CN107991702B - 正断层时序的简单精准判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种正断层时序的简单精准判定方法，该方法包括视厚度界面法F1和断距突变法F2；F1包括：步骤1：分析叠后地震资料品质；步骤2：解释划分区域地层骨架剖面；步骤3：描述划分断层两盘对应地层视厚度的等厚段与不等厚段；步骤4：组合出断层两盘对应地层视厚度的双层结构单元；步骤5：据双层结构单元的内界面确定出断层的时序关系。F2包括：步骤1～步骤2同F1；步骤3：自上而下划分断距变化突变点的深度与累计断距数据组；步骤4：以数据组作出断距与深度关系折线图；步骤5：据折线图的拐点确定出断层的时序关系。该发明方法克服了现有技术的诸多缺点，具有精准、简单、适用地质科技人员广泛的显著特征。

Description

正断层时序的简单精准判定方法

技术领域

本发明涉及油田勘探开发技术领域，具体是涉及到正断层时序的简单精准判定方法。

背景技术

断裂系统蕴藏与记录了盆地尤其是含油断陷盆地的发育、发生、发展与消亡并伴随油气成藏与保存等全过程的信息；如何认识并有效与定量描述出断层形成与演化(后续活动)的时序信息，对于盆地与区域基于其构造体系、沉积体系与成藏体系等研究基础上提升勘探开发效益等具有重要的理论与现实意义；一直以来国内地质与石油系统广泛常用的断层生长指数法，其时间窗口太宽可达数百万年，实际上并不是一个具体有效与精细确定断层形成与活动时间的实用与精准方法，因断层形成与活动时间特征应是“时间点而非时间段”；同时，其方法本身存在错误，如因沉积古地貌控制形成的楔状体被后期断层切割而两盘同样表现为有厚度差，按原法确定该楔状体沉积时断层应是活动的显然就是错误的；总之，基于地质构造、沉积学与层序等基础地质理论及发明者多年矿场勘探实践认识以及目前断裂系统研究与认识的局限性与疑问等表明，就我国东部油田层面与尺度范围内亦或国内对于广泛发育的各级序正断层的研究认识现状而言，目前还没有一个具体的科学、简单与精准的确定正断层形成时间点与后续活动时间点的方法。为此我们发明了一种正断层时序判定的简单精准的新方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种具有精准、简单、适用地质科技人员广泛的显著特征新的科学的正断层时序的简单精准判定方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：正断层时序的简单精准判定方法，该正断层时序的简单精准判定方法采用视厚度等厚与不等厚界面法，包括：步骤1：分析叠后地震资料品质；步骤2：解释划分区域地层骨架剖面；步骤3：描述划分断层两盘对应地层视厚度的等厚段与不等厚段；步骤4：组合出断层两盘对应地层视厚度的双层结构单元；步骤5：据双层结构单元的单元界面确定出断层的时序关系。

本发明的目的通过如下具体技术措施来实现：

在步骤1中，分析叠后地震资料品质，地震同向轴连续性较强、振幅中等以上；断层两盘断点、断面反射特征清楚，无空白反射区。

在步骤2中，对于研究区域与层段内地层发育的框架进行追综解释，确立地层发育的宏观层序特征，实现地震地层框架等时剖面的划分；对于我国东部油区其主力含油层系为第三系地层，解释划分出地震反射标志层即可；若地震相特征较差的则进一步细化地层骨架剖面。

在步骤3中，据步骤2确立的地层层序框架下，以具体断层为目标，沿垂直断层走向剖面，对断层断开的各层序段内的同向轴进行两盘对比，细化对比同向轴或地层到单个轴的基础上，即精细到地层的最小分辨率，按视厚度即两盘对应地层与断面相交的斜面长度划分出断层两盘对应地层视厚度的等厚段与不等厚段，自下而上即断层起止段等厚段分别用A0、A1、A2、A3……表示，不等厚用B0、B1、B2、B3……表示；自下而上其一般组合规律为A0/B0→A1/B1→A2/B2→A3/B3……，即完整的双层结构单元叠置演化模式；或A0/B0→B1→B2→B3……，即非完整的双层结构单元叠置演化模式。

