CN104765966B

CN104765966B - 一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法及装置

Info

Publication number: CN104765966B
Application number: CN201510185547.8A
Authority: CN
Inventors: 姜在兴; 王俊辉; 张元福; 高艺
Original assignee: China University of Geosciences Beijing
Current assignee: China University of Geosciences Beijing
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2018-05-04
Anticipated expiration: 2035-04-17
Also published as: CN104765966A

Abstract

本发明提供了一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法及装置。所述方法包括：根据古沉积时期的沉积分布图，确定沿岸沙坝的分布范围，并绘制沿岸沙坝的连井剖面图；将连井剖面图的自然电位曲线划分为多个子单元；将多个子单元中符合标准曲线的子单元所对应的区域作为特定时期的沿岸沙坝，标准曲线是根据沿岸沙坝形成的水动力过程和岩相编码确定的；计算得出特定时期沿岸沙坝的厚度；对特定时期沿岸沙坝的厚度进行去压实校正，得出特定时期沿岸沙坝的原始厚度。本发明为准确地得到形成古湖泊沿岸沙坝时的古风力提供支持。

Description

一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法及装置

技术领域

本发明涉及古环境重建技术领域，具体而言，涉及一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法及装置。

背景技术

随着层序地层学、地震沉积学和精细沉积动力学的发展，各种沉积相类型、地层架构的研究已成为沉积学研究的热点。沿岸沙坝是发育于湖泊边缘地带较为重要的沉积砂体，是在湖浪或沿岸流的作用下，将邻近地区三角洲或其他近岸浅水砂体再搬运、沉积于滨浅湖地带，经过数百万年数千年的沉积埋藏，形成的沿岸沙坝现今已被埋藏至地下深处。由于其内部岩石发育有很多孔隙，能够储藏丰富的油气资源，是一类重要的储油层，因此，成为我国油气勘探领域研究的重点。关于沿岸沙坝的沉积特征和沉积模式已做了大量的研究，一般而言，通过对岩心观察、测井曲线分析，并结合古地理、古气候背景，确定研究区的各沉积相分布，得到沉积相分布图。目前，没有发现对于沿岸沙坝厚度研究的相关报道。

然而，由于沿岸沙坝的形成受到风浪作用的控制，对比于湖岸线处的砾质滩，沿岸沙坝远离岸线，容易保存下来而免遭剥蚀；沿岸沙坝的形成过程就是风浪与沉积物不断反馈的过程，并且最终沿岸沙坝的厚度与波浪大小会达到平衡状态，波浪大小限定了沿岸沙坝的厚度，即古风力与沿岸沙坝厚度紧密相关，利用沿岸沙坝原始厚度能够更加完整、准确地进行的古风力恢复。因此，准确地得出沿岸沙坝的原始沉积厚度是非常必要的。

通过上述分析可知，现有的技术方案目前没有包含针对古湖泊沿岸沙坝原始厚度测量方法的相关资料，因此，不能为准确地得到形成古湖泊沿岸沙坝时的古风力提供支持。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法及装置，用以解决由于目前没有古湖泊沿岸沙坝原始厚度测量方法的相关资料，而不能为准确得到形成古湖泊沿岸沙坝时的古风力提供支持的技术问题，以实现通过利用该发明提供的古湖泊沿岸沙坝原始厚度的测量方法得到原始厚度，进而为准确得到形成古湖泊沿岸沙坝时的古风力提供支持。

本发明实施例提供了一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法，包括：

根据古沉积时期的沉积分布图，确定沿岸沙坝的分布范围，并绘制所述沿岸沙坝的连井剖面图；

将所述连井剖面图中所述沿岸沙坝范围内每口井的自然电位曲线划分为多个子单元；

将所述多个子单元中符合标准曲线的子单元所对应的区域作为特定时期的沿岸沙坝，所述标准曲线是根据沿岸沙坝形成的水动力过程和岩相编码确定的；

计算得出所述特定时期沿岸沙坝的厚度；

对所述特定时期沿岸沙坝的厚度进行去压实校正，得出所述特定时期沿岸沙坝的原始厚度。

优选的，所述绘制所述沿岸沙坝的连井剖面图包括：

选择垂直于所述沿岸沙坝走向的井间拉线作为连井曲线，并得出所述连井曲线的剖面图。

优选的，所述计算得出所述特定时期沿岸沙坝的厚度包括：

根据自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离，计算得出所述特定时期沿岸沙坝的厚度。

优选的，所述根据自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离，计算得出所述特定时期沿岸沙坝的厚度包括：

