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测井沉积相

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
资源描述:
测井沉积学概念及解释模型地层泥质含量地层中泥质含量的大小和泥质类型,通常可以根据地区的实际情况,应用泥质指示测井,即自然电位和自然伽马测井、自然伽马能谱资料加以确定。对于地层当中由于某种原因,无法应用自然电位和自然伽马测井时,可应用中子、电阻率对泥质进行确定。矿物成分识别:中子-密度;骨架识别图地层的矿物成分的识别,则是应用交会图技术,如中子-密度交会图、M-N交会图、骨架识别图进行确定的。地球化学测井、成象测井、地层倾角测井测井相分析及地质解释模型的概念一、测井相定义测井相是由法国地质学家O.Serra于1979年提出来的,目的在于利用测井资料(即数据集)来评价或解释沉积相。他认为测井相是“表征地层特征,并且可以使该地层与其它地层区别开来的一组测井响应特征集”。事实上,这是一个n维数据向量空间,每一个向量代表一个深度采样点上的几种测井方法的测量值,如自然伽马(GR)、自然电位(SP)、井径(CAL)、声波时差(AC)、密度(DEN)、补偿中子(CNL)、微球型聚焦电阻率(RXO)、中感应电阻率(RIM)、深感应电阻率(RID)这样一个9维向量就是一个常用的测井测量向量。用测井测量值进行计算机处理结果,如孔隙度(Ø)、饱和度(Sw)、渗透率(K)、骨架参数Vmal,Vma2,Vma3…及泥质含量(Vsh)、粉砂指数SI等来表征。测井相分析就是利用上述测井响应的定性方面的曲线特征以及定量方面的测井参数值来描述地层的沉积相,实际确定沉积相中还有赖于地层倾角测井、自然伽马能谱等多方面的资料。测井系统愈完善,测井质量愈好,测井相图反映实际地层沉积相的程度也就愈好。曲线测井相分析就是从一组能反映地层特征的测井响应中,提取测井曲线的变化特征,包括幅度特征、形态特征等以及其它测井解释结论(如沉积构造、古水流方向等),将地层剖面划分为有限个测井相,用岩心分析等地质资料对这些测井相进行刻度,用数学方法及知识推理确定各个测井相到地质相的映射转换关系,最终达到利用测井资料来描述、研究地层的沉积相。所谓测井相,就是表示沉积物特征,并可使该沉积物与其它沉积物区别开的一种测井响应。测井岩相=f(密度、声波、中子、伽马、电位、电阻率、自然伽马能谱等)。利用“测井相”研究岩性1.可建立岩石成份与测井响应之间关系。2.岩石结构和测井响应之间可建立关系岩石结构包括:粒度、分选、磨圆程序等均可在测井曲线上可反映出来。3.岩石构造与测井响应之间关系4.测井相与地质相对应关系二、测井相标志与地质相标志的关系测井相中数据向量每一维都可称作一个测井相标志,沉积相标志是确定沉积相中一个观察描述特征标志。两种相标志之间不存在一一对应关系,尤其是类似古生物等描述在测井资料中不可能确定,但在已知特定油气田地质背景时,可以经过统计、知识推理找到判断亚、相微相的组合对应关系,这种关系就是所谓解释模型。这种关系一般表现为逻辑的,而不是数量的。*******测井相分析的方法步骤*******测井相分析程序提供一个相应剖面和一个相序列剖面及其简单描述。国内8点/米,国外2点岩心刻度测井岩相数据库确定方法:①首先找取芯井;②描述地质相;③确定测井相(确定测井相方法步骤中的前4步);④确定测井相与地质相的对应关系;⑤存储入计算机中形成岩相数据库。测井相程序1.环境校正,深度匹配(预处理);标准化处理;2.测井曲线自动分层;3.确定测井相;把相应每条曲线平均值算出来,组合到一起,形成一个存储空间,即形成一个数组-测井相。测井相图形式:①蜘蛛网图:以每个点为中心;②阶梯状图4.聚类分析,分为15-20个大类;5.根据岩相数据库,分别把每个大类与岩相数据库中存储的测井相进行对比,进而把与之对应的地质相找出来了。测井相分析成果的主要用途由于测井相分析能够获得深度准确、质量较高的单井岩相柱状图,故它在石油勘探与开发中有着广泛的用途。1.确定井剖面地层的岩性,研究岩相特征。2.为单井解释、多井评价确定地层模型提供依据。3.研究地层层序关系,进行地层对比。4.研究油田储集层的纵、横向变化及油气层分布,予测有利含油气区。5.提供各类岩相统计结果,对研究区域性的生、储、盖条件极为有利。6.进行沉积相与构造地质研究。