CN107589470B - 小区域范围内岩溶古地貌恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小区域范围内岩溶古地貌恢复方法，属于油气勘探领域，该古地貌恢复方法系统、适用范围广、简便直观、可操作性强，同时还能区分出区域内的绝对地貌高地、盆地以及相对高地(如台地、残丘)、相对低地(如侵蚀沟槽、洼地)等。该小区域范围内岩溶古地貌恢复方法，包括如下步骤：选取恢复基准面；获取岩溶古地貌恢复数据；通过岩溶古地貌恢复数据进行岩溶古地貌的恢复；根据上述步骤的岩溶古地貌的恢复，生成岩溶古地貌平面图。

Description

小区域范围内岩溶古地貌恢复方法

技术领域

本发明涉及油气勘探领域，尤其涉及一种小区域范围内岩溶古地貌恢复方法。

背景技术

油气勘探实践已证实，风化壳岩溶型储层是碳酸盐岩油气重要的储集类型之一，已在塔里木、鄂尔多斯、四川、渤海湾等沉积盆地的古生界与元古界海相碳酸盐岩中发现了大量古风化壳岩溶型储层，并找到了塔河、轮南、靖边、威远、任丘等许多大型油气田。岩溶古地貌是风化、剥蚀、岩溶作用与多种地质条件综合作用的结果，不同地貌形态对岩溶储层的发育有较大的影响。所以，刻画古地貌单元及其分布规律对于预测、评价古岩溶储层分布以及油气富集规律具有十分重要的意义。

目前有关岩溶古地貌的研究报道较多，然而，越来越多勘探实践发现，大区域上的岩溶古地貌恢复对于现今精细的勘探工作意义不大，由于受图幅比例、分辨率等的限制，很难达到对小区域范围内精细勘探布署的需要。但对于小区域范围内的精细恢复而言，由于大区域上的地质背景往往缺乏对小区域上的精细刻画与约束，且过去对小区域范围内的古地貌恢复方法相对单一，一方面是恢复基准面不易选取，另一方面是忽视了单一恢复方法的局限性和多解性，譬如，残厚法中地层厚度小的区域通常解释为地层因抬升并强烈剥蚀的地貌高地，但实际上，同样可能是因为地貌低而被侵蚀形成的侵蚀槽地貌低地，这样极易影响地貌恢复的准确性。

虽然，目前也有相关古地貌恢复运用多种方法相结合，例如CN105740574A公开了一种古地貌剖面恢复方法，但现有方法所恢复的地貌只能识别区域内地貌的相对高低，而无法真正判别区域内的地貌高低究竟是绝对地貌高低还是相对地貌高低，从而影响了尤其是小区域范围内岩溶地貌及对应储集层的客观认识，如绝对地貌高地——岩溶高地往往地层剥蚀严重从而导致储集层保存不利，而相对地貌高地——岩溶台地、残丘则储集层往往发育较好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小区域范围内岩溶古地貌恢复方法，该古地貌恢复方法系统、适用范围广、简便直观、可操作性强，同时还能区分出区域内的绝对地貌高地、盆地以及相对高地(如台地、残丘)、相对低地(如侵蚀沟槽、洼地)等。

本发明提供了一种小区域范围内岩溶古地貌恢复方法，包括如下步骤：

1)选取恢复基准面

基于目标岩溶暴露面上下地层划分对比，对目标岩溶暴露面上下恢复基准面进行选取，暴露面上下恢复基准面为近等时界面，并在钻井、地震剖面或测井曲线特征上易于识别；

2)获取岩溶古地貌恢复数据

①获取暴露面之上印模地层厚度数据：通过暴露面对应深度减去暴露面之上恢复基准面对应深度，得到各井暴露面之上印模地层厚度h；

②获取暴露面之下残余地层厚度数据：通过暴露面之下恢复基准面对应深度减去暴露面对应深度，得到各井暴露面之下残余地层厚度H；

3)恢复岩溶古地貌

①对上述获得的印模地层厚度h与残余地层厚度H分别进行排序，分别计算出h与H的最大值与最小值的平均值，将大于该平均值的区域划分为高值域hmax，Hmax，小于该平均值的区域划分为低值域hmin，Hmin；