当所述特定时期的沿岸沙坝只被一口单井打穿时，则将所述单井的自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离作为所述特定时期沿岸沙坝的厚度；

当所述特定时期的沿岸沙坝被至少二口单井打穿时，则将所述多个单井的自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离中最大值作为所述特定时期沿岸沙坝的厚度。

优选的，所述标准曲线是根据沿岸沙坝形成前、沿岸沙坝充分发育和沿岸沙坝发育终止后的状态形成的。

优选的，所述岩相编码是根据岩心粒度、沉积构造、水动力状态确定的。

优选的，本发明实施例提供了一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法还包括：

获取研究区的地质资料，所述地质资料包括岩心资料、录井资料、测井资料；

根据所述地质资料确定所述研究区的沉积相类型；

根据沉积相类型和预先获取的所述研究区的古地理、古气候背景，通过点线面分析，确定沉积相分布图。

本发明实施例还提供了一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量装置，包括：

绘制模块，用于根据古沉积时期的沉积分布图，确定沿岸沙坝的分布范围，并绘制所述沿岸沙坝的连井剖面图；

划分模块，用于将所述连井剖面图中所述沿岸沙坝范围内每口井的自然电位曲线划分为多个子单元；

识别模块，用于将所述多个子单元中符合标准曲线的子单元所对应的区域作为特定时期的沿岸沙坝，所述标准曲线是根据沿岸沙坝形成的水动力过程和岩相编码确定的；

计算模块，用于计算得出所述特定时期沿岸沙坝的厚度；

校正模块，用于对所述特定时期沿岸沙坝的厚度进行去压实校正，得出所述特定时期沿岸沙坝的原始厚度。

优选的，在上述装置中，所述计算模块包括：

距离计算单元，用于根据自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离，计算得出所述特定时期沿岸沙坝的厚度。

优选的，在上述装置中，所述计算模块还包括：

第一计算单元，用于当所述特定时期的沿岸沙坝只被一口单井打穿时，则将所述单井的自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离作为所述特定时期沿岸沙坝的厚度；

第二计算单元，用于当所述特定时期的沿岸沙坝被至少二口单井打穿时，则将所述多个单井的自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离中最大值作为所述特定时期沿岸沙坝的厚度。

本发明实施例提供的一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法及装置。通过根据古沉积时期的沉积分布图，确定沿岸沙坝的分布范围，并绘制所述沿岸沙坝的连井剖面图；将所述连井剖面图中所述沿岸沙坝范围内每口井的自然电位曲线划分为多个子单元；将所述多个子单元中符合标准曲线的子单元所对应的区域作为特定时期的沿岸沙坝，所述标准曲线是根据沿岸沙坝形成的水动力过程和岩相编码确定的；计算得出所述特定时期沿岸沙坝的厚度；对所述特定时期沿岸沙坝的厚度进行去压实校正，得出所述特定时期沿岸沙坝的原始厚度。从而，为准确地得到形成古湖泊沿岸沙坝时的古风力提供支持。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法的流程图；

图2示出了本发明实施例所提供的研究区沉积相分布图；

图3示出了本发明实施例所提供的沿岸沙坝分布范围示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的沿岸沙坝连井剖面示意图；

图5示出了本发明实施例所提供的沿岸沙坝水动力解释及标准曲线示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的基于沿岸沙坝厚度定量方法的古风力测量方法的流程图；

