CN105869060A - 一种细粒岩微细纹层分类方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种细粒岩微细纹层分类方法，主要包括用细粒沉积及细粒岩微细层精细刻画与微观定量表征方法，将纹层厚度、纹层属性、有机质纹层及纹层空间分布等定量参数统一在一个框架下，建立之间的相关关系，形成细粒沉积微细纹层评价系统。本发明综合运用定性和定量及多级旋回识别等多学科交叉的方法，结合高精度观察手段识别与判识技术方法、实验测试分析技术，对细粒沉积物类型、细粒微细纹层属性、厚度包括显微厚度、空间分布连续性等进行刻画，提出了主参数与辅助描述的分类方法，适用于非常规油气资源储集空间的科学评价。
Description
技术领域
本发明涉及非常规油气资源评价领域，具体涉及一种细粒岩微细纹层分类方法。
背景技术
细粒沉积与细粒岩沉积构造的研究是沉积学与沉积岩石学组成部分，但是以往人们划分过于粗略，没有提出一套定量的分类方法。细粒沉积岩虽然分布广泛，但由于粒度小、观察难度大，以及受超微观实验条件的限制，尤其是经历细粒岩的沉积成岩作用后，对其微细纹层成因及其形成过程等仍是沉积学界，乃至于地质学界研究薄弱领域。由于页岩油气资源的发现及勘探开发，细粒岩及细粒沉积的研究又赋予了新的内容和作用，首先在非常规油气地质研究中得到发展与应用，研究的精度要求已经远远高于传统的泥质岩岩石学。这只是在岩石学层面上的进展。但是，对于细粒岩相、细粒岩微细序列及结构构造，目前没有一种明确的架构。因此，细粒岩及细粒物质沉积成岩、微细纹层结构研究具有重要的科学意义和实际价值。
细粒沉积及细粒岩纹层及微细纹层分类的研究，涉及到细粒物质组成及组构的研究，即是细粒岩石学问题，与传统的沉积岩石学也有较大的区别，那就是细粒岩石学着眼于细粒矿物类型、组成，及其与非常过油气储集空间关系等科学问题的研究；又涉及到细粒物质排列组合及其空间分布状态的研究，难度很大，至今没有有关纹层及微细纹层分类方法提出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种细粒岩微细纹层分类方法。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种细粒岩微细纹层分类方法，步骤如下：
a对细粒沉积及细粒岩中的小型沉积构造信息进行收集、测量、划分和大类归类
细粒沉积及细粒岩中的小型构造很多，需要首先进行收集整理、测量，筛选，去伪存真，进行纹层、微细纹层大类归类和分析；
b细粒沉积及细粒岩纹层属性识别与分类
纹层属性是纹层分类的基础，属性是纹层所特有的特征，包括三个方面：
b1以刚性细粒物质为主的纹层及微细纹层；
b2混合层形成的纹层及微细纹层单位；
b3纹层单位是以有机质为主的纹层及微细纹层；
c对纹层类型进行逐一甄别、分类和测量
主要从以下两个方面进行甄别、分类和测量：
c1宏观分类，是指肉眼可以进行测量和甄别的纹层及微细纹层；
c2显微分类，即是借助显微镜进行更小级别的纹层甄别、分类和测量；
d对细粒沉积及细粒岩中的各种纹层的厚度进行测量与分类
纹层厚度是反映纹层特征及评价的关键数据，也是评价页岩油气储层特征的有用数据，从以下几个方面进行测量和分类：
d1对所观测和甄别的单个纹层厚度进行逐一测量和统计；
d2对于属性相同或相近的纹层归类为一种纹层组，并进行分别测量和统计；
