绪论-层序地层学-及其在油气勘探中的应用-教学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,层序地层学,及其在油气勘探中的,与课程有关的几个问题,一、教材与相关参考书问题,二、本课程的特点与今后工作的关系,三、本课程授课的特点,四、对大家上课的要求,五、关于考试问题,全球海平面变化,构造沉降,相对海平面变化,时间,高 程,全球海平面变化,构造沉降,高水位体系域,海平面下降，侵蚀,低水位体系域,海(湖)进体系域,高水位体系域,坡折带,100FT,SP,RES,准层序,I 型层序界面,下切河谷充填,海(湖)岸平原砂岩和泥岩,浅海(湖)砂岩,陆架和陆坡泥岩及薄砂岩,盆底扇和有堤河道砂岩,密集段沉积,有陆架坡折的I,型层序结构及形成过程,高水位体系域,加积、前积,低水位体系域,盆底扇、斜坡扇,海(湖)进体系域,退积,低水位体系域,低水位楔，前积,SP,RES,100FT,绪论,(地层学概述),一、层序地层学的起源和发展,地质学已经诞生近200年，它的诞生起源于人们对成层沉积岩的观察，并从而产生地质学的核心地层学。早年的地层学主要是地质工作者对地层进行描述、对比、划分和作图。无数的地区性命名，大量的地方性运动，使人们记忆起来非常困难，地层学实际处于停滞状态。,一、层序地层学的起源和发展,地层层序就是由一定类型的体系域构成的，而在纵向上，地层层序又以某种周期性的方式重复叠置着，象框架与砖瓦一样，构筑成完整的记录。这些最新研究成果不但把地层学从描述阶段推向成因地层学的新高度，而且为深入探索油气以及其它与沉积现象有关的矿产分布规律开辟了新的途径。,绪论,(地层学概述),东营凹陷,断坡带型层序地层格架,绪论,(地层学的分支学科),一、层序地层学的起源和发展,地层学这一古老的学科自问世以来，其分支学科不断出现，最早出现的分支学科是生物地层学，渐次出现了岩性地层学、同位素地层学、古地磁与磁性地层学、年代地层学、生态地层学、旋回地层学、事件地层学、测井地层学及地震地层学。,近十几年来，随着科学技术的飞速发展，计算机技术的推广，勘探技术和实验手段的提高，各学科的相互渗透和综合开发以及能源的紧迫需要，地层学已经向全球对比，定量化发展，与其它学科的结合也越来越密切。由此产生了一些新的分支学科，例如，勘探地层学,(exploration stratigraphy)、定量地层学(quatitative stratigraphy)、成因地层学(genetic stratigraphy)、综合地层学(integrative stratigraphy)和层序地层学(sequence stratigraphy)。在这些新的分支学科中，层序地层学引起地质工作者，特别是石油地质工作者极大的兴趣。,图1-17 三角洲沉积在地震剖面上的特征 （南海地区c427测线）,绪论,(层序地层学发展的主要阶段),一、层序地层学的起源和发展,层序地层学发展的第二个主要阶段：当时在Exxon石油公司工作的Vail以及Mitchum，Thompson和Sangree等在佩顿(CEPayton，1977)主编的AAPG研究报告集第26集中，发表了他们的地震地层学有关概念的著作，提出了海平面升降和不整合界面地层型式等原理。Mitchum还重新定义了层序的概念：他给层序以“一组由不整合或与之相当的整合为顶、底界面的相对整一和连续的，在成因上相关的地层所组成的地层单位”的概念。,绪论,(层序地层学发展的主要阶段),一、层序地层学的起源和发展,在80年代初期，Mac Jervey在数学上模拟并定量表示了产生全球旋回曲线的海平面升降、构造沉降和沉积物供应速度之间的关系。Exxon石油公司的科研人员吸收了这项成果并给予很高的评价。同时Vail与Haq、Hardenbol、Jervey、Posamentier、Weimer及Van Wagoner等学者致力于露头、测井、岩心、海洋地质及地震资料的综合研究，力求使原有的理论更为完善。,绪论,(层序地层学发展的主要阶段),一、层序地层学的起源和发展,1987年，Vail等在美国AAPG和Science刊物上推出了第二代海平面升降曲线。特点是曲线呈圆滑的波状，每个周期顶底标明了不整合的性质。层序界面位于海平面升降曲线每个周期的下降翼拐点上，海平面上升翼的拐点至最高点的波峰处为密集段，划分了海平面升降周期的级次，引用了更多的古生物地层学、年代地层学和磁性地层学的资料。并且提出了新的地层学科，即层序地层学。