图7示出了本发明实施例所提供的沿岸沙坝的形成过程示意图；

图8示出了本发明实施例所提供的合田良实曲线；

图9示出了本发明实施例所提供的确定某一特定时期沿岸沙坝古风程的放射状线段示意图；

图10示出了本发明实施例所提供的有限风区条件下不同风程的深水波高与波浪周期关系图；

图11示出了本发明实施例所提供的一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，本发明实施例主要针对于湖泊边缘地带较为重要的沉积砂体，沿岸沙坝进一步研究。沿岸沙坝是滨岸带中的一个沉积微相，是在湖浪或沿岸流的作用下，将邻近地区的三角洲或其他近岸浅水砂体再搬运、沉积于滨浅湖地带，其形成受到风浪作用的控制，因此，沿岸沙坝的厚度与古风力密切相关。而且，古风力是古气候研究中的一个重要指标，对古环境重建具有重要意义，而古环境重建对于了解沉积盆地的沉积背景，进而指导石油勘探有重要作用，故确定沿岸沙坝的厚度是十分必要的，能为准确地计算形成古湖泊沿岸沙坝时的古风力提供支持。

本发明实施例中提供了一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法，如图1所示，该方法包括步骤S101-S105，具体如下：

步骤S101：根据古沉积时期的沉积分布图，确定沿岸沙坝的分布范围，并绘制所述沿岸沙坝的连井剖面图；

步骤S102：将所述连井剖面图中所述沿岸沙坝范围内每口井的自然电位曲线划分为多个子单元；

步骤S103：将所述多个子单元中符合标准曲线的子单元所对应的区域作为特定时期的沿岸沙坝，所述标准曲线是根据沿岸沙坝形成的水动力过程和岩相编码确定的；

步骤S104：计算得出所述特定时期沿岸沙坝的厚度；

步骤S105：对所述特定时期沿岸沙坝的厚度进行去压实校正，得出所述特定时期沿岸沙坝的原始厚度。

在步骤S101中提及的古沉积时期的沉积分布图是通过如下步骤得到的：

从油田资料库中获取研究区的地质资料，所述地质资料包括岩心资料、录井资料、测井资料；

根据所述地质资料确定所述研究区的沉积相类型，通过对单井的岩心资料进行观察与分析，并对测录井资料进行分析，经分析得到研究区主要发育的沉积相类型；

根据沉积相类型和预先获取的所述研究区的古地理、古气候背景，上述研究区的古地理、古气候资料是从已发表的文献中获取的，通过点线面分析，绘制沉积相分布图，其中点线面分析包括：首先进行点分析，即根据获取的地质资料对研究区的单井进行测井、录井分析及岩心岩性、结构分析；然后进行线分析，即对多口单井之间的剖面进行对比分析，确定沉积相分布格局；最后进行面分析，即结合研究区的古地理、古气候背景在研究平面内限定各种沉积相分布范围，进而得到该研究区的沉积分布图。

具体地，本发明实施例以东营凹陷博兴洼陷为例，如图2所示，该图示出东营凹陷博兴洼陷沙四上纯下亚段研究区沉积分布图，横纵坐标表示博兴洼陷的大地坐标。沉积相图指示了洼陷西侧发育两个三角洲，南侧发育砾质滩，洼陷中心发育两列东西走向的沿岸沙坝，由南向北分别为内沿岸沙坝与外沿岸沙坝，包围在砂质滩之中。需要说明的是，沉积分布图可能略有不同，如图2中该研究区主要发育三角洲、内沿岸沙坝、外沿岸沙坝、砾质滩、滩等沉积相类型，并在图中限定了各类沉积相的分布范围，图2中虚线内限定的是一个古沉积时期发育的沿岸沙坝，如图3所示，示出了此沿岸沙坝分布范围示意图，下面选取此沿岸沙坝作深入研究。

进一步的，在此沿岸沙坝内选择连井曲线，如图3中的单井F4、F143、G89、G891之间的拉线，并绘制出连井剖面图，如图4所示博兴洼陷沙四上纯下亚段外沿岸沙坝发育区连井剖面示意图。纵轴代表深度。该剖面大致为南北走向。共识别出24个外沿岸沙坝，即图中编号1-24所表示的沿岸沙坝。沿岸沙坝形态多具有南厚北薄的特点，并且向南延伸短，向北延伸长，指示古风向为偏北风。其中，连井剖面的选取原则是：在沿岸沙坝的中部，选择垂直于沿岸沙坝走向的连井剖面，由于沿岸沙坝是平行于岸线发育的，为了使剖面尽可能切割更多发育时期的沿岸沙坝，应选择垂直于沿岸沙坝走向的剖面以使用最短的拉线横切沿岸沙坝，而当选择斜交的方式选取连井剖面时，连井剖面范围大不易分析，因此，本发明实施例选择垂直于沿岸沙坝走向的剖面作为连井剖面。

