CN115113268A - 一种基于米氏旋回的三级层序划分方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于米氏旋回的三级层序划分方法，包括获取目标区域中的自然伽马测井曲线；基于频谱分析确定自然伽马测井曲线的信号能量与旋回数量，进而判断其是否包含米氏旋回；选择具有确定年代和深度的时间锚点；选择斜率轨道参数作为目标曲线；基于时间锚点确定自然伽马测井曲线与目标曲线的初始对应位置，并以初始对应位置为起点，将自然伽马测井曲线调谐至目标曲线，以获得时深转换表，进而确定天文年代标尺；对天文年代标尺进行滤波得到滤波曲线，基于滤波曲线的包络线进行三级层序划分。本发明对天文年代标尺进行滤波得到能够反映海平面变化特征的滤波曲线的包络线，基于包络线进行三级层序的划分，三级层序划分结论更准确。
Description
技术领域
本发明涉及地质学分析技术领域，特别是一种基于米氏旋回的三级层序划分方法、一种计算机可读存储介质和一种电子设备。
背景技术
层序地层学是油气资源勘探领域的重要学科，对于石油勘探而言，由于受限于地震分辨率的问题，三级层序的识别较一、二级层序更具有实际指导意义。现有的三级层序划分主要存在以下问题：由于目前尚未建立三级层序的划分标准及理清三级层序的形成原因，因此层序划分比较混乱，主要表现为层序分级混乱及钻井与地震层序划分不统一，层序划分的混乱性问题导致目前的划分结果精准度和可信度都不高。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题，提供了一种基于米氏旋回的三级层序划分方法、一种计算机可读存储介质和一种电子设备。相比于现有的三级层序划分方案，本发明划分结果精准且可信度高。
本发明公开了一种基于米氏旋回的三级层序划分方法，包括：
S1：获取目标区域中代表深度域的自然伽马测井曲线；
S2：基于频谱分析确定自然伽马测井曲线的信号能量与旋回数量，并基于信号能量与旋回数量判断自然伽马曲线是否包含米氏旋回；
S3：选择目标区域的一套具有确定年代和深度的强振幅连续地震界面为时间锚点；
S4：从天文轨道模型中选择斜率轨道参数作为代表时间域的目标曲线；
S5：基于时间锚点确定自然伽马测井曲线与目标曲线的初始对应位置，并以初始对应位置为起点，按照目标曲线的曲线变化，将自然伽马测井曲线调谐至目标曲线，以获得反映深度域与时间域对应关系的时深转换表；基于时深转换表确定天文年代标尺；
S6：对天文年代标尺进行滤波得到滤波曲线，将滤波曲线的包络线的旋回低值点作为层序边界进行三级层序划分。
进一步地，所述步骤S2之前，还包括对自然伽马测井曲线预处理：
对自然伽马测井曲线进行去野值处理和去趋势处理，以去除趋势信号和噪声信号带来的影响。
进一步地，所述步骤S2包括：
采用多窗口谱分析法对自然伽马曲线进行处理，得到频谱分析图，用于确定优势主峰的频谱，其中，频谱分析图的纵坐标表示周期内旋回的能量，横坐标的倒数表示旋回所对应的地层厚度；
基于频谱分析图确定优势主峰所对应的地层厚度之间的比例与天文轨道模型中各轨道参数的比例相近，则判断自然伽马测井曲线包含米氏旋回信号，继续步骤S3。
进一步地，在所述步骤S3中，选定为时间锚点的地震界面在地震剖面上表达为一套区域连续的强振幅地震反射同向轴；
选定为时间锚点的地震界面是由明显的区域连续的沉积-构造不整合界面所确定的。
进一步地，所述步骤S4，包括：
从Laskar2004模型中选取斜率作为代表时间域的目标曲线。
进一步地，所述步骤S5，包括：
基于时间锚点确定自然伽马测井曲线与目标曲线的初始对应位置，并以初始对应位置为起点，按照目标曲线的曲线变化，将自然伽马测井曲线调谐校正至目标曲线，根据自然伽马测井曲线与目标曲线的点位对应关系，得到用于反映深度所对应年代值的时深转换表；
基于时深转换表确定自然伽马曲线所对应的时间域天文年代标尺；
其中，自然伽马曲线的横坐标表示深度，天文年代标尺的横坐标表示年代。
进一步地，所述步骤S6，之前还包括：
