聲波時(shí)差法恢復(fù)剝蝕量在二連盆地中的應(yīng)用

1、聲波時(shí)差法恢復(fù)剝蝕量在二連盆地中的應(yīng)用劉磊陸梅娟(江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院 ,江蘇 揚(yáng)州 225009)摘要 :地層抬升剝蝕 ,再經(jīng)沉積 ,壓實(shí)作用得以保存下來(lái) 。利用保存下來(lái)的沉積壓實(shí)可以定量恢復(fù)剝蝕量 ,通過用泥巖聲波時(shí)差法對(duì)二連盆地晚白堊紀(jì) 第三紀(jì)的沉積間斷的剝蝕量進(jìn)行 定量分析 ,從而恢復(fù)原始沉積厚度和估算剝蝕量 ,結(jié)果表明二連盆地原型盆地受到過改造 ,這 有助于對(duì)烴源巖進(jìn)一步認(rèn)識(shí) ,可為地質(zhì)評(píng)價(jià) 、研究提供依據(jù) 。關(guān)鍵詞 :二連盆地 剝蝕量 聲波時(shí)差 烴源巖3 t 任一 埋 深 的 泥 巖 的 聲 波 時(shí) 差 值 ,s /m;h 泥巖埋藏深度 , m。t0 的理論值為 620 6

2、50s /m ,某一 地 區(qū)的 t0 值可根據(jù)該地區(qū)多口井正常壓實(shí)曲線外推至地 表平均求得 。在地層有剝蝕的地區(qū) ,當(dāng)不整合面以 上沉積物的厚度小于剝蝕厚度時(shí) ,剝蝕前泥巖的壓實(shí)情況得以保存 ,這時(shí) ,將不整合面以下泥巖的壓 實(shí)趨勢(shì)線外延至 t =t0 處即為古地表 ,古地表與 不整合面之間的距離即為剝蝕厚度 (圖 1) 1 。引言二連盆地是一個(gè)后期抬升的殘留型盆地 ,下 白堊統(tǒng)地層沉積時(shí)間約 110m a,而之后的抬升時(shí) 間長(zhǎng)達(dá)億年 ,對(duì)二連盆地這一抬升時(shí)期地層的剝 蝕情況 ,王雪平等 ( 1994 )曾從古地溫場(chǎng)方面做過 研究推斷 。根據(jù) 地震 剖 面上 實(shí)際 的 地層 剝蝕 現(xiàn) 象 ,運(yùn)

3、用聲波時(shí)差法對(duì)剝蝕量進(jìn)行了定量恢復(fù)計(jì) 算 。泥巖聲波時(shí)差法恢復(fù)地層的剝蝕厚度是眾多 方法中的一種 。在正常的壓實(shí)情況下 ,泥巖的壓 實(shí)程度與上覆負(fù)荷或埋深呈正相關(guān) ; 孔隙度是衡 量泥巖壓實(shí)程度的標(biāo)尺 ; 聲波時(shí)差則是孔隙度的 函數(shù) ,由聲波測(cè)井資料可以建立正常的壓實(shí)趨勢(shì) , 而對(duì)于由深度作為主導(dǎo)因素所產(chǎn)生沉積物的壓實(shí) 來(lái)說(shuō) ,這個(gè)過程是不可逆的 ,因此 ,那些現(xiàn)在所處 深度小于最大埋深的巖層就會(huì)表現(xiàn)出異常低的時(shí) 差 。從而可通過聲波時(shí)差法來(lái)恢復(fù)原始沉積厚度 和估算剝蝕量 。1 原理及適用條件1. 1 基本原理泥巖聲波時(shí) 差 法恢 復(fù)剝 蝕 量 的 基 本 原 理 是m aga ra等 在 1

