叠合盆地多期差异隆升区地层剥蚀厚度测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种测量方法，尤其是一种叠合盆地多期差异隆升区地层剥蚀厚度测 量方法。
【背景技术】
[0002] 地层剥蚀是多期沉积盆地中普遍存在的现象，强烈的剥蚀对整个盆地的沉积史、 构造演化史、热史产生重要的影响，并且剥蚀量的大小、范围、剥蚀年代和时间间隔与油气 的运移、聚集和保存条件存在密切的联系，因此地层剥蚀量的恢复和确定对于构造演化史 研究和油气勘探至关重要。国内外用于估算地层剥蚀厚度的方法很多，概括起来有以下 几个方面（图1):①砂岩孔隙度法（马立祥，1991);②泥岩声波时差法（Katz&Magara、真 炳钦次）；③古地温法，包括古地温梯度法、包体测温法、磷灰石裂变径迹法等，④镜质体反 射率法，包括Ro-H深度法（Wallace G Dow，1977)和同层多点Ro排比法（马立祥，1994) 以及Ro-TTI法；⑤沉积速率法，包括沉积速率比值法、沉积速率趋势法；⑥物质平衡法； ⑦未被剥蚀地层厚度趋势延伸法，包括内插和外插法；⑧地质年龄差比与残留厚度乘积法 (Guidish，1985);⑨最优化方法（郝石生等，1988年）提出用最优化方法来恢复剥蚀厚度； ⑩天然气平衡浓度法（李明诚、李伟，1996年）提出一种利用天然气平衡浓度估算剥蚀厚 度的方法。根据天然气扩散机理，只要地层中的天然气存在浓度差，其扩散作用就会发生。 所谓"平衡浓度"，是指天然气从高浓度地层向相邻低浓度地层扩散、运移过程中，两者浓度 达到一致时的浓度。得知每一层天然气的平衡浓度后，就可以利用费克第二定律解决扩散 量、扩散速率及剥蚀厚度等问题。但是它们均受特定的地质条件限制，其应用有很大的局限 性，存在不同的影响因素（表1)(李伟，1996 ;柳益群，1997)。由于地层埋藏以后，孔隙度、 压实、古地温、Ro均是不可逆的，因而方法①、②、③、④仅适合于不整合面以上的新地层对 不整合面以下的未剥蚀地层施加的压力小于不整合面以上的被剥蚀地层对不整合面以下 的未剥蚀地层施加的压力这一情况，并且由于钻井和测试资料往往非常有限，这些方法无 法大面积使用。第⑤种方法的使用受限制是由于很难得到地层的年龄值。第⑥种方法仅适 合有密度资料应用的探讨性研究。第⑦种方法有一定的适用性，但当地层厚度横向变化较 大和完整地层不存在时无法使用。第⑧种方法是假设遭受剥蚀地层的沉积速率和残留地层 的沉积速率相等时，剥蚀厚度可用：?= 来表示。式中=H f3为地层 剥蚀厚度；％为地层开始剥蚀的地质年龄；t 剥蚀地层顶界的地质年龄；11+1为剥蚀地层 底界的地质年龄；匕为剥蚀地层的残留厚度（h，0)。该方法的优点是严格公式化，适合多期 叠置的变形盆地中的多个不整合面的地层剥蚀厚度的估算。第⑨种方法是知道了埋藏史和 地温随时间的变化情况，就可求出在某一地质时间有机质的成熟度值，然后用最优化方法 求得剥蚀厚度。这种方法的最大优点是可以恢复当全区遭受剥蚀以及当古埋深小于今埋深 时的剥蚀厚度。此外，当地层没有缺失或缺失厚度已知时，此法可用来求古地温或古地温梯 度随时间的演化；当岩石热导率已知时，又可用来求古大地热流及其随时间的演化。从理论 上说，该方法精度很高。但当缺乏准确的Ro实测数据和古地温资料时，其精度较差。第⑩ 种方法的关键是先要得到地层体积并计算出源岩的生气量，在此基础上计算平衡浓度等中 间结果，最后得到剥蚀厚度。因此，地层体积和生气量的计算结果直接影响到剥蚀厚度的计 算结果。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于，提供一种高精度的叠合盆地多期差异隆升区地层剥蚀厚度测 量方法。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005] (1)找出地层剥蚀原点A，最大剥蚀点为A'，找到地震剖面上最接近盆地中心的剥 蚀点为剥蚀原点A，目标层底界上延到剥蚀线的交点为最大剥蚀点，但考虑到沉积相的变化 导致地层在底界面的上超，引起地层厚度的变化，这个厚度变化应该去除，因此选取最大上 超点为最大剥蚀点A' ；