②将各井的印模地层厚度h与残余地层厚度H进行匹配，确定最高与最低的地貌端元：hmax与Hmax匹配指示地貌最低的岩溶盆地区域，hmin与Hmin匹配指示地貌最高的岩溶高地区域；

③划分盆地与高地之间的过渡型斜坡地貌单元，并进一步划分次一级地貌单元：hmax与Hmin匹配指示侵蚀沟槽或洼地；hmin与Hmax匹配指示台地或残丘；

4)根据步骤3)中岩溶古地貌的恢复，生成岩溶古地貌平面图。

作为优选技术方案，所述hmax与Hmin匹配指示侵蚀沟槽或洼地时，沟槽的地貌形态为长轴与短轴的比值远大于1，洼地的地貌形态为长轴与短轴的比值约等于1；所述hmin与Hmax匹配指示台地或残丘时，面积大指示台地，面积小指示残丘。

作为优选技术方案，所述步骤2)获取岩溶古地貌恢复数据中，若各井暴露面之上印模地层厚度h无法准确获取，则获取小区域范围内暴露面之下二维或三维地震反射时间厚度。

作为优选技术方案，所述步骤3)岩溶古地貌的恢复中，若各井暴露面之上印模地层厚度h无法准确获取，则以各井暴露面之下残余地层厚度H为主，以暴露面之下二维或三维地震反射时间厚度的变化趋势为约束；对残余地层缺失较重的Hmin区域，若地震剖面显示超覆特征，则指示岩溶地貌高地区；若地震剖面显示岩性相变特征，则指示侵蚀槽地貌低地区，且向上对应上覆地层的同沉积沉降与欠补偿充填。

与现有技术相比，本发明的积极和有益效果在于：

1、本发明将印模地层厚度h与残余地层厚度H恢复方法相结合，创造性的有效识别出小区域范围内地貌的绝对高低和相对高低，增强了对小区域古地貌的精准认识；

2、本发明针对印模地层厚度h无法准确获取的情况下，通过地震剖面时间厚度及特征的约束并辅助判断地貌的高低；

3、本发明的方法可直接用于岩溶古地貌恢复，进而应用于古岩溶储层成因机理、油气富集及成藏规律、有利区筛选及井位部署等众多方面。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的小区域范围内岩溶古地貌恢复方法的流程图；

图2为本发明的实施例1的印模地层厚度图；

图3是本发明的实施例1的残余地层厚度图；

图4是本发明的实施例2的残余地层厚度图；

图5是本发明的实施例2的地震反射剖面图。

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

本发明实施例提供了一种小区域范围内岩溶古地貌恢复方法，包括：

S1：选取恢复基准面

基于目标岩溶暴露面上下地层划分对比，对目标岩溶暴露面上下恢复基准面进行选取，暴露面上下恢复基准面为近等时界面，并在钻井、地震剖面或测井曲线特征上易于识别。

本步骤在对目标岩溶暴露面上下地层划分对比的基础上，对暴露面上下恢复基准面进行选取，选取时原则上恢复基准面为近等时界面，离暴露面越近越好，并在钻井、地震剖面或测井曲线特征上易于识别；一般而言，暴露面之下恢复基准面易于选取，而暴露面之上由于欠补偿沉积、同沉积断层或者地层剥蚀等的影响可能导致无法选取准确的恢复基准面；

S2：获取岩溶古地貌恢复数据

①获取暴露面之上印模地层厚度数据：通过暴露面对应深度减去暴露面之上恢复基准面对应深度，得到各井暴露面之上印模地层厚度h；

②获取暴露面之下残余地层厚度数据：通过暴露面之下恢复基准面对应深度减去暴露面对应深度，得到各井暴露面之下残余地层厚度H。

根据步骤S1恢复基准面的选取，暴露面之上的恢复基准面无法准确选取时，各井暴露面之上印模地层厚度h也难以获取。

此种情况下，作为优选的实施例，获取小区域范围内暴露面之下二维或三维地震反射时间厚度，以利于下一步岩溶古地貌的恢复。

S3：岩溶古地貌的恢复

①对上述获得的印模地层厚度h与残余地层厚度H分别进行排序，分别计算出h与H的最大值与最小值的平均值，将大于该平均值的区域划分为高值域hmax，Hmax，小于该平均值的区域划分为低值域hmin，Hmin；

