CN113009591B - 古地貌恢复方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种古地貌恢复方法，属于石油勘探技术领域。该古地貌恢复方法包括：获取岩心样本；对岩心样本进行岩相分析，确定各地层的岩性类型；检测岩心样本中微量元素的含量；进行地层划分；选取标志层；根据微量元素的含量确定各地层的氧化还原环境；根据各地层的岩性类型、各地层的沉积地层厚度及氧化还原环境确定各地层的残余地层厚度；根据各地层的残余地层厚度进行古地貌的恢复。通过各地层的残余地层厚度恢复出古地貌，从而有效的指导油气勘探。

Description

古地貌恢复方法

技术领域

本公开涉及石油勘探技术领域，特别涉及一种古地貌恢复方法。

背景技术

页岩油气、致密油气、煤层气同属非常规油气资源。油气不可再生，但非常规油气革命可有效延长石油工业的生命。近年来随着我国南方海相页岩气主体工艺的不断改进和完善，已实现页岩气规模效益开发，页岩气成为我国实现天然气产量大幅增长最现实的方向和领域。

精确的古地貌恢复对油气勘探至关重要。古地貌恢复指恢复出某个年代时的地形形态。古地貌的恢复有助于认识古地理、古生物的分布以及构造演化特征，明确成藏富集模式，寻找影响气井产量的成藏主控因素，从而有效的指导油气勘探。

发明内容

本公开实施例提供了一种古地貌恢复方法，能够对海相泥页岩的古地貌恢复。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种古地貌恢复方法，所述方法包括：

获取岩心样本；

对所述岩心样本进行岩相分析，确定各地层的岩性类型；

检测所述岩心样本中微量元素的含量；

进行地层划分；

选取标志层；

根据所述微量元素的含量确定各地层的氧化还原环境，所述氧化还原环境包括氧化环境、弱氧化环境、强还原环境；

根据各地层的岩性类型、各地层的沉积地层厚度及氧化还原环境确定各地层的残余地层厚度；

根据各地层的所述残余地层厚度进行古地貌的恢复。

可选地，所述检测所述岩心样本中微量元素的含量，包括：

分别检测所述岩心样本中U、Th、V、Cr、Ni、Co、Mo的含量。

可选地，所述根据所述微量元素的含量确定各地层的氧化还原环境，包括：

根据U与Th含量之比、V与Cr含量之比、Ni与Co含量之比、U与Mo含量之比中的至少一种确定各地层的氧化还原环境。

可选地，所述根据各地层的岩性类型、各地层的沉积地层厚度及氧化还原环境确定各地层的残余地层厚度，包括：

确定各地层中对应于强还原环境的沉积厚度；

根据各地层的岩性类型和各地层中对应于强还原环境的沉积厚度，确定各地层的残余地层厚度。

可选地，若U与Th含量之比大于1.25，或Ni与Co含量之比大于5，或V与Cr含量之比大于4.25，或U与M含量之比小于0.8×10^-3，确定地层为强还原环境。

可选地，所述对所述岩心样本进行岩相分析，确定各地层的岩性类型，包括：

对所述岩心样本进行观察描述、镜下薄片鉴定和X射线衍射，确定各地层的岩性为黑色碳质、硅质页岩、深灰色页岩、粉砂质页岩中的一种。

可选地，所述进行地层划分，包括：

根据沉积旋回、岩性组合特征、电性特征、古生物、地球化学特征中的至少一种对五峰组～龙马溪组按照地层级别顺序进行地层划分。

可选地，所述电性特征包括自然伽马测井曲线、声波测井测井曲线、密度测井曲线、补偿中子测井曲线、电阻率测井曲线中的至少一种的特征。

可选地，所述选取标志层，包括：

根据各地层的岩性和电性特征选取所述标志层。

可选地，所述根据各地层的所述残余地层厚度进行古地貌的恢复，包括：

根据各地层的所述残余地层厚度绘制各地层的古地貌模式图、平面展布图中的至少一种。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