4、976 年 提出 的 。m aga ra 認(rèn) 為 , 泥 巖 的聲波時(shí)差 ( t) 與埋深 ( h ) 呈如下關(guān)系 :圖 1 聲波時(shí)差法計(jì)算剝蝕量原理圖 (據(jù)王震 , 2004 ) t = t0 e- ch3修改日期 : 2007 - 04 - 05作者簡(jiǎn)介 : 劉磊 ( 1982 ) , 助理工程師 , 2005 年長(zhǎng)江大學(xué)資 源勘查工程專業(yè)畢業(yè) , 目前從事石油地質(zhì)研究工作 。電話 :0514 - 87760641 ,電子信箱 : dyliu le i joeco. com. cn。攻關(guān)項(xiàng)目 : 江蘇石油勘探局 ( js 06005 )式中 t 0 地表未固結(jié)泥巖的聲波時(shí)差 值 ,s /m

5、;c 正常壓實(shí)曲線的斜率 ;1. 2 適用條件聲波時(shí)差法計(jì)算剝蝕量是建立在“泥巖沉積 物的壓實(shí)形變?yōu)樗苄孕巫?, 不會(huì)發(fā)生回彈 ”這 一前提的基礎(chǔ)上的 。它的適用條件是 : 不整合面以 上沉積物的厚度必須小于剝蝕厚度 。有沉積 ,僅在個(gè)別地區(qū)有 1 套 300 500m 的砂礫巖夾火山巖建造沉積 ,與下伏地層呈不整合接觸 。新生代時(shí)期 ,受板塊運(yùn)動(dòng)的影響 ,二連盆地持續(xù)隆升 ,形成高原地貌 。發(fā)育有規(guī)模較小的湖泊 ,一般第三系至第四系厚度 100300m 2 。2. 2 盆地抬升剝蝕現(xiàn)象構(gòu)造特征和沉積特征反映了二連盆地大部分 地區(qū)缺失白堊系上統(tǒng)到第三系之間地層 ,白堊系下統(tǒng)受盆地抬升的影響 ,

6、地層也受到了不同程度的剝蝕 。這一抬升剝蝕的現(xiàn)象在地震剖面上及今 古地溫的差異上表現(xiàn)明顯 。在地震剖面上 ,常見到盆地內(nèi)下白堊統(tǒng)地層沉 積之后由于被削蝕 ,造成地震反射波阻出現(xiàn)終止現(xiàn)象 ,如布日敦凹陷東西方向的 68 測(cè)線地震剖面上 顯示 (圖 2) ,凹陷在經(jīng)歷下白堊統(tǒng)阿爾善組到賽漢塔拉組繼承性的沉降之后 ,西部抬升強(qiáng)烈 ,剝蝕了 騰一段上部到賽漢塔拉的所有地層 ,并使上覆新生代地層與下伏不同組段的騰一段 、騰二段 、賽漢塔 拉組地層相接觸 ,根據(jù) 68 測(cè)線地震剖面上反射波阻的終止現(xiàn)象 ,估算布日敦南凹西部相對(duì)于東部 ,下白堊統(tǒng)地層剝蝕相對(duì)厚度有大約 900m。2 應(yīng)用2. 1 研究區(qū)概述

7、二連盆地在區(qū)域構(gòu)造位置上屬于蒙古 興安 裂谷系中部 , 東起大興安嶺隆起 , 西至索倫山隆 起 ,南北分別為溫都爾廟隆起和巴音寶力格隆起 。 是中生代后期在海西褶皺基底和侏羅系殘留盆地 基礎(chǔ)上 ,經(jīng)正向斷層強(qiáng)烈拉伸 、裂陷而形成的一群中 、小盆地 。早白堊世 ,二連地區(qū)進(jìn)入大陸裂谷演化階段 , 根據(jù)裂谷斷陷活動(dòng)強(qiáng)度和沉積建造特征 ,可將裂 谷演化階段劃分為早期 (阿爾善期 )斷陷充填 、中 期 (騰格爾期 ) 湖盆深陷和晚期 (賽漢塔拉期 ) 盆地反轉(zhuǎn)抬升萎縮 3個(gè)階段 。斷陷充填階段 ( k1 ba ) : 裂 陷 初期 , 斷 塊差 異 運(yùn)動(dòng)不明顯 ,沉積速率大于沉降速率 ,以充填沉積 為