岩石组合及层序的测井解释模型不同沉积环境下形成的地层,在纵向上有不同的岩相组合,在横向上有不同的分布范围及沉积体的几何形态,砂体的内部具有不同的粒度,分选性,泥质含量。一、测井曲线要素及其常规组合测井曲线地质意义1.幅度:分为低幅、中幅、高幅三个等级2.形态④对称齿形:常见的一种曲线形态,它多以充刷、充填作用为主,具有正粒序。⑤反向齿形:常见的一种曲线形态,河水道末稍前积式充填为主具有反粒序。⑥正向齿形:为充填堆积特征,常代表洪水作用下的堆积具有对称粒序。⑦指形:代表强能量下的中层粗粒堆积,如海滩、湖滩⑧漏斗-箱形:代表丰富物源供应下的水下沙体堆积,为河口堆积的典型特征。⑨箱形-钟形:环境为有丰富的物源,但后期由于河道迁移或废弃导致能量衰减,具有河道的均质沉积,到后期正向粒度的沉积。⑩上为漏斗-箱形,下为漏斗-钟形:代表河道在迁移摆动条件下,有丰富物源供应的水道充填式堆积。(8)、(9)、(10)统称为复合形,表示由两种或两种以上曲线形态组合,表示一种水动力环境向另一种环境的变化。各类形态又可进一步细分为光滑形和锯齿形。3.接触关系顶底接触关系反映砂体沉积初期、末期水动力能量及物源供应的变化速度,有渐变和突变两种,渐变又分为加速、线性和减速三种,反映曲线形态上的凸型、直线和凹型。突变往往表示冲刷(底部突变)或物源的中断(顶部突变)。单砂层顶部突变,反映了砂体沉积末期水动力、物源供应条件。顶部突变代表物源供应的突然中断,顶部加速渐变代表水流能量在后期急刷减退或物源供应减少,多与河道末期沉积有关,顶部匀均渐变呈斜线形代表均匀的能量减退的过程。为河道侧向迁移的典型特征,顶部减速渐变代表能量或物质供应在后期缓速消退,水下河道常具有这种特点,代表后续水流滞后沉积。底部突变常代表冲刷面,底部加速渐变以冲刷能力较差的水下河道为特征,在冲刷面下部还有原先滞留的沉积砂,底部匀速渐变代表高坡处枯水道在洪水期的沉积或是漫堤、漫滩的沉积特点。底部减速渐变为沉积初期物源供应有限所致,常为岸外砂坝的特点。4.光滑程度光滑程度属于曲线形态上次一级变化,取决于水动力条件对沉积物发行持续的时间长短,既反映了物源丰富程度也反映了水动力能量的强度据曲线形态分为光滑、微齿、齿化三个等级齿化往往代表韵律性沉积、物源丰富但沉积能量有节奏性变化或各种物理化学量有较大的频繁变化光滑型代表物源丰富,水动力作用稳定沉积,并且是长期作用下结果微齿型介于二者之间,代表物源丰富,沉积能量有变化改造不彻底的结果。5.齿中线分为水平平行、上倾和下倾平行三类。当齿的形态一致时,齿中线相互平行,反映能量变化的周期性;当齿形不一致时,齿中线将相交,分为内收敛和外收敛,各反映不同的沉积特征。对于齿化的箱形或钟型曲线其齿中线具有内收敛的特点,底部齿中线下倾,中部齿中线水平,上部齿中线上倾,齿中线相交于曲线右侧,对于此情况下箱型或钟型,反映河道砂坝是由初期的冲刷滞留沉积、中期的较匀质的河道砂堆积以及末期露出水面前冲填或堆积而成。齿中线相互平行反映能量周期性的变化,其中齿中线水平且相互平行反映薄层滩沙堤岸砂、扇和席状砂加积式堆积的特点齿中线下倾且相互平行代表正粒序的韵律层沉积,是一组正向细齿的组合,它表明每个薄砂层均为下粗上细的正粒序。齿中线上倾且相互平行代表水道末稍前积式沉积组合,是一组反向细齿的组合,它表明每个薄砂层均为下细上粗的反粒序。6.幅度组合包络线类型皮尔森(S.J.Pirson,1970年)曾指出,自然电位曲线指状峰的包络线的形态,可以反映出水体深度变化的速度。海水后退速度稳定的线性海退,其自然电位曲线指峰的包络线表现为一条倾斜的直线。海水后退速度稳定减小的匀减速海退,其自然电位曲线指峰的包络线表现为一条“凸”形曲线。它的曲率中心在自然电位正方向一侧。海水后退速度稳定增大的匀加速海退,其自然电位曲线指峰的包络线表观为一条“凹”形曲线。它的曲率中心在自然电位负方向一例。同样,根据自然电位曲线指峰包络线的形态,也可以判断海进的速度。线性(匀速)海进,其包络线为一条倾斜的直线。匀减速海进,其包络线是一条“凹”形曲线,曲率中心在自然电位负方向一侧。匀加速海进,它的包络线是一条“凸”形曲线,曲率中心在自然电位正方向一侧。7.层序的形态组合方式多层曲线的组合形式及层序的曲线组合特征进行分析。多层曲线的组合形式,是指多层曲线幅值的包络线的组合形态,它可以反映多层砂体在沉积过程中的能量变化及速率变化的情况。根据包络线的形态的不同,可将多层曲线的组合形式分为加积式、后积式及前积式三种类型。一种沉积环境有它特有的层序组合特征。