CN107490807A - 一种碎屑岩沉积微相的判别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碎屑岩沉积微相的判别方法，其整体步骤为：利用地震资料确定地层反射结构；利用自然电位曲线计算测井曲线形态；利用岩心资料分析层理构造；利用薄片资料确定粒度组合形式；综合地震、测井、岩心和薄片信息判别沉积微相。本发明从宏观到微观逐级提高地质分辨率，弥补了单一资料在沉积微相判别中所面临的局限性，能够更加准确地判别出沉积微相，为油气勘探开发提供技术支撑。

Description

一种碎屑岩沉积微相的判别方法

技术领域

本发明涉及一种判别方法，尤其涉及一种碎屑岩沉积微相的判别方法，属于石油勘探技术领域。

背景技术

沉积微相是指在亚相带范围内具有独特岩石结构、构造、厚度、韵律性等剖面上沉积特征及一定的平面配置规律的最小单元。随着勘探的深入，沉积微相判别工作成为岩性油气藏勘探的关键步骤之一。在判别沉积微相时，岩性、粒度、分选性、泥致含量、垂向序列、砂体的形态及分布等都是重要的成因标志。这些成因标志是各种沉积环境中水动力因素作用的结果，因此，常规的单一利用地震、测井和岩心资料进行沉积微相分析均具有一定的局限性，具体表现为：1)地震资料对于开展区域研究具有很大的优势行，但由于其纵横向分辨率小于目标体，研究结果相对粗略；2)测井资料短期旋回内井间对比难度大；3)岩心资料中所描述的沉积构造可能出现在不同的沉积微相中，增加了不确定性。因此，急需开发一种利用各资料所具有的特点对沉积微相进行综合判别的方法。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种碎屑岩沉积微相的判别方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种碎屑岩沉积微相的判别方法，其整体步骤为：

步骤一、利用地震资料确定地层反射结构；

步骤二、利用自然电位曲线计算测井曲线形态；

步骤三、利用岩心资料分析层理构造；

步骤四、利用薄片资料确定粒度组合形式；

步骤五、综合地震、测井、岩心和薄片信息判别沉积微相。

步骤一的具体方法为：

分别按照地震反射振幅、视频率和连续性特征将各属性划分为高、中、低三类；通过地震反射振幅、视频率和连续性将地震资料划分为27种不同的反射结构；根据地震反射结构把常见地震资料划分为杂乱反射型、空白反射型、三高反射型、向上增强型、向上减弱型这五种类型。

步骤二的具体步骤为：

Ⅰ、求累差：设判别按深度顺序共测取m个点的自然电位值，按照自然电位差值的正负性把自然电位划分为n个单元，各单元内的自然电位差值同为正值或同为负值，正负性相同的自然电位差值需被划分到同一单元内；根据自然电位差值计算该单元累差值；

Ⅱ、使用累差绝对值对自然电位曲线进行分段：通过自然电位累差值与自然电位最大值的比值对自然电位曲线进行分段，找出平直段部分和跳跃段部分；将平直段和跳跃段最大连续段划归各为一段，把测井曲线划分为数个平直段和和跳跃段组合；

Ⅲ、定量描述分段内SP曲线形态：通过累差值将分段内SP曲线分为八种组合类型，分为为箱型、平直型、漏斗型、钟型、漏斗型+箱型、钟型+箱型、漏斗型+钟型、钟型+漏斗型。

