CN114428358B - 一种基于地质-地球物理分析的等时地层划分方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油气田开发技术领域，特别涉及一种基于地质‑地球物理分析的等时地层划分方法。通过引入碎屑组分含量分析数据、元素分析数据，再结合地震反射资料共同进行地层的划分工作。通过引入碎屑组分含量分析数据以及元素分析数据作为地层划分的依据，提供了定量的数据信息，使区域内的地层划分过程更加标准，综合多参数方法开展地层划分对比工作，提高了准确度，且不受区域构造差异、沉积环境差异的限制，为后续的地质研究提供了准确的数据基础。

Description

一种基于地质-地球物理分析的等时地层划分方法

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，特别涉及一种基于地质-地球物理分析的等时地层划分方法。

背景技术

地层划分对比是油气勘探中地质研究工作的基础，对油气生成、运移与勘探方向的认识具有十分重要的意义。常用的地层划分对比主要是地质专业人员以钻井、测井资料的综合研究为基础,运用标准层对比法、沉积旋回对比法、厚度对比法、地震地层等多种方法进行地层划分对比。

对于构造区域广、沉积环境复杂的地区，挖潜难度越来越大，仅凭借地质人员经验以及定性的判别方法进行地层划分具有较大的不确定性，存在的地层划分方案可能出现穿时现象，从而影响油气勘探。如何高效、正确的完成地层的等时划分，对于后期的地质勘探工作至关重要。

发明内容

本发明目的在于借助定量分析参数，建立一种系统的、客观的等时地层划分方法，提供一种基于地质-地球物理分析的等时地层划分方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种等时地层划分方法，包括如下步骤：

步骤1、收集整理某一研究区域的基础地质数据，若干口钻井数据资料，对比各钻井综合数据资料，选取钻遇层位完整、测井曲线全面，标志层最发育的钻井作为标准井；

步骤2、收集整理多口钻井数据资料中的薄片鉴定资料和/或元素组分数据，将标准井中标准层界面附近的碎屑组分含量发生突变的拐点作为地层划分的第一差异特征；将元素分析数据中元素含量发生突变的拐点作为地层划分的第二差异特征；对第一差异特征和/或第二差异特征对应的深度位置进行标记，作为划分标志层的参考依据；

步骤3、提取标志层的碎屑组分和/或元素分析差异特征，作为其他钻井划分层位的参考依据，完成单井的地层划分；

步骤4、搭建研究区的地层构架；通过地质分层与地震反射特征结合，实现全区的等时地层划分。

本发明技术方案通过大量的比对，观察发现碎屑组分含量分析以及元素分析资料中，对于不同地层附近呈现出相同的规律通过引入碎屑组分含量分析数据以及元素分析数据作为地层划分的依据，根据定量的数据信息，使区域内的地层划分过程更加标准，综合多参数方法开展地层划分对比工作，提高了准确度，且不受区域构造差异、沉积环境差异的限制，为后续的地质研究提供了准确的数据基础。

作为本发明的优选技术方案：所述标志层的选取依据包括如下特征中的至少一个：沉积回旋、不整合面、岩性、岩相。从区域构造演化历史出发，结合保留在地层中的各种地质记录，如沉积旋回、不整合面、岩性、岩相等特征作为地层对比的标志。具体在进行地层等时划分的过程中，要根据研究区的特点选取合适的标志层。

其中，所述测井曲线参数包括伽马曲线、声波曲线、中子曲线和密度曲线。

优选的，所述步骤1中，选取代表研究区特点的特殊岩性作为地层对比的标志层。在确定了标准井和标志层的基础上，即可以开展相邻以及划定区域的其他的钻井的地层划分工作。

作为本发明的优选技术方案，所述碎屑组分含量包括石英、长石、岩屑，在步骤1选取的标准井、标志层的基础上，对其他钻井中，对所述标志层深度位置附近的碎屑组分数据进行分析；找到至少一个所述碎屑组分的含量变化曲线的拐点作为地层划分的第一差异特征。

所述碎屑组分包括石英、长石、岩屑，在步骤1选取的标准井、标志层的基础上，对其他钻井在所述标志层附近的碎屑组分数据进行分析；找到所述碎屑组分的含量发生突变的拐点作为地层划分的第一差异特征。