一种沉积环境在垂向上也有它特有的测井曲线形态组合特征。掌握各种环境的测井曲线形态组合特征,将有助于鉴别沉积环境及在区域上研究相带的分布规律。******地层倾角测井微电导率曲线特征******将四条微电导率曲线和常规曲线配合,并对比岩心观察描述,可以得到:(1)从曲线形态和曲线的相似性判断岩性及微细旋回的划分。(2)向上变细或向上变粗的层序,直接使用微电导率曲线或其合成的电阻率曲线进行精细研究。(3)均匀砂体(无明显层理)和具有细纹层、大型层理的砂岩明显不一样,均匀块状砂岩四条电导率曲线相关性检验很差。(4)平行以及非平行层理可以根据四条电导率曲线特征值的平行度来衡量。二、层序序列特征测井解释模型每一种沉积亚相、微相的测井曲线形状的变化都可以反映其粒序序列变化,通常用反映岩性、粒序变化的自然伽马(GR)、自然电位(SP)的形态组合来反映每一种沉积亚相、微相的层序特征(1)正粒序模型。一般为钟形,即自然伽马向上逐渐增大,而自然电位为自下而上由高负偏向低负偏甚至基线附近变化。(2)反粒序模型。对应于漏斗形测井曲线。即自然伽马向上逐渐减小,而自然电位自下而上由基线或低负偏向高负偏变化。(3)复合粒序模型。对应于复合形态的测井曲线,即由两个或两个以上钟形、漏斗形自然电位和自然伽马曲线连续变化组成。(4)无粒序模型。对应于箱形或平直测井曲线,’即自然电位及自然伽马曲线形状自下而上不变或只是微齿化。沉积构造、沉积体结构的测井解释模型高分辨率地层倾角测井包含有大量的沉积结构和构造方面的信息,在油田构造和沉积学研究中发挥着重要的作用。HDT、CL3700倾角仪,可以得到反映岩石内部界面的倾角和倾向;也可以得到微电阻率环井眼成像,为沉积学研究进一步提供沉积结构、构造、古水流等方面的信息。应用于沉积学中必须作特殊的处理,即短相关对比或精细模式识别的交互处理,甚至使用最先进的成像手段,并始终贯彻“岩心刻度测井”的指导思想,在工作中通过岩心观察和沉积构造描述,总结测井相和沉积相之间的对应关系,一、倾角模式及其地质含义红模式:可以指示砂坝及河道等;蓝模式:一般反映地层水流层理、不整合;绿模式:一般反映水平层理等;白(杂乱)模式:它指风化面或者块状地层等。每一种模式的代表性仍然是相对简单和存在多解性,而目标是岩石内部的微细层面,只有那些可以切过井筒的中型一大型层理沉积构造的变化面才有可能被地层倾角测井四臂电极探测到,并计算出其产状,井筒中不成平面或在井筒中弯曲变化剧烈的小型层理是不可能被计算出来的。二、微电导率插值环井眼成像微电导率环井眼成像是将电导率曲线按相对大小内插,表示环井眼电导率大小分布值以一系列不同级别颜色表征:(1)不同电导率大小电性层和不同的岩性界面很清楚;(2)电导率逐渐递变,颜色级别逐渐变化,是岩石内部韵律的表现;(3)电导率异常特征变化段,颜色级别突变是微细层面的反映,以此可参考矢量图模式判断沉积构造中层理的微细层变化及其组合关系;三、沉积构造的地层倾角测井解释模型岩心刻度取心段的岩心素描图(沉积构造)的原始产状缩小成1:10的比例用于人机交互处理中,刻度地层倾角处理结果,以特征标志层(钙质夹层、泥质夹层)归位,地层倾角计算结果和电导率成像与岩心匹配关系要好,而且地层倾角矢量清楚地显示出各种层理的模式关系,这是各种沉积构造(层理、冲刷面等)解释模型建立的关键。(1)以岩心中特征标志层如钙质夹层、泥质夹层,将岩心归到地层倾角处理成果图上准确无误,无论从成像中,还是从微电导率曲线及矢量图模式转换或间断都很清楚。(1)槽状交错层理的测井解释图版。表现为一组短模式线连接的小红、蓝模式组合,底部往往为模式群间断处显示的冲刷面。(2)板状交错层理测井解释图版。为一组模式线被彼此平行的红、蓝模式组合。(3)楔状交错层理测井解释图版。为一组模式线被彼此交叉的红、蓝模式组合。(4)水平层理波状层理的测井解释图版为小角度绿模式或杂乱模式。在倾角对比处理中难以检测这种小型层理。水平层理形成于介质平静的环境中,所夹的水平层系多为粉砂和泥及其它碎屑物质。(5)小型砂纹交错层理:表现为小红蓝或杂乱模式。(6)浪成冲洗双向低角度斜层理测井解释图版:表现为低角度的红蓝模式且合间互,模式的矢量模式方向相反。(7)高角度斜层理测井解释图版:表现为单一的高角度蓝或红模式。(8)冲刷面(再作用面)测井解释图版:表现为上、下两种不同倾角矢量模式的间断处,通常上部倾角小,下部倾角大。层理角度与沉积相倾角测井资料能够连续地给出某段地层的层理倾角和倾向。