一种通过地震剖面定量恢复湖盆最大古水深的方法
【专利摘要】本发明公开了一种通过地震剖面定量恢复湖盆最大古水深的方法，包括以下步骤：(1)寻找三维地震剖面三角洲前积反射结构，标定顶、底界面时间t1、t2；(2)将顶、底界面时间通过时深转换标尺转换成相应的顶、底界面深度H1、H2；(3)统计三维地震剖面前积层中平均砂岩的厚度h1和平均泥岩的厚度h2(4)采用图解法或实验法分别求取砂岩的压实率K1和泥岩的压实率K2；(5)在压实作用发生以前，砂岩的厚度h10＝h1/(1?K1)，泥岩的厚度h20＝h2/(1?K2)，压实前的地层总厚度h0＝h10+h20；即在三角洲沉积期，湖盆古水深厚度为h0，而此时的湖盆最大古水深h≥h0。本发明可以定量恢复地质历史时期陆相湖盆最大古水深，计算结果真实可靠且具有唯一性。
【专利说明】
一种通过地震剖面定量恢复湖盆最大古水深的方法
技术领域
[0001]本发明属于地质勘探技术领域，具体地说是涉及一种利用三维地震剖面定量恢复陆相湖盆地质历史时期最大古水深的方法。【背景技术】
[0002]古水深是古海平面恢复和盆地分析的重要研究内容，但目前定量确定古水深还处于摸索阶段。国外学者最初主要运用古生物、地球化学、地震学和数学模拟等方法半定量确定海相碳酸盐岩台地和三角洲古水深，如Chappell等(1991)和Lawrence (1993)通过C14和U-Th法探讨了 10000多年来HuonPeninsula珊瑚礁的水深、海平面及冰川融平面变化;Bard等 (1996)通过U-Pb测年及C-0同位素研究BarbadosTahiti障壁化及海水深度变化;Juan等 (2000)通过野外剖面探讨Sierra del Cuera碳酸盐岩台地边缘斜坡坡度和水深，后来又通过露头研究发现Cantabrian Zone碳酸盐台地边缘斜坡“Sigmoidal”形前积结构并确定斜坡水深500m?550m; Christopher等(2002)通过生物群落潜穴发现Jamaica生物礁最大水深可达30m，之后不少学者也对古水深和海平面变化做过研究。对于陆相湖盆古水深恢复，国内学者主要用地层厚度、古生物分异程度结合数学统计等方法获取。综合以往的研究，无论是海相还是陆相地层，古水深的确定方法既具多解性又缺乏可靠性。
[0003]综上所述，亟需一种能够定量恢复沉积盆地地质历史时期的古水深的方法，使计算结果既准确又唯一，以便为盆地分析和油气资源评价奠定基础。
【发明内容】
[0004]基于上述技术问题，本发明提供一种通过地震剖面定量恢复湖盆最大古水深的方法。
[0005]本发明所采用的技术解决方案是:
[0006]—种通过地震剖面定量恢复湖盆最大古水深的方法，包括以下步骤:
[0007](1)精细解剖研究区三维地震剖面，寻找三角洲前积反射结构，然后对三角洲前积反射结构顶、底界面进行标注，标定顶、底界面时间h、t2;
[0008](2)根据步骤(1)中标定的三角洲前积反射结构顶、底界面时间，通过时深转换标尺转换成相应的顶、底界面深度ft、H2，三维地震剖面中三角洲前积层厚度H〇 =;
[0009](3)统计三维地震剖面前积层中平均砂岩的厚度匕和平均泥岩的厚度h2,三维地震剖面中三角洲前积层厚度Hoilu+h;
[0010](4)采用图解法或实验法分别求取砂岩的压实率心和泥岩的压实率K2;
[0011](5)对砂岩和泥岩压实前的厚度恢复，在压实作用发生以前，砂岩的厚度hnjilu/ (l-K〇，泥岩的厚度h2Q = h2/(l-K2)，压实前的地层总厚度hQ = h1Q+h2();即在三角洲沉积期， 湖盆古水深厚度为h〇,而此时的湖盆最大古水深h多h〇。
[0012]步骤(1)中:所述三角洲前积反射结构可缺少顶积层和底积层，但必须有明显的前积层。
[0013]优选上述三角洲前积层具有明显的S型前积反射结构。
[0014]步骤(1)中:由于三角洲加积方向可能与地震测线方向不同，所以要通过过井剖面或任意方向剖面多方向提取信息，发掘最能真实反应最大水深的剖面开展研究。
[0015]步骤(2)中:时深转换标尺通过井的VSP资料、人工合成地震记录方式获得。
[0016]本发明方法尤其适用于辫状河三角洲沉积、曲流河三角洲沉积和扇三角洲沉积。
