,王子煜等. 东海陆架盆地西湖凹陷不整合面剥蚀厚度恢复. 石油实验地质 , 2005
16、, 27 ( 1 ) : 90 93焦贵浩 ,王同和 ,郭绪杰等. 二连裂谷构造演化与油气. 北京 :石油工业出版社 , 2002费宝生 、祝玉衡. 二连裂谷盆地群油气地质. 北京 : 石油工业出23(编辑 曹征远 )版社 , 2001(上接第 10 页 )要 。如果结合专家系统 ,将 G IS与储层评价的专业软件集成起来 ,会更好地服务于油气勘探 。4 结论( 1 ) G IS能够将储层评价需要的各种地理或 非地理因素输入计算机 , 形成一体化的数据库 。 节省大量重复的工作 ,将石油地质资料的收集整 理和应用提高到一个新的层次 ;( 2 ) G IS强大空间分析功能可以把各种数据 资料综合
17、 对比 和 分析 。具有 功能 齐 全的 数据 输入 、输出功能 ,可以将分析结果用表格或图像动态 显示 ,直观表达中间或最终结果 ,并可随时根据新 的资料进行修改补充 ;( 3 )不同 G IS系统软件都有一定的应用范围参考文献 :李艳春 ,王东坡. 应用 G IS技术进行油气资源评价的探讨. 世界地质 , 1998 , 17 ( 3 ) : 49 53汤国安 , 陈正江 , 赵牡丹. A rcV iew 地理信息系统空间分析方 法. 北京 :科学出版社 , 2002胡鹏 ,黄杏元 ,华一新. 地理信息系统教程. 武汉 : 武汉大学出 版社 , 2002裘怿楠. 储层地质模型 中国油气储层研
18、究论文集. 北京 : 石 油工业出版社 , 1993施冬 ,陈军 ,朱庆. 利用 G IS的空间分析功能进行油气储层综 合评价. 物探物化计算技术 , 2004 , 26 ( 2 ) : 149 15412345AB S TRAC TSto Te rtia ry depo siona l b reak in E rlian ba sin. It is in2d ica ted tha t E rlian o rigina l ba sin ha s exp e rienced re2fo rm a tion.Key word s: e rlian ba sin, degrada tion, i
19、n te rva l tran sit tim e, hyd roca rbon sou rce rockL iu S h ili et a l: S tudy on the m a jor con tro ll in gfa c tor s an d re servo ir form a t ion m ode of D a inan form a t ion re servo ir in J in hu sa g. 1 - 5D a inan fo rm a tion re se rvo ir in J inhu sag is a typ 2ica l a llo sou rce re s
20、e rvo ir. Th rough ana lyse s, it is con2 side red the m a tu re hyd roca rbon sou rce rock d istribu2 tion, benefic ia l re se rvo ir and cap com b ina tion, and fau lt sea ling a re the m a in con tro lling fac to rs of the re se rvo ir fo rm a tion. Th ree se ts of re se rvo ir fo rm a tion mode
21、wa s e stab lished, to gu ide the o il and ga s exp lo2 ra tion of the a rea.Key word s: J inhu sag, re se rvo ir fo rm a tion, m a2jo r con tro lling fac to r, re se rvo ir fo rm a tion modeTang Z a iqiu: Pre l im ina ry kn ow ledge of thesub tle re servo ir in D a inan form a t ion of M a j ia zu
22、i o ilf ie ld. 19 - 21In the deep sag zone of M a jiazu i o ilfie ld, sand2body of m u ltip le o rigin wa s depo sited du ring D a inan fo rm a tion p e riod. The d iffe ren t sandbody m a tched the sha llow - sem ideep lacu strine m ud stone and fau lt o r unconfo rm ity su rface effec tive ly, to
23、fo rm the sub tle o il and ga s re se rvo irs of se lf - p re se rva tion and se lf- capp ing.Key word s: J iangsu o ilfie ld, sub tle re se rvo ir, d istribu tion law , com b ina tion modeW ang H u i and S ong Q uanyou: D iscu ss ion onthe a pp l ica t ion of G IS techn o logy in the re servo ir ev
24、a lua t ion. 6 - 10Geograp h ic info rm a tion system ( G IS) is an in2fo rm a tion system ba sed on the comp u te r techno logy wh ich po sse sse s powe rfu l func tion of sp ec ia l da ta m anagem en t and visua l d ispo sa l. The vita l p rob lem of the re se rvo ir eva lua tion is to ge t the d
25、istribu tion of the unde rground re se rvo ir dep end on the lim ited da ta acqu ired. Th is p ap e r exh ib its the app lica tion of the sp ec ia l ana lysis func tion of G IS th rough an examp le w ith A rcV iew 3. 3. It is be lieved tha t G IS techno logy can affo rd to a sse ss the re se rvo ir
26、and ha s p a rticu la r sup e rio rity and con side rab le fo reground.Key word s: G IS techno logy, re se rvo ir eva lua2tion, da ta m anagem en tPang Q uankang, H u B in and Tu S h ijie: Se ism icda ta proce ss in g m e thod w ith low S / N ra t io inJuron g com p lex surfa ce. 22 - 27A im ing a t
27、 the low S /N ra tio of the se ism ic da ta in J u rong comp lex su rface a rea, se rie s of nove l p ro2 ce ssing techn ique s such a s wave equa tion su rface con sistency p roce ssing, wave equa tion ba se leve l sta tic co rrec tion, wave equa tion p re stack signa l re2 bu ild ing, and Fou rie
28、r offse t im aging e tc. we re u sed. The qua lity of the ob ta ined se ism ic da ta wa s ra ised obviou sly.Key word s: Ju rong, comp lex su rface, S /N ra ti2o, con sistency, sta tic co rrec tion, offse t im agingL iu L ei and L u M eijuan: A pp l ica t ion of u s in gin terva l tran sit t im e m
29、e thod to re store degra da 2t ion am oun t in Er l ian ba sin. 15 - 18Tang Guosong et a l: Se ism ic da ta proce ss in gtechn ique of p iedm on t zon e in the n or th edge ofC ha idam u ba sin. 28 - 31In the p iedmon t zone of the no rth edge of Cha i2 dam u ba sin, becau se of the comp lex su rfac
30、e and sub2 su rface geo logic cond ition s, p rob lem s such a s lowsigna l / no ise ra tio, unc lea r struc tu re de ta il e tc. exis2The fo rm a tion lifted, degraded, andp re se rvedth rough depo sition and comp ac tion. W ith the p re2se rved depo sitiona l comp ac tion, the degrada tion a2 moun t can be re sto red quan tita tive ly. In the p ap e r, the m ud stone in te rva l tran sit tim e m e thod is u sed toca lcu la te the degrada tion amoun t of la te C re taceou s