在步骤4中，据步骤3确立的等厚段A0、A1、A2、A3……与不等厚段B0、B1、B2、B3……的基础上，自下而上等时组合形成双层结构单元，用M0、M1、M2、M3……表示。

在步骤5中，据步骤4确立的双层结构单元M0、M1、M2、M3……的基础上，自下而上各单元的双层界面即为该断层的时序，即断层形成期、活动Ⅰ期、活动Ⅱ期、活动Ⅲ期、活动Ⅳ期、活动Ⅴ期……。

本发明的目的也可通过如下技术措施来实现：正断层时序的简单精准判定方法，该正断层时序的简单精准判定方法采用断距突变法，包括：步骤1：分析叠后地震资料品质；步骤2：解释划分区域地层骨架剖面；步骤3：自上而下划分断距变化突变点的深度与累计断距数据组；步骤4：以深度与累计断距分别为横纵轴作断距与深度关系折线图；步骤5：据折线图的拐点自下而上确定出断层的时序关系。

本发明的目的还可通过如下具体技术措施来实现：

在步骤1中，分析叠后地震资料品质，地震同向轴连续性较强、振幅中等以上；断层两盘断点、断面反射特征清楚，无空白反射区。

在步骤2中，对于研究区域与层段内地层发育的框架进行追综解释，确立地层发育的宏观层序特征，实现地震地层的框架等时剖面的划分；对于我国东部油区其主力含油层系为第三系地层，解释划分出地震反射标志层即可；若地震相特征较差的则进一步细化地层骨架剖面。

在步骤3中，据步骤2确立的地层层序框架下，以具体断层为目标，对断层断开的各层序段内的同向轴进行两盘对比，细化对比同向轴或地层到单个轴的基础上，即精细到地层的最小分辨单元；然后自断层终点即顶面开始向下寻找两盘断距随地层厚度变化率最大的突变点，记录突变点的深度与垂向累计断距数据组用S6、S5、S4、S3、S2、S1、S0表示。

在步骤4中，据步骤3确立的数据组基础上，以深度为横轴、累计断距为纵轴作出数据组散点图，连接各散点成折线图；该折线图分为两种基本类型，即楼梯状与斜梯状。

在步骤5中，以步骤4折线图为基础，自下而上，折线的拐点即为该断层的时序，即对应断层形成期、活动Ⅰ期、活动Ⅱ期、活动Ⅲ期、活动Ⅳ期、活动Ⅴ期……。

本发明中的正断层时序的简单精准判定方法，涉及石油地质构造与沉积层序等方面的基础理论，特别涉及我国东部主要含油层系油气田的正断层形成时间及后续活动时间的一种简单、精准的划分与确定方法。克服了现有研究认识技术的局限性与缺点，与现有技术相比，该发明方法具有精准、简单、适用地质科技人员广泛的显著特征。该发明方法理论意义突出：首次提出与创立正断层形成与演化的“双层结构单元”的新观点、提出了计算断层有效生长指数的观点与方法、更新了传统中关于断层属性认识(沉积与非沉积)的旧观点、为有关断层切割关系的传统分析与认识的正确性提供了判别依据、为实现断层四维特征描述提供了理论支撑、提升断层控砂控源与控藏的认识；此外，其矿场意义应用初步总结为如下方面：准确标定地堑的形成时间提升矿场沉积特征研究水平、准确标定断垒的形成时间、断层两盘砂体厚度变化预测、断块区封堵性评价与目标优选、矿场有关失利井原因分析如是否为切藏断层后期活动影响等等。