步骤三的具体方法为：

纹层是岩心中组成层理的最小单元，纹层内无肉眼可再分的层；层系是由相同或相似成分、结构、厚度和产状的纹层组合而成；根据岩心纹层与层系之间的关系，描述岩心层理构造。

步骤四的具体方法为：

Ⅰ、利用薄片资料获取粒度面积分布，将岩性粒度百分含量划分为悬浮搬运组分、跳跃搬运组分和滚动搬运组分；

Ⅱ、根据悬浮组分、跳跃组分和滚动组分的组合关系把薄片粒度特征划分为细粒型、风成沙丘型、底砾型、滩坝型、漫滩型、河道型和浊积型七种类型。

本发明从宏观到微观逐级提高地质分辨率，弥补了单一资料在沉积微相判别中所面临的局限性，能够更加准确地判别出沉积微相，为油气勘探开发提供技术支撑。

附图说明

图1为层理的基本组成图。

图2为层理解释图版一。

图3为层理解释图版二。

图4为实施例一沙一下层位对应地震反射特征图。

图5为实施例一沙一下层位对应SP曲线形态图。

图6为实施例一目的层段岩心薄片粒度特征图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种碎屑岩沉积微相的判别方法，其具体步骤为：

步骤一、利用地震资料确定地层反射类型：

分别按照地震反射振幅、视频率和连续性特征将各属性划分为三类：

(1)振幅＞1地震道为高振幅，1/3地震道＜振幅＜1地震道为中振幅，振幅＜1/3地震道为低振幅；

(2)主频＞50Hz为高频，30Hz＜主频＜50Hz为中频，主频＜30Hz为低频；

(3)连续性＞1叠加段为高连续，1/3叠加段＜连续性＜1叠加段为中续性，振幅＜1/3叠加段为不连续。

通过地震反射振幅、视频率和连续性将地震资料划分为27种不同的反射结构编号为A1～A9，B1～B9，C1～C9，如表1。

表1

根据地震反射结构可以把常见地震资料划分为以下五种类型：

1.杂乱反射型(C1、C4和C7)，此地震反射类型振幅较高，频率或高或低，表现为不连续行，其代表着不稳定的强水动力条件，与冲积扇、近岸水下扇、滑塌浊积体等沉积体系相关；

2.空白反射型(A1～A9)，此地震反射类型振幅偏低，近乎无同相轴，代表着相对稳定的沉积环境，与深湖-半深湖泥、碳酸盐潮坪、辫状河等沉积体系相关；

3.三高反射型(C9)，此地震反射类型表现为为高振幅、高频率和高连续性，代表着地震反射界面上下岩性差异大，岩性变化快，横向连续性好，与远岸水下扇、深水浊积砂体、薄煤层发育的滨湖沼泽等沉积体系相关；

4.向上增强型(A-B-C、B-C)，此地震反射类型下部反射较弱，由下而上地震反射逐渐增强，下部岩性均一，向上岩性差别逐渐增大，与湖平面相对下降所对应的进积相关，常见有进积三角洲、进积扇三角洲、进积辫状河三角洲等沉积体系；

5.向上减弱型(C-B-A、B-A)，此地震反射类型上部反射较弱，由下而上地震反射逐渐减弱，上部岩性较为均一，向下岩性差别逐渐增大，与湖平面相对上升所对应的退积相关，常见有退积三角洲、退积扇三角洲、退积辫状河三角洲等沉积体系。

步骤二、利用自然电位曲线计算测井曲线形态，具体分为以下步骤：

(1)求累差。设判别按深度顺序共测取m个点的自然电位值，每个点的自然电位值为X_i(i＝1,2，…m)，某点自然电位差值Δ_m＝X_m+1-X_m，按照自然电位差值的正负性把自然电位划分为n个单元，各单元内的自然电位差值同为正值或同为负值，正负性相同的自然电位差值需被划分到同一单元内。在第n个单元内，各自然电位差值按深度的浅深分别编号为Δ_n1,Δ_n2,…Δ_na，该单元累差值为

(2)使用累差绝对值对自然电位曲线进行分段。

使用自然电位累差值与自然电位最大值的比值αn对自然电位曲线进行分段，其中αn＝(δ_n)/(maxX_i)，αn小于0.1表示自然电位起伏小，属于平直段部分，αn大于0.1表示自然电位起伏大，属于跳跃段部分。将平直段和跳跃段最大连续段划归各为一段，这样就可以把测井曲线划分为数个平直段和和跳跃段组合，从下至上编号为A₁，A₂，…，A_p。