碎屑组分记录了当时沉积演化过程，是确定岩石类型和物源区特征的主要方法之一。碎屑物质主要来源于母岩机械破碎的产物，是反映物质来源的重要标志。在碎屑物长距离搬运过程中，沿着物源延伸方向，砂岩中不稳定组分长石会遭受磨蚀破裂和化学溶解逐渐减少，而碎屑石英组分抗蚀能力较强，随着搬运距离的增加会相对集中，呈逐渐增高的趋势。

在标志层附近的位置，通过对多口钻井的岩心进行观察，以及岩石薄片鉴定的结果可以发现如下规律：所述碎屑组分的含量变化曲线中，所述拐点作为地层之间的过渡区域，所述过渡区域的厚度为200-300m。在此过渡区域以上的地层碎屑组分和下覆地层的碎屑组分差异明显，显示在图中是较明显的拐点位置某碎屑组分的含量骤增或骤减。

在标志层附近的位置，通过对多口井的岩心进行观察，以及岩石薄片鉴定的结果可以发现如下规律：所述碎屑组分的含量变化曲线中，所述拐点作为不同地层之间的一个过渡区域，所述过渡区域的厚度为200-300m。在此过渡区域以上的地层位置的某一砂岩成分和此过渡区域一下的地层位置的同一种类的某一砂岩成分之间的成分百分含量差异明显，显示在图中是较明显的拐点曲线。即成分的骤增或骤减少，在200-300m的过渡区域左右位置，该砂岩成分的含量变化范围在30％-60％之间。

对于薄片鉴定资料丰富的钻井，可以通过所述第一差异特征进行标记。而针对于薄片鉴定资料缺乏的钻井，可以通过所述第二差异特征进行标记。通常，并不是所有的测井中，都有充足的薄片鉴定数据，当缺乏薄片鉴定资料，又需要高效的推进地质勘探工作的进度时，本发明的技术方案很好的克服了现有情况的技术缺陷。

作为本发明的优选技术方案，所述元素成分分析包括三种特征元素：Si、Al、Ca，其他钻井中，对所述标志层附近的元素成分进行分析；找到元素含量发生突变的拐点作为地层划分的第二差异特征。

作为本发明的优选技术方案，所述碎屑组分特征分析适应于薄片鉴定资料齐全的钻井；所述元素成分分析可用于缺乏岩石薄片鉴定资料的钻井；所述碎屑组分特征分析与元素成分分析之间的划分结果能够相互补充。

沉积岩在成岩过程中，风化、搬运、沉积以及沉积后都可以使不同元素发生一些有规律的迁移、聚集，而各种地质体中化学元素丰度是地球化学的一种基本参数。整体上，普通碎屑岩中Si含量最高，其次是火山碎屑岩和火山岩，碳酸盐岩中含量最低；Fe、Al、Ti、Mn在火山岩中含量最高，其次是普通碎屑岩，碳酸盐岩中含量最低；Ca、Mg在碳酸盐岩中含量最高，火山岩次之，普通碎屑岩中含量最低。针对普通碎屑岩而言，砂岩中Si的含量要高于泥岩，Fe、Al、Ti、Mn等的含量则低于泥岩；火山岩中从酸性岩到基性岩Si含量依次降低，Fe、Mg的含量依次升高；碳酸盐岩中灰岩中Ca含量要高于白云岩，Mg含量则明显低于白云岩。

引出通过分析实例标志层附近的岩石学特征发现如下规律：碎屑组分和元素成分分析结果在相同的深度区间上，呈现相似的变化规律(石英、长石、岩屑含量与Si、Al、Ca含量表现相同规律)即：某一元素在过渡区域位置的上覆地层与下覆地层的含量变化在10％-30％左右，该过渡区域显示出明显的拐点。

上述两种分析手段均是通过对碎屑组分、元素成分进行定量分析所得，呈现出相似的规律。参考标准井的碎屑组分及元素成分特征，对地层格架上钻井的过渡区进行标记，实现钻井的地层划分对比。这表明，第一差异特征和第二差异特征可以作为地层划分的有力的依据。

