CN103345001A - 一种测定古湖泊水深的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采矿领域，具体而言，涉及一种测定古湖泊水深的方法。包括：依据地质背景资料及地区地震信息，确定古湖泊所在位置及形态；在古湖泊中油气储集丰富的位置打出多个探井；对多个探井进行测井，获得多个所述探井的测井曲线；根据测井曲线、以及通过打探井得到的岩芯标本的岩芯资料，绘制古湖泊的沉积体系分布图，并得到古湖泊的所有不同类型的砂坝的厚度；将所有不同类型的砂坝中，每一种类型的砂坝中厚度最大的砂坝的厚度值进行求和，得到古湖泊水深。本发明的方法测定古湖泊水深，无需计算搬运沉积物的数量，步骤较少，计算简单，解决了利用波痕经验公式法计算繁难的问题，且避免了波痕经验公式法的参数选取随意性大的问题。

Description

一种测定古湖泊水深的方法

技术领域

本发明涉及采矿领域，具体而言，涉及一种测定古湖泊水深的方法。 

背景技术

石油是在古代的湖泊或海洋，也就是通常说的“古水”的沉积物中生成的，油田也是在这里形成的。现代成油理论认为现今97%的油气藏都形成在古湖泊所在位置的沉积盆地里，沉积盆地的年代大约在20～500个百万年。也就是说油气大多埋藏在五亿年至两千万年前的有水的环境里，这些有水的环境就是古湖泊或者古海洋，古湖泊为我国主要的油气资源，因此研究古湖泊的水深是判断油气资源成藏的重要条件，它对于油气田的预测、评价、勘探、开发都有着重要的实际意义。 

相关技术中的古湖泊水深常用波痕经验公式法来估算。 

波痕经验公式法是Mille和Komar1980年根据沉积物开始运动的临界速度与对应水波波长的关系给出的经验公式， 

对于对称波痕，如果波痕波长λ（cm）与沉积颗粒直径D（μm）之间满足：λ＜0.0028D^1.68，则有： 

近底水质点运动轨道直径d₀可以用下式表示： 

d₀=λ/0.65                               （式6-8） 

沉积物开始运动的临界速度U_t可用下式来表示： 

$U_t^2=0.21{(d_0/D)}^{1/2}({\mathrm{\&rho;}}_S-\mathrm{\&rho;})\mathrm{gD}/\mathrm{\&rho;},D<0.5\mathrm{mm}$ （式6-9） 

$=0.46\mathrm{\&pi;}{(d_0/D)}^{1/4}({\mathrm{\&rho;}}_S-\mathrm{\&rho;})\mathrm{gD}/\mathrm{\&rho;},D\&GreaterEqual;0.5\mathrm{mm}$

式中：ρ为水介质的密度； 

ρ_s为沉积物的密度； 

g为重力加速度。 

相对于临界速度U_t，所对应的水波波长为L_t，其有如下关系： 

$L_t=\frac{\mathrm{\&pi;}{\mathrm{gd}}_0^2}{2U_t^2}$

Komar（1974）的研究表明：H_max=0.142×L_t

式中：H_max为最大波高 

在浅水区，Diem（1985）给出的经验公式为： 

h＝H/0.89 

式中：h即为沉积古湖泊深 

下面根据利用波痕来计算古湖泊深的公式，对大55井沙二段沉积中发育的符合计算条件的波痕进行沉积古湖泊深的计算。 

首先，根据公式6-8：d₀=λ/0.65（d₀为近底质点运动轨道直径；λ为波痕的波长）求出近底质点运动轨道直径d₀； 

再根据公式6-9： $U_t^2=0.21{(d_0/D)}^{1/2}({\mathrm{\&rho;}}_S-\mathrm{\&rho;})\mathrm{gD}/\mathrm{\&rho;},$ （D为沉积物颗粒直径；ρ为水介质的密度；ρ_s为沉积物的密度；g为重力加速度）求出启动沉积物的临界速度U_t； 