通过对获取的岩心样本进行岩相分析，确定出各地层的岩性类型。进行地层划分并选取标志层，由于还对岩心样本检测了微量元素的含量，因此可以根据微量元素判断地层的氧化还原环境。再根据各地层的岩性类型、各地层的沉积地层厚度及氧化还原环境确定出各地层的残余地层厚度，就可以通过各地层的残余地层厚度恢复出古地貌，从而有效的指导油气勘探。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种古地貌恢复方法的流程图；

图2是本公开实施例提供的一种古地貌恢复方法的流程图；

图3是本公开实施例提供的一种古地貌平面展布图；

图4是本公开实施例提供的一种古地貌平面展布图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

图1是本公开实施例提供的一种古地貌恢复方法的流程图。该方法用于对海相泥页岩进行古地貌恢复，明确沉积演化和沉积中心的迁移。如图1所示，该古地貌恢复方法包括：

在步骤S11中，获取岩心样本。

在步骤S12中，对岩心样本进行岩相分析，确定各地层的岩性类型。

在步骤S13中，检测岩心样本中微量元素的含量。

在步骤S14中，进行地层划分。

在步骤S15中，选取标志层。

在步骤S16中，根据微量元素的含量确定各地层的氧化还原环境。

其中，氧化还原环境包括氧化环境、弱氧化环境、强还原环境。

在步骤S17中，根据各地层的岩性类型、各地层的沉积地层厚度及氧化还原环境确定各地层的残余地层厚度。

在步骤S18中，根据各地层的残余地层厚度进行古地貌的恢复。

通过对获取的岩心样本进行岩相分析，确定出各地层的岩性类型。进行地层划分并选取标志层，由于还对岩心样本检测了微量元素的含量，因此可以根据微量元素判断地层的氧化还原环境。再根据各地层的岩性类型、各地层的沉积地层厚度及氧化还原环境确定出各地层的残余地层厚度，就可以通过各地层的残余地层厚度恢复出古地貌，从而有效的指导油气勘探。

此外，微古地貌是控制古水系、沉积体系的关键因素，采用本公开实施例的方法进行古地貌恢复，恢复的古地貌可用于判定页岩气成藏富集规律，用于储层精细描述，并且有利于目标区带的优选，约束三维地质建模中储层属性模型刻画的趋势，以提高地质建模精确度、改善开采效果。

图2是本公开实施例提供的一种古地貌恢复方法的流程图。该方法用于对海相泥页岩进行古地貌恢复，明确沉积演化和沉积中心的迁移。如图2所示，该古地貌恢复方法包括：

在步骤S21中，选取典型评价井，获取岩心样本。

典型评价井是为查明油气藏类型、构造形态、油气层厚度及物性变化，评价油气田的规模、产能及经济价值，以探明储量为目的而钻的探井。在步骤S21中可以选取适用于泥页岩的古地貌恢复的典型评价井。

选取适当的评价井获取岩心样本，以准确反映地层情况。具体可以在不同深度获取多个岩心样本，为了使最终结果更具有代表性和准确性，在深度方向上，两个岩心样本之间的间距可以小于1m。