层理角度是水动力能量强弱的反映同一环境下水动力能量强有利于形成高角度斜层理或平行层理沉积体内部充填结构测井解释模型地层倾角资料长相关处理成果,可以用来确定沉积体内部结构和外部形态。在长相关矢量图上可以识别以下几种充填结构。(1)平行结构:倾角矢量成绿模式。砂岩层序面或者薄砂层、泥岩层相互平行。常见于席状沉积及海相沉积之中。(2)前积构造:倾角矢量成蓝模式。水流向前(盆地)推进过程中,有前积作用形成的结构。常见于三角洲前缘和水道中心部位。确定砂坝、河道充填沉积、三角州沉积交错层和岩礁1.砂坝砂坝是滨海区的机械沉积,具有线性分布特征,为与古海岸大致平行的一种砂砾堆积。砂坝形成之后,如发生海侵,就会在其上沉积泥质的岩层,形成砂坝的地层封闭。在泥岩盖层中,地层倾角随深度增加而增大。当进入砂岩体后,倾角即变小。通过砂体后,倾角趋于构造倾角。2.河道充填沉积在河道沉积中,曲折的河流把一组交错砂岩充填在河道中。靠近河床底部的冲蚀面处,交错层的沉积最厚,倾角也陡,往上交错层厚度变小,倾角也相应变缓。在地层倾角测井图上,河道充填沉积与砂坝沉积的特点很不相同。能够表现河道沉积特点的是充填于河道中的砂层交错层,而不是上面的盖层。在地层倾角测井图上(图3—15),随着深度的增加,倾角也相应增大,并在河床底部出现最大的倾角。通常,河道中心的倾角要比河床边缘的倾角小一些。3.前积层三角洲是河流的入海口处堆积而形成的,常常是作为前积层反映在地层倾角测井图上。其显示是:当穿过这种砂岩时,地层的倾斜角总的来说随深度增加而降低。它们的倾向即指示水流方向。4.碳酸盐岩礁、滨外砂坝碳酸盐岩礁是由浅海区生物死亡后软体部分分解,坚硬的石灰质硬壳和贝壳遗留下来,经过造岩作用形成的。五、古水流研究地层倾角测井能够反映沉积构造信息、准确计算层理倾向、倾角。因此,对于地下地质研究,利用倾角资料分析古水流是最重要的方法。有两种方式确定古水流:一是利用倾角测井微处理成果图,统计目的段内所有纹层倾向,取其主要方向代表古水流(全方位频率统计法);或者统计目的层段内所有蓝模式矢量的方向,取其主要方向代表古水流;或者统计目的层段内所有蓝模式矢量的方向,取其主要方向代表古水流。前者使用于大范围内古水流砂体内部前积结构,取其主要方向代表古水流;后者适用于大范围内古水流系统研究。判别古水流方向判别古水流方向的方法有全矢量方位图法和红、蓝模式法。1.全矢量方位图法全矢量方位频率图法就是将一段砂层中所有矢量进行方位统计,作成小方位频率图,哪一个方位点子最多,就表明主要的水流方向。图为某井的一段河道砂的全矢量方位频率,图中清楚地表明水流方向为南西方向。该方法是一种效果既好又十分简便的方法。2.红、蓝模式法在短对比矢量图上,一段砂岩层看起来点子似乎很乱,但是只要按照红、蓝模式法将砂岩层中的矢量进行分类,显然就清楚了。对于砂岩层中的矢量大致可分为前述及的四种情况:红模式、蓝模式、绿模式、随机矢量。需要注意的是,在短对比矢量图上,红、蓝模式的划分原则比在长对比图上严格,其原则是:(1)把深度接近的箭头相连;(2)连接时不要通过一个有异义的倾角;(3)将方位大致相同的箭头连上,倾角值越大时,方位角必须越相近似才能相连。反之,当倾角很小时,方位角的变化可达90o;(4)蓝色图象的终端可以是红色图象的始端,反过来也是一样。六、沉积构造的成像测井解释水动力条件、岩石成因的各种沉积构造,FMI、CBIL都有不同程度的响应,这要考虑沉积构造的规模及其组成成分的变化。一般而言,在垂向上有一定规模变化的沉积构造(如冲刷面、大型层理等),成像测井响应清晰;而规模较小或垂向上没有明显变化幅度的小型沉积构造则很难识别。一般解释沉积构造都用1:5、1:10的比例,在成像测井图像交互解释平台上做解释。(一)、冲刷面1.冲刷面的地质特征一般冲刷面为一凹凸不平的界面,往往其下是低能的泥岩或泥质粉砂岩,其上为将下部地层冲刷起来形成的含泥砾砂岩段。2.FMI图像特征如某井5088.15m初形成一个凹凸不平起伏的界面,上部暗色泥砾呈扁平状略呈定向排列,其下为含膏泥岩的高阻异常岩性反映(二)、斜层理1.一般地质特征斜层理为纹层、层系交切关系不清的交错层理或单向斜层理,岩心上往往表现为一组单一倾向的纹层垂向叠合,每个纹层由成分、粒度、颜色显示,纹层规模可大可小。2.FMI图像特征斜层理往往对应于一组有明暗条纹显示的正弦波曲线,并且可以准确计算出每个层系纹层的界面状斜层理从地质角度讲有低角度(<12o、(三)、槽状交错层理1.