d3对于总体上属性相同或相近，在空间上有一定分布规律或叠置形式的，划归为一种纹层序列进行测量和统计；
e对纹层形态特征进行识别与分类
纹层形态与纹层形成的成因有关，形态特征对于评价纹层的实际价值有重要作用，从以下几个方面进行描述和分类：
e1连续状纹层，即是在一定范围内纹层及微细纹层呈连续性分布，间断间隔较小，纹层厚度相对稳定；
e2间续状纹层，即是在一定范围内纹层及微细纹层呈间续性分布，有间断不连续，但总体上可以追踪，沿着一定方向和空间分布；
e3透镜状纹层，即是在一定范围内纹层及微细纹层呈透镜性分布，间断间隔很显著，纹层即是透镜体，但总体上还可以追踪，沿着一定方向和空间分布；
e4混合状纹层，即是纹层的物质组成是混合的，纹层的分布呈多样化，在空间上追踪可能是由连续过渡为不连续或透镜体；
f在上述工作基础上，确立纹层序列，建立微细纹层分类体系
纹层及微细纹层体系由以下构成：
f1纹层及微细纹层厚度为主的分类，即以厚度数据作为主线，进行厚度分类，辅以属性和物质的描述；
f2纹层及微细纹层属性为主的分类，即以属性特征进行分类，厚度作为辅助参数；
f3纹层及微细纹层特性物质排列的分类，即以物质特征进行分类，厚度作为辅助参数，属性作为描述内容；
f4纹层及微细纹层空间形态特征的分类，即以厚度、纹层间隔间距参数进行定量描述，辅以属性和物质特征的描述；
g综合指标分类及评价
在上述步骤的基础上，综合定性和定量分类归属和评价，最后做出分类方案。
上述细粒岩微细纹层分类方法中，所述纹层厚度定量描述如下：
①纹层：单个纹层厚度在1-5mm之间的＞50％；
②薄纹层：单个纹层厚度在0.1-1mm之间的＞50％；
③极薄纹层：单个纹层厚度在0.01-0.1mm之间的＞50％；
④较薄纹层：单个纹层厚度在1-5mm之间、在0.1-1mm之间、在0.01-0.1mm之间的均＜50％，且在0.1-1mm之间的＞在0.01-0.1mm之间的；
⑤较薄-极薄过渡纹层：单个纹层厚度在1-5mm之间、在0.1-1mm之间、在0.01-0.1mm之间的均＜50％，且在0.1-1mm之间的＜在0.01-0.1mm之间的。
上述细粒岩微细纹层分类方法中，所述纹层属性定量描述如下：
①砂纹层：粉砂级＞50％；
②含粉砂纹层：泥质＞50％；
③混层纹层：混层＞50％；
④混层-粉砂纹层：粉砂级＜50％、泥质＜50％、混层＜50％、粉砂级含量＞泥质含量；
⑤粉砂-混层纹层：粉砂级＜50％、泥质＜50％、混层＜50％、粉砂级含量＜泥质含量。
上述细粒岩微细纹层分类方法中，所述有机质纹层定量描述如下：
①有机质纹层：有机质含量＞50％、异质与基质之和＜50％；
②异质纹层：异质组分纹层＞50％、有机质与基质之和＜50％；
③基质纹层：基质＞50％、有机质与异质纹层之和＜50％，实际上是不明显纹层；
④有机质-异质纹层：异质纹层＜50％、有机质纹层＜50％、基质＜50％，且异质纹层＞基质；
⑤有机质-基质纹层：异质纹层＜50％、有机质纹层＜50％、基质＜50％，且基质＞异质纹层。
上述细粒岩微细纹层分类方法中，所述纹层空间分布状态定量评价如下：
①连续状纹层：异质组分连续分布＞50％；
②间续状纹层：不连续但层位稳定异质＞50％；
③透镜状纹层：不连续且层位不稳定异质＞50％；
④连续-间断状纹层：间续状纹层＜50％、连续状纹层＜50％、透镜状纹层＜50％，且间续状纹层＞透镜状纹层；