所述碎屑组分特征分析适应于薄片鉴定资料齐全的钻井；所述元素成分分析可用于缺乏岩石薄片鉴定资料的钻井；所述碎屑组分特征分析与元素成分分析之间的划分结果能够相互补充，确保地层划分的准确率。

不同的地层，由于组成的岩性不同，在地震剖面上表现为不同的地震反射特征，利用地震反射特征和钻遇地层的岩性组成进行综合分析，即可进行钻井地层的划分。在地层对比划分中，在缺乏碎屑组分、元素成分分析的情况下，仍然采用“砂岩对砂岩、泥岩对泥岩”的划分标准，很容易出现穿时的现象，导致等时划分不准确。引入碎屑组分、元素成分的定量分析，再结合地震反射特征，能解释出更合理，更符合区域地质背景的地层划分方案。

作为本发明的优选技术方案，同一条地层格架上的钻井，所述过渡区域的划分方式相同，保证地层划分的统一性。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的技术方案中，地层划分对比引入了标准层、标准井，并通过碎屑组分特征分析以及元素成分分析两种定量的数据依据作为地层划分特征，结合地震特征资料实现了多方位、多参数相结合，解决构造区域、沉积环境差异性影响、减少地层划分的不确定性，使研究人员可以快速投入地层划分对比工作；该方法具有较好的推广性，对油气勘探工作具有重要的意义。

本发明的技术方案中，通过碎屑组分特征分析以及元素成分分析两种定量的数据之间的互补性，在数据资料不完善的情况下，根据不同钻井的资料情况，合理的选择碎屑组分特征分析或元素成分分析作为划分依据，不仅能够保证地层划分的合理性，同时还进一步提高了地层划分的研究效率，为后期的油气勘探工作能够更快的进行。

附图说明：

图1为标准井在深度4000-5000m段的地层信息；

图2为相邻钻井在深度4000-5000m段的砂岩碎屑组分分析图；

图3为相邻钻井在深度4000-5000m段的元素分析图；

图4为多口钻井在深度4000-5000m段地质-地震结合连井对比图；

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

本实施例以实际研究的某一区域的七口钻井为例进行描述本发明的技术方案：

本实施例中，由于在研究区内部发生过一次构造运动，造成了3与4地层之间出现不整合接触，表现为3地层底部出现杂色砾岩，砾岩在测井曲线表现为明显的突变关系，其地震响应特征表现为“强波峰-强波谷”。

首先，对这一研究区域的多口钻井数据资料进行整理，选取钻遇层位完整(即钻井最深)、测井曲线齐全，砾岩最发育的钻井作为标准井。如图1所示，在第3地层中，岩性的一栏顶部最厚、最发育的即为砾岩标志层；

在多口钻井数据资料中，整理与标准井邻近钻井的薄片鉴定资料，收集砾岩附近的碎屑组分和/或元素分析数据；碎屑组分特征分析适应于薄片鉴定资料齐全的钻井；所述元素成分分析可用于缺乏岩石薄片鉴定资料的钻井；

通过对碎屑组分含量的差异性分析，得到如下规律，所述碎屑组分包括石英、长石、岩屑，在步骤1选取标准井的基础上，对标志层4050m附近的碎屑组分数据进行分析；找到至少一个所述碎屑组分含量发生突变的拐点作为地层划分的第一差异特征。如图2所示，为标准井在深度4000-5000m的碎屑组分分析图；从图中可以看出，在4400m附近，石英含量由45-55％剧增至60-85％，岩屑含量由60-80％递减20％左右。突变点即可作为差异特征进行标记，4100-4400m的区域即可以作为过渡区域。所述碎屑组分的含量变化曲线中，所述不同钻井不同地层之间的一个过渡区域厚度范围有所差异。

实例中与碎屑组分含量最匹配的所述元素成分分析包括Si、Al、Ca，在钻井分析中，对所述标志层深度位置附近的元素成分数据进行分析；找到至少一个所述元素含量发生突变的拐点作为地层划分的第二差异特征。如图3所示，为标准井在深度4000-5000m的元素成分分析图；从图中可以看出，在4400m附近，Si含量由5-10％剧增至15-25％，Ca含量35％递减10％以下。突变点即可作为差异特征进行标记，4100-4400m的区域即可以作为过渡区域。所述元素成分的含量变化曲线中，所述不同钻井不同地层之间的一个过渡区域厚度范围有所差异。