并且在1989年4月，美国得克萨斯州的圣安东尼奥城召开的第74届AAPG年会上，以层序地层学的应用一书系统地介绍了层序地层学的概念及其在油气勘探中的应用。会议声称：新的层序地层学是物理沉积学、油气勘探地层学和地球物理学在许多方面的最新发展，是研究油气勘探中的地层、构造、生、储、盖层和圈闭要素等最新的地质、地球物理方法。,全球海平面变化,构造沉降,相对海平面变化,时间,高 程,全球海平面变化,构造沉降,高水位体系域,海平面下降，侵蚀,低水位体系域,海(湖)进体系域,高水位体系域,坡折带,100FT,SP,RES,准层序,I 型层序界面,下切河谷充填,海(湖)岸平原砂岩和泥岩,浅海(湖)砂岩,陆架和陆坡泥岩及薄砂岩,盆底扇和有堤河道砂岩,密集段沉积,有陆架坡折的I,型层序结构及形成过程,高水位体系域,加积、前积,低水位体系域,盆底扇、斜坡扇,海(湖)进体系域,退积,低水位体系域,低水位楔，前积,SP,RES,100FT,绪论,(层序地层学理论的指导作用),一、层序地层学的起源和发展,层序地层学解决了地层分层方面的矛盾，层序以不整合及其相当的整合面为界，提出了统一的年代地层分层方案；层序地层学提出了可容纳空间的概念，把沉积物在沉积过程中的影响因素有机地结合在一起，使我们从本质上认识沉积物的沉积作用过程和可能出现的充填样式，为沉积环境的研究提供了新的方法。,以层序地层学作为指导，可对沉积盆地的地层层序、构造演化、沉积体系、沉积环境和油气成藏条件作出系统的研究。在纵向上确定出有利于形成油气藏的层序，在横向上圈定出有利的油气勘探区带和预测油气藏。在研究方法上，强调研究资料的综合性和研究内容的综合性；强调充分利用钻井、地面露头、测井、地震以及其它一切可以利用的地质、地球物理和地球化学资料，使其相互补充和完善，以求得尽可能客观、全面的综合性研究；强调将地层、构造、沉积和油气成藏条件相结合，将油气勘探作为一个系统工程，进行多学科的综合性研究，以达到预测油气藏，提高钻探成功率，获得最佳经济效益目的,。,绪论,(层序地层学的发展趋势),一、层序地层学的起源和发展,目前，层序地层学的发展具有以下几个趋势：,从成因上研究地层的形成和演化，谋求建立全球统一的层序地层系统。Vail等人正着手在欧洲各沉积盆地建立各个地质时期标准层序地层剖面，以求得在欧洲及全世界建立统一的、可全球对比的层序地层系统，把层序地层学推向一个更高的阶段。,与计算机等高科技相结合，由定性向着定量研究方向发展。层序地层学本身就是沉积地质学在计算机模拟下形成的，它的进一步发展，将推动地质学从定性向着定量方面转变。,密切结合油气及其它沉积矿产的资源勘探开发，它的理论极大地提高了地质学家对各种矿产成藏区带的预测能力，并将直接指导油气及其它沉积矿产的勘探和开发工作。,绪论,(对层序地层学理论的评价),二、层序地层学的研究意义和经济价值,目前，国际上掀起了一股层序地层学的研究热潮。一些著名学者和国际组织给予极高的评价，认为：“层序地层学概念在沉积岩上的应用有可能提供一个完整统一的地层学概念，就象板块构造提供一个完整统一的构造概念一样。层序地层学改变了分析世界地层记录的基本原则，因此，它可能是地质学中的一次革命，它开创了了解地球历史的一个新阶段”(PRVail，1991)。“层序地层学引起了地层分析中的一场革命，其意义之深远不亚于板块构造引起的革命。结果，几乎所有涉及沉积岩的学科都要被重新研究和重新受重视，大量问题正在涌现。它是把科学由定性领域转到定量领域的推动力，使地层学这一学科将更有预测性和定量性”（TACross和MALessenger，1986)“地层学目前正在进行一场革命，一个世界范围的旋回式层序和沉积体系域地层概念的评价正在大学和跨国石油公司中进行”(LFBrown，Jr，1990)。,绪论,(对层序地层学理论的评价),二、层序地层学的研究意义和经济价值,原苏联科学院一些院士(1988)指出：“层序地层学是油气勘探最精确的一种方法，它能够使油气普查勘探成本降低12至13，可以实现野猫钻幻想，井井出油，百发百中。”JBSangree等(1990)认为：“层序地层学主要用于识别和详细研究地层圈闭的含油气远景。在应用层序地层学以后，一些颇具特色的勘探前景已经出现。”AAPG、SEPM和IAS均认为层序地层学是90年代石油地质学、地球物理学、沉积学和地层学发展的重大方向，ESGC(1988)已经将“层序地层学和全球海平面变化”正式列入“全球沉积地质计划”(GSGP)，此项国际性研究已通过联合国在各国实施。,层序地层学最大的特点在于它的,科学性、预测性、定量性和综合性,。