层序地层学的研究意义和经济价值,陆相盆地层序地层学研究现状

2020-11-21 20:57:11 字数 6032 阅读 9473

1楼:中地数媒

当代地质科学的发展动向为:(1)增强对地质规律认识上的科学性;(2)提高对矿产资源的**能力和勘探开发成功率;(3)加速地球科学的定量化发展。建立在现代沉积学、油气勘探地层学、勘探地球物理学和计算机技术基础上的层序地层学,是体现当代地质科学发展动向的典范。

目前,国际上掀起了一股层序地层学研究的热潮.一些著名学者和国际组织给予极高的评价,认为:“层序地层学概念在沉积岩上的应用有可能提供一个完整统一的地层学概念,就像板块构造提供一个完整统一的构造概念一样。

层序地层学改变了分析世界地层记录的基本原则,因此,它可能是地质学中的一次革命,它开创了了解地球历史的一个新阶段”(p.r.vail,1991)。

“**地层学引起了地层分析中的一场革命,其意义之深远不亚于板块构造引起的革命。结果,几乎所有涉及沉积岩的学科都要被重新研究和重新受重视,大量问题正在涌现。……它是把科学由定性领域转到定量领域的推动力,……使地层学这一学科将更有**性和定量性”(t.

a.cross和m.a.

lessenger,1986)。“地层学目前正在进行一场革命。一个世界范围的旋回式层序和沉积体系域地层概念的评价……正在大学和跨国石油公司中进行”(l.

f.brown,jr.,1990)。

原苏联科学院一些院士(1988)指出:“**地层学是油气勘探最精确的一种方法,它能够使油气普查勘探成本降低

。……可以实现‘野猫钻幻想’,井井出油,百发百中。”j.

b.sangree等(1990)认为:“层序地层学主要用于识别和详细研究地层圈闭的含油气远景。

在应用层序地层学以后,一些颇具特色的勘探前景已经出现。”aapg、sepm和ias均认为层序地层学是90年代石油地质学、地球物理学、沉积学和地层学发展的重大方向,esgc(1988)已经将“层序地层学和全球海平面变化”正式列入“全球沉积地质计划”(gsgp),此项国际性研究已通过联合国在各国实施。1995年在美国召开的aapg年会上,高分辨率层序地层和储层地质研究是最重要的议题。

层序地层学最大的特点在于它的科学性、**性、定量性、实践性和综合性。具体表现在:

1.层序地层学是一门新的学科

层序地层学是在**地层学不断实践的基础上长期积累、总结和继承下来的知识体系,并在新的事实面前引入了新的理论和新的概念,例如可容纳空间和新增容纳空间的概念,能够在实践中应用而且仍在发展,因此层序地层学是一门新的学科。

2.综合性

层序地层学是一门跨越多门学科(地球物理学、各种地层学、地球化学、古生物学、矿物学、沉积学、构造地质学、盆地分析、计算机技术、现代测试分析技术等)的一门综合性学科,它不仅囊括了**地层学的全部理论和方法,而且结合了测井信息、露头资料、钻井取心和岩屑资料的沉积学研究成果,吸收了物理沉积学、油气勘探地层学、地球物理学等学科的最新成果,集百家所长,避免了单学科中的某些局限性,能够获得更多的信息,为油气资源开发提供科学的依据。

3.科学性

层序地层学是研究四维的地质科学。利用时间序列分析沉积体的空间展布规律及沉积环境的变迁,逻辑性强,富有哲理,能够更为真实地反映事物的本质及演化规律。地层学自从问世以来就存在着时间序列分析及等时面的估计,然而早期的认识是肤浅的甚至导致错误;后来在动态地球科学理论指导下,人们才认识到这是一个复杂多变的问题甚至现代科学技术仍无法完善解决;过去识别的同一地质体往往是客体的一致性,并非是等时体。

层序地层学的基础是建立在由海平面变化产生的不整合—时间线的关系上。随着时间的演化,全球海平面升降、构造沉降与沉积物**速度相互作用并导致相对海平面发生周期性变化,每个周期的各种沉积体就构成了一个相应的层序。层序以不整合或与之可以对比的整合面为界,尽管不整合面上各点的时代不尽相同,但是限定在不整合面之间的地层是在同时期形成的,所以层序地层学具有年代地层学意义。

层序内部的各个体系域,也形成于一个海平面变化周期的特定时间段上,在空间上的展布同样具有规律性;在地质历史的时间演化序列上,海平面发生了几百次的周期性变化,构成了大大小小的一系列沉积层序,因此层序地层学具有成因地层学意义。

层序地层学的主要目的是建立年代地层格架,并在这个等时格架中分析地层分布型式,查清沉积体系、环境和相的空间配置关系。层序地层学提供了三维沉积模式,这样为揭示生储盖的组合规律及油气藏**建立了科学依据。