对天文年代标尺进行时间域频谱分析，若被选择为目标曲线的轨道参数所对应的频率谱峰明显高于其他的，则判断步骤S5所获取的天文年代标尺正确，并继续步骤S6；否则，返回步骤S5重新获取天文年代标尺。
进一步地，所述步骤S6，包括：
采用不同的滤波带宽进行滤波得到不同分辨率的包络线；
选取主要包含斜率周期信号的包络线；
将包络线的旋回低值点作为层序边界进行三级层序划分。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述的基于米氏旋回的三级层序划分方法。
本发明还公开了一种电子设备，所述电子设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述的基于米氏旋回的三级层序划分方法。
本发明至少具有以下有益效果：
本发明选用具有绝对时间的地震界面作为时间锚点，将自然伽马曲线由深度域转化为时间域，得到天文年代标尺，对天文年代标尺进行滤波得到能够滤波曲线包络线，基于滤波曲线包络线进行三级层序的划分。相比现有技术，本发明三级层序划分结论更准确。
本发明的其他有益效果将在具体实施方式部分详细说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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是本发明优选实施例公开的基于米氏旋回的三级层序划分方法的流程图。
图2是本发明优选实施例公开的LW13井深度域频谱分析图。
图3是本发明优选实施例公开的LW13井自然伽马测井曲线与深度域滤波曲线叠合图。
图4是本发明优选实施例公开的地震界面特征图。
图5是本发明优选实施例公开的地震界面特征图。
图6是本发明优选实施例公开的Laskar2004模型的各轨道参数的目标曲线。
图7是本发明优选实施例公开的LW13井自然伽马测井曲线调谐校正至目标曲线的过程图。
图8是本发明优选实施例公开的LW13井分段斜率调谐天文年代标尺图。
图9是本发明优选实施例公开的天文年代标尺的MTM频谱分析图。
图10是本发明优选实施例公开的LW13井深度域自然伽马测井曲线及预处理后的曲线图。
图11是本发明优选实施例公开的LW13井T6-T7段斜率调谐天文年代标尺。
图12是本发明优选实施例公开的LW13井T6-T7段自然伽马曲线经过斜率调谐后建立的天文年代标尺的频谱分析图。
图13是本发明优选实施例公开的全球海平面变化曲线与天文年代标尺滤波曲线的包络线叠合对比图。
图14是本发明优选实施例公开的三级层序划分图。
图15是本发明优选实施例公开的不同方案的三级层序划分对比图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明公开了一种基于米氏旋回的三级层序划分方法，主要应用了旋回地层学。旋回地层学依据地球轨道参数偏心率、斜率和岁差的周期性或准周期性变化会引起地球日照量产生准周期性变化，而日照量的准周期性变化会使地球气候系统发生准周期性变化，气候系统最终影响不同沉积背景下的沉积响应。
如图1所示，本发明包括：
S1：获取目标区域中代表深度域的自然伽马测井曲线。
地层的沉积记录中，沉积物的某些周期性变化可以反映古气候的周期性变化特征。米兰科维奇理论认为地球轨道三参数的周期性变化会引起日照量的变化，而这种变化会作用到环境系统，使得古气候也发生周期性变化。因此旋回地层学的研究往往采用记录在地层中的，可以恢复古气候的各种替代性指标，主要包括：氧同位素、测井曲线、古地磁、碳同位素、有机碳含量、岩层厚度、岩石类型及颜色反射率等。
自然伽马测井测量的是岩层中存在的放射性元素(如钍、铀、钾等)在核衰变过程中放射出来的γ射线的强度，同时还测量岩层中的放射性元素钍、铀、钾的总浓度变化，而伽马射线的强度是由岩层中放射性元素衰变过程所决定的。自然伽马总量(GR)之所以能够反映海平面的变化是因为粘土及有机质颗粒具有很强的吸附放射性元素的能力，而粘土及有机质颗粒对沉积环境的变化非常敏感。由于GR值的大小主要反映颗粒物的性质，GR值随着地层中泥质含量的增加而升高，因此在地质上主要用来确定砂泥比或者粒度中值以及含砂量，也可应用于泥质含量的估算和层序地层的划分等。与其它测井曲线相比，自然伽马测井曲线最能够敏感反映出泥质含量的变化，而且由于泥质含量与沉积旋回、气候变化有直接联系，因此自然伽马测井数据对沉积盆地的古环境及古气候的恢复是有价值的参考指标。本发明采用自然伽马测井曲线作为古气候的替代性指标进行旋回分析，其具有采样间距小、连续性好以及对海平面变化敏感等优势。