一般地质特征槽状交错层理为层系界面,呈弧形交切,纹层也呈弧形的较高能态形成的水流层理,岩心上往往表现为几组弧形纹层相切。2.FMI图像特征由一套不同角度的正弦曲线显示的层系界面,两层系界面间上弧形的截切纹层,为明暗相间的条纹组成,其厚度规模随岩心上的规模而变(四)、板状交措层理1.一般地质特征板状交错层理为层系界面平行、纹层组向底部收敛的水流层理,是最直接反映古水流方向的层理类型。岩心上往往表现为几组纹层向底部收敛的层系垂向叠复。2.FMI图像特征在FMI井周展开图像往往识别出几个平直的层系界面,每个层板状交错层、水平层理、断续斜层理、再作用面、微错段系内纹层显示底部收敛顶部截切的明暗条纹(五)、小型沙纹交措层理1.一般地质特征为在井简范围内明显显示小规模的纹层接切线及小规模的交错层理。2.FMI图像特征在井周成像测井图上局部发育一些小的、短的纹层截切现象,基本没有延伸出井周范围。对比解释上看小型砂纹交错层理只在部分典型的层段上有显示。(六)、结核钙质斑块、条块在FMI图像上呈不规则的亮块及条带,显示高阻特征。(七)、生物钻孔构造生物钻孔构造在FMI图像上显示不规则的亮色线状条纹或斑块状。(八)、羽状交错层理羽状交错层理相邻斜层系的纹层倾斜方向相反,呈羽毛状。因此,在FMI成像图上羽状交错层理表现为上下纹层倾向相反的正弦曲线。(九)、透镜状层理透镜状层理以泥质沉积为主,砂质沉积被包围在其中。在FMI图像上透镜状层理表现为暗色条纹夹透镜状亮色斑块。(十)、递变层理递变层理自下而上表现为由粗至细的正韵律。粗岩性(如砾岩)在FMI图像上表现;亮色,细岩性(如泥岩)表现为暗色。总体呈现由亮色至暗色的颜色递变。(十一)、韵律层理由砂泥岩间互形成的韵律层在FMI成像图上表现为平行的明暗条纹。(十二)、沉积构造垂向序列解释1.水道垂向沉积序列(1).一般地质特征:沉积构造垂向序列在各种沉积相中的表现明显不同。(2)FMI图像特征:2.曲流河垂向序列某井FMI成像图上一个典型曲流河垂向序列地质解释。该序列的下部为块状泥岩,成像图为均质块段模式,泥岩之上为冲刷面,对应成像图上波状暗线。自冲刷面之上发育槽状交错层理一平行层理一再作用面一板状交错层理一小型交错层理一水平层理一块状层理。三、常见的沉积环境第四节常见的几种沉积环境分析1.海退沉积层序海退沉积层序,是海水向海的方向后退而形成的一系列砂岩体的组合。图绘出了海退沉积层序(滨外砂坝)的垂向剖面及其测井曲线的示意。2.海进沉积层序海进是海平面上升引起海岸线越过陆地向前推进的结果。海进沉积层序及其测井曲线的示意。(一)冲积扇干旱或半干旱条件下的山口陆坡地带,山洪爆发时,剥蚀是快速的,呈锥形扇体堆积,开始时能量强,一般以间歇性泥石流及洪水流为主,后期有间歇性河流作用。可分为扇根、扇中网状河道、扇端、侧翼四个亚相。(2)主河道沉积:主河道沉积发育在泥石流沉积之上水流中刷搬运能力强,沉积有滞留的碎屑支撑砾岩,底部常有残留的泥石流层,单层厚度不大,曲线特征为中幅正向或对称齿形,齿中线下倾或水平。2.扇中网状河道在此部位水浅流急,河道迁移快,以含砾砂岩为主,有时几期河道叠置成一厚层,曲线特征为中幅厚层,常由几个齿叠加而成具箱形或钟形外貌,齿中线水平或下倾相互平行。3.扇端席状泛滥的中短波质沉积,夹有透镜状砾石层,曲线特征为平直曲线上出现中幅一低幅的反向齿形齿中线上倾。4.侧翼为漫滩沉积,偶有沼泽相碳质层,曲线为低幅齿形,齿中线水平相互平行。冲积扇是以堆积作用为主,冲刷为辅的沉积环境,每一期洪水形成面广而薄,范围有变化的砂砾堆积,冲积扇发育的长期性和间歇性,造成多期重复的总厚度很大的碎屑堆积,(可达数百米)层序有向上变细,变粗或混合方式,由于物源区供应的衰减,构造运动的减弱,造成向上变细的层序,即从扇根泥石流到扇端席状砂的层序为主要出现的形式,曲线为大套的齿形形态组合特征,幅度中到低幅,在齿形迭置时反应为漏斗形、箱形、钟形的轮廓特征,齿中线相互平行。(二)河流水流通过河道,不断对陆源碎屑进行冲刷,搬运和沉积作用。1.辫状河(上游)河身宽而浅,河道迁移频繁,从而形成为数多的河道砂坝。辫状河主要发育在中上游、地形坡度较大的地区,冲积上更发育。该位置沉积物搬运量较大,河道迁移频繁,从而形成广泛的层层叠置的河心滩沉积。沉积物主要为砾、砂组成2.曲流河(中、下游)曲流河河道仅占有同期冲积平原的极小一部分,它由活跃河道,废弃河道,近河道三部分亚环境组成,河道的侧向迁移形成平行于补水流方向的滞状砂,并导致了纵向上不同亚相的组合。