其中，具体的，所述过渡区域的划分方式相同，同一地层格架上的钻井，所述过渡区域的划分方式相同，保证地层划分的统一性。

这两种差异特征变化规律相互对应，共同佐证了该段地层的变化，是地层划分的有力依据；

最后，完成了研究区所有钻井的地层划分后，搭建研究区的地层构架；通过地质分层与地球物理手段结合，实现全区的等时地层划分。如图4所示，从左到右依次是A、B、C、D、E、F、G七口井，通过合成记录标定，将钻井的地层划分标定在地震剖面上，根据地震反射特征进行地质解释，最终得到不同地层的等时地层解释结果，实现了研究区的等时地层划分。

总结：本发明的技术方案中，地层划分对比引入了标准层、标准井，并通过碎屑组分特征分析以及元素成分分析两种定量的数据依据作为地层划分特征，结合地震特征资料实现了多方位、多参数相结合，解决构造区域、沉积环境差异性影响、减少地层划分的不确定性，使研究人员可以快速投入地层划分对比工作；该方法具有较好的推广性，对油气勘探工作具有重要的意义。

本发明的技术方案中，通过碎屑组分特征分析以及元素成分分析两种定量的数据之间的互补性，在数据资料不完善的情况下，根据不同钻井的资料情况，合理的选择碎屑组分特征分析或元素成分分析作为划分依据，不仅能够保证地层划分的合理性，同时还进一步提高了地层划分的研究效率，为后期的油气勘探工作能够更快的进行。

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

Claims (6)

1.一种等时地层划分方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、收集整理某一研究区域的基础地质数据，对比各测井综合数据资料，选取钻遇层位完整、测井曲线全面，标志层最发育的钻井作为标准井；资料选取自标准井深度4000-5000段的地层信息 ；

步骤2、收集整理多口钻井的薄片鉴定资料和/或元素组分数据，将标准井中标准层界面附近的碎屑组分含量发生突变的拐点作为地层划分的第一差异特征；将元素分析数据中元素含量发生突变的拐点作为地层划分的第二差异特征；对第一差异特征和/或第二差异特征对应的深度位置进行标记，作为划分标志层的参考依据；

所述碎屑组分含量包括石英、长石、岩屑；在步骤1选取的标准井、标志层的基础上，对其他钻井的标志层附近的碎屑组分数据进行分析，找到至少一个所述碎屑组分的含量变化曲线的拐点作为地层划分的第一差异特征；所述碎屑组分的含量发生突变的拐点作为不同地层之间的一个过渡区域，所述过渡区域的厚度为200-300m；

所述碎屑组分的特征与所述元素成分分析之间的划分结果能够相互补充；

步骤3、提取标志层的碎屑组分和/或元素分析差异特征，作为其他钻井划分层位的参考依据，完成单井的地层划分；

步骤4、搭建研究区的地层构架；通过地质分层与地球物理手段结合，实现全区的等时地层划分。

2.根据权利要求1所述的等时地层划分方法，其特征在于，所述标志层的选取依据包括如下特征中的至少一个：沉积回旋、不整合面、岩性、岩相。

3.根据权利要求1所述的等时地层划分方法，其特征在于，所述元素成分分析包括三种特征元素：硅、铝、钙，其他钻井中，对所述标志层位置附近的元素成分数据进行分析，找到至少一个所述元素含量变化曲线的拐点作为地层划分的第二差异特征。

4.根据权利要求3所述的等时地层划分方法，其特征在于，所述元素成分分析发生突变的拐点作为不同地层之间的一个过渡区域，所述过渡区域的厚度为200-300m。

5.根据权利要求4所述的等时地层划分方法，其特征在于，同一地层构架上的钻井，所述过渡区域的划分方式相同。

6.根据权利要求1所述的等时地层划分方法，其特征在于，所述碎屑组分特征分析适用于薄片鉴定资料全面的钻井；所述元素成分分析适用于缺乏岩石薄片鉴定资料的钻井。

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