CN106291695A - 地层剥蚀量计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地层剥蚀量计算方法，该方法包括：根据测井数据和地震数据标定井震时深，确定待计算区域地震层位；确定待计算区域的剥蚀地层界面及下伏完整地层的顶底界面；根据相邻层厚度比值及下伏层厚度计算上覆层沉积厚度；以及若计算值大于所述上覆层的残余层厚度，则超出部分为剥蚀厚度。通过上述技术方案，结合使用地震数据和测井数据，根据地质沉积规律利用相邻层厚度比值计算地层剥蚀量，计算结果可靠、井间连续性强。

Description

地层剥蚀量计算方法

技术领域

本发明涉及油气及煤层气地球物理勘探领域，具体地，涉及一种地层剥蚀量计算方法。

背景技术

在不同的沉积盆地中都存在由于广泛的地层抬升遭受剥蚀形成的不整合面。计算剥蚀量并恢复剥蚀前沉积古地貌对于研究沉积物的埋藏史、构造演化史和热史等具有重要的意义。特别是含油气盆地中，剥蚀量的计算对于古地貌的恢复更加至关重要。因为剥蚀量的大小、范围、剥蚀年代和时间间隔直接与油气的生成、运移、聚集和保存条件有关，是进行综合油气勘探以及资源定量评价的重要基础工作。

目前国内各个油田及研究机构往往根据实际资料的种类、数量以及勘探需求，选择合适的方法进行剥蚀量计算。比较常用的有基于测井资料(或数据)开展剥蚀量计算，例如中国地质大学刘景彦提出了用声波传播时间与深度关系的指数模型来计算剥蚀量。该方法同时考虑了声波在岩石基质中传播时间的物理范围和声波在地表的传播时间，从而在浅部和大深度上都能较好地反映地质真实和预测压实趋势，提高了剥蚀量估计。刘景彦应用这方法对东海西湖凹陷第三系地层作了压实趋势拟合和主要不整合面的剥蚀量计算，得出的东1井中新世末的T⁰ ₁界面剥蚀厚度达1750m(2000)。张海峰等人利用米氏旋回地层学方法获得的地层地质年龄、沉积速率作为沉积速率剥蚀量计算方法的参数，进行不整合剥蚀量的计算，计算出东营凹陷古近-新近系不整合的剥蚀量，所获得的结果与现有的地质认识吻合较好。米氏旋回剥蚀量计算方法除了几口关键控制井需要进行详细地层年龄确定以外，大部分井只需要测井数据就可以了，最大的优势是成本低廉易于计算，快速实现(2008)。宋明水基于烃源岩成熟度曲线在济阳凹陷区进行三叠纪地层近3000余米的地层剥蚀量恢复。在地温场的作用下，样品的镜质体反射率与埋深呈指数关系。依据大量的分析测试数据，宋明水拟合了济阳凹陷新生代成熟度曲线关系式，并根据济阳凹陷中、新生代古地温梯度、古地表温度的差异性，推算出中生代成熟度曲线关系式，为该地区分析、判断烃源岩的成熟度提供了参考依据。在此基础上，利用热史演化与构造升降的对应关系，利用镜质体反射率资料推算地层剥量的两种具体方法，并就济阳凹陷中生界与古生界不整合面的地层剥蚀量进行了实例分析。推算出发生于晚三叠世的印支运动造成了济阳凹陷区3000余米的地层剥蚀，从而得出济阳凹陷三叠纪地层的缺失不是沉积缺失，而是剥蚀缺失的认识(2004)。

基于测井资料进行剥蚀厚度恢复法最大的局限性在于测井资料的数量。而对于急需加强古构造、古沉积特征认识的勘探初级阶段，油田往往只有少量探井，从而在平面上只能依赖于后续的井间插值，更会严重影响到地层剥蚀量恢复的精度与可靠性。米氏旋回剥蚀量计算方法除了受上述测井资料制约以外，测井中米氏旋回的识别具有较大的主观性，依赖于方法使用者对区域的地质经验，因而不同的人运用该方往往会得出不同的结果，难以获得共识，因而所恢复的剥蚀量的可靠性也有待进一步的检验。基于成熟度曲线的剥蚀量计算的前提条件是剥蚀年代以后无热异常事件(如火山、岩浆活动)发生，应用具有一定的局限性。

针对上述问题，现有技术中尚无良好解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法，通过该方法能够对地层剥蚀量进行计算并克服在地层剥蚀量计算过程中的众多局限性。