(3)定量描述分段内SP曲线形态。

A_p段内共包含有w个正累差值，某累差正值表示为A_pw，与累差正值上下相邻的累差负值分别表示为A_pw ⁺¹、A_pw ^-1，累差正值、累差上相邻负值、累差下相邻负值所对应的自然电位值分别为X_pw、X_pw ⁺¹、X_pw ^-1，一个累差正值A_pw对应着一个自然电位从大到小拐点，拐点处与相邻累差负值所对应的电阻率比值称之为幅度F_pw，F_pw＝2*X_pw/(X_pw ⁺¹+X_pw ^-1)。利用F_pw值将幅度划分为低幅度(F_pw＜1)、中幅度(1≤F_pw＜2)和高幅度(F_pw≥2)。

A_p段内包含的w个正累差值(w＝i＝1,2，…m)，所对应深度的自然电位值X_pw，令ΔX_pw＝(X_p(w+1)-X_pw)，d＝∣ΔX_p1∣+∣ΔX_p2∣+…∣ΔX_pw∣，d’＝ΔX_p1+ΔX_p2+…ΔX_pw，r＝(maxX_pw-minX_pw)，将SP曲线分为8种组合类型。

1.箱型：d<r且maxX_pw＞＞minX_pw；

2.平直型：d<r且maxX_pw-minX_pw趋于0；

3.漏斗型：d＝r且d’＜0；

4.钟型：d＝r且d’＞0；

5.漏斗型+箱型：r<d<2r且d’＜0；

6.钟型+箱型：r<d<2r且d’＞0；

7.漏斗型+钟型：d＝2r，且d’由下至上出现负正转变；

8.钟型+漏斗型：d＝2r，且d’由下至上出现正负转变；

当d＞2r，测井曲线组合特征复杂，沉积微相主要利用地震、岩心和薄片资料进行判定。

步骤三、利用岩心资料分析层理构造：

(1)岩心层理构造基本单元。

如图1所示，纹层(w)是岩心中组成层理的最小单元，纹层内无肉眼可再分的层。层系(Set)是由相同或相似成分、结构、厚度(d)和产状的纹层组合而成。图中ρ为曲率、β为交角、s为层系界面。

(2)根据岩心纹层与层系之间的关系，描述岩心层理构造。常见的30种层理，判别标准如下，如图2、图3所示。

1.水平层理：岩性为粉砂或泥岩，纹层之间相互平行，无明显层系界面，纹层厚度约为1～2mm。

2.平行层理：岩性为中砂岩或细砂岩纹层之间相互平行，无明显层系界面，纹层厚度约为1～2mm。

3.单组高角度下切板状交错层理：由一组层系组成，纹层之间曲率变化趋势相同，纹层与底界面交角趋于0°，纹层与顶界面交角大于15°。

4.单组高角度下截板状交错层理：由一组层系组成，纹层之间相互平行，纹层与顶底界面之间交角大于15°。

5.单组低角度下切板状交错层理：由一组层系组成，纹层之间曲率变化趋势相同，纹层与底界面交角趋于0°，纹层与顶界面交角小于15°。

6.单组低角度下截板状交错层理：由一组层系组成，纹层之间相互平行，纹层与顶底界面之间交角小于15°。

7.多组高角度下切板状交错层理：由两组或两组以上层系组成，纹层之间曲率变化趋势相同，纹层与底界面交角趋于0°，纹层与顶界面交角大于15°。

8.多组高角度下截板状交错层理：由两组或两组以上层系组成，纹层之间相互平行，纹层与顶底界面之间交角大于15°。

9.多组低角度下切板状交错层理：由两组或两组以上层系组成，纹层之间曲率变化趋势相同，纹层与底界面交角趋于0°，纹层与顶界面交角小于15°。

10.多组低角度下截板状交错层理：由两组或两组以上层系组成，纹层之间相互平行，纹层与顶底界面之间交角小于15°。

11.异心槽状交错层理：平行水流方向，层系之间彼此相交，纹层与层系斜交，纹层之间曲率变化趋势相似；垂直水流方向，层系界面呈弧形，纹层之间曲率变化趋势相似，纹层与层系界面相交。