⑤连续-透镜状纹层：间续状纹层＜50％、连续状纹层＜50％、透镜状纹层＜50％，且间续状纹层＜透镜状纹层。
本发明的有益技术效果是：
本发明综合运用定性和定量及多级旋回识别等多学科交叉的方法，结合高精度观察手段识别与判识技术方法、实验测试分析技术，进行细粒沉积物类型、细粒微细纹层结构的精细刻画，获得微细纹层空间定量数据分类。
本发明具有以下优点：
(1)本发明首次就微细纹层厚度进行定量描述，提出定量分类方法；
(2)结合细粒物质组成宏观与微观描述，对纹层属性进行定量描述；
(3)特别指出特殊纹层介质如机质纹层定量描述的方法；
(4)综合运用宏观与微观方法及多级纹层旋回等多学科交叉融合方法，进行纹层空间分布状态的定量评价。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为纹层厚度定量分类示意图；
图2为纹层属性定量分类示意图；
图3为有机质纹层定量分类示意图；
图4为纹层空间分布状态定量示意图；
图5为细粒沉积及细粒岩微细纹层分类方法流程图；
图6为细粒沉积微细纹层评价系统示意图。
具体实施方式
本发明综合运用定性和定量及多级旋回识别等多学科交叉的方法，结合高精度观察手段、地球物理识别与判识技术方法、实验测试分析技术，进行细粒沉积物类型、细粒微细纹层刻画：
(1)沉积微细层精细刻画与微观定量表征方法
本发明首先从点上获得定量刻画数据，如采用野外、室内定量描述方法，精细测量微细分层的厚度、颗粒粒径、垂向分布及统计规律。
宏观刻画主要是：将岩石进行截面抛光，用标尺进行实际测量，对于小于1mm的纹层，利用毫米以下刻度标尺测量(图1)。
(2)进行样品的高倍显微岩矿分析和鉴定，按照新的细粒沉积岩分类法进行细粒沉积分类。在显微镜下，利用显微镜刻度标尺进行判读。
(3)纹层厚度定量描述，如图1所示：
①纹层：单个纹层厚度在1-5mm之间的＞50％；
②薄纹层：单个纹层厚度在0.1-1mm之间的＞50％；
③极薄纹层：单个纹层厚度在0.01-0.1mm之间的＞50％；
④较薄纹层：单个纹层厚度在1-5mm之间、在0.1-1mm之间、在0.01-0.1mm之间的均＜50％，且在0.1-1mm之间的＞在0.01-0.1mm之间的；
⑤较薄-极薄过渡纹层：单个纹层厚度在1-5mm之间、在0.1-1mm之间、在0.01-0.1mm之间的均＜50％，且在0.1-1mm之间的＜在0.01-0.1mm之间的。
(4)纹层属性定量分类
按照纹层所含不同物质属性特点，定量刻画纹层属性特征，如图2所示。
①砂纹层：粉砂级＞50％；
②含粉砂纹层：泥质＞50％；
③混层纹层：混层＞50％；
④混层-粉砂纹层：粉砂级＜50％、泥质＜50％、混层＜50％、粉砂级含量＞泥质含量；
⑤粉砂-混层纹层：粉砂级＜50％、泥质＜50％、混层＜50％、粉砂级含量＜泥质含量。
(5)有机质纹层定量评价
以有机质为主线，定量评价纹层类型及特征，如图3所示。
①有机质纹层：有机质含量＞50％、异质与基质之和＜50％；
②异质纹层：异质组分纹层＞50％、有机质与基质之和＜50％；
③基质纹层：基质＞50％、有机质与异质纹层之和＜50％，实际上是不明显纹层；
④有机质-异质纹层：异质纹层＜50％、有机质纹层＜50％、基质＜50％，且异质纹层＞基质；
⑤有机质-基质纹层：异质纹层＜50％、有机质纹层＜50％、基质＜50％，且基质＞异质纹层。