为了实现上述目的，本发明提供一种地层剥蚀量计算方法，该方法包括：根据测井数据和地震数据标定井震时深，确定待计算区域地震层位；确定待计算区域的剥蚀地层界面及下伏完整地层的顶底界面；根据相邻层厚度比值及下伏层厚度计算上覆层沉积厚度；以及若计算值大于所述上覆层的残余层厚度，则超出部分为剥蚀厚度。

进一步地，若所述计算值小于或等于所述上覆层的残余层厚度，则所述上覆层未被剥蚀。

进一步地，该方法还包括：判断是否存在多套受剥蚀地层；以及当存在多套受剥蚀地层时，先计算先受剥蚀地层再依次计算后受剥蚀地层。

进一步地，所述先计算先受剥蚀地层再依次计算后受剥蚀地层的顺序为由深层至浅层。

进一步地，该方法还包括：基于地址数据确定待计算区域的剥蚀地层界面及下伏完整地层的顶底界面

进一步地，该方法还包括：在确定剥蚀地层界面及下伏完整地层的顶底界面后，计算所述剥蚀地层的最大厚度及下伏完整地层的厚度。

进一步地，该方法还包括：若待计算区域的全区均遭受剥蚀，则以所述地层区域最大残余厚度为基准，并按照以下等式来计算所述地层区域中各点的剥蚀量：

Δd_i＝D_i*λ₁-d_i

λ₁＝d_max/D

其中，D为所述地层区域残余厚度最大处的下伏层厚度，d_max为所述地层区域残余厚度最大的厚度，λ₁为比例系数，i表示所述地层区域中的任一点，D_i表示i点处的下伏层厚度，Δd_i表示i点处的剥蚀量，以及d_i表示i点处的残余厚度。

进一步地，该方法还包括：若待计算区域的部分遭受剥蚀，则以未剥蚀区域的地层厚度为基准，并按照以下等式来计算所述地层区域中各点的剥蚀量：

Δd_i＝D_i*λ_j-d_i

λ_j＝d_j/D_j

其中，D_j为所述地层区域下伏层厚度，d_j为所述未剥蚀区域的地层厚度厚度，λ_j为比例系数，i表示所述地层区域中的任一点，D_i表示i点处的下伏层厚度，Δd_i表示i点处的剥蚀量，以及d_i表示i点处的残余厚度。

通过上述技术方案，结合使用地震数据和测井数据，根据地质沉积规律利用相邻层厚度比值计算地层剥蚀量，计算结果可靠、井间连续性强。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施方式的地层剥蚀量计算方法流程图；

图2是剥蚀地层示意图；

图3是研究区T1地层剥蚀剩余厚度图；

图4是研究区T1地层剥蚀量图，其中图4(a)为剥蚀量平面分布图，图4(b)为剥蚀量统计直方图；

图5是T2地层至T0顶界面的剥蚀剩余厚度图；

图6是研究区T2地层局部剥蚀量图，其中图6(a)为剥蚀量平面分布图，图6(b)为剥蚀量统计直方图；

图7是T2地层局部的原始顶界面平面图；

图8是T2地层全区的原始顶界面平面图；以及

图9是基于地层对比法的剥蚀量计算方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是根据本发明实施方式的地层剥蚀量计算方法流程图。如图1所示，本发明提供的地层剥蚀量计算方法可以包括：S101，根据测井数据和地震数据标定井震时深，确定待计算区域地震层位；S102，确定待计算区域的剥蚀地层界面及下伏完整地层的顶底界面；S103，根据相邻层厚度比值及下伏层厚度计算上覆层沉积厚度；以及S104，若计算值大于所述上覆层的残余层厚度，则超出部分为剥蚀厚度。

通过上述技术方案，结合使用地震数据和测井数据，根据地质沉积规律利用相邻层厚度比值计算地层剥蚀量，计算结果可靠、井间连续性强。

上述步骤S104中，若所述计算值小于或等于所述上覆层的残余层厚度，则可以判断上覆层未被剥蚀。

一般情况下，地层会具有多套(即多层)的结构，因此，对受剥蚀地层的剥蚀量计算也要考虑多套的情况。在实施方式中，方法还可以包括：判断待计算区域是否存在多套受剥蚀地层；以及当存在多套受剥蚀地层时，先计算先受剥蚀地层再依次计算后受剥蚀地层。上述计算过程可以按照由深层至浅层的顺序进行。