由步骤S101确定研究区某一沿岸沙坝的连井剖面图后，接下来，需要对连井剖面中的测井、录井资料进行详细的分析，从而准确地识别出不同时期沿岸沙坝的数量及分布。

步骤S102是将步骤S101中确定的连井剖面图中所述沿岸沙坝范围内每口井的自然电位曲线划分为多个子单元；

需要说明的是，图4中所述沿岸沙坝范围内的井有：单井F4、F143、G89，对单井F4、F143、G89的自然电位曲线进行划分，偏离基线(即自然电位曲线左偏)一次即为一个子单元。

步骤S103：将所述多个子单元中符合标准曲线的子单元所对应的区域作为特定时期的沿岸沙坝，所述标准曲线(图5)是根据沿岸沙坝形成的水动力过程和岩相编码确定的；

具体地，步骤S103是将步骤S102划分的自然电位曲线的多个子单元与标准曲线进行对比分析，判断出与标准曲线的特征相符的子单元的自然电位曲线，进而确定步骤S102中确定的沿岸沙坝不同时期发育的沙坝的分布，因此，选取不同发育时期的沿岸沙坝，关键在于标准曲线的确定，为此本发明实施例首先制定了一套岩相编码，岩相编码包含沉积物颗粒粒度、沉积构造和水动力状态等信息，如表1所示，

表1岩相编码及其解释

需要说明的是，沿岸沙坝是在破浪的作用下沉积而形成，因此，一个完整的沿岸沙坝沉积相序代表了其沉积作用从开始到结束的演化旋回，其形成过程是：

(1)波浪在某一水深处破碎，受到离岸流与向岸流的作用，沉积物开始在破浪线附近聚集，此时水深较大，水动力能量较弱；

(2)沉积物继续在破浪线附近聚集、加积，水深逐渐变浅，使波能更加集中，水动力能量增强，这又进一步促进了沉积物在破浪线附近的聚集、加积；

(3)沙坝形态最终与破浪达到平衡状态，在坝顶达到了沉积基准面，波能最集中，水动力最强，使沉积物过路不留，远岸沙坝完全发育。

如上所述的是水深逐渐变浅的演化过程，因此，沿岸沙坝砂体在垂向上大多表现为向上变粗的反序。波浪作用过后，波能逐渐减弱，并逐渐过渡为风浪事件过后的悬浮沉积。

通过上面所述的，一个完整的沿岸沙坝顶、底界面均对应于水深突然增加的转换界面即湖泛面，在沉积记录中，湖泛面主要对应于岩相转换界面。这个旋回基本上反映了水深逐渐变浅的演化过程，因此，沿岸沙坝砂体在垂向上大多表现为向上变粗的反序，随后的向上变细的正序，表示了沿岸沙坝形成后波能逐渐减弱的水体环境，并逐渐过渡为风浪事件过后的悬浮沉积。

根据上述沿岸沙坝的形成过程，并结合对岩心资料的详细观察与描述，可以认为一个理想的完整沿岸沙坝从其形成前，到充分发育再到发育终止后，从底到顶的岩相组合应为：Fmh-Fm-Fsh-Fsl-Fsw-Fsr-Fsm-Sli-Sw-Sr-Sp-Sm-Sh-Sr-Fsr-Fsw-Fm，如图5中示出的标准曲线示意图，即一个理想的外沿岸沙坝垂向序列，横坐标表示沉积物粒度，纵坐标表示沙坝厚度，其中，

Fmh-Fm代表了静水环境中的悬浮沉积，沉积物特性为浅湖泥，此时水深最大，水动力最弱；

Fsh-Fsl-Fsw-Fsr-Fsm代表了水深开始变浅，此时波浪开始作用于湖底，处于波浪遇浅带，水动力相对较弱，主要为逐渐增强的波浪流态作用于粉砂质底床而形成，沉积物特性为浅湖粉砂；