在地层学方面,层序地层学消除了年代地层学与岩石地层单位及生物地层单位三重命名的混乱现象。它引用了同位素、磁性地层学及古生物地层学的时代标定,利用高分辨率**反射资料确定等时物理界面并作为层序界面,首次提出了全球统一的成因地层划分方案,解决了在地层分层方面的矛盾,将地层学从描述性提高到具有完整系统的理性阶段(徐怀大,1991)。

4.**性

层序地层学的生命力在于它的经济价值。全球显生宙以来,相对海平面发生了约300个周期的变化并形成相应的沉积层序,每个层序又由低水位或陆架边缘、海进和高水位体系域组成,油气及其它沉积矿产与各个体系域所含的沉积体系、与沉积体在时间序列上的演化和空间配置规律有联系。根据海平面相对变化规律,可以**沉积体系域的展布方向、范围、所含的沉积体系及其赋存位置以及未钻地层的时代,结合油藏描述,进一步**沉积矿产的有利聚集带、油气生储盖组合规律,达到减少成本、有的放矢、提高采收率的良好效果。

据信,这项新的理论在用于北美、西欧、中东、南非、东南亚、澳大利亚、印度和日本的油气勘探中已卓见成效。

5.定量性

层序地层学的研究范围是地球发展史上的时间域和空间域,它吸收了多门类学科的先进成果,以现代化的计算机技术及测试分析技术为手段,能够利用反射**的运动学和多种动力学参数作定量分析。层序地层学的发展将提供一个由层序地层划分、相带展布、砂体**、构造发育、地热史、沉降史、埋藏史、成藏史、油气藏及其质量**到开发效果监测的定量化系统工程程序(徐怀大,1990)。

层序地层学研究已经应用于建立和研究各种资料库,除了利用**反射参数之外,各种不同沉积环境的露头、测井和岩心等资料也被用来建立高分辨率的层序地层数据库(h.w.posamentier等,1991)。

在油储地球物理方面,通过高分辨率的采样和处理、三维**成像、层析成像、反射**波的波形和属性分析、正演和反演模型检验及并发系统监测,能够研究储集岩的孔隙度和渗透率条件、含油性及采油过程所发生的定量变化。

以大西洋被动大陆边缘为背景,以构造沉降、海平面升降和沉积物注入量为参数的沉积层序的定量模拟已有很大进展(mac jervey,1989;d.t.lawrence等,1990)。

6.实践性

层序地层学是从生产实践和科学实验中发展起来的,其科学理论及地层学术语既适合于专家的深入研究,又适应于一般地质人员在实践中的应用,并能在不同的地质背景中发展使用,适用于新方法、新技术的发展,概念及术语逻辑性强、经得起推敲,便于对地质客体的描述和解释。

层序地层学并未终止而是继续在发展,目前已经从地下引申到地面,由被动大陆边缘背景的研究扩展到缓坡、生长断层背景并相继扩充到内陆盆地中。

陆相盆地层序地层学研究现状

2楼:中地数媒

目前,层序地层学的研究思想,大体上可归结为海相层序地层学、陆相层序地层学和高分辨率层序地层学三个方面。海相层序地层学研究以国外学者为主,陆相层序地层学研究以国内学者为主,高分辨率层序地层学研究以科罗拉多cross、郑荣才、邓宏文学派为主。我国以陆相含油气盆地为主,因此开展陆相盆地层序地层学研究对我国的油气勘探具有重要的意义。

陆相盆地层序地层的发育特征和控制因素以及层序构成模式与海相相比有较大的差异。不能简单地套用已成熟的海相层序构成模式和工作方法。而只能借鉴核心思路,探索和建立一套陆相盆地地层学理论和方法(蔡希源,李思田等,2003)。

国内学者对陆相盆地研究有重要影响的有李思田教授、纪有亮教授、冯有良教授、李丕龙教授级高级工程师以及邓宏文教授等学者。

箕状断陷湖盆是一种典型的陆相湖盆。近年来,不少学者也对箕状断陷湖盆层序地层学进行了研究(冯有良等,2006;操应长等,2005),**了该类典型的陆相盆地的层序划分方法、层序格架模式以及层序发育的控制因素。箕状断陷湖盆,其典型的特征是可以分为构造陡坡带、缓坡带和**洼陷带,每个构造带在沉积、层序、成岩以及构造特征上都有明显的区别。

前人对东营凹陷陡坡带的构造层序也进行了研究(胡授权等,1998;赵勇,2005),本书在前人研究的基础上,利用收集的单井资料、**资料、钻井资料,对东营凹陷陡坡带的层序地层进行了详细的研究和**,为层序格架内的成岩作用研究奠定基础。

研究意义

3楼:中地数媒

什么样的湖才能生油?湖相油源岩形成的机制是什么?这是国内外许多学者孜孜不倦探索的问题。

然而,这些问题并没有得到很好的答案。原因是,长期以来陆相含油盆地的研究和实践一直偏重于对储层主要是砂体的研究,所作的工作也是以构造、有机地球化学、地层古生物、岩相古地理分析等为主。而恰恰忽视了对细粒沉积物的沉积学研究,忽视了对湖泊本身的研究。