在实施方式中，为了得到相邻层厚度的比值，方法还可以包括界面确定步骤，即，可以基于地址数据确定待计算区域的剥蚀地层界面及下伏完整地层的顶底界面；以及基于所确定的界面的厚度，在确定剥蚀地层界面及下伏完整地层的顶底界面后，计算所述剥蚀地层的最大厚度及下伏完整地层的厚度。如果将计算出的下伏完整地层厚度设为D，以及将目标地层剥蚀后残余厚度设为d(D以及d均为坐标x，y的变量)，则可以令比值λ＝d/D。

在获得比值后，具体的剥蚀计算可以根据待计算区域是否为全区剥蚀和局部剥蚀有所不同。

在实施方式中，若待计算区域的全区均遭受剥蚀，则可以以所述地层区域最大残余厚度为基准，并按照以下等式来计算所述地层区域中各点的剥蚀量：

Δd_i＝D_i*λ₁-d_i

λ₁＝d_max/D

其中，D为所述地层区域残余厚度最大处的下伏层厚度，d_max为所述地层区域残余厚度最大的厚度，λ₁为比例系数，i表示所述地层区域中的任一点，D_i表示i点处的下伏层厚度，Δd_i表示i点处的剥蚀量，以及d_i表示i点处的残余厚度。

在另一个实施方式中，若待计算区域的部分遭受剥蚀，则可以以未剥蚀区域的地层厚度为基准，并按照以下等式来计算所述地层区域中各点的剥蚀量：

Δd_i＝D_i*λ_j-d_i

λ_j＝d_j/D_j

其中，D_j为所述地层区域下伏层厚度，d_j为所述未剥蚀区域的地层厚度厚度，λ_j为比例系数，i表示所述地层区域中的任一点，D_i表示i点处的下伏层厚度，Δd_i表示i点处的剥蚀量，以及d_i表示i点处的残余厚度。

总结一下，本发明提供的地层剥蚀量计算方法可以通过以下几个主要步骤来实现(结合图9)：

(1)首先基于已有测井、地震数据，标定井震时深，完成全区地震层位追踪。再结合前期地质认识，确定剥蚀地层界面及下伏完整地层的顶底界面(假设目标地层剥蚀量为Δd)；

(2)计算下伏完整地层厚度D，以及目标地层剥蚀后残余厚度d(D以及d均为坐标x，y的变量)。令λ＝d/D；

(3)若研究区全区均遭受剥蚀，则以研究区残余厚度最大处(d_max)为剥蚀原点，设d_max处的坐标为x₀，y₀，则λ₁＝d_max/D(x₀，y₀)。以λ₁为基准计算全区剥蚀量Δd，具体公式为Δd_i＝D_i*λ₁-d_i(i代表全区中任一点，D_i、Δd、d_i分别表示某点处的下伏完整地层厚度、剥蚀厚度、残余厚度)；

(4)若研究区局部剥蚀，则通过未剥蚀地层厚度d_j，以及下伏地层D_j建立上下地层相关性函数λ_j(d_j、D_j、λ_j分布表示未剥蚀局部某点的目标地层厚度、下伏地层厚度及比值)。然后，基于λ_j进行计算剥蚀区的剥蚀量，具体公式为Δd_i＝D_i*λ_j-d_i；

(5)若多套地层均遭受剥蚀，则先计算最先遭受剥蚀地层，再依次计算后剥蚀地层，计算顺序为由深层至浅层。

下面结合图2-图8和一个具体实施方式对本发明的方法进一步说明。图2-图8示出了对新疆某油田的T1、T2两套地层的剥蚀量计算。

两套地层中T2在上，T1在下。T1下伏地层为T0，T0为一套完整未剥蚀地层，示意图如图2所示。

本研究区需要计算的剥蚀地层为两套，根据上述计算方法，首先计算最早剥蚀的地层，即下部地层T1。

首先进行井震时深标定，确定地震资料的T1、T2顶界面以及T0的顶底界面。开展全区的地震层位追踪，分别计算T1、T2地层顶界面至T0地层顶界面的厚度d1、d2以及T0地层厚度D，作为后续剥蚀量计算的依据。

从图2可以看出，T1地层全区遭受剥蚀。通过T1沿层全区对比分析，确定d1的最大处为剥蚀原点，如图3(图中圆点中心为剩余厚度最大处d1_max)所示；并计算该点的λ₁。