(6)纹层空间分布定量评价
按照纹层在空间分布的形态特征，定量评价和分类，如图4所示。
①续状纹层：异质组分连续分布＞50％；
②间续状纹层：不连续但层位稳定异质＞50％；
③透镜状纹层：不连续且层位不稳定异质＞50％；
④连续-间断状纹层：间续状纹层＜50％、连续状纹层＜50％、透镜状纹层＜50％，且间续状纹层＞透镜状纹层；
⑤连续-透镜状纹层：间续状纹层＜50％、连续状纹层＜50％、透镜状纹层＜50％，且间续状纹层＜透镜状纹层。
以下是本发明进行细粒沉积及细粒岩微细纹层分类的工作步骤，如图5所示：
a.对细粒沉积及细粒岩中的小型沉积构造信息进行收集、测量、划分和大类归类
细粒沉积及细粒岩中的小型构造很多，需要首先进行收集整理、测量，筛选，去伪存真，进行纹层、微细纹层大类归类和分析。
b.细粒沉积及细粒岩纹层属性识别与分类
纹层属性是纹层分类的基础，属性是纹层所特有的特征。包括三个方面：
b1.以刚性细粒物质为主的纹层及微细纹层，包括细小的石英颗粒、其他硬度较大矿物及岩屑物质；
b2.混合层形成的纹层及微细纹层单位，即纹层及微细纹层的主体是混合物质，各种物质所在比例相当；
b3.纹层单位是以有机质为主的纹层及微细纹层，有机质构成纹层及微细纹层是细粒沉积及细粒岩所特有的属性，特别是含煤地层中的纹层。
c.对纹层类型进行逐一甄别、分类和测量
主要从以下两个方面进行甄别、分类和测量：
c1.宏观分类，是指肉眼可以进行测量和甄别的纹层及微细纹层；
c2.显微分类，即是借助显微镜等仪器设备进行更小级别的纹层甄别、分类和测量。
d.对细粒沉积及细粒岩中的各种纹层的厚度进行测量与分类
纹层厚度是反映纹层特征及评价的关键数据，也是评价页岩油气储层特征的有用数据。从以下几个方面进行测量和分类：
d1.对所观测和甄别的单个纹层厚度进行逐一测量和统计；
d2.对于属性相同或相近的纹层归类为一种纹层组，并进行分别测量和统计；
d3.对于总体上属性相同或相近，在空间上有一定分布规律或叠置形式的，划归为一种纹层序列进行测量和统计。
e.对纹层形态特征进行识别与分类
纹层形态与纹层形成的成因有关，形态特征对于评价纹层的实际价值有重要作用。从以下几个方面进行描述和分类：
e1.连续状纹层，即是在一定范围内纹层及微细纹层呈连续性分布，间断间隔较小，纹层厚度相对稳定；
e2.间续状纹层，即是在一定范围内纹层及微细纹层呈间续性分布，有间断不连续，但总体上可以追踪，沿着一定方向和空间分布；
e3.透镜状纹层，即是在一定范围内纹层及微细纹层呈透镜性分布，间断间隔很显著，纹层即是透镜体，但总体上还可以追踪，沿着一定方向和空间分布；
e4.混合状纹层，即是纹层的物质组成是混合的，纹层的分布呈多样化，在空间上追踪可能是由连续过渡为不连续或透镜体。
f.在上述工作基础上，确立纹层序列，建立微细纹层分类体系
纹层及微细纹层体系由以下构成：
f1.纹层及微细纹层厚度为主的分类，即以厚度数据作为主线，进行厚度分类，辅以属性和物质的描述；
f2.纹层及微细纹层属性为主的分类，即以属性特征进行分类，厚度作为辅助参数；
f3.纹层及微细纹层特性物质排列的分类，即以物质特征进行分类，厚度作为辅助参数，属性作为描述内容；
f4.纹层及微细纹层空间形态特征的分类，即以厚度、纹层间隔间距参数进行定量描述，辅以属性和物质特征的描述。
g.综合指标分类及评价