Sli-Sw-Sr-Sp-Sm-Sh代表了水深进一步变浅，此时为沿岸沙坝形成的主要阶段，波浪破碎，主要为更强的波浪流态作用于砂质底床而形成；

Sh代表了最高流态，即沿岸沙坝的顶部，水深最浅；

Sr-Fsr-Fsw代表了沿岸沙坝形成完成后的湖泛面，水深开始增加，沿岸沙坝被埋藏保存下来，沉积物特性为浅湖粉砂；

Fm阶段代表了水深进一步增大，沉积物特性为为浅湖泥；

直至下一个类似的沉积旋回发生。

如图5所示的标准曲线示意图，上述的岩相组合表现在自然电位测井曲线上多为下部为漏斗形、上部转变为钟形的组合形态。

实际上，一个理想的外沿岸沙坝垂向序列，序列以沿岸沙坝为界可分为三个部分，由下到上依次为：

第一部分为沿岸沙坝形成前的沉积物，主要为浅湖泥(从下到上依次为Fmh-Fm)和浅湖粉砂(从下到上依次Fsh-Fsl-Fsw-Fsr-Fsm)，代表了沿岸沙坝形成之前水深逐渐变浅的沉积环境；

第二部分为沿岸沙坝的主体，从下到上的岩性依次为Sli-Sw-Sr-Sp-Sm-Sh，代表了沿岸沙坝形成的主要阶段，水深最浅；

第三部分为沿岸沙坝主体形成后的沉积物，水深开始加深，从下到上依次变为浅湖粉砂和浅湖泥。

需要说明的是，在实际情况中，如此完整的序列可能并不多见，也可能个别顺序上有所变动，但并不影响在连井剖面图中的测井自然电位曲线中，根据此标准曲线识别出不同时期发育完整的沿岸沙坝，图4中示出此沿岸沙坝24个时期发育完整的沙坝分布情况，即图中编号1-24所表示的沿岸沙坝。

步骤S104：计算得出所述特定时期沿岸沙坝的厚度；

结合步骤S103中识别的特定时期的沿岸沙坝，根据特定时期的沿岸沙坝所对应的子单元的自然电位曲线(SP曲线)的两个半幅点间的距离确定沿岸沙坝的厚度，从而计算得出特定时期沿岸沙坝的厚度，每个不同发育时期的沿岸沙坝厚度都可以通过此方式得出。

具体地，一个特定时期的沿岸沙坝是有一定的分布范围的，因此，当两口间距接近的井，可能打在同一个沿岸沙坝上，此时，如果认为两口井分别打到了不同的沿岸沙坝，会得出错误的沿岸沙坝数量和厚度，需要说明的是，每个沿岸沙坝总是靠岸一侧较厚，离岸一侧较薄。因此，需要确定沿岸沙坝在沉积分布图中的分布范围，在这个范围内选择垂直于沿岸沙坝走向(沿岸沙坝往往呈长条状分布)的连井剖面，进行连井剖面对比、分析，确定特定时期的沿岸沙坝被几口单井打穿，由此准确地获取特定时期沿岸沙坝的数量与每个特定时期沿岸沙坝的厚度。

当某一特定时期的沿岸沙坝只被一口单井打穿时(如图4中序号为5处发育的特定时期沿岸沙坝)，则将所述单井的自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离作为所述特定时期沿岸沙坝的厚度；

当某一特定时期的沿岸沙坝被至少二口单井打穿时(如图4中序号为1处发育的特定时期沿岸沙坝)，则将所述多个单井的自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离中最大值作为所述特定时期沿岸沙坝的厚度。

本发明实施例考虑到特定时期的沿岸沙坝分布在一口单井还是分布在至少二口单井的不同情况，并对不同情况进行分类讨论，提高了不同发育时期沿岸沙坝的数量和对应的厚度的准确度。

通过步骤S104得出了每个特定时期的沿岸沙坝的厚度之后，需对此厚度进行去压实校正，由此得出去压实后的沿岸沙坝厚度即其原始厚度。

首先，根据预先获取的单井资料，拟合砂泥岩压实方程。

已知地层孔隙度与埋深之间满足以下指数关系(郭秋麟等，1998)：

Φ＝Φ₀e^-ch， (1)；

其中公式(1)中：Φ为深度h处的孔隙度，Φ₀为h＝0时的地表孔隙度，C为压实系数，h为深度，其中，C与Φ₀都与岩性有关。求取压实系数，需要利用孔隙度数据拟合不同岩性的压实方程。实际应用中，泥岩压实系数最大，砂岩压实系数最小，碳酸盐岩介于两者之间，依泥质含量而定，泥质成分多则偏向泥岩，反之则偏向砂岩，煤系地层一般借用泥岩的压实系数，蒸发岩由于其沉积密度大、孔隙少，不易于压实，可视为无压实作用。