②将各井的印模地层厚度h与残余地层厚度H进行匹配，确定最高与最低的地貌端元：hmax与Hmax匹配指示地貌最低的岩溶盆地区域，hmin与Hmin匹配指示地貌最高的岩溶高地区域；

③划分盆地与高地之间的过渡型斜坡地貌单元，并进一步划分次一级地貌单元：hmax与Hmin匹配指示侵蚀沟槽或洼地；hmin与Hmax匹配指示台地或残丘；

本步骤中，hmax与Hmin匹配指示侵蚀沟槽或洼地时，沟槽的地貌形态为长轴与短轴的比值远大于1，洼地的地貌形态为长轴与短轴的比值约等于1；hmin与Hmax匹配指示台地或残丘时，面积大指示台地，面积小指示残丘；此处面积的大小是根据图谱上的面积的相互对比而得，相对面积大的指示台地，相对面积小的指示残丘。

本步骤中，通过各井的印模地层厚度h与残余地层厚度H相结合，能够有效识别出小区域范围内地貌的绝对高低和相对高低，但是在优选的实施例中，若各井暴露面之上印模地层厚度h也难以获取，则将残余地层厚度H与暴露面之下二维或三维地震反射时间厚度相结合。

对残余地层缺失较重的Hmin区域，若地震剖面显示超覆特征，则指示岩溶地貌高地区；若地震剖面显示岩性相变特征，则指示侵蚀槽地貌低地区，且向上对应上覆地层的同沉积沉降与欠补偿充填。

S4：根据步骤S3中岩溶古地貌的恢复，生成岩溶古地貌平面图。

为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的小区域范围内岩溶古地貌恢复方法，以下将结合具体实施例进行说明。

实施例1

以鄂尔多斯盆地东北部奥陶系马家沟组顶部为研究对象，加里东运动使早古生代中奥陶世海退之后暴露地表的下古生界碳酸盐岩遭受了130Ma的风化剥蚀，形成了马家沟组顶部风化壳岩溶储层。

S1：选取恢复基准面

基于目标岩溶暴露面上下地层划分对比，对目标岩溶暴露面上下恢复基准面进行选取，暴露面上下恢复基准面为近等时界面，并在钻井、地震剖面或测井曲线特征上易于识别。

在对研究区马家沟组顶部不整合面上下地层划分对比以及沉积、构造认识的基础上，分别选取不整合面之上的本溪组顶面和不整合面之下的马五1亚段底面作为恢复基准面，首先两界面分别为研究区内离不整合面最近的上下两条近乎等时界面，其次两界面在研究区内特征鲜明，前者为一套煤线，在测井曲线上为横向可对比的GR高值，后者上部紧邻一套凝灰岩层，在测井曲线上同样为横向可对比的GR高值，易于识别；

S2：获取岩溶古地貌恢复数据

①获取不整合面之上印模地层厚度数据：通过不整合面对应深度减去本溪组顶面对应深度，得到各井不整合面之上印模地层厚度h；

②获取不整合面之下残余地层厚度数据：通过马五1亚段底面对应深度减去不整合面对应深度，得到各井不整合面之下残余地层厚度H；

S3：岩溶古地貌的恢复

①对上述获得的印模地层厚度h与残余地层厚度H分别进行排序，分别计算出h与H的最大值与最小值的平均值，将大于该平均值的区域划分为高值域hmax，Hmax，小于该平均值的区域划分为低值域hmin，Hmin。

通过对上述获得的印模地层厚度值与残余地层厚度值分别进行排序，计算出印模地层厚度的最大值(80m)与最小值(20m)的平均值50m，以及残余地层厚度的最大值(40m)与最小值(0m)的平均值20m，并将大于上述平均值的区域划分为高值域hmax(≥50m)，Hmax(≥20m)，小于上述平均值的区域划分为低值域hmin(≤50m)，Hmin(≤20m)。

②将各井的印模地层厚度h与残余地层厚度H进行匹配，确定最高与最低的地貌端元：hmax与Hmax匹配指示地貌最低的岩溶盆地区域，hmin与Hmin匹配指示地貌最高的岩溶高地区域。