(1)点砂坝:发育在活跃河道的凸岸,底为冲刷面,为河道滞留砾石堆积其上的河道砂,上部为侧向迁移后形成的低岸砂和漫滩泥,是一套正韵律沉积,曲线特征呈中幅钟形,齿化到微齿,齿中线内收敛。(2)废弃河道:洪水期蛇水曲河截弯取直作用形成原有河道废弃,河道后期的充填物质有逐渐中止和突然中断两种,具箱形曲线,顶部有突变和加速渐变两种,齿中线内收敛。(3)近河道亚相:蛇曲河陡岸发育有天然堤、决口扇、边滩及漫滩沼泽,天然堤曲线特征为低幅对称齿形,决口扇层序为下粗上细,曲线为正向到对称齿形,齿中线下倾到水平。河道相层序及曲线特征:河道相为间断的正韵律剖面,在滞留砾石滩上发育了上游网状河河道,由于河道迁移频繁,造成分布广泛,层层叠置的泥道砂坝沉积,为砂多泥少的层序组合。而蛇曲河是在冲积华原上发育的河道,为泥多砂少的层序:曲线特征网状河以大段齿化的箱形曲线为主,过渡到分散的微齿箱形曲线,曲流河则是在平直曲线上出现大型齿化到微齿的钟型曲线组合,河道部分均具有内收敛特征。交织河一般发育在地形十分平坦的地区,常常被泛滥盆地沉积分为若干彼此分而又汇合的持久性河道系统。交织河河道砂体主要为细砂、粉砂,纵向上常呈完整旋回的反复叠置,厚度较小,砂岩和泥岩的比例关系一般为泥页岩多,砂岩较少,砂/泥一般为1左右,或者小于1,河道不稳定砂岩的厚度一般较小,多呈薄层状和中等厚度,由于上述地质特征,交织河的测井曲线中常呈锯齿状或指状(三)三角洲三角洲属于河口沉积环境处于海陆过渡地带,受到河流、滨海、浅海甚至较深海的沉积作用的影响,海陆相沉积相互交替、岩性、岩相多种多样,常见的沉积相为海退序列,在这里河流携带大量物质在河口迅速堆积下来,在没有强大的潮流和波浪能量时形成建设性三角洲,可分为三个亚相:三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲。1.三角洲平原相可分为分支河道、废弃河道、天然堤、决口扇、沼泽和分支间湾等组成、沉积物有砂岩、粉砂岩、泥岩、泥炭、褐煤组成的交替层:其中最主要的是河床的砂质沉积和沼泽的泥炭沉积。分支河道亚相:它具有河床沉积特点,底部有轻度剥蚀有泥粒,中部为砂或细砂顶部为粉砂和泥交互。曲线特征为具中幅微齿的箱型或钟型曲线,上部细齿加,齿中线内收敛,底部有突变和渐变两种。2.三角洲前缘相是大型向上变粗的层序,细分为河口坝、远砂坝及侧翼亚相。(1)分支河口砂坝亚相:河流带来的砂质物质因流速降低,在分支河口处成前方,一以前积方式堆积在底积层上形成的河口砂坝,坝的前方和上部受到波浪再改造,砂子很纯分选变好,颗粒变粗形成反粒序,曲线特征为中一高幅-斗型箱型的曲线组合,下部齿化,齿中线由缓向上变陡,具有外收签特征,前积式幅度组合,上部为夹陆式幅度组合,微齿齿中线于水平。(2)远砂坝亚相:在河口坝的前方堆积称为远砂坝,这里只有洪水期才有砂子沉积,因此它是泥粉砂和少量的砂组成的多期反韵律沉积,曲线特征低到中幅的漏斗型曲线,呈前积式幅度组合,微齿、齿中线外收敛,收签中心向上偏向外侧,反映前积时多期沉积层层面的变陡。(3)侧砂咀亚相:它是前缘砂的一侧,距河口物源稍远,面临开阔水域,波浪改造充分,形成粗粒分选好的各砂层层序。曲线特征高幅层薄的漏斗型曲线与指形曲线间互,齿中线有外收敛,和近于水平相互平行两种。三角洲相曲线特征建设性三角洲的纵向层序是向上变粗变薄的反粒序,顶部出现分支河道砂的正粒序,曲线特征自下而上形成连续的大型的前积式幅度组合,上部为夹击式中幅的箱形曲线组合,顶部为分散的箱型一钟型曲线组合,底部外收敛,向上其中心逐渐外移,最后过渡到齿中线水平,最后以内收敛告终,对于以波浪为主的破坏性三角洲其纵向层序为河道与滩砂相的交互,曲线特征为箱型一指型组合。(四)、湖泊环境1、湖泊环境概述2.湖泊沉积的地质特征和测井曲线特征(1).湖成三角洲三角洲在淡水碎屑湖泊沉积中较为发育。在河流注入湖泊处,由于坡度变缓,流速顿减,水流扩散,水流携带的大量泥砂便堆积下来,逐渐形成向湖心方向推进的一套沉积体系,这便是湖滨三角洲。另外,前积到湖泊中的冲积扇也可以形成三角洲。它是冲积扇的辫状河道前积到湖泊中形成的,放常称为扇三角洲。由于湖泊的水动力能量最小于海洋,因此湖成三角洲一般均以河流作用占优势,形成建设性三角洲,其形态常呈鸟足状或锯齿状。在垂向层序上,湖成三角洲具有特征性的三层构造,即自下而上依次可分为底积层、前积层及顶积层。底积层位于前积层之下,是加厚的浅湖沉积,岩性很细,主要为粉砂岩和泥岩,偶尔夹有少量的细砂岩。