在上述步骤的基础上，综合定性和定量分类归属和评价，最后做出分类方案。如表1和表2，表1为按空间形态划分微细纹层类型，包括显微纹层；表2为按属性及相关性划分微细纹层结构类型，包括显微纹层。
表1
表2
本发明涉及到一些关键术语，其中有的术语前人已经赋予了基本涵义，如“纹层”，本发明又赋予其新的内涵，具体说明如下：
a.“纹层”，是指地层学中地层划分的最小单位。从地层学与岩石学角度看，层、层理到纹层，宏观地层识别(成分、颜色、厚度、形态、结构与构造等)的最小单位是纹层。这里特指细粒沉积中的纹层。
b.“纹层组合”，这里是指具有特征相似或相近的一组纹层。
c.“纹层序列”，是指几个纹层组合在垂向上有规律的叠合现象。
d.“微细纹层”，是指其规模和厚度均小于传统纹层而尚能进行宏观识别的纹层。这是本发明的核心术语。
e.“显微纹层”，是指借助于显微镜识别的更小级别的纹层，可以进行其规模和厚度及成分的刻画，尚不属于岩石学(岩矿鉴定)范畴。
f.“细粒纹层”，是特指细粒沉积中的各种纹层。
g.“微细纹层评价系统”，是指对沉积纹层进行定量的、科学地评价的指标确定、分类、计算的系统，如图6，包括传统纹层、微细纹层和显微纹层等宏观可以测量的纹层，以及借助显微镜可以观测的更小级别的纹层。
本发明公开了一种细粒岩微细纹层分类方法，主要包括用细粒沉积及细粒岩微细层精细刻画与微观定量表征方法，将纹层厚度、纹层属性、有机质纹层及纹层空间分布等定量参数统一在一个框架下，建立之间的相关关系，形成细粒沉积微细纹层评价系统。本发明综合运用定性和定量及多级旋回识别等多学科交叉的方法，结合高精度观察手段识别与判识技术方法、实验测试分析技术，对细粒沉积物类型、细粒微细纹层属性、厚度包括显微厚度、空间分布连续性等进行刻画，提出了主参数与辅助描述的分类方法，适用于非常规油气资源储集空间的科学评价。
Claims (5)
1.一种细粒岩微细纹层分类方法，其特征在于步骤如下：
a对细粒沉积及细粒岩中的小型沉积构造信息进行收集、测量、划分和大类归类
细粒沉积及细粒岩中的小型构造很多，需要首先进行收集整理、测量，筛选，去伪存真，进行纹层、微细纹层大类归类和分析；
b细粒沉积及细粒岩纹层属性识别与分类
纹层属性是纹层分类的基础，属性是纹层所特有的特征，包括三个方面：
b1以刚性细粒物质为主的纹层及微细纹层；
b2混合层形成的纹层及微细纹层单位；
b3纹层单位是以有机质为主的纹层及微细纹层；
c对纹层类型进行逐一甄别、分类和测量
主要从以下两个方面进行甄别、分类和测量：
c1宏观分类，是指肉眼可以进行测量和甄别的纹层及微细纹层；
c2显微分类，即是借助显微镜进行更小级别的纹层甄别、分类和测量；
d对细粒沉积及细粒岩中的各种纹层的厚度进行测量与分类
纹层厚度是反映纹层特征及评价的关键数据，也是评价页岩油气储层特征的有用数据，从以下几个方面进行测量和分类：
d1对所观测和甄别的单个纹层厚度进行逐一测量和统计；
d2对于属性相同或相近的纹层归类为一种纹层组，并进行分别测量和统计；
d3对于总体上属性相同或相近，在空间上有一定分布规律或叠置形式的，划归为一种纹层序列进行测量和统计；
e对纹层形态特征进行识别与分类
纹层形态与纹层形成的成因有关，形态特征对于评价纹层的实际价值有重要作用，从以下几个方面进行描述和分类：
e1连续状纹层，即是在一定范围内纹层及微细纹层呈连续性分布，间断间隔较小，纹层厚度相对稳定；
