测井资料在层序边界识别中的应用

2023-01-14

引言

测井资料是地层岩性、测井曲线、沉积旋回变化等能够真实的反映地下地质信息的资料。如何把大量的测井资料系统地转变为有利于勘探的各种地质信息是我们需要认真考虑的问题。首先可以根据测井曲线组合识别岩性, 然后根据测井曲线形态反映岩性及其组合特征, 在此基础上对其进行旋回性分析, 因此解决一些地质问题。

层序地层学的概念是由Vail等提出的, 其理论基础为全球海平面周期性升降、构造沉降、沉积物供给、古气候等因素控制着沉积层序的发生、层序的类型、层序内部地层的展布和相带分布;其理论核心为相对海平面旋回性变化或可容空间增长速度的旋回性变化控制了沉积地层的分布特征。对于层序地层的划分, 目前主要有四种不同的学派, 即沉积层序 (以地层不整合或与该不整合对应的整合面作为层序边界) 、地层成因层序 (以最大海泛面作为层序边界) 、T-R旋回 (以地表不整合或海进冲刷不整合作为海进-海退旋回界面) 和高分辨率层序地层学 (以地层基准面原理、体积划分原理、相分异原理为核心) , 其中以沉积层序地层学理论与概念性模式影响最大。而层序地层学研究中的关键在于不同级别层序界面的识别, 由于层序界面上下岩性和沉积特征差异较大, 反映到测井曲线上可表现出不同的频率和幅度特征。测井曲线的幅度值在一定程度上反映了岩性粒度的变化特征, 因而间接的反映了水动力能量的变化;测井曲线的频率反映了地层厚度的变化, 结合测井曲线幅度和频率的变化可以识别出地层的旋回性。

一、不整合面的测井响应特征

沉积层序是一套成因上有联系的、其顶和底面以不整合面或者与之相对应的整合面为界的地层序列。沉积层序划分的核心任务就是识别出不整合面的性质及级别, 以建立等时地层格架。不整合面代表着某一时间段在一定区域的沉积间断, 其上下沉积岩层在岩性、测井曲线上都会产生一些特殊的响应, 这些响应特征就是我们识别和划分不整合面的依据。

不整合面特征比较复杂, 且在不同沉积部位表现出不同的特征, 测井资料上的特征主要表现为:岩性剖面上由下向上变粗的准层序组顶部或岩性突变面;常规测井曲线上漏斗形曲线的顶部或者幅度发生明显变化处;地层倾角测井矢量图能够确定为不连续的面表现为乱模式处;自然伽马能谱测井曲线上低总计数率, 低U值、低K值、低Th值以及低Th/U比值和高Th/K比值。

二、凝缩段 (CS段) 的测井响应特征

凝缩段为相对海平面上升到最大时期的由远洋沉积物, 为缺少陆源碎屑物质充注的细粒沉积物, 其是地层成因层序的层序边界。一般来说相对海平面变化对沉积的控制存在相对滞后效应, 即最大海泛常常是在全球海平面上升期至拐点之后的某一时刻出现, 形成最低沉积速率的沉积物。

由于凝缩段沉积物多为富有机质泥页岩或者钙质泥页岩, 其中富有机质泥页岩常规测井曲线特征主要表现为:高自然伽马、低自然电位、低电阻率、高声波、高密度等特征;钙质泥页岩主要常规测井曲线特征主要表现为高自然伽马、低自然电位、尖峰状高电阻率、高密度和高声速层等特征。在自然伽马能谱曲线上主要表现为高总计数率值, 高K值、高U值, 高Th值和高Th/K比值及低Th/U比值的特征。