附图说明

图1为本发明的一该发明的理论基础之一：正断层“双层结构单元”发育模式图；

图2为本发明的一该发明的理论基础之二：完整“双层结构单元”叠置演化图谱；

图3为本发明的一该发明的理论基础之三：非完整“双层结构单元”叠置演化图谱；

图4为本发明的正断层时序的简单精准判定方法的一具体实施方式的流程图；

图5为本发明的正断层时序的简单精准判定方法的另一具体实施方式的流程图；

图6为本发明的一具体实施例中完整“双层结构单元“演化模式的断距与深度关系折线图；

图7为本发明的一具体实施例中非完整“双层单元”演化模式断距与深度关系折曲线。

具体实施方式

为使本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施方式并配合附图所示，分别作详细说明如下。

本发明的正断层时序的简单精准判定方法，其理论基础如下：

基于构造地质学、沉积学与层序地层学等观点及矿场实践，发明人认为断层形成与其后续活动时间上应对应“时间点而非时间段”，即每次断层形成与后续活动时间非常短暂。

同时，发明者提出“双层结构”模式是正断层形成与演化的基本单元的全新观点；其形成机制为沉积体在重力驱动与地震等诱导因素作用下突发断脱形成盆倾块体，该断开的块体形成盆倾断层“双层结构单元”的底层(称为A0层、为等厚层)，同时在其沉积顶面或古地面形成一断阶古地貌，该断阶经后续沉积充填直至断阶填平，由此原断阶填平段形成盆倾断层(正断层)“双层结构单元”的顶层(称为B0层、为非等厚层)；至此盆倾断层基本构成单元—完整的“双层结构”单元发育完成，称为初始单元或M0单元，该“双层结构单元”时序为：非同生层(底层A0、等厚层)→断层形成→同生层(顶层B0、非等厚层)，见附图1。

实际剖面观察到的正断层其规模大小、断面特征与地层厚度等等各异，发明者认为其应为以“双层结构”的完整单元或不完整单元经后续断层不同期次与强度的活动而形成的叠置特征，见附图2、附图3，其最终演化结果即为呈凹型断面的“犁式结构”特征的断层，常见的如所谓我国东部第三系的“通天”沉积断层等等。

由此，断层两盘等时地层厚度对应关系分为：等厚层(用A0、A1、A2、A3……表示)与不等厚层(用B0、B1、B2、B3……表示)两种类型，其中等厚类型细分为真厚度相等及真厚度不相等但其视厚度相等两种，为沉积时古地貌坡度差异所致，与断层无关；不等厚类型指断面视厚度不相等，显然其真厚度自然也就不相等，其为地层沉积之前的断阶控制影响所致，与断层相关。这种断层面两边对应地层厚度的等厚与不等厚呈组合关系，发明人称之为正断层“双层结构单元”，断层初期形成的单元称为初始单元(M0)，见附图1；后续活动形成的单元称为活动单元(M1、M2、M3……)，又可分为完整与非完整两种双层结构单元，见附图2、3。这种正断层两盘对应地层厚度的“等厚与不等厚”组合特征关系在我国东部中新生代断陷盆地中普遍存在，实际矿场与野外油气勘探开发工作中见到的地震剖面与地质剖面的正断层，正是以“双层结构单元”为基础历经不同演化阶段的展现。

综上，这种断层两盘对应地层视厚度的等厚与不等厚之间的界面就是断层形成或后续活动的时间界面；由此利用地震剖面，划分描述出“双层结构单元”，自下而上各单元双层结构的界面分别对应该正断层的形成时间与后续活动时间；这就是“正断层时序的简单精准判定方法”的理论基础。

该“正断层时序的简单精准判定方法”，包括2种方法：方法一“视厚度等厚与不等厚界面法”(F1)、方法二“断距突变法”(F2)。

方法一“视厚度等厚与不等厚界面法”-F1，如图4所示，步骤如下：

步骤1：分析叠后地震资料品质，具体方法如下：

地震同向轴连续性较强、振幅中等以上；断层两盘断点、断面反射特征清楚，无空白反射区等。

步骤2：解释划分区域地层骨架剖面，具体方法如下：

对于研究区域与层段内地层发育的框架进行追综解释，确立地层发育的宏观层序特征，实现地震地层的框架等时剖面的划分等；对于我国东部油区其主力含油层系为第三系地层，一般解释划分出地震反射标志层即可；当然，若地震相特征较差的可进一步细化地层骨架剖面。

