频谱分析法在识别米兰科维奇旋回及高频层序中的应用——以塔里木盆地塔中－巴楚地区下奥陶统鹰山组为例

在巴楚地区露头高频层序研究及塔中地区钻测井三级层序划分的基础上,对塔里木盆地塔中地区塔中162井和塔中43井下奥陶统鹰山组层序OSQ2的自然伽马能谱测井ln（Th/K）曲线进行了滤波处理、快速傅里叶变换处理、小波时频分析以及调谐处理,识别出具有米兰科维奇旋回特征的高频旋回。结果表明：斜度（黄赤交角）旋回最为明显,周期为37.0 ka,是以向上变浅为主的六级米级旋回的主要控制因素,其主旋回平均厚度在台地边缘相带的塔中162井及塔中43井中分别为4.55 m及3.97 m,在巴楚地区半局限-开阔台地相带中为2～4 m;95 ka的短偏心率周期是形成五级准层序的主要控制因素,而大致代表四级准层序组形成时限的413 ka长偏心率周期在地层记录中表现并不明显。据高频层序叠置关系分析及平均主旋回个数初步估算,塔中-巴楚地区下奥陶统鹰山组层序OSQ2的形成时限大约为4.92 Ma,塔中43井鹰山组层序OSQ2受后期构造隆升而被剥蚀约192  m。结合四级层序（准层序组）发育时限（413 ka）及其叠置关系,以及与其调谐的小波变换曲线特征,初步将塔中-巴楚地区鹰山组层序OSQ2划分出12个准层序组。自然伽马能谱测井ln（Th/K）曲线包含沉积古水深相对变化的信息,是反映气候变化生成的米兰科维奇旋回层序的良好指标。     

四川盆地东北部中二叠统层序地层特征

本文以野外露头观察及录井、测井、地震、古生物等资料为基础,通过岩石地层、测井地层及生物地层等的综合分析,在四川盆地东北部中二叠统地层中识别出4种类型的层序界面:隆升侵蚀不整合面、暴露层序不整合面、海侵上超不整合面及岩性岩相转换面。划分了3个三级层序:SQ1对应梁山组和栖霞组,时限约7Ma;SQ2对应茅口组一段,时限约3Ma;SQ3对应茅口组二段-三段,时限约5Ma。三级层序的平均时限约5Ma。同时,分析了层序对储层的控制作用,其主要体现在两个方面:层序控制了沉积相,影响了储层原生孔隙的发育;碳酸盐岩的发育受三级层序海平面升降控制,优质储层明显受控于海退半旋回。     

四川盆地东北部二叠系层序发育的动力学分析

运用可容空间分析法,在野外剖面岩性、岩相厚度和旋回变化分析的基础上,对川东北地区宣汉县渡口镇羊鼓洞二叠系剖面的旋回层序进行研究,识别出3种类型5种亚类型的高频旋回层序类型,并将剖面中栖霞组、茅口组以及吴家坪组下部划分为118个高频旋回层序。根据测井曲线的旋回变化,将普光4井的长兴组划分出49个高频旋回层序,据此运用Fischer图解绘制了二叠系可容空间变化曲线。将可容空间变化曲线与相对海平面升降曲线之间进行对比发现,二者之间存在着良好的对应关系。采测井曲线的频谱分析,对研究区长兴组进行了米兰科维奇沉积周期进行研究,结果表明:长兴组中广泛地保存着124,44.89,35.11,21.16和17.72ka的米兰科维奇沉积周期;地层中的沉积旋回主要受古气候变化的控制,偏心率、地轴倾角和岁差周期引起的地层旋回厚度变化范围分别为:12.47—13.74m,3.56—5.21m,1.78—2.41m,其中受偏心率周期的影响最大。在构造活动相对较弱的川东北二叠系中,层序发育的动力学因素主要为相对海平面的变化和气候变化两个方面。相对海平面的变化主要是三级层序的控制因素,而气候变化则是高频层序旋回的主要动力。     