进行压实校正需要获得构成沿岸沙坝的岩性的初始孔隙度与特定埋深孔隙度。研究区的沿岸沙坝主要由砂岩与粉砂岩两类岩性组成，结合公式(1)中的压实方程，根据研究区实测孔隙度数据做出砂岩与粉砂岩两种岩性孔隙度随深度变化的关系曲线，分别得出砂岩、粉砂岩的压实方程与初始孔隙度，进而确定任一深度下砂岩与粉砂岩的孔隙度，假设在埋深过程中岩石骨架体积不变，就可以确定特定深度下的沿岸沙坝的原始厚度。

进一步的，根据上述得出的沿岸沙坝的原始厚度，进而确定形成此沿岸沙坝时的古风力，如图6所示，具体步骤如下：

步骤S601：根据预先获取的沿岸沙坝的基底坡度和沿岸沙坝的原始厚度，确定沿岸沙坝坝顶处的破浪水深；

首先需要说明的是，沿岸沙坝的主要形成过程(如图7所示)包括：风作用于湖泊会产生波浪，波浪在向岸传播过程中由于水深变浅会发生破碎，波浪的破碎导致沿岸沙坝的形成，即沉积物在破浪的扰动下，沉积物将自向岸和离岸的两个方向上向破浪线附近聚集、沉积(如图7中A所示)，进而形成沿岸沙坝(如图7中B所示)，最终沿岸沙坝形态与破浪达到平衡状态(如图7中C所示)。由此可知，沿岸沙坝的形成与破浪紧密相关，破浪的位置与大小直接影响着沿岸沙坝的位置与大小，如图7C中各参量的几何关系可知，

上述公式中，t是沿岸沙坝的原始厚度(m)，d_b是破浪水深即沿岸沙坝坝顶处水深(m)，d_t是沿岸沙坝向岸一侧凹槽的水深(m)，α是沿岸沙坝的基底坡度，θ是沿岸沙坝向岸一侧的坡度。

进一步的，根据Gallagher et al.(1998)和Thornton et al.(1996)文献可知，tanθ的理想值为0.63，并结合Otto(1912)、Keulegan(1948)和Evans(1940)等人的研究成果可知，沿岸沙坝向岸一侧凹槽的水深d_t与破浪水深即沿岸沙坝坝顶处水深d_b的比值约等于1.6，由此，公式(2)简化为：

t＝(0.6+0.95tanα)d_b， (3)

根据上述确定的沿岸沙坝的基底坡度α和沿岸沙坝的原始厚度t，并结合公式(3)可计算得到破浪水深即沿岸沙坝坝顶处水深d_b。

步骤S602是指利用步骤S601确定的破浪水深d_b，结合合田良实曲线，确定破浪波高H_b。

具体的，Goda(1970)曾根据几种海滩坡度的试验资料绘制成的经验曲线即合田良实曲线(如图8所示)，可以由破浪水深d_b确定破浪波高H_b。

在应用合田良实曲线之前，应当先获取研究区的地形坡度与古风程。下面以东营凹陷为例，简要介绍根据破浪水浪波高H_b的具体过程，由于古地貌恢复结果显示其基底坡度接近1/50，因此，应在合田良实曲线图8中选择1/50所对应的曲线，接下来需根据横坐标d_b/L₀来确定H_b/d_b，其中L₀为深水波波长，其可以通过合田良实曲线图8中右上角所示的公式L₀＝1.56T²，其中T为波浪周期(s)。对于有限风区，波浪周期T浮动范围与古风程有关。因此需要确定古风程，古风程是通过如下步骤确定的：