步骤3：描述划分断层两盘对应地层视厚度的等厚段与不等厚段，具体方法如下：

在步骤2确立的地层层序框架下，以具体断层为目标，对断层断开的各层序段内的同向轴进行两盘对比，细化对比同向轴(或地层)到单个轴的基础上，即精细到地层的最小分辨率，按视厚度(即两盘对应地层与断面相交的斜面长度)划分出断层两盘对应地层视厚度的等厚段与不等厚段，自下而上(即断层起止段)等厚段分别用A0、A1、A2、A3……表示，不等厚用B0、B1、B2、B3……表示；自下而上其一般组合规律为A0/B0→A1/B1→A2/B2→A3/B3……，即完整的“双层结构单元”叠置演化模式，见附图2；或A0/B0→B1→B2→B3……，即非完整的“双层结构单元”叠置演化模式，见附图3等。

步骤4：组合出断层两盘对应地层视厚度的“双层结构单元”，具体方法如下：

在步骤3确立的等厚段A0、A1、A2、A3……与不等厚段B0、B1、B2、B3……的基础上，自下而上等时组合形成“双层结构单元”，用M0、M1、M2、M3……表示；一般组合规律为两种基本类型，见附图2、附图3中的M0、M1、M2、M3……。

步骤5：据“双层结构单元”的单元界面确定出断层的时序关系，具体方法如下：

在步骤3确立的“双层结构单元”M0、M1、M2、M3……的基础上，自下而上各单元的双层界面(内界面)即为该断层的时序，即断层形成期、活动Ⅰ期、活动Ⅱ期、活动Ⅲ期、活动Ⅳ期、活动Ⅴ期……，见附图2、附图3。

方法二“断距突变法”-F2，如图5所示，步骤如下：

步骤1：分析叠后地震资料品质，具体方法如下：

同方法一。

步骤2：解释划分区域地层骨架剖面，具体方法如下：

同方法一。

步骤3：自上而下划分出两盘断距变化突变点深度与累计断距数据组，具体方法如下：

在步骤2确立的地层层序框架下，以具体断层为目标，对断层断开的各层序段内的同向轴进行两盘对比，细化对比同向轴(或地层)到单个轴的基础上，即精细到地层的最小分辨单元；然后自断层终点(顶面)开始向下寻找两盘断距随地层厚度变化率最大的突变点，记录突变点的深度与垂向累计断距(用S₆、S₅、S₄、S₃、S₂、S₁、S₀表示)数据组。

步骤4：以深度与累计断距分别为横纵轴作断距与深度关系折线图，具体方法如下：

在步骤3确立的数据组基础上，以深度为横轴、累计断距为纵轴作出数据组散点图，连接各散点成折线图；该折线图一般分为两种基本类型，即“楼梯状”与“斜梯状”，见附图6、附图7。

步骤5：据折线图的拐点自下而上确定出断层的时序关系，具体方法如下：

以步骤4折线图为基础，自下而上，折线的拐点即为该断层的时序，即对应断层形成期、活动Ⅰ期、活动Ⅱ期、活动Ⅲ期、活动Ⅳ期、活动Ⅴ期……，见附图6、附图7。

应用该发明技术，已对胜利油区五号桩油田桩23块目的层沙三下Ⅱ油层组目前顶面构造图展现的地堑形成时间进行了精准标定，明确了该地堑形成于目的层沙三下Ⅱ油层组沉积之后，由此，南部物源可继续向北推进，整个桩23沙三下Ⅱ油层组为南北两物源形成的一复合浊积体，交汇区位于该块中部，其地震交错发射特征清楚；基于此，预测北部物源主体的沟槽区砂体最厚，已成功发现北部物源沟槽区150万吨左右的滚动储量待开发。同时，应用该发明技术，已在东营凹陷西南部等区域的有关断层切割关系的准确标定、有关断层综合地质研究提升等等方面展开了应用，已取得良好效果。

Claims (9)