在步骤S22中，对岩心样本进行观察描述、镜下薄片鉴定和X射线衍射，确定各地层的岩性。

通过镜下薄片鉴定和X射线衍射，对岩心样本进行岩相分析，确定各地层的岩性类型。各地层的岩性通常为黑色碳质、硅质页岩、深灰色页岩、粉砂质页岩中的一种。

示例性地，镜下薄片鉴定可以包括分层界限确定、颜色、岩性、沉积构造、古生物的确定。

X射线衍射可以对地层的矿物组分进行定量分析，矿物组分至少包括石英、长石、碳酸盐岩。

作为一种示例，研究区长宁地区典型评价井宁213井的石英含量在47.6％～67.6％，泸州地区典型评价井泸205井的石英含量在30％～70％。

在步骤S23中，检测岩心样本中微量元素的含量。

具体可以分别检测岩心样本中铀U、钍Th、钒V、铬Cr、镍Ni、钴Co、钼Mo的含量。通过试验仪器对每个岩心样本都进行微量元素的检测。

在步骤S24中，根据U与Th含量之比、V与Cr含量之比、Ni与Co含量之比、U与Mo含量之比中的至少一种确定各地层的氧化还原环境。

其中，氧化还原环境包括氧化环境、弱氧化环境和强还原环境。

在不同环境下，地层中的微量元素U、Th、V、Cr、Ni、Co、Mo的含量会发生变化，通过对这些微量元素的含量进行检测，根据不同微量元素之间的含量之比，就可以对地层的沉积环境进行评价，以此准确确定出各地层的氧化还原环境。

示例性地，若U与Th含量之比大于1.25，则可以确定地层为强还原环境。根据不同微量元素之间的含量之比，可以对地层的沉积环境进行评价。

通常U与Th含量之比小于0.75，则指示为氧化环境，U与Th含量之比在0.75～1.25，则指示为弱氧化环境，U与Th含量之比大于1.25，则指示为强还原环境。

除了根据U与Th含量之比进行判断，还可以采用其他微量元素的含量之比进行判断，例如，Ni与Co含量之比大于5，或V与Cr含量之比大于4.25，或U与M含量之比小于0.8×10^-3，均可以确定地层为强还原环境。

在步骤S25中，进行地层划分。

在步骤S25中具体可以根据沉积旋回、岩性组合特征、电性特征、古生物、地球化学特征中的至少一种对五峰组～龙马溪组按照地层级别顺序进行地层划分。地层级别从高到低依次为“段”、“亚段”、“小层”。

沉积旋回是指沉积作用和沉积条件按相同的次序不断重复沉积而组成的一个层序。通常是按颗粒从大到小、比重从大到小的次序。沉积物的粒度粗细变化、厚度大小，反映了沉降速率、搬运介质的动力状况，包括气候因素在内的相应地质历史时期的周期性变化。

岩性组合是指岩性在横向、纵向上的组合排列关系。它反映岩相的变化，是岩石生成环境的重要标志之一。

电性特征是指海相泥页岩的电性参数。电性特征具体可以包括自然伽马测井曲线GR、声波测井测井曲线AC、密度测井曲线DEN、补偿中子测井曲线CNL、电阻率测井曲线RT中的至少一种的特征，可以包括曲线的形态和数值的范围。

古生物是指浅水介壳生物和笔石类型。生存在地球历史的地质年代中、而现已大部分绝灭的古生物死后，除极少数(如冻土中的猛犸，琥珀中的昆虫)由于特殊条件，仍保存原有的组织结构外，绝大多数经过钙化、碳化、硅化，或其他矿化的填充和交替石化作用，形成仅具有原来硬体部分的形状、结构、印模等的化石。

地球化学特征是指沉积岩层所具有的元素含量特征，包括常量元素，微量元素，稀土元素的含量。

本公开实施例中，以泸州地区龙马溪组为例，进行地层划分，划分结果如下表：

表1泸州地区五峰组-龙马溪组小层划分特征表

如表1所示，在进行地层划分时，龙马溪组自上而下分为龙二段、龙一段；龙一段自下而上分为龙一₁亚段、龙一₂亚段；龙一₁亚段自下而上细分为龙一₁ ¹、龙一₁ ²、龙一₁ ³、龙一₁ ⁴共4个小层。

本公开实施例中所指的各地层均指各个小层，例如此处的龙一₁ ¹小层、龙一₁ ²小层、龙一₁ ³小层、龙一₁ ⁴小层。

其中，龙一₁ ⁴小层与龙一₁ ³小层岩性分界以龙一₁ ³顶部黑色富有机质粉砂质页岩与龙一₁ ⁴底部灰黑色粉砂质钙质泥页岩分界，龙一₁ ⁴内部岩性以灰黑色粉砂质页岩、灰黑色钙质页岩为主，含少量黄铁矿结核，笔石欠发育，典型以三角半耙笔石(Demirastritestriangulatus)为主；GR在龙一₁ ⁴与龙一₁ ³界线处发生明显突变，向上钟型降低30～60API，龙一₁ ⁴内部呈箱型稳定分布，范围在140～180API，平均为160API。

