一种沉积砂体物源区古地质演化的重建方法与流程

本发明涉及石油地质勘探技术领域，具体涉及一种沉积砂体物源区古地质演化的重建方法。

背景技术：

物源区母岩成分决定了沉积区岩石成分特征，沉积区储层分布受到剥蚀区母岩成分的影响和控制。物源区古地质演化重建是含油气盆地分析的重要内容，通过物源区古地质演化重建能够解决沉积砂体物源区的位置性质及沉积物的搬运路径，掌握影响沉积岩成分的地质因素，其作为连接沉积盆地与造山带的纽带，为研究盆山互相作用提供了有效途径，是再现沉积盆地演化、恢复盆地古地理格局的重要依据。因此建立物源区古地质演化的方法对于含油气盆地沉积体系的研究具有重要意义。

目前在含油气盆地物源区古地质演化方面做的工作还比较少，主要是依据区域地质演化分析来推测物源区的古地质演化；根据区域地质演化推测物源区的古地质演化的过程可以概括为：

（1）、根据区域地质资料分析含油气盆地形成与演化的区域构造背景；

（2）、划分盆地形成与演化阶段；

（3）、推测与盆地演化阶段相对应的物源区地质特征；

（4）、分析物源区古地质演化规律。

然而该方法建立的物源区古地质演化存在两个方面的不足：

第一、时间跨度大，精度不够；

第二、物源区地层分布描述笼统；

这两方面的不足限制了通过物源区古地质特征对沉积体系和储层分布进行预测，不利于含油气盆地石油和天然气矿藏的勘探开发；因此，为了适应含油气盆地日以精细的勘探开发需求，有必要研制一种新的物源区古地质演化重建方法，促进石油和天然气矿藏的勘探开发。

基于上述物源区的古地质演化中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种沉积砂体物源区古地质演化的重建方法，旨在解决现有物源区的古地质演化方法时间跨度大、精度不够的问题之一。

本发明提供一种沉积砂体物源区古地质演化的重建方法，重建方法包括以下过程：

s1：收集物源区及邻区区域的地质资料，同时收集物源区的钻井资料；

s2：恢复物源区残留地层分布；

s3：收集物源区及邻区的重力以及沉积盆地的地震资料；

s4：恢复物源区和盆地的古地貌；

s5：识别盆地内沉积体的物源通道；

s6：收集盆地内目的层段砾岩资料；

s7：描述砾岩中砾石组分、年代及平面、垂向分布特征；

s8：将砾岩中砾石反映的物源信息逐层恢复到物源区；

s9：重建物源区古地质演化。

s1步骤中，收集物源区及邻区区域的地质资料，以及收集物源区的钻井资料包括：收集研究区古地质图，收集物源区钻遇基岩地层的钻井资料；钻井资料包括井位、岩性以及分层资料。

进一步地，s2步骤中：物源区残留地层的恢复以区域地质资料为基础，利用钻遇物源区老地层的钻井资料对其加以修正；区域地质资料包括区域地质图、区域地层及其岩性组合、古生物化石特征。

进一步地，s3步骤中，收集物源区及邻区的重力以及沉积盆地的地震资料包括：收集物源区及周缘盆地布格重力异常数据，以及收集物源区及周缘盆地三维地震数据；地震资料包括地震数据体及层位、构造解释数据。

进一步地，s4步骤中：

s41：利用区域重力资料对物源区古地貌进行恢复；

s42：利用地震资料对盆地古地貌进行恢复；

s43：结合s41和s42恢复物源区和盆地的古地貌特征。

进一步地，s41步骤：利用surfer8.0软件对布格重力异常数据成图，做成3-d曲面图，恢复出物源区古地貌特征；

s42步骤：利用地震数据，计算目的层段的地层厚度，然后应用surfer8.0软件对地层厚度进行成图，对其做成3-d曲面图，恢复出盆地目的地层主要沉积时期的古地貌特征。

进一步地，s5步骤中，识别盆地内沉积体的物源通道包括：在断陷盆地陡坡带，根据物源区边缘和盆地边缘的湖缘峡谷识别出沉积物的物源通道，将砾岩体物源信息恢复到物源区。

进一步地，s6步骤中，收集盆地内目的层段砾岩资料包括：研究区目的层段钻遇砾岩钻井的位置、分层数据、砾岩砾石组分以及砾石中的古生物化石资料；砾岩资料包括砾岩的砾石岩性和古生物化石资料。

进一步地，s7步骤中，借助于岩心观察、薄片鉴定的手段确定砾岩中砾石组分；砾岩中的年代分析依据砾石组合以及砾石中发现的古生物化石，并将其砾石组合及古生物化石特征与区域地层资料进行对比，确定该层段的物源属性；区域地层资料包括区域的地层岩性组合和古生物化石。