S2：基于频率分析确定自然伽马测井曲线包含米氏旋回信号。虽然天文力作用于气候可以使得沉积地层中出现韵律性旋回，但是并不能认为所有沉积地层中的旋回都是米氏旋回，因为不同区域的地层沉积条件不会完全相同，即使相同区域的地层由于受到后期改造的不同所表现出的旋回性也有可能不同，因此需要检验自然伽马测井是否包含米氏旋回信号。
优选的，所述步骤S2具体包括：采用多窗口谱分析法对自然伽马曲线进行处理得到频谱分析图，用于确定优势主峰的频谱，其中，频谱分析图的纵坐标表示周期内旋回的能量，横坐标的倒数表示旋回所对应的地层厚度。基于频谱分析图确定优势主峰的所对应的地层厚度之间的比例与天文轨道模型中各轨道参数的比例相近，则判断自然伽马测井曲线包含米氏旋回信号，因此可以通过自然伽马测井曲线建立天文年代标尺。
如图2所示，频谱分析图的横坐标为频率，单位为旋回/米，纵坐标为相对功率谱，无单位，其中，纵坐标的数值越大，则表示这一周期旋回的能量越大，横坐标的倒数代表的是旋回所对应的地层厚度。由于米氏旋回是由天文力作用于地球而产生，因此具有相对稳定性，各个参数之间的比例在一定的地质历史时期是相对固定的，所以如果在地层中通过深度域频谱分析发现优势功率谱的峰值所对应的地层厚度之间的比例具有米兰科维奇三参数之间比例关系，则可以认为此段地层受米氏旋回影响。值得一提的是，地质条件复杂多样，诸如成岩作用等沉积现象会一定程度上影响地层中米兰科维奇旋回的保存，因此如果分析出的主峰优势频率之间的比例与相对固定的米氏旋回三个参数之间的比例有一定的差异，依旧认为该地层受米氏旋回影响。
本发明通过多窗口谱分析法(MultitaperMethod，简称MTM)可以确定优势主峰的频谱，通过数字滤波的方法可以将特定的主峰频率提取出来，具体的，本发明选用带宽滤波作为选用的滤波方法。带宽滤波的参数包括中心频率与带宽，本发明将中心频率选取为优势主峰所对应的频率而带宽选取为最能涵盖谱峰范围的频率范围。当选定了一个中心频率与带宽之后就意味着将这一中心频率对应的一定宽度的谱峰的信息提取出来。选取带宽时，应尽可能的涵盖选取的优势峰值的全部信号，也应适当覆盖两侧，但不应过大。
如图2和图3所示，通过分析深度域频谱图的各个峰值之间的比例关系，并且结合通过平均沉积速率所推算出的405kyr所对应的地层厚度，认为本段数据中71米(频率峰值为0.014m-1)峰值代表的是405kyr长偏心率周期、18米(0.056m-1)代表100kyr短偏心率周期、7.1米(0.14m-1)代表斜率周期、3.5米(0.28m-1)代表岁差周期。可以看出即使节选的这段数据的数据量较小，地层厚度不大，但是依旧可以显示出与整体几乎相同的优势主峰频率，且斜率周期与偏心率周期的峰值更加明显，因此可以认为本地区钻井解释的地层中包含有米氏旋回的偏心率、斜率及岁差周期的信号。
S3：选择目标区域的一套具有确定年代和深度的强振幅连续地震界面为时间锚点。其中，选定为时间锚点的地震界面的地质年代是由钙质超微化石的末现面和浮游有孔虫的初现面所确定的，具体方法是本领域现有技术，本文不再赘述。
本发明选定为时间锚点的地震界面在地震剖面上表达为一套连续强振幅地震反射同向轴。被选定为时间锚点的地震界面不仅具有绝对时间，还必须易于追踪。如图4和图5所示，作为一套区域性的构造不整合面，具有绝对时间的T6在地震剖面上显示为一套连续强振幅地震反射同相轴，正是由于T6地震反射同相轴的这种特点使得T6地震界面具有易于追踪的特点，解释出现的错误的可能性很小。因此可以选择地震界面T6作为时间锚点，并认为其对于测井而言深度位置是准确的、所对应的地质年代是确定的。
S4：从天文轨道模型中选择斜率轨道参数作为代表时间域的目标曲线。天文轨道模型是指根据内轨道行星对地球轨道三参数的影响，所建立的地球轨道三参数的变化模型。Laskar2004正是天文轨道模型的代表之一。