8、主要特征 。從阿爾善組巖性特征來(lái)看 ,這一時(shí)期的斷陷活動(dòng)總體上是由弱到強(qiáng) ,早期沉積一套洪積 沖 擊相和河流相沉積地層 ,水體相對(duì)較淺 ,中后期 , 水體逐漸加深 ,轉(zhuǎn)變?yōu)闉I淺湖 、半深湖和深湖相沉 積 ,至阿爾善期末 ,斷裂活動(dòng)明顯減弱 ,湖泊面積 收縮 ,并于上覆騰格爾組有明顯的不整合 。鉆遇 最大視厚度 1 734. 5m。湖盆深陷階段 ( k1 b t) : 經(jīng)過阿爾善期末的短 暫抬升及剝蝕后 , 盆地進(jìn)入了裂谷發(fā)育的高峰 。 構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度大 ,垂向深陷幅度大 ,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) , 發(fā)育了巨厚的以湖泊相為主的騰格爾組地層 。其 中 ,騰一段視厚度 200 600m ,最厚可達(dá) 1 254m

9、; 騰二段視厚度 300600m ,最厚達(dá) 1 356m。抬升萎縮階段 ( k1 b s) : 賽漢塔拉盆地開始萎 縮 ,地殼上升 ,水域縮小 ,湖盆淤淺 。控制斷陷的 邊界斷層基本停止活動(dòng) ,沉積和沉降中心開始向 斷陷中部遷移 。賽漢塔拉組在盆地內(nèi)巖性 、巖相 、 厚度等差別不大 ,普遍發(fā)育 1套湖沼 、河流相砂礫 巖沉積 ,層內(nèi)多見煤層 、煤線 ,反映了沼澤化的影 響 。地層視厚度 300500m ,最厚達(dá) 986. 5m。圖 2 二連盆地布日敦凹陷 68聯(lián)絡(luò)線地震剖面王雪平等在 1994 年研究也認(rèn)為二連盆地今古地溫場(chǎng)演化缺乏連續(xù)性 ,古地溫場(chǎng)大于今地溫 場(chǎng) 。二連盆地成油層位大多在騰一

10、段 ,成油門限處的古地 溫 為 76 左右 , 比 今地 溫 的 53 高出23 ,反映了二連盆地在下白堊世時(shí)期沉降 ,之后 又進(jìn)入抬升剝蝕的地質(zhì)降溫歷史 。2. 3 聲波時(shí)差法剝蝕量恢復(fù)二連盆地內(nèi)新生代地層直接覆蓋在下白堊統(tǒng) 不同組段地層之上 , 新生代地層的厚度只有 100300m 左右 ,從盆地的抬升剝蝕現(xiàn)象看 ,剝蝕厚度顯然大于上覆的新生代沉積地層厚度 ,符合聲 波時(shí)差法的適用條件 。利用以上原理 ,對(duì)二連盆地部分井的泥巖聲17第 12卷第 3期劉磊等 . 聲波時(shí)差法恢復(fù)剝蝕量在二連盆地中的應(yīng)用與深度的關(guān)系圖 (圖 3 ) ,從關(guān)系圖看 ,這些井在下白堊統(tǒng)沉積之后都有較大程度的剝蝕 ,