底积层的测井曲线的幅值很低,曲线变化近于平宜,有时出现细沙岩的小前积层是三角洲沉积的主体,也是最有特征的三角洲沉积。前积层的岩性主要是砂和粉砂。它具有独特的特征性结构层序:沉积颗粒自下而上由细逐渐变粗,最粗的沉积物一般出现在前积层的中上部。有时,前积层中也可以夹有一些湖相粉砂质沉积物。在测井曲线上,前积层总地表现为下部幅值小,越往上曲线幅值越大的倒圣诞树型。顶积层位于三角洲沉积的上部。在湖成三角洲的三层构造中,顶积层的岩性最粗,它实际上是河流沉积在三角洲上的延伸。因此,顶积层常具有下粗上细的结构层序。顶积层的测井线表现为圣诞树型。在剖面上,通过多个钻孔的测井曲线的对比,可以表现出湖成三角洲砂体沿剖面变化的情况。(2).浅湖沉积和深湖沉积浅湖区主要指枯水面以下至波基面以上的浅水地带。浅湖区的沉积物会受到波浪作用和湖流作用的影响,不受拍岸浪的影响。浅湖沉积主要由粉砂岩、泥岩组成,有时夹有少量呈透镜状的细砂岩。深湖区是指波基面以下的深水地带。深湖区很难受到风浪的影响,属还原环境。深湖沉积以深色泥岩为主,有时夹有少量细砂岩、粉砂岩或石灰岩电阻率测井曲线上,浅湖沉积和深湖沉积都表现为在大段低幅平直曲线的“背景”上偶尔出现细砂岩或粉砂岩的小峰。因此,只根据电阻率曲线将很难区分浅湖沉积和深湖沉积。由于深湖沉积物的自然伽马值比浅湖沉积物要高一些,因此利用自然伽马曲线有可能将这两种沉积区分开。深湖相的富含有机质的泥岩,其电阻率为异常高值,自然伽马高值,特征明显,便于识别。深湖相中发育浊积岩的区域,可以根据相应的测井相应进行辅助分析滩坝障壁砂坝的测井地质特征障壁砂坝为平行于岸线分布的狭长形砂体,将泻湖与广海隔开。向海—侧形成弯曲的平坦海滩,波浪和海流冲刷海滩,筛选砂粒,并将它们不断向海中而且沿海岸搬运。向泻湖一侧海岸是不规则的,有小海湾和沼泽。障壁砂坝对着岸流的一端经常受到侵蚀,被侵蚀下来的砂沿向海一侧搬运,沉积在海滩上或在障壁砂坝的另一端形成砂咀。障壁砂坝的物源都是陆源成因的,陆源物质经过分流河道搬运到指状砂坝,再被波浪和海流搬运到沉积场所。1.沉积特征在障壁岛或障壁砂坝发育的前积海岸上,常产生自下而上的前积型垂向序列,分别是:①.冲积沉积;②.沼泽沉积;③.潮坪或泻湖沉积;④.障壁岛(坝)沉积;⑤.过渡带沉积;⑥.陆棚泥沉积。障壁岛内又可细分为风成沙丘、后滨、前滨和临滨沉积。2.测井曲线特征由于粒度是下细上粗,反映在自然电位或自然伽马曲线上为漏斗形。砂体延伸方向与层理的倾斜方向是垂直的。潮汐砂体的测井地质特征在潮汐作用很强的滨岸地区,河水带入海中的沉积物被潮汐作用改造后,沉积在河口前方形成潮汐砂坝,呈放射状分布1.沉积特征主要成分为石英,成熟度高,分选好,以中粒砂为主。横向上粒度较均一,纵向上由下而上粒度变细,底部常有泥砾及介屑。矿物成分中出观海绿石和自生长石。也能见到泥煤和木质碎片。有大规模的前积层理,陡翼前积层理倾角可达30o,续翼倾角较小。在交错层理之上多为簿层泥质层所覆盖。底部有冲刷面。2.测井曲线特征在自然伽马或自然电位曲线上具钟形或箱形特征。在倾角测井的频率图上具有双流向的显著特点,它反映了潮汐作用双方向性。是常见的几种沉积环境对应的测井相应特征,从图中可以看出,应用测井资料提供的丰富的地质信息,从不同的角度开展工作,可以效地分析沉积环境。第五节碎屑岩测井沉积微相建模与划分一、关键井测井沉积亚、微相模型的建立常规测井处理解释的岩性剖面倾角测井沉积学处理成果和FMI成像成果解释沉积构造序列地质岩心描述和分析化验资料综合建立关键井目的层段的测井沉积亚、微相模型。二、测井沉积相剖面对比1.测井对比标志层常选择特征标志层为等时界面,如火山喷发含高放射物质岩层。标志层在全区分布稳定,区域上为等时界线。因此在全区对比中以这个测井标志层对齐,上下地层依次等时对比。2.骨架砂体顶底界的确定测井曲线形态变化,岩性组合特征及地层倾角识别的沉积构造垂向序列,以砂岩层底冲刷面或再作用面为底界,以砂岩之上与泥岩接触面、砂岩层间明显间断或侵蚀面为顶界,横向连接砂体形态变化。3.成因地层单元划分根据区内不同测井曲线垂向变化规律和横向等时对比性,依据成因地层学(W.E.Galloway,1983)的对比原则,将剖面上地层按沉积成因单元不同的电性特征划分。三、平面展布及古水流系统关键井主要测井沉积相类型及特征分析、垂向序列分析、基于栅状剖面对比的基础上,将各类反映沉积相体的特征总结出来,标注在目的层平面位置图上,表明沉积成因地层单位的测井沉积相平面分布特征及古水流系统。