[0006] (2)确定地层变薄率：由A向盆地方向找出地层厚度相对稳定变化的视层段，即可 以可靠识别的层段，并确定地层厚定变化起点B点，设AB的距离为L、A点和B点下视层段 厚度分别为H2和Hl，利用以下公式求出变薄率K :
[0007] K = (HI - H2) /L*C0S θ X 100 %
[0008] 公式中，Θ为视层段顶界与上覆地层之间的夹角，Hl和H2均是视原始层段厚度， 即认为它是未被剥蚀的；
[0009] (3)计算剥蚀地段原始厚度H1:由视剥蚀原点A向被剥蚀地段确定求算点CU C2、 C3……Cn和各点到B的距离LU L2、L3……Ln，利用公式：
[0010] H1= Hl-KXL1COS Θ (i = 1、2、3......η)
[0011] 求出各点地层原始厚度；
[0012] (4)求算剥蚀厚度：利用各点的原始厚度H1减去各点的残留厚度Ill，即得出各点的 剥蚀厚度HB 1:
[0013] HB1=H1-Ii1 (i = 1、2、3......η)；
[0014] (5)剥蚀厚度压实校正：依据上述方法算出来的剥蚀厚度称之为理论剥蚀厚度， 对之前得出的理论剥蚀量进行压实校正，以准确度量被剥蚀地层的真正厚度（H a J :
[0015] Ha ei = h T eiXCp (i = 1、2、3......η)
[0016] 式中Cp为地层压实校正系数。
[0017] 上述方法适用的前提条件是，剥蚀前岩层的厚度均一或变化均匀，且目标层位于 斜坡一低隆区，即研究区目的层可以找到初始起剥点（剥蚀原点），如果目的层位于高隆起 区，则地层可能被剥蚀殆尽，则不具备趋势外推的基本条件，通过地震剖面、连井剖面恢复 被剥蚀前的地层几何形态，进而估算地层的剥蚀厚度。这种剥蚀量的估算方法是在精细解 释地震剖面的基础上，识别主要不整合界面，根据靠近不整合界面的未被剥蚀的地层界面 的发育特征、延伸趋势、断裂切割关系、褶皱变形特征等地层要素的特点，按照相关变形特 征和延伸趋势，恢复被剥蚀前地层的形态、发育特征和分布趋势，计算恢复后的地层界面与 不整合界面（剥蚀面）之间的距离，作为被剥蚀掉的地层厚度，即为剥蚀量，这种方法剥蚀 恢复时不仅简单有效，而且精度很高。
【附图说明】
[0018] 图1为趋势厚度法法基本原理图解；
[0019] 图2为叠合盆地多期差异隆升区利用趋势厚度法求取的剥蚀量示意图；
[0020] 图3为剥蚀量闭合校正示意图。
【具体实施方式】
[0021] 参考图1、图2、图3;
[0022] 依据研究区地震资料，首先对研究区预恢复地层进行背景分析及剥蚀情况预判， 在精细解释地震剖面的基础上，识别主要不整合界面，尤其是靠近不整合面、未被剥蚀的地 层界面的发育特征、延伸趋势、断裂切割关系、褶皱变形特征等要素，看目标层位在周边区 域的沉积厚度情况，在此基础上，重点选取目标层位进行相应的研究，通过地震剖面、连井 剖面恢复邻近区内未发生剥蚀处地层的厚度，用曲线拟合法得到地层厚度变化趋势，在井 点上依据用其他方法计算的结果进行校正，度量恢复后的地层界面与不整合界面之间的距 离，作为被剥蚀掉的地层厚度，即为剥蚀量从而来计算被剥蚀地层的剥蚀量。
[0023] 沉积盆地在各个地史时期中，总存在一个或多个沉降中心，在这个（些）中心位 置沉积的地层比其相邻区域沉积的地层要厚，并且向盆地边缘逐渐