具体的，可以从Laskar2004模型中可被选取的轨道参数包括：偏心率、斜率、岁差、日照量，天文轨道参数的模型常用的包括Berger1978、Laskar1993、Laskar2004、Laskar2010等，其中新生代稳定的Laskar2004以及后来的Laskar2010是最符合地史时期地球轨道参数变化的模型，所以本发明所使用的理论天文轨道参数模型为Laskar2004。通过Laskar2004模型可以计算出三个参数的变化，分别为偏心率、斜率、岁差。参见图6，其中a、b、c三条目标曲线分别表示在16000Ka-31000Ka的偏心率、斜率及岁差对应的旋回曲线，也就是目标曲线。
优选的，本发明选用斜率作为轨道参数，斜率作为新生代以来控制气候变化的主要轨道参数，其理论曲线与海平面的变化具有很好相关性，天文年代标尺滤波曲线的包络线与海平面变化曲线的相关性可参见图15，能够认为斜率为海平面变化的主要控制因素。因此，本发明将自然伽马测井曲线使用斜率进行天文调谐，建立由斜率调谐的天文年代标尺，将斜率调谐天文年代标尺滤波曲线的包络线与全球海平面变化曲线进行对比，发现很好的相似性，进而将其作为划分三级层序的依据。
S5：基于时间锚点确定自然伽马测井曲线与目标曲线的初始对应位置，并以初始对应位置为起点，按照目标曲线的曲线变化，将自然伽马测井曲线调谐校正至目标曲线，以获得反映深度域与时间域对应关系的时深转换表；基于时深转换表确定天文年代标尺。
具体的，基于时间锚点确定自然伽马测井曲线与目标曲线的初始对应位置，并以初始对应位置为起点，按照目标曲线的曲线变化，将自然伽马测井曲线调谐校正至目标曲线，根据自然伽马测井曲线与目标曲线的点位对应关系，得到用于反映深度所对应地质年代值的时深转换表；基于时深转换表确定反映自然伽马曲线所对应的时间域数据的天文年代标尺。其中，自然伽马曲线的横坐标表示深度，天文年代标尺的横坐标表示年代。
如图7和图8所示所示，本实施例将深度域滤波曲线作为参考，将测井曲线按照旋回性的变化，校正到Laskar2004理论曲线上，这一过程即天文调谐，这一过程需要反复多次不断验证，直到得到的天文年代标尺的频谱分析图最接近理论曲线为止(即所应用调谐的轨道参数频率谱峰能量集中且远高于周围数值，其他轨道参数对应频率谱峰也有所显示)。经过天文调谐之后，可以得到时深转换表(参见表1)。
表1
| LW13 | LW13 | ||||
| 深度(米) | 时间(千年) | 斜率(40kyr) | 深度(米) | 时间(千年) | 斜率(40kyr) |
| 3399.42 | 24989.88 | O1 | 3581.09 | 25913.49 | O24 |
| 3406.11 | 25027.41 | O2 | 3588.39 | 25953.08 | O25 |
| 3411.50 | 25065.98 | 3O | 3595.14 | 25993.65 | O26 |
| 3419.30 | 25107.25 | 4O | 3602.56 | 26032.65 | O27 |
| 3430.13 | 25147.67 | 5O | 3608.31 | 26071.83 | O28 |
| 3438.84 | 25189.09 | 6O | 3614.99 | 26110.80 | O29 |
| 3444.87 | 25225.71 | 7O | 3620.88 | 26151.27 | O30 |
| 3453.72 | 25267.26 | 8O | 3627.19 | 26191.36 | O31 |
| 3460.89 | 25310.81 | 9O | 3635.25 | 26231.02 | O32 |
| 3470.08 | 25357.12 | 10O | 3641.31 | 26267.77 | O33 |
| 3477.77 | 25390.97 | 11O | 3646.97 | 26307.93 | O34 |
| 3484.75 | 25429.57 | 12O | 3652.88 | 26349.86 | O35 |