12.同心等厚槽状交错层理：平行水流方向，层系之间彼此相交，纹层与层系斜交，纹层之间曲率变化趋势相似；垂直水流方向，层系界面呈弧形，纹层曲率相等，纹层之间厚度相等，纹层与层系界面平行。

13.同心不同厚槽状交错层理：平行水流方向，层系之间彼此相交，纹层与层系斜交，纹层之间曲率变化趋势相似；垂直水流方向，层系界面呈弧形，纹层曲率变化趋势相同，纹层厚度由槽中心向两端逐渐渐薄。

14.波状交错层理：层系界面呈曲线变化，上下界面平行或相交。在平行水流方向，纹层与层系界面相交；在垂直水流方向，纹层与层系界面大致平行或斜交。

15.羽状交错层理：纹层平直或向上弯曲，层系界面之间大致平行，层系界面上下纹层倾向相反。

16.冲洗交错层理：纹层和层系界面呈直线分布。平行水流方向，层系之间彼此相交，纹层与层系界面呈2°～10°锐角相交；垂直水流方向，层系内厚度均一，层系之间彼此平行，厚度可不相等。

17.丘状交错层理：层系呈宽缓波状，顶面外形呈圆丘状，纹层向四周倾斜，层系上部被侵蚀，纹层与层系底界面近乎平行，中部呈发散-收敛状，纹层倾角一般小于15°。

18.逆行沙丘交错层理：层系一般为透镜状，纹层倾角小于10°或与层系界面平行，低角度纹层出现在沙丘迁移方向。

19.同相位流水沙纹交错层理：无明显层系界面，纹层呈波状，垂向上同相位波峰连线垂直于顶底界面，无相位变化。

20.迁移相位流水沙纹交错层理(Ⅰ型)：无明显层系界面，纹层呈波状，垂向上同相位波峰连线与顶底界面斜交，出现相位水平迁移。

21.迁移相位流水沙纹交错层理(Ⅱ型)：纹层与层系界面均为波状，垂向上同相位波峰连线与顶底界面斜交，出现相位水平迁移。早期层系界面被后期层系侵蚀，早期层系仅留下背流面纹层，后期层系保存完好。

22.浪成沙纹交错层理：平行于波浪传播方向，由两组或两组以上层系组成，纹层之间曲率变化趋势相同，纹层与底界面曲率变化一致；垂直于波浪传播方向，层系上下界面大多相互平行，层系之间层低角度相交或平行，纹层与界面大致平行。

23.脉状层理：砂层呈不规则状连续分布，其间夹有少量不连续泥岩。

24.波状层理：砂泥间互，砂层呈对称或不对称波状平行于层面。

25.透镜状层理：砂岩呈透镜状分布于泥岩当中。

26.正常正向递变层理：颗粒向上逐渐变细，下部不含细颗粒，上部不含粗颗粒。

27.粗尾递变层理：颗粒向上呈变细趋势，由下至上粗颗粒逐渐减少，细颗粒逐渐增加，粗细颗粒上下均有分布。

28.潮汐韵律层理：纹层之间相互平行，纹层上下岩性不同，表现为泥岩与砂岩交替。

29.季节韵律层理：纹层之间相互平行，岩性成分单一，颜色呈现暗色与淡色交替。

30.均质层理：呈均匀状，内部无纹层。

步骤四、利用薄片资料确定粒度组合形式：

(1)利用薄片资料获取粒度面积分布，将岩性粒度百分含量划分为悬浮搬运组分φA、跳跃搬运组分φB和滚动搬运组分φC，其中：φA<0.1mm；0.1mm≤φB<1mm；φC＞2mm。