大庆长垣姚家组高频层序地层与米兰科维奇旋回对应性

选取典型取心井对大庆长垣姚家组进行高频层序划分,共识别出98个超短期旋回,33个短期旋回,9个中期旋回和3个长期旋回。同时大庆长垣姚家组自然伽马曲线频谱分析结果表明,该地层中很好地保存了米兰科维奇旋回。其中,偏心率短周期引起的沉积旋回厚度为2.679～3.972 m,地轴倾角周期引起的沉积旋回厚度为1.379～2.131 m,岁差周期引起的沉积旋回厚度为0.601～0.901 m。高频层序与米兰科维奇旋回之间存在着较好的一致性,高频层序中期旋回、短期旋回和超短期旋回大致分别与米兰科维奇旋回的偏心率长周期、偏心率短周期以及岁差周期对应。地球轨道变化所引起的湖平面变化是高频层序形成的主控因素。     

基于米氏旋回的黔西盘县上二叠统煤系高频层序研究

上二叠统记录了地质历史时期最大规模的生物灭绝事件和最深刻的环境变化。对上二叠统的层序地层格架进行精细 描绘,建立高分辨率的地层序列,是深入了解此次事件及其演化的基础和关键。基于钻测井、岩心观测及地球化学分析测 试结果等资料综合分析,并运用小波分析技术,对黔西盘县上二叠统煤系进行了米氏旋回的识别和划分,结果表明,研究 区上二叠统煤系记录了稳定的米兰科维奇旋回,天文轨道周期对其沉积过程具有明显影响,由长、短偏心率、地轴斜率和 岁差周期引起的地层旋回厚度分别为16.06~17.24 m、5.39~5.70 m、2.11~2.15 m、1.12~1.21 m,长偏心率周期对地层中沉积 旋回的控制和影响最强。对长、短偏心率周期进行滤波分析后,建立了上二叠统煤系“浮动”天文年代标尺,为约束同沉 积火山事件层（Tonstein） 的形成及其持续时限提供了年代学依据。以区域等时对比效果明显的长偏心率旋回为标尺,并结 合旋回沉积序列、旋回界面特征等,将上二叠统煤系划分为4个三级层序,并进一步划分为16个四级层序（对应于中期旋 回）,建立了研究区高频层序地层格架。     

基于米氏旋回的黔西盘县上二叠统煤系高频层序研究

上二叠统记录了地质历史时期最大规模的生物灭绝事件和最深刻的环境变化。对上二叠统的层序地层格架进行精细 描绘，建立高分辨率的地层序列，是深入了解此次事件及其演化的基础和关键。基于钻测井、岩心观测及地球化学分析测 试结果等资料综合分析，并运用小波分析技术，对黔西盘县上二叠统煤系进行了米氏旋回的识别和划分，结果表明，研究 区上二叠统煤系记录了稳定的米兰科维奇旋回，天文轨道周期对其沉积过程具有明显影响，由长、短偏心率、地轴斜率和 岁差周期引起的地层旋回厚度分别为16.06~17.24 m、5.39~5.70 m、2.11~2.15 m、1.12~1.21 m，长偏心率周期对地层中沉积 旋回的控制和影响最强。对长、短偏心率周期进行滤波分析后，建立了上二叠统煤系“浮动”天文年代标尺，为约束同沉 积火山事件层（Tonstein） 的形成及其持续时限提供了年代学依据。以区域等时对比效果明显的长偏心率旋回为标尺，并结 合旋回沉积序列、旋回界面特征等，将上二叠统煤系划分为4个三级层序，并进一步划分为16个四级层序（对应于中期旋 回），建立了研究区高频层序地层格架。     