1.正断层时序的简单精准判定方法，其特征在于，该正断层时序的简单精准判定方法采用视厚度等厚与不等厚界面法，包括：

步骤1：分析叠后地震资料品质；

步骤2：解释划分区域地层骨架剖面；

步骤3：描述划分断层两盘对应地层视厚度的等厚段与不等厚段；

步骤4：组合出断层两盘对应地层视厚度的双层结构单元；

步骤5：据双层结构单元的单元界面确定出断层的时序关系；

步骤3具体方法如下：

在步骤2确立的地层层序框架下，以具体断层为目标，对断层断开的各层序段内的同向轴进行两盘对比，细化对比同向轴或地层到单个轴的基础上，即精细到地层的最小分辨率，按两盘对应地层与断面相交的斜面长度划分出断层两盘对应地层视厚度的等厚段与不等厚段，断层起止段等厚段分别用A0、A1、A2、A3……表示，不等厚用B0、B1、B2、B3……表示；自下而上其组合规律为A0/B0→A1/B1→A2/B2→A3/B3……，即完整的双层结构单元叠置演化模式；或A0/B0→B1→B2→B3……，即非完整的双层结构单元叠置演化模式；

步骤4具体方法如下：

在步骤3确立的等厚段A0、A1、A2、A3……与不等厚段B0、B1、B2、B3……的基础上，自下而上等时组合形成双层结构单元，用M0、M1、M2、M3……表示；

步骤4具体方法如下：

在步骤4确立的双层结构单元M0、M1、M2、M3……的基础上，自下而上各单元的双层界面即为该断层的时序，即断层形成期、活动Ⅰ期、活动Ⅱ期、活动Ⅲ期、活动Ⅳ期、活动Ⅴ期……。

2.根据权利要求1所述的正断层时序的简单精准判定方法，其特征在于，在步骤1中，分析叠后地震资料品质，地震同向轴连续性较强、振幅中等以上；断层两盘断点、断面反射特征清楚，无空白反射区。

3.根据权利要求1所述的正断层时序的简单精准判定方法，其特征在于，在步骤2中，对于研究区域与层段内地层发育的框架进行追综解释，确立地层发育的宏观层序特征，实现地震地层框架等时剖面的划分；对于我国东部油区其主力含油层系为第三系地层，解释划分出地震反射标志层即可；若地震相特征较差的则进一步细化地层骨架剖面。

4.正断层时序的简单精准判定方法，其特征在于，该正断层时序的简单精准判定方法采用断距突变法，包括：

步骤1：分析叠后地震资料品质；

步骤2：解释划分区域地层骨架剖面；

步骤3：自上而下划分断距变化突变点的深度与累计断距数据组；

步骤4：以深度与累计断距分别为横纵轴作断距与深度关系折线图；

步骤5：据折线图的拐点自下而上确定出断层的时序关系。

5.根据权利要求4所述的正断层时序的简单精准判定方法，其特征在于，在步骤1中，分析叠后地震资料品质，地震同向轴连续性较强、振幅中等以上；断层两盘断点、断面反射特征清楚，无空白反射区。

6.根据权利要求4所述的正断层时序的简单精准判定方法，其特征在于，在步骤2中，对于研究区域与层段内地层发育的框架进行追综解释，确立地层发育的宏观层序特征，实现地震地层的框架等时剖面的划分；对于我国东部油区其主力含油层系为第三系地层，解释划分出地震反射标志层即可；若地震相特征较差的则进一步细化地层骨架剖面。

7.根据权利要求4所述的正断层时序的简单精准判定方法，其特征在于，在步骤3中，据步骤2确立的地层层序框架下，以具体断层为目标，对断层断开的各层序段内的同向轴进行两盘对比，细化对比同向轴或地层到单个轴的基础上，即精细到地层的最小分辨单元；然后自断层终点即顶面开始向下寻找两盘断距随地层厚度变化率最大的突变点，记录突变点的深度与垂向累计断距数据组用S6、S5、S4、S3、S2、S1、S0表示。

8.根据权利要求4所述的正断层时序的简单精准判定方法，其特征在于，在步骤4中，据步骤3确立的数据组基础上，以深度为横轴、累计断距为纵轴作出数据组散点图，连接各散点成折线图；该折线图分为楼梯状与斜梯状。

9.根据权利要求4所述的正断层时序的简单精准判定方法，其特征在于，在步骤5中，以步骤4折线图为基础，自下而上，折线的拐点即为该断层的时序，即对应断层形成期、活动Ⅰ期、活动Ⅱ期、活动Ⅲ期、活动Ⅳ期、活动Ⅴ期……。