具体表现在：,绪论,(层序地层学理论的特点),二、层序地层学的研究意义和经济价值,1层序地层学是一门新的学科,层序地层学是在地震地层学不断实践的基础上长期积累、总结和继承下来的知识体系，并在新的事实面前引入了新的理论和新的概念，例如可容纳空间和新增容纳空间的概念，能够在实践中应用而且仍在发展，因此层序地层学是一门新的学科。,2综合性,层序地层学是一门跨越多门学科(地球物理学、各种地层学、地球化学、古生物学、矿物学、沉积学、构造地质学、盆地分析、计算机技术、现代测试分析技术等)的一门综合性学科，它不仅囊括了地震地层学的全部理论和方法，而且结合了测井信息、露头资料、钻井取心和岩屑资料的沉积学研究成果，吸收了物理沉积学、油气勘探地层学、地球物理学等学科的最新成果，集百家所长，避免了单学科中的某些局限性，能够获得更多的信息，为油气资源开发提供科学的依据。,绪论,(层序地层学理论的特点),二、层序地层学的研究意义和经济价值,层序内部的各个体系域，也形成于一个海平面变化周期的特定时间段上，在空间上的展布同样具有规律性。在地质历史的时间演化序列上，海平面发生了几百次的周期性变化，从而构成了大大小小的一系列沉积层序。,层序地层学的主要目的是建立年代地层格架，并在这个等时格架中分析地层分布型式，查清沉积体系、环境和相的空间配置关系。层序地层学提供了三维沉积模式，这样为揭示生、储、盖的组合规律，为油气藏预测建立了科学依据。,在地层学方面，层序地层学消除了年代地层学与岩石地层单位及生物地层单位三重命名混乱现象。它引用了同位素、磁性地层学及古生物地层学的时代标定，利用高分辨率地震反射资料确定等时物理界面并作为层序界面，首次提出了全球统一的成因地层划分方案，解决了在地层分层方面的矛盾,，,将地层学从描述性提高到具有完整系统的理性阶段(徐怀大，1991)。,绪论,(层序地层学理论的特点),二、层序地层学的研究意义和经济价值,4预测性,层序地层学的生命力在于它的经济价值。全球显生宙以来，相对海平面发生了约300个周期的变化并形成相应的沉积层序，每个层序又由低水位或陆架边缘、海进和高水位体系域组成，油气及其它沉积矿产与各个体系域所含的沉积体系、与沉积体在时间序列上的演化和空间配置规律有联系。根据海平面相对变化规律，可以预测沉积体系域的展布方向、范围、所含的沉积体系及其赋存位置以及末钻地层的时代，结合油藏描述，进一步预测沉积矿产的有利聚集带、油气生储盖组合规律，达到减少成本、有的放矢、提高采收率的良好效果。据资料介绍，这项新的理论在用于北美、西欧、中东、南非、东南亚、澳洲、印度和日本的油气勘探中已卓见成效。,绪论,(层序地层学理论的特点),二、层序地层学的研究意义和经济价值,5定量性,层序地层学的研究范围是地球发展史上的时间域和空间域，它吸收了多门类学科的先进成果，以现代化的计算机技术及测试分析技术为手段，能够利用反射地震的运动学和多种动力学参数作定量分析。预计层序地层学将提供一个由层序地层划分、相带展布、砂体预测、构造发育、地热史、沉降史、埋藏史、成藏史、油气藏及其定量预测到开发效果监测的定量化系统工程程序(徐怀大，1990)。,层序地层学研究已经应用于建立和研究各种资料库，除了利用地震反射参数之外，各种不同沉积环境的露头、测井和岩心等资料也被用来建立高分辨率的层序地层数据库(HwPosamentier等，1991)。在油储地球物理方面，通过高分辨率的采样和处理、三维地震成象、层析成象、反射地震波的波形和属性分析、正反演模型检验及开发系统监测，能够研究储集层的孔、渗条件、含油性及采油过程所发生的定量变化。,绪论,三、层序地层学理论在国内应用情况简介,四、层序地层学理论与其它学科的关系,复 习 题,1、层序地层学的基本概念,(层序地层学、不整合、海泛面、首次海泛面、最大海泛面、密集段、可容纳空间、体系域、沉积体系、地震相、准层序 、准层序组、全球海平面、相对海平面、平衡点、上超、低水位体系域、海进体系域、高水位体系域、层序),2、层序地层学在理论和方法上有哪些创新？,3、层序地层学的基本观点是什么？,4、相对海平面变化是如何控制沉积地层的分布型式？,5、地震反射界面的地质意义是什么？,6、准层序的类型及其特点是什么？,7、准层序组有哪几种类型，其特征是什么？,8、顶超与削截、上超与下超在地震剖面上如何区分？,9、在非海相盆中最大洪面在地震剖面上可能有哪几个识别标志？,10、画图并说明不同类型准层序组的对比概念与传统地层对比的异同点？,11、论述非海相盆层序地层学的研究工作方法？,12、论述层序地层格架与油气的关系？,13、论述对地震相进行沉积学解释有哪些地质依据？,