| 3491.61 | 25476.01 | 13O | 3659.59 | 26386.63 | O36 |
| 3497.48 | 25515.78 | 14O | 3665.74 | 26426.18 | O37 |
| 3507.79 | 25558.37 | 15O | 3673.26 | 26470.39 | O38 |
| 3515.03 | 25593.84 | 16O | 3680.63 | 26506.96 | O39 |
| 3523.32 | 25638.00 | 17O | 3689.27 | 26549.81 | O40 |
| 3529.70 | 25675.98 | 18O | 3697.65 | 26588.41 | O41 |
| 3538.18 | 25713.77 | 19O | 3704.74 | 26627.00 | O42 |
| 3545.92 | 25757.13 | 20O | 3711.88 | 26673.49 | O43 |
| 3556.47 | 25795.03 | 21O | 3719.16 | 26708.67 | O44 |
| 3564.39 | 25833.94 | 22O | 3728.61 | 26747.33 | O45 |
| 3572.95 | 25874.90 | 23O | 3741.01 | 26792.27 | O46 |
表1中一个深度值对应一个年代值，通过深时转换表可以将深度域数据转换为时间域数据，这一时间域数据即为天文调谐年代标尺。
S6：对天文年代标尺进行滤波得到滤波曲线，将滤波曲线的包络线进行三级层序划分。通过上述步骤S5能够建立斜率调谐的天文年代标尺，本步骤将斜率调谐的天文年代标尺的斜率信号使用带宽滤波提取出来，其后画出带宽滤波的包络线，并以包络线作为划分三级层序的依据。
现有研究已经证实天文轨道所驱动的气候变化是控制海平面变化的主要因素，海平面变化又是三级层序发育的主要控制因素。因为海平面变化主要控制海洋沉积物沉积，而沉积物的变化会导致沉积层序的形成，所以三级沉积层序的划分应该主要考虑海平面波动幅度与沉积持续时间。因此斜率调谐天文年代标尺的滤波曲线包络线可以作为划分三级层序的依据。
选择不同的滤波器带宽会得到分辨率不同的滤波曲线，如图13所示的是选择中心频率为0.025(40kyr)带宽分别为0.002和0.001所形成的不同的滤波曲线的包络线。通过两条斜率调谐天文年代标尺的滤波曲线的包络线的对比可以发现0.002带宽的包络线的分辨率更高，所涵盖的信息更丰富，但是其中也自然包括了很多非斜率信号；0.001带宽的包络线更加平滑，涵盖的信息量较少，但是斜率信号却更加突出。综上所述，选用斜率周期的0.001带宽的包络线更有利于划分三级层序。
在本发明中，所述步骤S2之前，还包括对自然伽马测井曲线预处理，预处理技术是为了压制无用信号，突出米氏旋回信号。具体的，对自然伽马测井曲线进行去野值处理和去趋势处理，以去除趋势信号和噪声信号带来的影响。
野值是指那些数值严重远离其它数值所呈现出的变化趋势的一小部分孤立的数值。野值的产生原因可能是测量时的误差也可能是偶然因素引起的随机误差。野值的存在对信号整体的均值影响不大，但是却会整体抬升功率谱的能量背景，以至于严重影响频谱分析的真实性。
去野值后还需要去趋势，虽然测井数据及其它野外露头所采集的数据是深度域数据，但是通常沉积时间与沉积厚度存在对应关系，即数值随深度的加深可能存在增加或减少的趋势，这种数据称为非静态数据。非静态数据会在频谱分析时产生一个很强的低频信号，使得频谱分析结果的正确性受到影响，因此需要使用去趋势的方法消除线性趋势。
在本发明中，所述步骤S6之前还需要对步骤S5得到的天文年代标尺进行检验。具体的，对天文年代标尺进行时间域频谱分析，若被选择为目标曲线的轨道参数所对应的频率谱峰明显高于其他的，则判断步骤S5所获取的天文年代标尺正确，并继续步骤S6；否则，返回步骤S5重新获取天文年代标尺。