龙一₁ ³小层测井曲线特征明显，具有区域对比性好、分布稳定的特征。龙一₁ ³小层岩性为黑色碳质笔石页岩为主，含大量黄铁矿纹层、方解石条带，笔石非常丰富，种类多，个体较大小各异，典型的为曲背冠笔石(Parakidogrptus acuminatus)。GR在龙一₁ ³与龙一₁ ²界线处发生明显突变，向上漏斗型降增大，龙一₁ ³层GR形态类似陀螺型分布，平均为200API。

龙一₁ ²小层位于龙一₁ ³小层、龙一₁ ¹小层两个高GR值之间，顶底界线较为清晰，在岩性主要以黑色碳质页岩为主，黄铁矿及方解石结核分布，笔石丰富，主要有向上尖笔石(Akidograptus ascensus)、尖削拟笔石(Parakidogrptus acuminatus及轴囊直笔石(Orthograptus vesiculosus)。GR为稳定的(类)箱型分布，在140～180API，平均为160API。

龙一₁ ¹小层测井曲线特征明显，具有区域对比性较好、分布较为稳定等特征。岩性以黑色碳质笔石页岩为主，含大量黄铁矿纹层、方解石条带，笔石非常丰富，种类多，个体较大，主要有雕刻雕笔石(Persculptograptus persculptus)。下部地层为五峰组观音桥段，岩性主要为含生屑含炭质灰页岩，赫南特贝-达尔曼虫(heHirnantia-Dalmanitina)动物群化石发育，见大量浅水环境沉积的腕足类和棘屑化石。GR在龙一₁ ¹小层底部出现龙一₁亚段最高值，向上钟型降低，范围在200～500API。

在步骤S26中，根据各地层的岩性和电性特征选取标志层。

标志层是指一层或一组具有明显特征可作为地层对比标志的岩层。本公开实施例中，选取五峰组观音桥段浅水沉积介壳灰岩作为标志层。

在确定标志层后，还可以基于岩心实验分析数据，根据标志层的深度进行岩电差校正，得到标志层的实际深度。

此外，得到标志层的实际深度之后，还可以进一步进行测井处理和解释，得到测井解释数据。

在步骤S27中，根据各地层的岩性类型、各地层的沉积地层厚度及氧化还原环境确定各地层的残余地层厚度。

具体可以采用如下方式确定各地层的残余地层厚度。

确定各地层中对应于强还原环境的沉积厚度。

根据各地层的岩性类型和各地层中对应于强还原环境的沉积厚度，确定各地层的残余地层厚度。

在本公开实施例中，分别确定龙一₁ ¹小层、龙一₁ ²小层、龙一₁ ³小层、龙一₁ ⁴小层对应于强还原环境的沉积厚度，然后分别结合龙一₁ ¹小层、龙一₁ ²小层、龙一₁ ³小层、龙一₁ ⁴小层的岩性类型，确定出龙一₁ ¹小层的残余地层厚度、龙一₁ ²小层的残余地层厚度、龙一₁ ³小层的残余地层厚度和龙一₁ ⁴小层的残余地层厚度。

在步骤S28中，根据各地层的残余地层厚度进行古地貌的恢复。

具体可以根据各地层的残余地层厚度绘制各地层的古地貌模式图、平面展布图中的至少一种。

在确定出各地层的残余地层厚度后，绘制各地层的古地貌模式图、平面展布图，以此明确微古地貌纵向演化特征和微古地貌形态。

示例性地，可以通过Coreldraw或Geomap软件绘制各地层的古地貌模式图。

图3是本公开实施例提供的一种古地貌平面展布图。通过古地貌恢复后得到如图3所示的平面展布图。图3示出了五峰组沉积初期的地貌。根据图3可知，在五峰组沉积初期，长宁地区为地貌低洼区，N10井黑色页岩沉积最厚，沉积中心位于N10～L04井，威远地区受乐山-龙女寺古隆起和威远-自贡水下隆起影响，地貌为斜坡-低洼区，W02沉积最厚约2.7m，W05井最薄约0.3m；五峰组沉积末期，即观音桥段，受全球冰盖影响，川南普遍从深水变为浅水浅滩沉积，古地貌继承五峰组早期形态，威远地区观音桥段沉积3米厚介壳灰岩，地貌相对较高，沉积中心位于泸州地区。