以沿岸沙坝的坝顶为起点，以古湖泊岸线为终点，以古风方向所在的直线为中线，在所述中线±45°范围内，逆风向以6°为间隔，绘制多条线段；

分别测量每条放射状线段在古风方向上的投影长度值；

将所述多条线段的投影长度值的算术平均值作为古风程。

需要说明的是，古风程是指古风吹过来的距离，因此应当在目标位置逆着风吹来的方向绘制绘制多条线段，进而确定古风程。

进一步的，古风方向是通过如下方式确定的：

根据所述沿岸沙坝的长轴的垂直线，确定古风方向所在范围，即可以确定古风方向与沿岸沙坝长轴的垂直线平行，但不能判断古风方向的朝向；

再根据所述沿岸沙坝的古风方向上的厚度和延伸长度，确定古风方向朝向；

具体的，沿岸沙坝的厚度和延伸长度与古风方向的朝向关系是：背风一侧(向岸一侧)厚且延伸短，而迎风一侧(离岸一侧)则薄且延伸长，由此可以确定古风方向朝向。

根据所述古风方向所在范围和所述古风方向朝向，确定古风方向。

例如，在东营凹陷地区中，如图9所示，以图2中虚线限定的沿岸沙坝中的单井F143处发育的特定时期的沿岸沙坝为例，图9中的15条发射状虚线线段中的中间一条为所述中线，然后分别测量这15条发射状虚线线段在中线上的投影长度，再对确定的15条发射状虚线线段的投影长度求取算术平均值即古风程，例如，经比例尺校正后，图9中所示的15条发射状虚线线段在中线上的投影长度分别为33382m、13858m、11935m、10830m、10090m、9729m、9243m、8221m、33857m、34104m、30282m、34485m、51161m、47913m、54289m，对它们进行算术平均，由此确定了单井F143处发育的特定时期的沿岸沙坝所对应的古风程为26225m，其他时期、其他井位处发育的沿岸沙坝所对应的古风程也通过上述方法得到。

需要说明的是，美国海岸工程研究中心(CERC)在1984年的文献中的有限风区条件下不同风程的深水波高与波浪周期关系图(如图10所示)，图中给出古风程分别为10km、20km、30km、50km、70km、100km时，深水区波高与波浪周期的关系，由于上述计算的到的古风程为26225m，因此选择古风程为30km所对应散点。

由图10可知30km的古风程所形成的波浪周期约在5s上下浮动，因此可以得到T≈5，求得L₀＝39。这样，在图8中，可以根据横坐标d_b/L₀来确定H_b/d_b，d_b是S601步骤中确定的，由此求得H_b。

步骤S603：根据破浪波高H_b和已知的波浪统计特征，确定深水区有效波高H_S；

具体的，根据波浪的统计特征可知，最大理论波高H_max是深水区有效波高H_S的两倍即H_max≈2H_S，而波浪在向岸传播的过程中，波高逐渐增大，在破浪位置波高达到最大，之后随着波能的消耗逐渐变小，因此根据合田良实曲线确定的破浪波高H_b，可近似为该时期波浪的最大波高即H_b≈H_max。

综上，破浪波高H_b近似地等于深水区有效波高H_S的2倍，即H_b≈2H_S

因此，利用步骤S602中得到的破浪波高H_b，可以确定深水区有效波高H_S。

步骤S604：根据古风程和深水区有效波高，结合有限风区水体的波浪预测公式，计算得到风压系数；

根据上述步骤S602中得到的古风程F和步骤S603中确定的深水区有效波高H_S，结合美国海岸工程研究中心(CERC)的一个相对简单的、应用于简单波况条件的有限风区水体的波浪预测公式，具体公式为：

其中，F为古风程(m)，H_s为深水区有效波高(m)，U_A为风压系数(m/s)。

由公式(4)，可以得到风压系数U_A。

步骤S605：根据风压系数和已知的风压系数和风速关系式，确定古风力风速；

进一步的，根据美国海岸工程研究中心(CERC)在1984年的文献中，风压系数U_A与风速U的关系式为：

U_A＝0.71U^1.23， (5)