进一步地，s8步骤中，将砾岩中砾石反映的物源信息逐层恢复到物源区包括：依据在步骤s5中识别出的物源通道，在断陷盆地陡坡带近岸砾岩沉积中，砾岩由物源区经物源通道近距离搬运进入沉积区，通过将沉积区反映的物源信息按照“沉积倒序”的原则恢复到物源区，在物源区残留地层分布图的基础上绘制不同沉积时期的物源区地层分布图。

本发明提供的沉积砂体物源区古地质演化的重建方法，以盆地内砾岩体砾石组分和年代分析为基础，将盆地内沉积体与盆地外物源区相结合，通过盆地-物源区物源通道的识别，将砾岩反映的物源信息通过物源通道逐层恢复到物源区，进而重建物源区古地质演化；该重建方法是一种简单易于操作的物源区古地质演化重建方法，能够对盆地沉积体系和储层分布进行预测，指导含油气盆地石油和天然气矿藏的勘探开发。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种沉积砂体物源区古地质演化的重建方法流程图；

图2为本发明xx凹陷及其周缘前第三系古地质图；

图3为本发明xx凸起（物源区）残留地层分布；

图4为本发明xx凸起的古地貌图及物源通道；

图5为本发明xx凹陷的古地貌图及物源通道；

图6为本发明xx凹陷砾岩分层位物源属性分布图；

图7为本发明xx凸起（物源区）不同时期地层分布图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供一种沉积砂体物源区古地质演化的重建方法，主要涉及石油地质勘探工程领域；该重建方法包括以下过程：

s1：收集物源区及邻区区域的地质资料，同时收集物源区的钻井资料；具体地，钻井资料包括井位、岩性以及分层等资料；

s2：恢复物源区残留地层分布；

s3：收集物源区及邻区的重力以及沉积盆地的地震资料；具体地，地震资料包括地震数据体及层位、构造解释数据；

s4：恢复物源区和盆地的古地貌；

s5：识别盆地内沉积体的物源通道；

s6：收集盆地内目的层段砾岩资料；具体地，砾岩资料包括砾岩的砾石岩性、古生物化石等资料；

s7：描述砾岩中砾石组分、年代及平面、垂向分布特征；

s8：将砾岩中砾石反映的物源信息逐层恢复到物源区；

s9：重建物源区古地质演化。

本发明提供的沉积砂体物源区古地质演化的重建方法，通过砾岩组分和年代分析重建物源区古地质演化的方法以砾岩体砾岩组分和年代分析为基础，通过盆地物源通道将砾岩体物源信息逐层恢复到凸起之上，进而重建物源区古地质演化，是一种简单易于操作的物源区古地质演化重建方法，能够对盆地沉积体系和储层分布进行预测，指导含油气盆地石油和天然气矿藏的勘探开发。

优选地，结合上述方案，如图1所示，s1步骤中，收集物源区及邻区区域的地质资料，以及收集物源区的钻井资料主要包括：收集研究区（即xx凹陷及其周缘前第三系）古地质图，如图2所示；收集xx凸起（即物源区）钻遇基岩地层的钻井资料，钻井资料包括井位、岩性以及分层等资料；具体包括钻井5口，如表1所示：

表1xx凹陷钻遇基岩地层钻井信息表

优选地，结合上述方案，如图1所示，s2步骤中，恢复物源区残留地层分布：物源区残留地层的恢复以区域地质资料为基础，区域地质资料指：区域地质图、区域地层及其岩性组合、古生物化石特征；利用钻遇物源区老地层的钻井资料对其加以修正；具体地，以xx凹陷及其周缘前第三系古地质图为基础，结合凸起（物源区）钻井信息，恢复出物源区残留地层分布，如图3所示。

优选地，结合上述方案，如图1所示，s3步骤中，收集物源区及邻区的重力以及沉积盆地的地震资料主要包括：收集物源区及周缘盆地布格重力异常数据，具体为xx凸起布格重力异常等值线图1幅，以及收集物源区及周缘盆地三维地震数据。

优选地，结合上述方案，如图1所示，s4步骤中，由于在物源区缺少地震资料，对物源区古地貌的恢复主要利用区域重力资料，对盆地古地貌恢复主要利用地震资料；具体地，恢复物源区和盆地的古地貌主要包括：

s41：利用区域重力资料对物源区古地貌进行恢复；具体地，重力资料恢复物源区古地貌主要依据重力数据的相对高低，数值越大代表地形越高，反之表示地形越低，等值线越密集代表地形越陡，反之表示地形较缓；进一步地，对物源区古地貌的恢复主要利用区域重力资料：首先数字化xx凸起布格重力异常等值线图，然后利用surfer8.0软件或同类型软件对布格重力异常数据成图做成3-d曲面图，恢复出物源区古地貌特征；即s41步骤中：首先数字化xx凸起布格重力异常等值线图，然后利用surfer8.0软件对其做成3-d曲面图；