测井沉积相平面分布主要是针对沉积骨架体——砂岩体的测井相而作的,按照沉积学研究的重点,根据地质实际,常综合选取以下六大类反映相特征的平面相标志:1.纯砂岩厚度将目的层段每一口井的纯砂岩厚度读数标注在平面图上,并连接砂岩厚度等值线,可以明显地区分各测井沉积相带的厚度变化规律。2.电测曲线形态相将研究层段反映垂向变化规律的自然伽马和自然电位曲线组合起来,一般左为自然电位、右为自然伽马构成测井曲线形态相顶底界线。该界线为各目的层段砂岩骨架所在的上、下深度界线。把全区的形态相参数控均匀分布选取井位,可以看出它可以划分不同相带,而且不同相带间形态相变化有序。3.沉积构造从地层倾角测井解释的沉积构造序列中选取目的层段的典型沉积构造序列,标注在不同形态区带上,可以直观地反映不同相带的成因特征。4.粒度分析从区内关键井和周边选取不同形态相带的粒度众数分布图,用于全区粒度平面变化分析。5.岩石组分分析资料按不同形态相区统计区内各井目的层段的岩石薄片资料,用于反映各相带物源成分。6.古水流方向将区内由地层倾角测井资料(经过沉积学特殊处理)判断的古水流方向(主次)标注在平面位置上。选井应全区均匀分布,可以控制各个相带的古水流系统方向。每口井在选取方向时,一定要是目的层段砂体的精细处理矢量图的蓝模式方向,或者用沉积施密特图的主峰方向控制每口井的局部古水流方向。将上述六大类相标志综合配套研究,就可以把每个砂岩层的平面相带划分出来以轮南油田具成因地层单位的TⅡ下、TⅡ上砂体为例以轮南油田具成因地层单位的TⅡ下、TⅡ上砂体为例第六节碳酸盐岩测井沉积微相研究一、测井沉积微相划分的机理(一)、碳酸盐岩沉积相约地质特点与沉积微相模式碳酸盐岩沉积环境比砂岩复杂,包括海相和陆相两类,最常见到的碳酸盐沉积多属于海相沉积。碳酸盐沉积在我国南方最为发育,在三叠系雷口坡统、嘉陵江统、二叠系长兴、阳新统,在泥盆系、石炭系、寒武系以及震旦系都有发现。碳酸盐岩沉积的地质特点为:①碳酸盐岩很少含碎屑物,这是与碎屑岩的主要区别,大多分布于海相环境。沉积物源和沉积地区与生物丰度有关。②碳酸盐岩沉积作用与海浪、潮汐流及具体沉积环境有密切关系,如海湾、潮坪、海滩、泻湖、广海等,而与河流则关系甚少。③生物作用对碳酸盐岩形成关系密切,碳酸盐岩的结构、构造及生物类型都反映了碳酸盐岩的沉积环境。1.潮上带沉积(包括蒸发盆地及潮上坪)(1)蒸发盆地相:大潮面以上长期暴露出地表的极浅水沉积环境。海水大量蒸发形成了以硬石膏、膏云岩及岩盐为主岩相(2)潮上坪相:为炎热气候的潮上环境所形成的云坪及膏云坪。岩性为白云岩夹石膏、白云岩为泥到粉晶。2.潮间带沉积(包括潮间坪及潮间浅滩)(1)潮间坪相:属于堤礁与砂坝堤岛后的浅水沉积环境,为广阔潮间平坦带。由于水动力条件低,、沉积为砂泥坪,云灰坪及灰泥坪。沉积物为砂岩、泥云岩、泥质灰岩、泥灰岩及泥质云岩等(2)潮间浅滩相:沉积环境属潮间浅水区,属潮间浅滩沉积。沉积物包括砂、藻屑及鲕粒,暴露期方解石白云岩化,形成藻屑、砂屑云岩并夹灰岩及石膏。3.局限海潮下带沉积(1)蒸发海盆相:为局限海潮下沉积,经蒸发形成岩盐、石膏与石灰岩。(2)局限海潮下相:属局限海潮下沉积环境,沉积物为泥质灰岩、石灰岩、泥灰岩及泥、页岩,如三叠系嘉三等。(3)潮下浅滩相:潮下浅滩沉积环境,水动力条件及能量较高,筛选较为充分,沉积物为鲕粒、砂屑与生屑灰岩。4.开阔海台地沉积波基面以下静海沉积环境。上带属氧化环境、盐度正常,沉积岩为富含化石的泥晶灰岩与含泥晶灰岩,在四川广泛展布,如二叠系阳新统灰岩;下带属氧化带以下静海还原环境,水深达百米,为泥质灰岩夹暗色页岩。(二)、碳酸盐岩沉积相的测井响应特征1.自然伽马能谱测井沉积环境、岩类、物源及地球化学性质上的差别,使地层中的放射性元素铀、钍、钾的富集程度及相对含量的比例发生变化。浅海碳酸盐岩沉积于清水环境,直接生物堆积和间接生化作用影响自然伽马能谱的响应,放射性铀在一定程度上反映了生物富集及演化特征,而泥质则影响了钍、钾的分布,成岩后生变化及地下水溶蚀的裂缝都可形成放射性铀的富集,自然伽马能谱对沉积环境响应的规律是:(1)在氧化环境钍矿物含量稳定,不易风化,在高能环境钍含量高于低能环境;(2)钾极易被带负电荷的胶体吸附,因而在粘土矿物中钾含量增高;(3)粘土矿物含量与水动力条件及沉积低能环境有关,而钍钾比及钍、钾含量增加可确定泥质及粘土矿物含量的增高;
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