其中，U_A为风压系数(m/s)，U为水面上方10m处的风速(m/s)。

需要说明的是，一般情况下，气象学中风速是指地面上10m处的风速，同样的，用水面上方10m处的风速表示古风风速。

本发明实施例通过对沿岸沙坝形成过程进行详细分析，引入一个沿岸沙坝的垂向序列作为标准曲线，标准曲线是利用沿岸沙坝形成的水动力过程和所对应的岩相编码确定的，表示一个理想的沿岸沙坝垂向序列，根据此标准曲线确定连井剖面图中不同时期发育的沙坝的分布，进而得到准确的沙坝数量和厚度，为准确地得到形成古湖泊沿岸沙坝时的古风力提供支持。

本发明实施例还提供了一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量装置，如图11所示，该装置的主要结构包括：

绘制模块1101，用于根据古沉积时期的沉积分布图，确定沿岸沙坝的分布范围，并绘制所述沿岸沙坝的连井剖面图；

划分模块1102，用于将所述连井剖面图中所述沿岸沙坝范围内每口井的自然电位曲线划分为多个子单元；

识别模块1103，用于将所述多个子单元中符合标准曲线的子单元所对应的区域作为特定时期的沿岸沙坝，所述标准曲线是根据沿岸沙坝形成的水动力过程和岩相编码确定的；

计算模块1104，用于计算得出所述特定时期沿岸沙坝的厚度；

校正模块1105，用于对所述特定时期沿岸沙坝的厚度进行去压实校正，得出所述特定时期沿岸沙坝的原始厚度。

进一步的，上述装置中，所述绘制模块1101包括：

选取单元，用于选择垂直于所述沿岸沙坝走向的井间拉线作为连井曲线；

剖面图确定单元，用于得出所述连井曲线的剖面图。

进一步的，上述装置中，所述计算模块1104包括：

进一步的，上述装置中，所述计算模块1104还包括：

进一步的，上述装置中，所述标准曲线是根据沿岸沙坝形成前、沿岸沙坝充分发育和沿岸沙坝发育终止后的状态形成的。

进一步的，上述装置中，所述岩相编码是根据岩心粒度、沉积构造、水动力解释确定的。

进一步的，上述装置中，还包括：

获取模块，用于获取研究区的地质资料，所述地质资料包括岩心资料、录井资料、测井资料；

第一确定模块，用于根据所述地质资料确定所述研究区的沉积相类型；

第二确定模块，用于根据沉积相类型和预先获取的所述研究区的古地理、古地貌背景，通过点线面分析，确定沉积相分布图。

本发明实施例中的装置通过对沿岸沙坝形成过程进行详细分析，引入一个沿岸沙坝的垂向序列作为标准曲线，根据此标准曲线确定连井剖面图中不同时期发育的沙坝的分布，进而得到准确的沙坝数量和厚度，为准确地得到形成古湖泊沿岸沙坝时的古风力提供支持。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法，其特征在于，包括：

根据自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离计算得出所述特定时期沿岸沙坝的厚度；

2.根据权利要求1所述的一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法，其特征在于，所述绘制所述沿岸沙坝的连井剖面图包括：

3.根据权利要求2所述的一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法，其特征在于，所述根据自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离，计算得出所述特定时期沿岸沙坝的厚度包括：

当所述特定时期的沿岸沙坝被至少二口单井打穿时，则将多个单井的自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离中最大值作为所述特定时期沿岸沙坝的厚度。

4.根据权利要求1所述的一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法，其特征在于，所述标准曲线是根据沿岸沙坝形成前、沿岸沙坝充分发育和沿岸沙坝发育终止后的状态形成的。

5.根据权利要求1所述的一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法，其特征在于，所述岩相编码是根据岩心粒度、沉积构造、水动力状态确定的。

6.根据权利要求1所述的一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量方法，其特征在于，还包括：

根据所述地质资料确定所述研究区的沉积相类型；

7.一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量装置，其特征在于，包括：

计算模块，用于根据自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离计算得出所述特定时期沿岸沙坝的厚度；

8.根据权利要求7所述的一种古湖泊中沿岸沙坝原始厚度的测量装置，其特征在于，所述计算模块还包括：

第二计算单元，用于当所述特定时期的沿岸沙坝被至少二口单井打穿时，则将多个单井的自然电位曲线的所述子单元的两个半幅点之间的距离中最大值作为所述特定时期沿岸沙坝的厚度。