陆相浅水湖盆米氏沉积速率制约下的高频层序?时间单元定量拾取:以西湖凹陷黄岩区花港组为例

旋回地层学的研究对象由海相地层逐渐转移到陆相深水地层.为了探究通过旋回地层学研究方法在陆相浅水湖盆建立高频层序格架的可能,采用频谱分析、天文调谐、“米氏”沉积速率拾取等手段对东海陆架盆地西湖凹陷黄岩区渐新统坳陷湖盆的岩相敏感曲线-GR数据开展研究.频谱分析结果显示黄岩区花港组受405 ka长偏心率周期（E）、121 ka和97 ka短偏心率周期（e）、28 ka斜率周期（O）以及约22 ka岁差周期（P）的调控.在浅水湖泊环境的富泥区,以La2004天文解决方案给出的65°N平均日照序列为参照进行天文调谐,建立了浮动天文年代标尺;在浅水三角洲环境的富砂区,通过滑动窗口频谱分析得到“米氏”沉积速率曲线,结合锆石铀铅测年资料的校验和岩石组合类型联合约束,完成高频层序格架划分.研究表明:黄岩区花港组持续时间约为10.9 Ma,可识别出27个405 ka长偏心率周期,根据偏心率滤波曲线和日照量各级次包络面的对应关系共划分11个四级层序,27个五级层序,分别对应着0.8~1.6 Ma和0.4 Ma的基准面旋回,每个旋回在沉积速率曲线上表现为高?低?高的特征.本次研究提供了一种利用“米氏”沉积速率进行高频层序格架搭建及层序?时间单元拾取的新方法,拓宽了旋回地层学的应用范围.      

利用自然伽马能谱测井识别碳酸盐岩高频层序——以塔里木盆地塔中地区T1井良里塔格组为例

碳酸盐岩系地层中普遍发育高频层序,且与四级、五级层序界面伴生的早期岩溶作用对油气储层的改善十分关键,然而基于测井资料如何客观的识别和划分高频层序是学界不断探索的难点问题。论文选取塔里木盆地塔中地区的T1井,利用自然伽马能谱测井中Th/U （钍/铀）比值曲线,使用滑动平均滤波和小波变换等方法,对上奥陶统良里塔格组开展了高频层序研究。结果表明,Th/U比值曲线滑动平均滤波处理后,能清晰、客观地反映沉积旋回,其比值的增加指示沉积水体加深、泥质增多,比值减少指示沉积水体变浅、泥质减少;该井良里塔格组可划分为3个三级层序、8个四级层序和32个五级层序,三～五级层序分别与小波变换得出一维离散曲线的振荡趋势非常吻合,四级和五级层序极有可能分别反映了米兰科维奇旋回中地球偏心率长周期旋回（0.4 Ma）和短周期旋回（0.1 Ma）;连井对比表明塔中地良里塔格组下部的三级和四级层序发育具有明显差异,这种差异受控于良里塔格组沉积前古地貌形态;储层发育段均与四级、五级层序界面有关,塔中地区东部更易发育有利的储层。研究结果对于依据测井资料开展碳酸盐岩高频层序研究具有理论意义,对于建立区内的高精度层序地层格架进而预测礁滩相储层分布具有实际意义。     

四川盆地西部中二叠统茅口组油气地质条件及勘探潜力

四川盆地西部中二叠统茅口组为碳酸盐岩浅水缓坡相沉积,高能浅滩亚相颗粒岩发育。茅口组沉积末期,研究区古表生岩溶作用强烈,有利于岩溶储层发育。中二叠统发育栖霞组和茅口组碳酸盐岩、梁山组泥质岩等多套烃源岩,烃源岩厚度大,品质较好;各套烃源岩从中三叠世末起相继达到生烃高峰,资源潜力大。茅口组中上部发育两类储层:裂缝-孔洞型(或裂缝型)储层和白云岩孔隙型储层。钻井及露头剖面揭示茅口组含气性好。高能滩相沉积区与岩溶斜坡带叠合区是茅口组储层发育的有利地区。茅口组之上的区域盖层发育,保存条件好。认为川西地区茅口组具有良好的天然气勘探前景。     

米氏旋回在涠西南凹陷WZ11-4N油田高频层序地层识别与对比中的应用

针对应用常规方法进行高频层序划分和对比容易受人为因素影响,所建立的高级别层序地层格架具有多解性等问题,本文引入天文地层学中气候旋回受天文周期驱动的理论,选择涠西南凹陷WZ11-4N油田4口钻井中的流一段地层为研究对象,进行米兰科维奇旋回特征分析。对自然伽马数据进行频谱分析的结果显示,在不同钻井中,流一段地层主要受偏心率周期(401ka、125 ka和95 ka)控制。对该周期滤波分析后,选择控制流一段发育的主要米兰科维奇周期曲线,建立了该区的高分辨率天文年代标尺。最后以偏心率125 ka周期曲线作为6级层序划分的参考曲线,对流一段层序进行高频旋回地层划分与对比。在此基础上,最终实现高频地层格架下沉积相的精细对比。     