这些正是含油盆地古湖泊学的任务,它对于解答上述问题,具有重要的作用。具体说来,它主要有以下几方面的意义。

(一)古湖泊学与生油条件

湖泊生油的基本条件是要有高生产力,而古湖泊生产力的研究正是生物古湖泊学研究的重点。同是东非裂谷湖泊,肯尼亚的baringo湖与bogoria湖相距不过20 km,前者很少有生产力,沉积物中全系碎屑物和稀少的陆源植物有机质,后者却产有丰富的蓝藻细菌,沉积物中富含湖泊自生的有机质。差别在于前者是淡水湖,后者却是高碱度的盐湖,并有热液作用(tiercelin等,1987)。

这类差异引起石油界的密切注意,许多西方学者把对东非裂谷湖泊的研究结果与美国绿河页岩的生油层相比(talbot,1988;katz,1988),企图从中找到湖相生油的秘诀所在。虽然目前还不能说已有结论,但至少有一点是清楚的,即湖泊水文对湖相生油有决定意义。因此古湖泊学的研究对陆相生油理论的探索有重要意义。

这种意义还表现在对湖相油源岩形成机制的研究上。湖相生油的基本母质是生物,特别是浮游藻类。通过研究油源岩中藻类化石的分布和保存状况,可以理解古湖泊藻类生产和沉积作用的方式和过程以及它们对油源岩形成所起的控制作用。

如现代湖泊中,藻类勃发是其生产的重要方式,对有机质的堆积起着决定性的作用,同时还可诱发湖水中的碳酸盐沉积(kelts,1988),是许多现代和第四纪细粒沉积物形成的主要机制。如果在地层中发现类似的藻类化石纹层,则同样可以判断湖相油源岩的形成机制。

有机质生产、沉积之后,便是埋藏、保存的问题。湖水的分层状况对有机质的保存起着控制作用。虽然高生产力的事件性沉积可以在底层充氧的环境中保存,但稳定的底层缺氧环境当然更有利(degens等,1976)。

古湖泊学对于古湖泊分层状况的研究,可以判断有机质保存条件。

古湖泊学研究最后要落实在湖泊模式的结论上,通过与现代湖泊的对比,可以得出哪类湖泊最有利于生油的结论。

(二)古湖泊学与储层分布

湖盆的形态、湖流的格局都会影响湖泊内碎屑沉积物的分布。因此,古湖泊学在**储层分布方面也有重要意义。

如前所述,生油湖泊多是裂谷湖泊。裂谷湖盆由于有共同的形成机理,也具有某种共同的基本构造和几何形态。通过东非裂谷、尤其是坦噶尼喀等湖泊的地质地球物理调查,发现裂谷湖泊的基本构造单元是平面上呈新月形的半地堑,裂谷湖盆则是由相反方向的半地堑交替联结而成(rosendahl等,1986)。

这项发现解释了裂谷盆地的不对称性和内部由隆起分为若干次级盆地的特征(汪品先,1993),为陆相生油盆地的形态分析提供了重要依据。

近年来,在陆相油气勘探的层序地层学和现代裂谷盆地的沉积体调查基础上,提出了裂谷盆地沉积充填的种种模式。如lambiase(1990)在归纳四大洲六个盆地资料的基础上,提出了裂谷盆地五阶段的发育模型。这种在坦噶尼喀湖等东非裂谷湖泊基础上建立起来的构造-地层学模型,其实是在许多假设前提下方才适用,在不同盆地会有不同表现,也可以提出不同的模式来。

在我国近海新生代断陷盆地资料基础上提出的古湖泊充填模式便是一例(杨甲明等,1996)。而详细分析裂谷湖泊的几何形态与集水盆地沉积搬运方向的关系,可以揭示半地堑内沉积分布不对称的规律,从而**储层的位置。东非坦噶尼喀湖在**勘探和水下调查的基础上,就曾提出这种“构造-地层沉积模型”,指出随着湖面升降和碎屑物**的多寡,在半地堑中形成的地层层序(cohen,1990)。

(三)古湖泊与环境档案库

在各类陆相地层中,湖泊沉积独具的优点是同时兼有高度的连续性和较高的分辨率,因而古湖泊又是大陆古环境的档案库,古湖泊学研究也就成为大陆古环境研究的主力。

近年来,第四纪古湖泊学在全球变化研究中的主要作用已被广泛认识。前第四纪生油湖泊研究不但能为资源服务,而且也应该在提取古环境信息方面发挥应有的作用,如对全球气候的研究等。1999年岁初,南海大洋钻探的成功,第一次获取了我国深海相古近纪地层,古近纪我国古环境演变的深海研究已经,如何把陆上古近纪古湖泊研究的结果与此相结合,共同探索我国古近纪环境的变迁,同样也是古湖泊学面临的机遇和挑战。