s42：利用地震资料对盆地古地貌进行恢复；具体地，地震资料恢复盆底古地貌主要地震资料反映的沉积体的厚度，再加以剥蚀量恢复和压实校正，进而恢复盆底古地貌；进一步地，利用地震数据，计算目的层段的地层厚度，然后应用surfer8.0软件或同类型软件对地层厚度进行成图，对其做成3-d曲面图，恢复出盆地目的地层主要沉积时期的古地貌特征；

s43：结合s41和s42恢复物源区和盆地的古地貌特征，如图4、图5所示。

优选地，结合上述方案，如图1所示，s5步骤中，识别盆地内沉积体的物源通道主要包括：在断陷盆地陡坡带，砾岩体一般为近源沉积，通过盆地边缘的湖缘峡谷进入盆地，形成近岸沉积，因此，可以根据物源区（即凸起）边缘和盆地边缘的湖缘峡谷识别出沉积物的物源通道，将砾岩体物源信息恢复到物源区，即如图4、图5所示。

优选地，结合上述方案，如图1所示，s6步骤中，收集盆地内目的层段砾岩资料主要包括：研究区目的层段钻遇砾岩钻井的位置、分层数据、砾岩砾石组分以及砾石中的古生物化石资料。

优选地，结合上述方案，如图1所示，s7步骤中，描述砾岩中砾石组分、年代及平面、垂向分布特征，如表2所示；分层位描述砾岩的砾石组成以及较大砾石中的古生物化石资料，并且跟据其特征与区域地层特征进行对比，确定砾岩体的物源信息，并分层位在平面上作出砾石年代分布图，如图6所示；具体地，借助于岩心观察、薄片鉴定的手段确定砾岩中砾石组分；砾岩中的年代分析依据砾石组合以及砾石中发现的古生物化石；将指砾石组合及古生物化石特征与区域地层资料进行对比，确定该层段的物源属性；区域地层资料指“区域的地层岩性组合和古生物化石”资料。

表2研究区砾岩钻井信息情况表

优选地，结合上述方案，如图1所示，s8步骤中，将砾岩中砾石反映的物源信息逐层恢复到物源区主要包括：依据在步骤s5中识别出的物源通道，在断陷盆地陡坡带近岸砾岩沉积中，砾岩由物源区经物源通道近距离搬运进入沉积区，通过将沉积区反映的物源信息按照“沉积倒序”的原则恢复到物源区，“沉积倒序”的原则是指沉积区地层沉积的次序与物源区地层的次序相反的现象；在物源区残留地层分布图的基础上绘制不同沉积时期的物源区地层分布图；具体地，根据物源通道分层位将其附近的砾岩体反推到物源区（凸起）之上，在物源区残留地层分布图的基础上，绘制该层位砾岩沉积前物源区地层分布图，如图7所示。

优选地，结合上述方案，如图1所示，在s9步骤中，重建物源区古地质演化主要包括：根据不同层位沉积时期物源区（凸起）地层分布，建立物源区地质演化过程，具体地：

c1层沉积前，在xx凸起上自南东向西北主要发育中上元古界蓟县系、青白口系、古生界寒武系、奥陶系以及中生界；其中寒武系、奥陶系分布范围广泛，出露面积大，其次是中上元古界蓟县系，这些地层构成了c1沉积时期砾岩的主要物源地层，而青白口系和中生界地层只在局部分布，提供的物源量较少，只影响到了北部地区的砾岩体和南部地区的砾岩体；

c2层沉积前，xx凸起之上的中生界地层基本上被剥蚀殆尽，出露的地层主要有中上元古界蓟县系、青白口系以及古生界寒武系和奥陶系；其中寒武系和奥陶系地层分布范围有所减小，特别是奥陶系地层已经呈局部斑块状分布，与之对应的是随着上覆地层的剥蚀，下伏的蓟县系地层出露面积得到扩大，在剥蚀强烈的地区，甚至蓟县系地层已经被完全剥蚀掉，已经出露太古界的片麻岩地层；在这些地层中，中上元古界蓟县系和古生界寒武系成为c2沉积时期大兴砾岩主要的物源地层，在局部受到奥陶系和青白口系地层物源的影响。

本发明提供的沉积砂体物源区古地质演化的重建方法，以盆地内砾岩体砾石组分和年代分析为基础，将盆地内沉积体与盆地外物源区相结合，通过盆地-物源区物源通道的识别，将砾岩反映的物源信息通过物源通道逐层恢复到物源区，进而重建物源区古地质演化；该重建方法是一种简单易于操作的物源区古地质演化重建方法，能够对盆地沉积体系和储层分布进行预测，指导含油气盆地石油和天然气矿藏的勘探开发。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。