(2)根据悬浮组分、跳跃组分和滚动组分的组合关系把薄片粒度特征划分为细粒型、风成沙丘型、底砾型、滩坝型、漫滩型、河道型和浊积型七种类型。

1.细粒型：φA＞90％。

2.风成沙丘型：φB＞90％。

3.底砾型：φC＞90％。

4.滩坝型：50％＜φB＜95％；φA＜10％；0％＜φC＜50％。

5.漫滩型：65％＜φB＜95％；2＜φA＜35％；0＜φA＜5％。

6.河道型：0％＜φB＜30％；65＜φA＜95％。

7.浊积型：30％＜φA＜70％；0＜φB＜70％；0＜φC＜40％。

步骤五、综合地震、测井、岩心和薄片信息判别沉积微相：

利用所得的地震、测井、岩心和薄片参数，对照沉积微相综合判定表(表2)，综合确定判别沉积微相。

表2沉积微相综合判定表

本发明利用各资料所具有的特点，补充使用薄片资料，形成了“四相合一”的沉积微相判别方法，适用于陆相湖盆碎屑岩沉积微相判别，从而为沉积体系平面分布特征研究及储层预测提供技术支撑。

下面通过具体实施例对本发明做进一步的阐述：

实施例一：

1)利用地震资料确定地层反射类型；

某A井沙一下地层对应地震剖面主频为45Hz。如图4所示，在地震剖面上，该层可以细分出①、②、③3个小层，其振幅分别为1.5地震道、0.5地震道和0.8地震道，振幅连续性分别为1.3叠加段、0.25叠加段和0.4叠加段。地震反射至下而上表现为高振幅中频高联系(C6)、中振幅中频率不连续(B4)、中振幅中频率中连续(B5)，为向上减弱型地震反射结构。可初步解释为退积三角洲、退积扇三角洲、退积辫状河三角洲沉积体系或远岸水下扇沉积体系。

2)利用自然电位曲线计算测井曲线形态；

(1)利用公式Δm＝X_m+1-X_m(Δm为累差值；X_i(i＝1,2，…m)为每个点的自然电位值为)计算自然电位差值，该井沙一下SP曲线所包含的数据点较多，在这里利用曲线表达计算结果(图5)。以差值正负性变化为单元求得,该单元累差值为(Δ_n1,Δ_n2,…Δ_na每个单元内的累差)，并进一步求得累差绝对值。

(2)将自然电位累差值与自然电位最大值的比值αn小于0.1的连续段划分为3个平直段，平直段之间为跳跃段，至下而上分别编号为A₁、A₂、A₃、A₄和A₅。

(3)利用公式分别计算出A₁～A₅段内的d值、r值、d’值，结果如表3所示。通过判别公式得出：A₁段d<r且(maxX_pw-minX_pw)/maxX_p＜0.1，为平直型；A₂段r<d<2r且d’＜0，为漏斗型；A₃段d<r且(maxX_pw-minX_pw)/maxX_p＜0.1，为平直型；A₄段d<r且maxX_pw＞minX_pw*2，为箱型；A₅段d<r且(maxX_pw-minX_pw)/maxX_p＜0.1，为平直型。

表3某A井取经曲线形态判定参数表

分层单元	maxXpw	mixXpw	d	r	d’
						A5	26.67	19.01	4.1	7.63	-3.3
A4	74.28	21.213	11.63	53.06	0.5
						A3	28.89	20.2	3.4	8.69	-6.09
A2	77.12	18.41	64.57	58.71	1.05
						A1	25.42	21.61	1.5	3.811	-2.7