[0017]本发明的有益技术效果是:
[0018]本发明通过对三维地震剖面三角洲前积层的厚度计算，再经过去压实校正等可以定量恢复地质历史时期陆相湖盆最大古水深，计算结果真实可靠且具有唯一性，该方法对于沉积学研究、烃源岩分析、油气资源评价等具有重要的地质意义。【附图说明】
[0019]图1为三角洲前积结构与水深关系示意图；
[0020]图2示出地震剖面中三角洲前积结构。【具体实施方式】
[0021]本发明提供了一种利用三维地震剖面定量恢复陆相湖盆地质历史时期最大古水深的方法。地质历史时期陆相湖盆三角洲沉积具有明显向前堆积的特征，在经历漫长的埋藏压实后，在顺着三角洲堆积方向的地震剖面上具有明显的前积反射结构。三角洲前积反射结构特征为顶积层、前积层和底积层结构明显，在地震剖面上，三角洲前积层具有明显的 “S型”前积反射结构，沉积期的三角洲前积层厚度近似等于当时水深，而此时的湖盆最大水深至少大于该水深，因此可以通过地震剖面前积反射结构反演地质历史时期陆相湖盆的最大古水深。但经过埋藏和抬升等构造运动后，地层经过了不同程度的压实，需经过校正才有意义。该方法对于沉积学研究、烃源岩分析、油气资源评价等具有重要的地质意义。[〇〇22]本方法适用于辫状河三角洲沉积、曲流河三角洲沉积和扇三角洲沉积，其前提条件一是地震剖面中具有明显能反应三角洲沉积的前积反射结构，如图1所示，这是本发明的基础，二是剖面沉积以砂岩和泥岩沉积为主;三是研究区要有相应的钻井及相关的测井、录井等资料，以便获取时深关系、砂岩和泥岩的压实率等参数。
[0023]下面对本发明进行较为详细的说明。
[0024]—种通过地震剖面定量恢复湖盆最大古水深的方法，具体包括以下步骤:[〇〇25](1)三维地震剖面中三角洲前积层定性识别:[〇〇26]在熟知研究区基础地质背景的基础上，精细解剖三维地震剖面，寻找典型的三角洲前积反射结构(S型)，如图2中七与^线之间前积反射结构，前积反射结构可缺少顶积层和底积层，但必须有明显的前积层。由于三角洲加积方向可能与地震测线方向不同，所以要通过过井剖面或任意方向剖面多方向提取信息，发掘最能真实反应最大水深的剖面开展研究，如图2中地震剖面通过Al、A2、A3和A4四口井。
[0027]然后在选中的时间域地震剖面中，对三角洲前积反射结构顶、底界面进行标注，如图2中标定顶、底界面时间tl、t2,记录相应的是双程旅行时。[〇〇28](2)初步计算三角洲前积层厚度:
[0029]根据步骤(1)中标定的三角洲前积反射结构顶、底界面时间，通过时深转换标尺转换成相应的顶、底界面深度ft、H2，三维地震剖面中三角洲前积层厚度出=出-压。时深转换标尺通过井的VSP资料、人工合成地震记录等方式获得。
[0030](3)确定三角洲前积层中砂岩和泥岩的厚度:
[0031]从连井地质剖面出发，在时深关系标定的基础上，统计连井地质剖面前积层中平均砂岩的厚度hi和平均泥岩的厚度h2,由步骤(2)可知，三维地震剖面中三角洲前积层厚度 Hoilu+hs。在该步骤中，一方面假设地震剖面中仅存在砂岩和泥岩，另一方面在统计平均砂岩和泥岩的厚度时，步骤(2)计算得到的Ho可作为限定条件，对统计的平均砂岩的厚度匕和平均泥岩的厚度^进行一定程度的校准，提高了平均砂岩的厚度hi和平均泥岩的厚度1!2统计结果的准确性。[〇〇32](4)砂岩与泥岩压实率确定:
[0033]由于在同一埋深条件下砂岩和泥岩的压实率不同，因此应分别求取砂岩的压实率 Ki和泥岩的压实率K2。求取压实率的方法有两种:
[0034]a图解法:
[0035]里基和奇林加里安(徐怀大，1984翻译)制定了不同埋深下砂岩和泥岩的压实系数，对于深度H= (m+H2) /2，砂岩压实率L，泥岩压实率K2。
[0036]b实验法:[〇〇37]砂岩初始沉积孔隙度值〇砂〇 = 20.91+22.9/5〇，其中:〇砂()为砂岩沉积时的原始孔隙度，So为砂岩的分选系数(Scherer，1987);泥岩初始沉积孔隙度暂无计算公式，依据经验值定义①泥〇 = 70 %。
[0038]选取钻井目的层砂岩岩心，做粒度分析测试得出平均分选系数Sot，计算砂岩平均初始孔隙度〇砂)=20 ? 91+22 ? 9/Sot。