Characteristics of Milankovitch Cycles in the Mid‐Permian Liangshan and Qixia Formations of the Sichuan Basin—Examples from Well‐Long17 and Well‐Wujia1

The Liangshan and Qixia formations in the Sichuan Basin of central China were formed in the earlier middle Permian. Based on outcrop observation of the Changjianggou section at Shangsi, Guangyuan region and 3rd-order sequence division in typical drillings, one-dimensional spectrum analysis has been used to choose the better curve between the natural gamma ray spectrometry log(ln(Th/K)) in Well-Long17 and the gamma ray log(GR) in Well-Wujia1, respectively, for identifying Milankovitch cycles in Sequence PSQ1 which comprises the Liangshan and Qixia formations, and then to identify the variation in the Milankovitch cycle sequences. On this basis, the system tract and 4th-order sequence interfaces in Sequence PSQ1 were found via two-dimensional spectral analysis and digital filtering. Finally, a high-frequency sequence division program was established. Among these cycles, long eccentricity (413.0 ka) and short eccentricity (123.0 ka) are the most unambiguous, and they are separately the major control factors in forming 4th-order (parasequence sets) and 5th-order (parasequences) sequences, with the average thicknesses corresponding to the main cycles being 11.47 m and 3.32 m in Well-Long17, and 14.21 m and 3.79 m in Well-Wujia1, respectively. In other words, the deposition rate in the beach subfacies is faster than that of the inner ramp facies. The ln(Th/K) curve is more sensitive than the GR as the index of relatively ancient water depth in carbonate deposition. One-dimensional spectrum analysis of ln(Th/K) curve could distinguish the Milankovitch cycle sequences that arose from the Precession cycle (20.90 ka), with a much higher credibility. Sequence PSQ1 in Well-Long17 contains 10 4th-order sequences, and the growth span of Sequence PSQ1 consisting of the Liangshan and Qixia formations is about 4.13 Ma. The single deposition thickness of the long eccentricity cycle sequence has the characteristics of thinning and then thickening in the two-dimensional spectrum, which could be used to identify the system tract interface of the 3rd-order sequence. The precession sequence thickness remains stationary. As a result, the early deposition rate in the mid-Permian of the Sichuan basin was very slow, remaining nearly stationary, and this reflects a sustained depositional environment. Whole-rock carbon and oxygen isotope curves could also prove this point. Milankovitch cycle sequence studies provide a basis for paleoenvironmental analysis and, as such, can be used to analyze ancient climate change, calculate deposition rate and deposition time, and carry out fine isochronous stratigraphic correlation.     

松辽盆地东岭地区泉头组高频沉积旋回的叠加型式分析

根据自然伽马测井曲线计算的旋回厚度,采用Fischer图解识别高频旋回的叠加型式,试图揭示湖相沉积中GR测井曲线反映的泥质含量波动与气候旋回的关系。选择松辽盆地东岭地区顶底清楚,地层连续的SN109井泉头组测井曲线中作为实验数据,根据极值点法共识别出1166个高频沉积旋回,旋回厚度变化于0.25~2.75 m之间,旋回平均厚度为0.62 m;根据Fischer图解,估算高频旋回的平均周期为17.2 ka,中频旋回周期在86.1~103.3 ka之间,低频旋回周期在305~416 ka之间,分别与米兰科维奇旋回岁差周期19~24 ka,轴斜率周期85~140 ka,偏心率周期350~400 ka存在着对应关系,说明SN109井泉头组湖相沉积旋回的形成受米兰科维奇气候旋回机制的控制。     

东营凹陷牛38井始新统沙河街组三段米氏旋回的地层响应

地球围绕太阳的轨道要素周期性变化引起气候旋回变化,进而影响到地质历史中沉积物及生物面貌的旋回变化。牛38井始新统沙河街组三段旋回地层学研究表明,沉积物和古生物对404.8ka的天文偏心率旋回具有明显的响应特征。在一个偏心率旋回之内,随着地球围绕太阳公转轨道位置的变化,气候由热变冷再变热,古生物属种数量、沉积物粒度出现相应的的旋回变化。若以404.8ka偏心率旋回为单位来划分高频层序,可以保证所划分的地层具有异旋回性和严格的等时性。     