11、剝蝕量從500m 至 1 800m 不等 。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示 (表 1 ) ,剝 蝕量的大小與井所處的構(gòu)造位置密切相關(guān) ,盆地中構(gòu)造高帶及斜坡部位地層的剝蝕量明顯大于洼槽部位地層的剝蝕量 ,在構(gòu)造高帶及斜坡部位 ,下白堊統(tǒng)地層抬升引起的頂部削截現(xiàn)象明顯 ,地層殘缺較多 ,剝蝕量在 1 300m 左右及以上 ; 洼槽部 位 ,地層 相對(duì) 保存 較 多 , 剝蝕 厚度 較 小 , 在 550m左右 。如位于斜坡抬升剝蝕區(qū)的阿 62 井剝蝕量明顯大于位于洼槽部位的朝參別為 1 083m、524m。1 井 ,其剝蝕量分圖 3 用聲波時(shí)差恢復(fù)剝蝕厚度圖表 1 二連盆地中各井恢復(fù)后的剝蝕厚度坳陷名稱凹陷名稱構(gòu)

12、造部位井號(hào)恢復(fù)后的剝蝕厚度 /m馬尼特坳陷馬尼特坳陷 馬尼特坳陷 馬尼特坳陷 烏尼特坳陷 蘇尼特坳陷阿拉坦合力巴音都蘭 阿拉坦合力 阿拉坦合力 (布日敦 )包爾果吉 朝克烏拉斜坡斜坡 斜坡 洼槽 洼槽 洼槽阿 62 井巴 2 井 坦參 1 井 坦 1 井 包參 1 井 朝參 1 井1 0831 3091 767558625524表 2二連盆地下白堊統(tǒng)巴彥花群烴源巖成熟門限對(duì)比 (據(jù)華北油田勘探開發(fā)研究院 , 2001)凹陷代表井位置門限深度 /m凹陷代表井位置門限深度 /m阿南哈 20阿 3 莎 4 連參 1 巴 9巴 1吉 41吉 2吉 24洼槽構(gòu)造 洼槽 洼槽 洼槽 構(gòu)造 近洼槽 構(gòu)造 斜

13、坡1 5001 2501 7001 7001 5001 1001 3501 200530吉爾嘎朗圖賽漢塔拉 洪浩爾舒特 烏里亞斯太 額仁淖爾 阿北 朝克烏拉 包爾果吉吉 2賽 1 洪參 1 太參 1 淖參 1 阿參 1 朝參 1 包參 1構(gòu)造洼槽 構(gòu)造 構(gòu)造 洼槽 洼槽 洼槽 近洼槽1 2001 5001 2501 2501 4501 4001 5001 400巴音都蘭吉爾嘎朗圖上述根據(jù)聲波時(shí)差法計(jì)算的地層剝蝕量與二連盆地實(shí)際的地質(zhì)構(gòu)造演化史及地震剖面上常見 到的現(xiàn)象基本是吻合的 。因此該方法估算的地層 剝蝕厚度可以為該區(qū)油氣的地質(zhì)評(píng)價(jià)提供依據(jù) 。度較大的斜坡或構(gòu)造較高的部位 (表 2) ,坦

14、參 1井在下白堊統(tǒng)地層沉積后剝蝕量達(dá)到了 1 767m (表1、圖 3) ,顯然 ,二連盆地生油門限深度參差不齊的 主要原因 ,應(yīng)該是由于早期烴源巖深埋成熟后晚期 抬升所造成 3 。由于地層的抬升剝蝕導(dǎo)致了烴源 巖的成熟門限變淺 ,并且成熟門限深度與現(xiàn)今各凹 陷內(nèi)烴源層埋藏深淺之間缺乏明顯的相關(guān)性 。因此 ,在認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)二連盆地各凹陷烴源條件時(shí) ,不 僅要對(duì)構(gòu)造 、沉積演化進(jìn)行全面的分析 ,更要對(duì)剝 蝕厚度進(jìn)行恢復(fù) ,這樣才能對(duì)油氣的資源潛力 、勘 探前景作出正確的評(píng)價(jià) 。3 地層剝蝕厚度恢復(fù)的地質(zhì)意義研究地層的剝蝕厚度 ,對(duì)認(rèn)識(shí)及評(píng)價(jià)二連盆 地的烴源巖具有明顯的指導(dǎo)意義 。烴源巖的熱演化史研