以λ₁为基准，根据公式Δd_i＝D_i*λ₁-d_i计算全区T1地层的剥蚀量，根据计算结果，全区平均剥蚀厚度45.62ms，最大剥蚀量150ms，如图4所示。

T2地层局部已经完全剥蚀殆尽。该地层剥蚀量计算先按照全区剥蚀方法来计算，确定剥蚀原点(见图5，其中图中圆点中心为剩余厚度最大处d1_max)。并计算出不包含完全剥蚀区域的局部剥蚀量，如图6所示。

根据图6计算出的局部剥蚀量，计算T2地层未剥蚀前的局部原始地层顶界面，如图7所示；

基于图7结果，假设T2地层北部缺失处为局部剥蚀，进行局部剥蚀量计算，补足完成全区古地貌图，即T2地层全区未剥蚀前顶界面，如图8所示。

本发明实施方式提供的地层剥蚀量计算方法将测井与地震数据相结合，通过测井与地震的时深标定来精确划分地震层位，地震数据的横向连续性特点来弥补测井的井间确实，全区地层厚度对比确定剥蚀原点，将被剥蚀地层与完整地层的对比，建立两者的相关性，来实现全区剥蚀量的快速计算。作为对比，常规的剥蚀量计算方法主要基于测井开展，受限于测井的分布于数量，无法实现井间的剥蚀量计算，并往往受限与热异常的特殊地质条件不具有普遍适用性。可见，本发明实施方式提供的地层剥蚀量计算方法，降低对地层特征、资料数量的依赖，减少地层剥蚀量计算过程中的主观性，因而适应性更强，结果更可靠；综合利用地震、测井、地质等资料实现全区剥蚀量整体计算，而非传统的井间插值，本发明提供的方法计算结果井间连续性更强，更符合地质沉积规律。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种地层剥蚀量计算方法，其特征在于，该方法包括：

根据测井数据和地震数据标定井震时深，确定待计算区域地震层位；

确定待计算区域的剥蚀地层界面及下伏完整地层的顶底界面；

根据相邻层厚度比值及下伏层厚度计算上覆层沉积厚度；以及

若计算值大于所述上覆层的残余层厚度，则超出部分为剥蚀厚度。

2.根据权利要求1所述的地层剥蚀量计算方法，其特征在于，若所述计算值小于或等于所述上覆层的残余层厚度，则所述上覆层未被剥蚀。

3.根据权利要求1所述的地层剥蚀量计算方法，其特征在于，该方法还包括：

判断是否存在多套受剥蚀地层；以及

当存在多套受剥蚀地层时，先计算先受剥蚀地层再依次计算后受剥蚀地层。

4.根据权利要求3所述的地层剥蚀量计算方法，其特征在于，所述先计算先受剥蚀地层再依次计算后受剥蚀地层的顺序为由深层至浅层。

5.根据权利要求1所述的地层剥蚀量计算方法，其特征在于，该方法还包括：基于地址数据确定待计算区域的剥蚀地层界面及下伏完整地层的顶底界面。

6.根据权利要求1所述的地层剥蚀量计算方法，其特征在于，该方法还包括：在确定剥蚀地层界面及下伏完整地层的顶底界面后，计算所述剥蚀地层的最大厚度及下伏完整地层的厚度。

7.根据权利要求5所述的地层剥蚀量计算方法，其特征在于，该方法还包括：

若待计算区域的全区均遭受剥蚀，则以所述地层区域最大残余厚度为基准，并按照以下等式来计算所述地层区域中各点的剥蚀量：

Δd_i＝D_i*λ₁-d_i

λ₁＝d_max/D

其中，D为所述地层区域残余厚度最大处的下伏层厚度，d_max为所述地层区域残余厚度最大的厚度，λ₁为比例系数，i表示所述地层区域中的任一点，D_i表示i点处的下伏层厚度，Δd_i表示i点处的剥蚀量，以及d_i表示i点处的残余厚度。

8.根据权利要求5所述的地层剥蚀量计算方法，其特征在于，该方法还包括：

若待计算区域的部分遭受剥蚀，则以未剥蚀区域的地层厚度为基准，并按照以下等式来计算所述地层区域中各点的剥蚀量：

Δd_i＝D_i*λ_j-d_i

λ_j＝d_j/D_j

其中，D_j为所述地层区域下伏层厚度，d_j为所述未剥蚀区域的地层厚度厚度，λ_j为比例系数，i表示所述地层区域中的任一点，D_i表示i点处的下伏层厚度，Δd_i表示i点处的剥蚀量，以及d_i表示i点处的残余厚度。