e2间续状纹层，即是在一定范围内纹层及微细纹层呈间续性分布，有间断不连续，但总体上可以追踪，沿着一定方向和空间分布；
e3透镜状纹层，即是在一定范围内纹层及微细纹层呈透镜性分布，间断间隔很显著，纹层即是透镜体，但总体上还可以追踪，沿着一定方向和空间分布；
e4混合状纹层，即是纹层的物质组成是混合的，纹层的分布呈多样化，在空间上追踪可能是由连续过渡为不连续或透镜体；
f在上述工作基础上，确立纹层序列，建立微细纹层分类体系
纹层及微细纹层体系由以下构成：
f1纹层及微细纹层厚度为主的分类，即以厚度数据作为主线，进行厚度分类，辅以属性和物质的描述；
f2纹层及微细纹层属性为主的分类，即以属性特征进行分类，厚度作为辅助参数；
f3纹层及微细纹层特性物质排列的分类，即以物质特征进行分类，厚度作为辅助参数，属性作为描述内容；
f4纹层及微细纹层空间形态特征的分类，即以厚度、纹层间隔间距参数进行定量描述，辅以属性和物质特征的描述；
g综合指标分类及评价
在上述步骤的基础上，综合定性和定量分类归属和评价，最后做出分类方案。
2.根据权利要求1所述的一种细粒岩微细纹层分类方法，其特征在于，所述纹层厚度定量描述如下：
①纹层：单个纹层厚度在1-5mm之间的＞50％；
②薄纹层：单个纹层厚度在0.1-1mm之间的＞50％；
③极薄纹层：单个纹层厚度在0.01-0.1mm之间的＞50％；
④较薄纹层：单个纹层厚度在1-5mm之间、在0.1-1mm之间、在0.01-0.1mm之间的均＜50％，且在0.1-1mm之间的＞在0.01-0.1mm之间的；
⑤较薄-极薄过渡纹层：单个纹层厚度在1-5mm之间、在0.1-1mm之间、在0.01-0.1mm之间的均＜50％，且在0.1-1mm之间的＜在0.01-0.1mm之间的。
3.根据权利要求1所述的一种细粒岩微细纹层分类方法，其特征在于，所述纹层属性定量描述如下：
①砂纹层：粉砂级＞50％；
②含粉砂纹层：泥质＞50％；
③混层纹层：混层＞50％；
④混层-粉砂纹层：粉砂级＜50％、泥质＜50％、混层＜50％、粉砂级含量＞泥质含量；
⑤粉砂-混层纹层：粉砂级＜50％、泥质＜50％、混层＜50％、粉砂级含量＜泥质含量。
4.根据权利要求1所述的一种细粒岩微细纹层分类方法，其特征在于，所述有机质纹层定量描述如下：
①有机质纹层：有机质含量＞50％、异质与基质之和＜50％；
②异质纹层：异质组分纹层＞50％、有机质与基质之和＜50％；
③基质纹层：基质＞50％、有机质与异质纹层之和＜50％；
④有机质-异质纹层：异质纹层＜50％、有机质纹层＜50％、基质＜50％，且异质纹层＞基质；
⑤有机质-基质纹层：异质纹层＜50％、有机质纹层＜50％、基质＜50％，且基质＞异质纹层。
5.根据权利要求1所述的一种细粒岩微细纹层分类方法，其特征在于，所述纹层空间分布状态定量评价如下：
①连续状纹层：异质组分连续分布＞50％；
②间续状纹层：不连续但层位稳定异质＞50％；
③透镜状纹层：不连续且层位不稳定异质＞50％；
④连续-间断状纹层：间续状纹层＜50％、连续状纹层＜50％、透镜状纹层＜50％，且间续状纹层＞透镜状纹层；
⑤连续-透镜状纹层：间续状纹层＜50％、连续状纹层＜50％、透镜状纹层＜50％，且间续状纹层＜透镜状纹层。
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