如图9所示，天文调谐之后即可得到单井的天文年代标尺，这时需要检验调谐过程是否正确。检验标准为分析405kyr、100kyr、41kyr周期的谱能量是否集中，并明显高于背景噪音的能量来进行判断调谐的结果是否准确。
本发明公开了以下实施例用于进行详细说明。
实施例一
本实施例基于测定地区LW13钻井建立天文年代标尺。选取LW13沉积速率稳定的约346米厚地层(3397米-3743米)进行旋回地层分析。
如图10所示的LW13井3397-3743米段深度域自然伽马测井曲线显示出较好的韵律性。如图2所示，图中优势峰值上数值代表这一峰值所对应的频率，括号内为这一频率所对应的地层厚度，由深度域频谱分析图得到有多个优势峰值，包括0.014(71米)、0.056(18米)、0.14(7.1米)、0.28(3.5米)，其比例接近405kyr：100kyr：40kyr：20kyr。根据已知所划分的钻井层序的厚度与粗略沉积时间估算0.014峰值应该对应405kyr长偏心率周期。通过带通滤波的方法将0.014优势峰的信息提取出来，所选取中心频率为0.014、带宽为0.004。将预处理后的自然伽马测井曲线与滤波曲线叠合，以查看带通滤波所选取的参数是否正确，可以看到本发明选取的两个参数所提取出的滤波曲线包含有测井曲线的主要旋回信息，并且旋回周期明显(参见图3)。
通过斜率调谐，即将深度域数据按照旋回性变化对比至理论斜率曲线(参见图7)，可以建立如表1所示的时深转换表，即一个深度对应一个时间，两个时间点间隔一个斜率周期。通过时深转换表可以将深度域测井曲线转换为时间域经斜率调谐的天文年代标尺(参见图8)。
这一调谐过程需要反复多次的不断验证，直到所得到的时间域天文年代标尺的频谱图最接近理论为止。
最后需要对天文年代标尺进行时间域频谱分析检验。MTM频谱分析不但可以用来分析深度域数据是否具有典型的旋回性，也可以用来检验调谐得到的天文年代标尺是否准确。检验标准为，将调谐得到的天文年代标尺进行频谱分析，若得到的优势主峰能量明显高于周边谱峰则认为调谐结果正确。如图9所示，通过LW13井3397米-3743米段天文年代标尺频谱图可以看出40kyr斜率周期旋回对应的主峰非常突出，而且476kyr长偏心率周期旋回、175kyr短偏心率周期旋回、20kyr岁差周期旋回都有所显示，因此可以认为调谐结果是符合实际的，建立的天文标尺是正确的。
通过将LW13井分段调谐，并重复以上步骤，得到LW13井全井段约1500米(3046米-4482米)的斜率调谐天文年代标尺(参见图11)，并对其进行频谱分析验证，得到如图12所示结果。图12中，40kyr的斜率周期信号异常突出，且454kyr长偏心率周期信号、20kyr的岁差周期信号都有所显示，因此可以认为调谐结果是符合实际的，建立的天文标尺是正确的。
实施例二
现有研究已经证实天文轨道所驱动的气候变化是控制海平面变化的主要因素，海平面变化又是三级层序发育的主要控制因素。因为海平面变化主要控制海洋沉积物沉积，而沉积物的变化会导致沉积层序的形成，所以三级沉积层序的级次划分应该主要考虑海平面波动幅度与沉积持续时间。因此斜率调谐天文年代标尺的滤波曲线包络线可以作为划分三级层序的依据。
图13为海平面变化曲线与斜率调谐天文年代标尺0.002带宽与0.001带宽包络线的对比图。可以看出很好的相似性，这也进一步证实了斜率周期包络线与海平面变化的这种相关性。尤其在24Ma-30Ma时期，全球海平面变化与天文年代标尺的斜率周期包络线吻合度很高，几乎是同步升降，全球海平面变化的每一个峰值在斜率周期曲线包络线都有所体现。虽然有些峰值之间存在细微的相位差，这些相位差可以认为是目标地区海底扩张造成的大范围波动在局部地区产生的影响。23.03Ma处，全球海平面没有出现很剧烈的变化，只是稍微降低，但是斜率周期包络线所体现区域海平面变化的23.03Ma处，却出现了一个持续时间较短，但是变化幅度很强的峰值，可以认为是海底扩张启动的表现。这一现象也侧面证明了将测井曲线通过天文调谐所建立的天文年代标尺，其斜率周期包络线作为区域海平面变化的替代指标是可行的。24Ma全球海平面变化与目标地区海平面变化与斜率周期包络线都达到了低值，可能受到区域整体热沉降的影响。24Ma至22Ma斜率周期包络线变化幅度明显降低；全球海平面变化曲线为比较有规律的平缓波动，且波动幅度较24Ma之前有所降低。22Ma至16Ma斜率周期包络线波动幅度较之前有较大的降低，且与全球海平面变化曲线相比较，可以发现两条曲线之间的峰值大体上相似，但有一定的相位差，这可能是由于目标地区受到海底扩张活动影响。综上所述，斜率周期包络线与海平面变化具有高度的相关性。