而临界速度U_t与其所对应的水波波长L_t之间有如公式6-10：  $L_t=\frac{\mathrm{\&pi;}{\mathrm{gd}}_0^2}{2U_t^2}$ 的关系； 

最后通过Komar和Diem分别给出的经验公式6-11：H_max=0.142×L_t（H_max为最大水波的波高）和经验公式⑤：在浅水区h＝H/0.89（h为沉积古湖泊深）可得出最终的沉积古湖泊深计算公式为： 

$h=0.072\&times;{\mathrm{\&lambda;}}^{1.5}{D}^{-0.5}\frac{\mathrm{\&rho;}}{{\mathrm{\&rho;}}_s-\mathrm{\&rho;}}$

式中：沉积古湖泊深h的单位为m，波痕的波长λ的单位为cm，沉积物颗粒直径D的单位为mm，水介质密度ρ的单位为g/cm³；沉积物的密度ρ_s的单位g/cm³。 

以上步骤可见，利用波痕经验法计算古湖泊水深十分繁难，且参数选取随意性大，另外还需远距离搬运沉积物进行测量，十分不便。 

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种测定古湖泊水深的方法，以解决上述的问题。 

为达上述目的，本发明实施例的技术方案具体是这样实现的： 

一种测定古湖泊水深的方法，包括： 

依据地质背景资料及地区地震信息，确定古湖泊所在位置及形态； 

在古湖泊中油气储集丰富的位置打出多个探井； 

对多个所述探井进行测井，获得多个所述探井的测井曲线； 

根据所述测井曲线、以及通过所述打探井得到的岩芯标本的岩芯资料，绘制所述古湖泊的沉积体系分布图，并得到所述古湖泊的所有不同类型的砂坝的厚度； 

将所述所有不同类型的砂坝中，每一种类型的砂坝中厚度最大的砂坝的厚度值进行求和，得到所述古湖泊水深。 

由上述技术方案可见，本发明实施的这种测定古湖泊水深的方法，采用在古湖泊所在位置打井、测井并获得多种测井曲线而后根据测井曲线得出砂坝单体厚度并最终对砂坝单体的厚度求和的方式得到古湖泊水深。 

利用本发明公开的方法测定古湖泊水深，无需计算搬运沉积物的数量，步骤较少，计算简单，解决了利用波痕经验公式法计算繁难的问题，且避免了波痕经验公式法的参数选取随意性大的问题。 

附图说明

图1示出了本发明的测定古湖泊水深的方法的流程图； 

图2示出了古湖泊各个类型的砂坝的示意图。 

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。 

本发明实施例提供一种测定古湖泊水深的方法，如图所示该方法包括如下步骤： 

一种测定古湖泊水深的方法，包括： 

步骤1依据地质背景资料及地区地震信息，确定古湖泊所在位置及形态； 

步骤2在古湖泊中油气储集丰富的位置打出多个探井； 

步骤3对多个所述探井进行测井，获得多个所述探井的测井曲线； 

步骤4根据所述测井曲线、以及通过所述打探井得到的岩芯标本的岩芯资料，绘制所述古湖泊的沉积体系分布图并得出所述古湖泊的所有不同类型的砂坝的厚度； 

步骤5将所述所有不同类型的砂坝中，每一种类型的砂坝中厚度最大的砂坝的厚度值进行求和，得到所述古湖泊水深。 

在上述的技术方案中，地质背景资料是古湖泊所在区域范围内的地质情况，包括地层，褶皱，断层，地球化学，地球物理等，地区地震信息指的是通过人工地震获得的区域内的地质底层信息等。依据以上的地质背景资料以及地震信息能够分析得到古湖泊的具体位置以及油气储藏丰富的位置，这种分析在本领域是普遍的做法。 

关于打探井：首先要对本地区进行构造地质研究，选择有利的盆地，分析盆地的地质年代，判断是否存在生油的岩层。然后，进行地震勘探，确定盆地的有利构造圈闭，在最有利的构造部位打探井。 