在本示例中，龙一₁ ¹小层其古地貌特征应当继承观音桥段冰期消亡、广西运动进一步缘挤压盆地边缘，整体海平面较大程度上升，使得盆地中心掀斜沉降，水体最深。长宁地区地貌局部出现洼中隆形态，威远～自贡水下隆起范围有所减小。

图4是本公开实施例提供的一种古地貌平面展布图。图4示出了龙一₁ ²小层的地貌。龙一₁ ²小层仍继承龙一₁ ¹小层古地貌特征，整体的格局仍表现为长宁-泸州地区低于威远地区，黑色页岩沉积厚度普遍大于威远地区。

通过对五峰组～龙一₁ ⁴小层各层的分析可以得出，五峰组～龙一₁ ⁴小层沉积中心由长宁往威远-泸州地区迁移。

以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种古地貌恢复方法，其特征在于，用于海相泥页岩的古地貌恢复，所述方法包括：

获取岩心样本；

对所述岩心样本进行岩相分析，包括：对所述岩心样本进行观察描述、镜下薄片鉴定和X射线衍射，确定各地层的岩性为黑色碳质、硅质页岩、深灰色页岩、粉砂质页岩中的一种，确定各地层的岩性类型；

检测所述岩心样本中微量元素的含量；

根据沉积旋回、岩性组合特征、电性特征、古生物、地球化学特征中的至少一种对五峰组～龙马溪组按照地层级别顺序进行地层划分，所述电性特征是海相泥页岩的电性参数，包括自然伽马测井曲线、声波测井测井曲线、密度测井曲线、补偿中子测井曲线、电阻率测井曲线中的至少一种的特征；

选取标志层；

根据所述微量元素的含量确定各地层的氧化还原环境，所述氧化还原环境包括氧化环境、弱氧化环境、强还原环境；

根据各地层的岩性类型、各地层的沉积地层厚度及氧化还原环境确定各地层的残余地层厚度，包括：确定各地层中对应于强还原环境的沉积厚度；根据各地层的岩性类型和各地层中对应于强还原环境的沉积厚度，确定各地层的残余地层厚度；

根据各地层的所述残余地层厚度进行古地貌的恢复。

2.根据权利要求1所述的古地貌恢复方法，其特征在于，所述检测所述岩心样本中微量元素的含量，包括：

分别检测所述岩心样本中U、Th、V、Cr、Ni、Co、Mo的含量。

3.根据权利要求2所述的古地貌恢复方法，其特征在于，所述根据所述微量元素的含量确定各地层的氧化还原环境，包括：

根据U与Th含量之比、V与Cr含量之比、Ni与Co含量之比、U与Mo含量之比中的至少一种确定各地层的氧化还原环境。

4.根据权利要求3所述的古地貌恢复方法，其特征在于，若U与Th含量之比大于1.25，或Ni与Co含量之比大于5，或V与Cr含量之比大于4.25，或U与M含量之比小于0.8×10^-3，确定地层为强还原环境。

5.根据权利要求1所述的古地貌恢复方法，其特征在于，所述选取标志层，包括：

根据各地层的岩性和电性特征选取所述标志层。

6.根据权利要求1～5任一项所述的古地貌恢复方法，其特征在于，所述根据各地层的所述残余地层厚度进行古地貌的恢复，包括：

根据各地层的所述残余地层厚度绘制各地层的古地貌模式图、平面展布图中的至少一种。

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