如图14所示，将包络线的旋回低值点作为层序边界进行划分，共划分出14个三级层序，其三级层序边界根据其界线年代分别命名为：SB16.3、SB17.2、SB18.2、SB19.2、SB20.5、SB21.3、SB22.2、SB23.7、SB24.7、SB25.8、SB27、SB27.7、SB28.9、SB30.0。
如图15所示，对于同一地区通过本发明三级层序的划分结果(左一曲线)与现有的两种划分结果(中间曲线为现有方案一，右一曲线为现有方案二)进行比较。现有方案一将15.5Ma-30.0Ma划分为11个三级层序，现有方案二将本段地层划分为8个三级层序，虽然这两个方案的三级层序数量不同，但是三级层序界面却有相互重合，例如SB15.5、SB17.5、SB21。随着基础地质研究的不断深入，有理由认为现有方案一所得研究成果较现有方案二所得研究成果精度更高。
对比本发明与现有方案一可以发现具有很好的可对比性，12个三级层序界面中存在8个界面的相互年代差小于0.2Ma(SB16.3与SB16.5、SB17.2与SB17.1、SB18.2与SB18、SB21.3与SB21、SB23.7与SB23.8、SB25.8与SB26、SB27与SB27、SB28.9与SB29)，只有本方案的SB17.5、SB19.2、SB20.5、SB22.2这四个三级层序界面由于处在方案一的两个三级层序的中部而没有对应。考虑到通过层序地层学分析所得到的天文年代标尺较传统方法更具优势，且分析精度与分辨率更高，因此认为本发明所得三级层序界面年代更接近实际情况。
考虑到定量层序划分的需要，本发明公开的层序划分方案明显优于现有方案一。本发明公开的划分方案中，两个层序之间间隔最大为1531kyr，最小为687kyr。而现有方案一，两个层序之间间隔最大为3000kyr，最小为400kyr。本文所划分出的三级层序的持续时间更加稳定，更符合定量层序划分的要求；而现有方案一中三级层序的持续时间变化幅度过大。考虑到控制三级层序的主要因素为海平面变化，而海平面变化的升降幅度与升降周期的持续时间都不可能出现如此大的变化，因此认为由斜率调谐天文年代标尺而得的三级层序划分方案更符合海平面作为主控因素控制三级层序发育的实际。
实施例三
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上文所述的基于米氏旋回的三级层序划分方法。
实施例四
本发明还公开了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器。所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上文所述的基于米氏旋回的三级层序划分方法。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于米氏旋回的三级层序划分方法，其特征在于，包括：
S1：获取目标区域中代表深度域的自然伽马测井曲线；
S2：基于频谱分析确定自然伽马测井曲线的信号能量与旋回数量，并基于信号能量与旋回数量判断自然伽马曲线是否包含米氏旋回；
S3：选择目标区域的一套具有确定年代和深度的强振幅连续地震界面为时间锚点；
S4：从天文轨道模型中选择斜率轨道参数作为代表时间域的目标曲线；
S5：基于时间锚点确定自然伽马测井曲线与目标曲线的初始对应位置，并以初始对应位置为起点，按照目标曲线的曲线变化，将自然伽马测井曲线调谐至目标曲线，以获得反映深度域与时间域对应关系的时深转换表；基于时深转换表确定天文年代标尺；
S6：对天文年代标尺进行滤波得到滤波曲线，将滤波曲线的包络线的旋回低值点作为层序边界进行三级层序划分。