天津蓟县剖面前寒武系洪水庄组—铁岭组米兰科维奇旋回

显生宙沉积旋回会受到地球轨道参数偏心率、地轴斜率和岁差的周期性变化(米兰科维奇旋回)的控制,但目前对前寒武系的相关研究较为薄弱。天津蓟县剖面中元古界洪水庄组-铁岭组为一套潟湖-潮坪相沉积,主要呈砂岩-页岩互层的韵律性产出。为探索这种岩性韵律是否与轨道旋回有关,对其进行了高分辨率的岩性刻画,并以磁化率和伽马能谱数据作为古气候-古环境替代性指标,通过频谱分析等方法进行旋回地层学分析。结果表明各指标均记录了完整的米兰科维奇旋回。铁岭组一段下部由短偏心率、斜率和岁差控制的地层旋回厚度分别为1.2~1.5 m、0.4 m和0.17~0.19 m,其中0.1 m的半岁差周期也较明显;洪水庄组二段顶部由长偏心率、短偏心率、斜率和岁差控制的地层旋回厚度分别为1.1~1.8 m、0.34~0.54 m、0.14~0.16 m和0.08~0.09 m。以识别出的稳定长偏心率周期405 ka旋回对洪水庄组进行了天文年代校准,并估计出当时的短偏心率、斜率以及岁差周期分别为100 ka、22~24 ka和15 ka。在洪水庄组中记录的偏心率振幅变化周期为~2 Ma,比现今~2.4 Ma的周期略短。     

黔西上二叠统长兴组米兰科维奇旋回研究

选择黔西地区盘1井、威宁1井、纳雍1井和织金1井,对长兴组自然伽马测井数据进行频谱分析,识别出其中的米兰科维奇周期,并采用滤波手段提取出其中的稳定周期,进行连井对比。结果表明频谱峰值与米兰科维奇周期存在良好的对应关系,研究区长兴组地层中保存着123. 0 ka的偏心率周期、45. 0 ka和35. 6 ka的斜率周期、21. 2 ka和17. 7 ka的岁差周期,各级周期的旋回厚度分别为4. 59~5. 73 m、1. 37~2. 15 m和0. 66~0. 98 m;各井的短偏心率旋回曲线显示研究区长兴组地层记录了约18个短偏心率旋回,据此估计出长兴组沉积时限约为2. 21 Ma;通过短偏心率旋回层和所计算沉积速率的连井对比,发现地层中海相标志岩层段等时性对比效果明显,反映了区域快速海侵的过程,而沉积速率的变化可能受到了海平面变化和物源供应的共同影响。     

南苏丹Melut盆地Ruman凹陷白垩系层序地层级次与砂质滩坝的沉积响应*

湖相滩坝砂体是陆相盆地广泛发育的一类油气储集层,已成为成熟油田岩性油气藏勘探的重要领域。基于层序界面识别与划分、古地貌恢复、物源体系、砂体展布以及成藏条件分析,论证了Melut盆地Ruman凹陷白垩系Gayger-Galhak组的层序地层特征及其对滩坝沉积的控制。结果表明:(1)目的层段发育1个二级层序和SQ1、SQ2、SQ3等3个三级层序,SQ3又可进一步细分为6个准层序组(四级层序)。(2)不同级别的层序分别控制着滩坝沉积的发育位置、平面展布及岩性圈闭的成藏要素,表现为: 二级层序控制滩坝沉积的垂向发育位置,滩坝砂体主要发育于二级基准面下降期;三级层序控制滩坝沉积的发育规模和沉积模式,三级基准面下降半旋回与上升半旋回转换位置发育的潜山隆起周缘型坝砂面积(约10km²)和厚度(10~20m)较大、孔隙度高(20%~25%),而发育于三级基准面上升期的水下潜山台地型坝砂面积(1~4km²)和厚度(2~3m)较小、孔隙度相对较低(15%~20%);四级层序洪泛期沉积的泥岩作为局部盖层,不仅控制着滩坝储盖组合的分布,而且决定了滩坝成因岩性圈闭的有效性。