[0039]选取钻井目的层砂岩和泥岩岩心，分别磨制薄片，显微镜下观察平均压实残余孔隙度分别记为①eia和①繊。
[0040]这样可以计算砂岩压实率Ki =①砂。-C>_= 20.91+22.9/So^-。泥岩的压实率K2 = 70%-C> 繊。
[0041](5)砂岩和泥岩压实前的厚度恢复:
[0042]由以上步骤可知，在压实作用发生以前，砂岩的厚度luoilu/a-Ki)，泥岩的厚度 h2〇 = h2/(l-K2)，这样，压实前的地层总厚度ho = h1+h2〇。[〇〇43]由此可知，在三角洲沉积期，湖盆古水深厚度为ho，而此时的湖盆最大古水深h多ho〇
[0044]下面通过具体应用实例对本发明作进一步说明。[〇〇45]以渤海湾盆地东营凹陷古近纪湖盆为例，在三维地震数据体中识别出古近纪沙三中亚段具有明显前积结构的三角洲沉积，地震剖面中三角洲前积结构顶积层对应时间ti = 2.1 s，相应的深度为m = 2579m (通过时深转换标尺转换)，底积层对应时间为t2 = 2.4s，相对应的深度为H2 = 3064m，三角洲前积层现今厚度Ho == 485m。
[0046]通过钻井岩心、录井、测井资料及以上步骤计算出的三角洲前积层现今厚度，统计三角洲前积层段砂岩平均厚度出=203.89m，泥岩平均厚度h2 = 281.11m。[〇〇47]运用里基和奇林加里安图解法，求得在深度11=(^+^)/2处砂岩压实率1^ = 0.18，泥岩压实率K2 = 0.35。
[0048]这样求得压实前砂岩的初始厚度^0 = ^/( 1-Kd =248.65，泥岩初始厚度h2Q = h2/ (1_K2)=432.48。压实前的前积层总厚度 h〇 = hi〇+h2() = 681 ? 13m。[〇〇49]则渤海湾盆地东营凹陷古近纪沙三中亚段沉积时期湖盆最大古水深h>681.13m。
【主权项】
1.一种通过地震剖面定量恢复湖盆最大古水深的方法，其特征在于包括以下步骤:(1)精细解剖研究区三维地震剖面，寻找三角洲前积反射结构，然后对三角洲前积反射 结构顶、底界面进行标注，标定顶、底界面时间、t2;(2)根据步骤(1)中标定的三角洲前积反射结构顶、底界面时间，通过时深转换标尺转 换成相应的顶、底界面深度ft、H2，三维地震剖面中三角洲前积层厚度Ho = ^-?;(3)统计三维地震剖面前积层中平均砂岩的厚度匕和平均泥岩的厚度h2,三维地震剖面 中三角洲前积层厚度Hoilu+b;(4)采用图解法或实验法分别求取砂岩的压实率心和泥岩的压实率K2;(5)对砂岩和泥岩压实前的厚度恢复，在压实作用发生以前，砂岩的厚度hnjihVa-Ki)，泥岩的厚度h2Q = h2/(l-K2)，压实前的地层总厚度hQ = h1Q+h2();即在三角洲沉积期，湖盆 古水深厚度为ho，而此时的湖盆最大古水深h^ho。2.根据权利要求1所述的一种通过地震剖面定量恢复湖盆最大古水深的方法，其特征 在于，步骤(1)中:所述三角洲前积反射结构可缺少顶积层和底积层，但必须有明显的前积 层。3.根据权利要求2所述的一种通过地震剖面定量恢复湖盆最大古水深的方法，其特征 在于:所述三角洲前积层具有明显的S型前积反射结构。4.根据权利要求1所述的一种通过地震剖面定量恢复湖盆最大古水深的方法，其特征 在于，步骤(1)中:由于三角洲加积方向可能与地震测线方向不同，所以要通过过井剖面或 任意方向剖面多方向提取信息，发掘最能真实反应最大水深的剖面开展研究。5.根据权利要求1所述的一种通过地震剖面定量恢复湖盆最大古水深的方法，其特征 在于，步骤(2)中:时深转换标尺通过井的VSP资料、人工合成地震记录方式获得。6.根据权利要求1所述的一种通过地震剖面定量恢复湖盆最大古水深的方法，其特征 在于:该方法适用于辫状河三角洲沉积、曲流河三角洲沉积和扇三角洲沉积。
【文档编号】G01V1/30GK106094030SQ201610717403
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月24日
【发明人】邵珠福, 栾锡武, 钟建华, 柳成志
【申请人】青岛海洋地质研究所