将各井的印模地层厚度与残余地层厚度值进行匹配，首先确定是否存在hmax与Hmax以及hmin与Hmin匹配的井区，结果发现，研究区内不存在hmax(≥50m)与Hmax(≥20m)匹配的井区，表明不存在岩溶盆地，但研究区存在hmin(≤50m)与Hmin(≤20m)匹配的井区，并分布在研究区西北角，表明该区域为岩溶高地地貌，如图2、图3所示。

③划分盆地与高地之间的过渡型斜坡地貌单元，并进一步划分次一级地貌单元：hmax与Hmin匹配指示侵蚀沟槽或洼地；hmin与Hmax匹配指示台地或残丘。

在上述基础上，可划分出其余大片区域为过渡型斜坡地貌，总体为十分平坦的缓坡地形，并进一步划分并确定次一级地貌单元：hmax(≥50m)与Hmin(≤20m)匹配的井区十分发育，并呈现出5条近东西向的延展特征，表现为狭长的沟槽地貌形态；hmin(≤50m)与Hmax(≥20m)匹配的井区则主要发育在沟槽地貌之间，表现为西南角较大面积的台地以及零星分布的残丘特征，参见图2、图3。

S4：根据步骤S3中岩溶古地貌的恢复，生成岩溶古地貌平面图

在以上分析基础上，将研究区内同时满足h≤50m和H≤20m的井区划分为岩溶高地地貌，不满足该条件的井区划分为岩溶过渡斜坡地貌，并进一步将同时满足h≤50m和H≥20m的井区划分为岩溶台地或残丘次一级地貌单元，同时满足h≥50m和H≤20m的井区划分为岩溶沟槽次一级地貌单元，从而生成岩溶古地貌平面图，应用并指导古岩溶储层的勘探。

实施例2

以四川盆地西北部中二叠统茅口组为研究对象，东吴运动使茅口组顶部抬升地表遭受了近3Ma的风化剥蚀，形成了茅口组顶部风化壳岩溶储层。

S1：选取恢复基准面

基于目标岩溶暴露面上下地层划分对比，对目标岩溶暴露面上下恢复基准面进行选取，暴露面上下恢复基准面为近等时界面，并在钻井、地震剖面或测井曲线特征上易于识别。

在对研究区茅口组顶部不整合面上下地层进行划分对比以及沉积、构造认识的基础上发现，茅口组上部吴家坪组与长兴组均存在同沉积断裂引发的差异沉降与欠补偿沉积充填，因此在不整合面上部无法选取合适的恢复基准面；在不整合面之下，鉴于钻井资料有限，野外露头和地震剖面上很难准确识别与划分茅口组内幕地层，而茅口组底界面为一等时界面及岩性转换面，在测井、野外露头均易于识别，并且在地震剖面上对应一个连续性较好的强相位波峰，从而选取该界面作为不整合面之下的恢复基准面；

S2：获取岩溶古地貌恢复数据

获取不整合面之下残余地层厚度数据：通过井下茅口组底界面对应深度减去不整合面对应深度，以及对野外剖面茅口组真厚度的实测，得到各井下与露头不整合面之下残余地层厚度H；

获取小区域范围内暴露面之下二维或三维地震反射时间厚度。

S3：岩溶古地貌的恢复

①通过对上述获得的残余地层厚度值进行排序，计算出残余地层厚度的最大值(240m)与最小值(120m)的平均值180m，将大于上述平均值的区域划分为高值域Hmax(≥180m)，小于上述平均值的区域划分为低值域Hmin(≤180m)。

②若各井暴露面之上印模地层厚度h无法准确获取，则以各井暴露面之下残余地层厚度H为主，以暴露面之下二维或三维地震反射时间厚度的变化趋势为约束；对残余地层缺失较重的Hmin区域，若地震剖面显示超覆特征，则指示岩溶地貌高地区；若地震剖面显示岩性相变特征，则指示侵蚀槽地貌低地区，且向上对应上覆地层的同沉积沉降与欠补偿充填。