另，绘制沉积体系分布图以及依据测井曲线得到各个不同类型的砂坝的厚度在本领域也是惯常做法，本领域技术人员知道其绘制的步骤及计算的过程。 

由上述技术方案可见，本发明实施例的这种测定古湖泊水深的方法，采用在古湖泊所在位置打井、测井并获得多种测井曲线而后在沉积体系分布图上结合测井曲线读出砂坝单体厚度并最终对砂坝单体的厚度求和的方式得到古湖泊水深，步骤较少，计算简单，解决了利用波痕经验公式法计算繁难的问题。 

优选地，所述依据地质背景资料及地区地震信息，确定古湖泊所在位置及形态，包括： 

收集多个岩石标本，同时记录所收集的每一个岩石标本的地理坐标； 

对所述岩石标本进行分析，并从中挑选出沉积岩； 

将沉积岩所对应的地理坐标连结起来，形成范围，并与地震剖面信息中得出的地震相进行匹配，匹配后的范围即古湖泊所在位置。 

采取以上方法来确定古湖泊所在位置能够查明生油凹陷的位置，以利于后续在古湖泊所在位置进行打井及测井进而得到所述古湖泊水深。地震相是指沉积物在地震剖面图上所反映的主要特征的总和。 

优选地，所述根据所述测井曲线、以及通过所述打探井得到的岩芯标本的岩芯资料，绘制所述古湖泊的沉积体系分布图包括： 

搜集地质资料，所述地质资料包括所述岩芯资料、露头标本、古地理和古气候的资料； 

根据搜集的所述地质资料绘制岩相综合柱状图； 

根据岩相综合柱状图并结合测井曲线识别出砂坝类型； 

结合地质资料、地质沉积规律、岩相综合柱状图以及砂坝类型绘制砂坝的沉积分布图。 

关于岩芯可以从百度百科中检索到相关释义，关于岩相综合柱状图的制图方法以及相关的识图方法可以从相关教材中获得，例如中国矿业大学出版社出版的《地质制图与识图》一书中有相关介绍。 

采用搜集地质资料而后对其进行分析并根据分析结果进行岩相综合柱状图的绘制，再结合综合柱状图及测井曲线便能够识别出砂坝的类型，最后就能够根据砂坝类型以及岩相综合柱状图来绘制出砂坝的沉积分布图。 

优选地，所述砂坝包括： 

沿岸坝、近岸坝和远岸坝。 

通常的砂坝可以分为沿岸坝、近岸坝和远岸坝这几个基本类型。将砂坝这样进行分类相当于确定了砂坝的单体类型，便于后续进行古湖泊水深的计算。 

优选地，所述测井，包括： 

声波测井、电法测井、放射性测井及井温测井。 

利用以上的测井方法进行测井能够得到各种计算古湖泊水深所需的测井曲线。 

优选地，所述砂坝还包括风暴岩。 

有的地质沉积结构中还会包括风暴岩，在计算时也要一并包括进去，这样计算结果就更加准确。 

优选地，所述电法测井包括： 

自然电位测井、普通电阻率测井、侧向测井、感应测井和介电测井。 

采用上述的方法进行测井，方便找出地下沉积岩的位置，并方便从以上方法所得到的测井曲线上读出相关砂坝单体的厚度。 

优选地，所述放射性测井包括： 

自然伽马测井和自然伽马能谱测井。 

采用放射性测井便于从所得到的测井曲线中读出所测地点的地层密度从而方便判别沉积岩的类别。 

优选地，所述声波测井包括： 

声速测井、声幅测井、声波-中子测井和声波全波列测井。 

采用声速测井、声幅测井等方法进行测井 

声波在不同介质中传播时，速度、幅度及频率的变化等声学特性也不相同。声波测井就是利用岩石的这些声学性质来研究探井的地质剖面，判断固井质量。 

附：古湖泊水深的计算说明 

相序法定量计算古湖泊水深是根据滩坝的定义、沉积物的颜色、岩性组合、测井曲线和在湖盆中的分布位置就可以区分不同的滩坝，一期滩坝的形成就是一次古湖泊水深的变化。所以本书提出利用坝砂厚度来定量计算湖泊古湖泊水深，是定量恢复古湖泊水深研究的一种新方法。 