15、究認(rèn)為 ,二連盆地在下白堊統(tǒng)地層沉積之后的抬升萎縮前 ,阿爾善組 、騰一 段兩套主要的烴源巖就已經(jīng)進(jìn)入成熟階段 ,現(xiàn)今烴 源巖的成熟門限深度具有埋藏淺 、變化范圍大 ( 5002 100m ) ,成熟門限又多位于騰一段這樣一個(gè)特 點(diǎn) ,即使在巴達(dá)拉湖地表油砂附近 ,坦參 1 井井深 在 100332m 的騰格爾組下部泥巖以及吉爾嘎朗 圖凹陷埋深在 100 600m 騰格爾組暗色泥巖地化 指標(biāo)也顯示已經(jīng)成熟 。通過研究地層的剝蝕 ,可以發(fā)現(xiàn) ,烴源巖成熟門限淺的代表井都是位于剝蝕強(qiáng)參考文獻(xiàn) :1王震 ,張明利 ,王子煜等. 東海陸架盆地西湖凹陷不整合面剝蝕厚度恢復(fù). 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì) , 2005

16、, 27 ( 1 ) : 90 93焦貴浩 ,王同和 ,郭緒杰等. 二連裂谷構(gòu)造演化與油氣. 北京 :石油工業(yè)出版社 , 2002費(fèi)寶生 、祝玉衡. 二連裂谷盆地群油氣地質(zhì). 北京 : 石油工業(yè)出23(編輯 曹征遠(yuǎn) )版社 , 2001(上接第 10 頁(yè) )要 。如果結(jié)合專家系統(tǒng) ,將 g is與儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的專業(yè)軟件集成起來(lái) ,會(huì)更好地服務(wù)于油氣勘探 。4 結(jié)論( 1 ) g is能夠?qū)?chǔ)層評(píng)價(jià)需要的各種地理或 非地理因素輸入計(jì)算機(jī) , 形成一體化的數(shù)據(jù)庫(kù) 。 節(jié)省大量重復(fù)的工作 ,將石油地質(zhì)資料的收集整 理和應(yīng)用提高到一個(gè)新的層次 ;( 2 ) g is強(qiáng)大空間分析功能可以把各種數(shù)據(jù) 資料綜合

17、 對(duì)比 和 分析 。具有 功能 齊 全的 數(shù)據(jù) 輸入 、輸出功能 ,可以將分析結(jié)果用表格或圖像動(dòng)態(tài) 顯示 ,直觀表達(dá)中間或最終結(jié)果 ,并可隨時(shí)根據(jù)新 的資料進(jìn)行修改補(bǔ)充 ;( 3 )不同 g is系統(tǒng)軟件都有一定的應(yīng)用范圍參考文獻(xiàn) :李艷春 ,王東坡. 應(yīng)用 g is技術(shù)進(jìn)行油氣資源評(píng)價(jià)的探討. 世界地質(zhì) , 1998 , 17 ( 3 ) : 49 53湯國(guó)安 , 陳正江 , 趙牡丹. a rcv iew 地理信息系統(tǒng)空間分析方 法. 北京 :科學(xué)出版社 , 2002胡鵬 ,黃杏元 ,華一新. 地理信息系統(tǒng)教程. 武漢 : 武漢大學(xué)出 版社 , 2002裘懌楠. 儲(chǔ)層地質(zhì)模型 中國(guó)油氣儲(chǔ)層研

18、究論文集. 北京 : 石 油工業(yè)出版社 , 1993施冬 ,陳軍 ,朱慶. 利用 g is的空間分析功能進(jìn)行油氣儲(chǔ)層綜 合評(píng)價(jià). 物探物化計(jì)算技術(shù) , 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 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,