由于研究区内无法选取不整合面之上恢复基准面，因此仅能以残余地层厚度为依据并辅以地震反射时间厚度变化趋势进行约束。在对残余地层厚度值进行统计并绘图的基础上，参见图4，针对Hmin(≤180m)的区域发现，地震剖面上吴家坪沉积初期并未出现向高地超覆的特征，而是展示为岩性相变特征,参见图5，表明该区域并非是因为地貌高遭受剥蚀所致，而是地貌低遭受侵蚀的结果，进一步对同时满足Hmin(≤180m)且地震剖面上表现为岩性相变以及对应上覆地层为同沉积沉降与欠补偿充填的区域进行限定，结果确立了H≤160m的地层减薄带为吴家坪组沉积前的侵蚀槽地貌区域，且该区域在江油—广元、广元—旺苍分别呈北东向与北西向展布，并将研究区分割为梓潼—苍溪、旺苍东和剑阁北3个地层保存较好的地层增厚区。进一步结合盆地范围内岩溶盆地茅口组厚度300m以上，判断研究区既不存在岩溶盆地也不存在岩溶高地，侵蚀槽向周缘过渡为台地与残丘。

S4：根据步骤S3中岩溶古地貌的恢复，生成岩溶古地貌平面图

在以上分析基础上，将研究区整体划分为岩溶过渡斜坡地貌，并进一步将H≤160m的井区划分为侵蚀槽次一级地貌单元，H≥160m的井区则由侵蚀槽向周缘逐渐过渡为台地或残丘次一级地貌单元，从而生成岩溶古地貌平面图，应用并指导古岩溶储层的勘探。

Claims (4)

1.小区域范围内岩溶古地貌恢复方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)选取恢复基准面

基于目标岩溶暴露面上下地层划分对比，对目标岩溶暴露面上下恢复基准面进行选取，暴露面上下恢复基准面为近等时界面，并在钻井、地震剖面或测井曲线特征上易于识别；

2)获取岩溶古地貌恢复数据

①获取暴露面之上印模地层厚度数据：通过暴露面对应深度减去暴露面之上恢复基准面对应深度，得到各井暴露面之上印模地层厚度h；

②获取暴露面之下残余地层厚度数据：通过暴露面之下恢复基准面对应深度减去暴露面对应深度，得到各井暴露面之下残余地层厚度H；

3)恢复岩溶古地貌

①对上述获得的印模地层厚度h与残余地层厚度H分别进行排序，分别计算出h与H的最大值与最小值的平均值，将大于该平均值的区域划分为高值域hmax，Hmax，小于该平均值的区域划分为低值域hmin，Hmin；

②将各井的印模地层厚度h与残余地层厚度H进行匹配，确定最高与最低的地貌端元：hmax与Hmax匹配指示地貌最低的岩溶盆地区域，hmin与Hmin匹配指示地貌最高的岩溶高地区域；

③划分盆地与高地之间的过渡型斜坡地貌单元，并进一步划分次一级地貌单元：hmax与Hmin匹配指示侵蚀沟槽或洼地；hmin与Hmax匹配指示台地或残丘；

4)根据步骤3)中岩溶古地貌的恢复，生成岩溶古地貌平面图。

2.根据权利要求1所述的小区域范围内岩溶古地貌恢复方法，其特征在于，所述hmax与Hmin匹配指示侵蚀沟槽或洼地时，沟槽的地貌形态为长轴与短轴的比值远大于1，洼地的地貌形态为长轴与短轴的比值约等于1；所述hmin与Hmax匹配指示台地或残丘时，面积大指示台地，面积小指示残丘。

3.根据权利要求1或2所述的小区域范围内岩溶古地貌恢复方法，其特征在于，

所述步骤2)获取岩溶古地貌恢复数据中，若各井暴露面之上印模地层厚度h无法准确获取，则获取小区域范围内暴露面之下二维或三维地震反射时间厚度。

4.根据权利要求3所述的小区域范围内岩溶古地貌恢复方法，其特征在于，

所述步骤3)岩溶古地貌的恢复中，若各井暴露面之上印模地层厚度h无法准确获取，则以各井暴露面之下残余地层厚度H为主，以暴露面之下二维或三维地震反射时间厚度的变化趋势为约束；对残余地层缺失较重的Hmin区域，若地震剖面显示超覆特征，则指示岩溶地貌高地区；若地震剖面显示岩性相变特征，则指示侵蚀沟槽或洼地，且向上对应上覆地层的同沉积沉降与欠补偿充填。