原理 

根据不同沉积动力带形成不同类型滩坝的原理，结合滩坝分布位置和滩坝厚度可以知道，在正常浪基面之上每个带内的单个砂坝的厚度相对于当时的古湖泊水深，即一期滩坝形成时期对应的准层序从开始到结束的厚度为当时形成这套滩坝的古湖泊水深。所以只要计算出各个带内的单个砂坝的厚度就可以计算出古湖泊水深。沿岸坝古湖泊水深即沿岸坝的厚度为H3，近岸坝古湖泊水深为近岸坝的坝高与沿岸坝的坝高之和即H3+H2，远岸坝古湖泊水深为沿岸坝、近岸坝、远岸坝的坝高之和即H3+H2+H1，同样道理风暴滩坝形成的古湖泊水深是风暴浪基面之上砂坝高度累加即H3+H2+H1+H0。 

也就是说如果古湖泊只有沿岸坝、近岸坝、远岸坝那么古湖泊的深度为：H3+H2+H1 

如果古湖泊不但有沿岸坝、近岸坝、远岸坝还有风暴成因的砂坝那么古湖泊的深度为：H3+H2+H1+H0。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种测定古湖泊水深的方法，其特征在于，包括：

依据地质背景资料及地区地震信息，确定古湖泊所在位置及形态；

在古湖泊中油气储集丰富的位置打出多个探井；

对多个所述探井进行测井，获得多个所述探井的测井曲线；

根据所述测井曲线、以及通过所述打出多个探井后得到的岩芯标本的岩芯资料，绘制所述古湖泊的沉积体系分布图，并得到所述古湖泊的所有不同类型的砂坝的厚度；

将所述所有不同类型的砂坝中，每一种类型的砂坝中厚度最大的砂坝的厚度值进行求和，得到所述古湖泊水深。

2.根据权利要求1所述的测定古湖泊水深的方法，其特征在于，依据地质背景资料及地区地震信息，确定古湖泊所在位置及形态，包括：

收集多个岩石标本，同时记录所收集的每一个岩石标本的地理坐标；

对所述岩石标本进行分析，并从中挑选出沉积岩；

将沉积岩所对应的地理坐标连结起来，形成范围，并与地震剖面信息中得出的地震相进行匹配，确定古湖泊所在位置。

3.根据权利要求1所述的测定古湖泊水深的方法，其特征在于，所述根据所述测井曲线、以及通过所述打探井得到的岩芯标本的岩芯资料，绘制所述古湖泊的沉积体系分布图，并得到所述古湖泊的所有不同类型的砂坝的厚度，包括：

搜集所述岩芯资料；

根据搜集的所述岩芯资料绘制岩相综合柱状图；

根据岩相综合柱状图并结合测井曲线识别出多个砂坝的类型；

结合岩芯资料、岩相综合柱状图以及砂坝的类型结合地质沉积规律绘制沉积体系分布图，计算出各个类型的多个砂坝的厚度，并在所述沉积体系分布图上标出所述古湖泊的所有不同类型的砂坝的位置、类型及厚度。

4.根据权利要求1所述的测定古湖泊水深的方法，其特征在于，所述砂坝的类型包括：

沿岸坝、近岸坝和远岸坝。

5.根据权利要求1所述的测定古湖泊水深的方法，其特征在于，所述测井，包括：

声波测井、电法测井、放射性测井及井温测井。

6.根据权利要求4所述的测定古湖泊水深的方法，其特征在于，所述砂坝的类型还包括风暴岩。

7.根据权利要求5所述的测定古湖泊水深的方法，其特征在于，所述电法测井包括：

自然电位测井、普通电阻率测井、侧向测井、感应测井和介电测井。

8.根据权利要求5所述的测定古湖泊水深的方法，其特征在于，所述放射性测井包括：

自然伽马测井和自然伽马能谱测井。

9.根据权利要求5所述的测定古湖泊水深的方法，其特征在于，所述声波测井包括：

声速测井、声幅测井、声波-中子测井和声波全波列测井。

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