3)利用岩心资料分析层理构造；

该井目的层位岩心层理不发育或不清晰，岩心常见块状无层理中细砂岩沉积、岩性突变、泥岩碎块、同沉积变形、脉状层理及滑塌变形构造。该段岩心重力流控制，牵引流常见的层理结构少见。

4)利用薄片资料确定粒度组合形式；

利用薄片资料对目的层段进行粒度分析，薄片范围内粒度表现为混杂沉积状态，分选和磨圆较差(图6)。φA分布在30％～45％之间，φA分布在10％～50％之间，φA分布在20％～30％之间，为浊积型粒度分布。

5)综合地震、测井、岩心和薄片信息判别沉积微相。

该井目的层段地震资料具有向上减弱的反射结构，初步解释为退积三角洲、退积扇三角洲、退积辫状河三角洲沉积体系或远岸水下扇沉积体系，利用岩心和薄片进一步分析出该层段沉积相具有重力流沉积特征，排出该层段是退积三角洲、退积扇三角洲、退积辫状河三角洲沉积的可能性，综合判定为远岸水下扇沉积体系，箱形段和漏斗形对应为分支河道微相，指形对应为无水道浊积席状砂微相，平直段为深湖半深湖泥岩。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种碎屑岩沉积微相的判别方法，其特征在于：所述方法的整体步骤为：

步骤一、利用地震资料确定地层反射结构；

步骤二、利用自然电位曲线计算测井曲线形态；

步骤三、利用岩心资料分析层理构造；

步骤四、利用薄片资料确定粒度组合形式；

步骤五、综合地震、测井、岩心和薄片信息判别沉积微相。

2.根据权利要求1所述的碎屑岩沉积微相的判别方法，其特征在于：所述步骤一的具体方法为：

分别按照地震反射振幅、视频率和连续性特征将各属性划分为高、中、低三类；通过地震反射振幅、视频率和连续性将地震资料划分为27种不同的反射结构；根据地震反射结构把常见地震资料划分为杂乱反射型、空白反射型、三高反射型、向上增强型、向上减弱型这五种类型。

3.根据权利要求1所述的碎屑岩沉积微相的判别方法，其特征在于：所述步骤二的具体步骤为：

Ⅰ、求累差：设判别按深度顺序共测取m个点的自然电位值，按照自然电位差值的正负性把自然电位划分为n个单元，各单元内的自然电位差值同为正值或同为负值，正负性相同的自然电位差值需被划分到同一单元内；根据自然电位差值计算该单元累差值；

Ⅱ、使用累差绝对值对自然电位曲线进行分段：通过自然电位累差值与自然电位最大值的比值对自然电位曲线进行分段，找出平直段部分和跳跃段部分；将平直段和跳跃段最大连续段划归各为一段，把测井曲线划分为数个平直段和和跳跃段组合；

Ⅲ、定量描述分段内SP曲线形态：通过累差值将分段内SP曲线分为八种组合类型，分为为箱型、平直型、漏斗型、钟型、漏斗型+箱型、钟型+箱型、漏斗型+钟型、钟型+漏斗型。

4.根据权利要求1所述的碎屑岩沉积微相的判别方法，其特征在于：所述步骤三的具体方法为：

纹层是岩心中组成层理的最小单元，纹层内无肉眼可再分的层；层系是由相同或相似成分、结构、厚度和产状的纹层组合而成；根据岩心纹层与层系之间的关系，描述岩心层理构造。

5.根据权利要求1所述的碎屑岩沉积微相的判别方法，其特征在于：所述步骤四的具体方法为：

Ⅰ、利用薄片资料获取粒度面积分布，将岩性粒度百分含量划分为悬浮搬运组分、跳跃搬运组分和滚动搬运组分；

Ⅱ、根据悬浮组分、跳跃组分和滚动组分的组合关系把薄片粒度特征划分为细粒型、风成沙丘型、底砾型、滩坝型、漫滩型、河道型和浊积型七种类型。