2.根据权利要求1所述的基于米氏旋回的三级层序划分方法，其特征在于，所述步骤S2之前，还包括对自然伽马测井曲线预处理：
对自然伽马测井曲线进行去野值处理和去趋势处理，以去除趋势信号和噪声信号带来的影响。
3.根据权利要求2所述的基于米氏旋回的三级层序划分方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
采用多窗口谱分析法对自然伽马曲线进行处理，得到频谱分析图，用于确定优势主峰的频谱，其中，频谱分析图的纵坐标表示周期内旋回的能量，横坐标的倒数表示旋回所对应的地层厚度；
基于频谱分析图确定优势主峰所对应的地层厚度之间的比例与天文轨道模型中各轨道参数的比例相近，则判断自然伽马测井曲线包含米氏旋回信号，继续步骤S3。
4.根据权利要求1所述的基于米氏旋回的三级层序划分方法，其特征在于，在所述步骤S3中，选定为时间锚点的地震界面在地震剖面上表达为一套区域连续的强振幅地震反射同向轴；
选定为时间锚点的地震界面是由明显的区域连续的沉积-构造不整合界面所确定的。
5.根据权利要求1所述的基于米氏旋回的三级层序划分方法，其特征在于，所述步骤S4，包括：
从Laskar2004模型中选取斜率作为代表时间域的目标曲线。
6.根据权利要求1所述的基于米氏旋回的三级层序划分方法，其特征在于，所述步骤S5，包括：
基于时间锚点确定自然伽马测井曲线与目标曲线的初始对应位置，并以初始对应位置为起点，按照目标曲线的曲线变化，将自然伽马测井曲线调谐校正至目标曲线，根据自然伽马测井曲线与目标曲线的点位对应关系，得到用于反映深度所对应年代值的时深转换表；
基于时深转换表确定自然伽马曲线所对应的时间域天文年代标尺；
其中，自然伽马曲线的横坐标表示深度，天文年代标尺的横坐标表示年代。
7.根据权利要求1所述的基于米氏旋回的三级层序划分方法，其特征在于，所述步骤S6，之前还包括：
对天文年代标尺进行时间域频谱分析，若被选择为目标曲线的轨道参数所对应的频率谱峰明显高于其他的，则判断步骤S5所获取的天文年代标尺正确，并继续步骤S6；否则，返回步骤S5重新获取天文年代标尺。
8.根据权利要求5所述的基于米氏旋回的三级层序划分方法，其特征在于，所述步骤S6，包括：
采用不同的滤波带宽进行滤波得到不同分辨率的包络线；
选取主要包含斜率周期信号的包络线；
将包络线的旋回低值点作为层序边界进行三级层序划分。
9.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-8中任一项所述的方法。
10.一种电子设备，所述电子设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述权利要求1-8中任一项所述的方法。
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| CN202210545643.9A CN115113268A (zh) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | 一种基于米氏旋回的三级层序划分方法 |
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| CN (1) | CN115113268A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116859485A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-10-10 | 成都理工大学 | 一种高频层序识别与对比方法、系统、设备及终端 |
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2022
- 2022-05-19 CN CN202210545643.9A patent/CN115113268A/zh active Pending
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