沉积旋回叠置形式的波形分析及旋回层序划分方法

在陆源碎屑岩地层的沉积记录中,测井曲线上一个砂泥岩旋回可以采用正弦波进行描述,测井曲线幅度的高低反映旋回粒度大小的变化,旋回波长则是度量旋回厚度的标尺。本研究表明,测井曲线变化幅度与其平均值之差计算的累积残差曲线,是识别沉积体系、判别旋回层序界面的一个有效图解方法。根据数值模拟实验,证实对于任意一个级次的旋回复合波系,累积残差曲线的正半波和负半波曲线分别对应低频旋回的向上变细和向上变粗的沉积序列,正半波和负半波曲线的转换点位置对应旋回层序界面的深度。同时,引进测井曲线的频谱分析和滤波方法,可以划分沉积旋回的级别,进而研究沉积旋回变化形式的驱动机制。文中以柴达木盆地东部地区仙3井为例,根据测井数据计算的累积残差曲线,说明了划分低频和高频旋回层序的方法和流程,讨论了旋回幅度、波长变化与沉积环境和沉积速率的关系。     

测井曲线旋回分析在碳酸盐岩层序地层研究中的应用*

在碳酸盐岩台地沉积层序的研究中,通过旋回计数和厚度测量,采用费希尔图解法解析高频米级旋回或副层序的叠置形式和空间结构,进而标定三级沉积层序的界面,是目前普遍采用的一个方法。但是,这一方法目前主要用于露头层序地层学研究,而在地下油气勘探区受到极大的限制。文中提出了一种新的计算方法,它可以根据测井资料求取任一地层段沉积旋回的个数和厚度。根据数值模拟,详细讨论了海平面变化周期和幅度与沉降速率、沉积速率的相关关系,提出高频沉积旋回的分布模式和叠加样式可以指示低频海平面变化的轨迹,这为划分三级沉积层序、标定层序界面提供了理论依据。最后,以川西北地区中三叠统雷口坡组为例,说明了应用自然伽马测井资料进行数据处理的流程和步骤,以及根据旋回厚度累积偏差曲线标定层序界面的位置、识别旋回谱系标志。     

地震时频分析技术在滨浅湖沉积层序研究中的应用

以车镇洼陷沙河街组二段为例,根据频率周期连续性和横向收敛特征精细识别滨浅湖沉积不同尺度旋回界面的特征,结合地质和测井信息建立研究区沙二段高精度层序地层格架。应用结果表明:广义S变换频谱纵向连续性好,频率周期性变化对砂层组韵律特征表现较清晰,对中期级别旋回界面较为敏感,短期旋回响应特征识别较为明显。匹配追踪方法解释的频谱反映了不同深度沉积体的优势频率变化规律,匹配追踪分解方法解释的频谱反映了不同深度沉积体的频率变化,可以为层序横向对比提供依据。     

测井多尺度分析方法用于层序地层划分研究

测井数据包含了丰富的地质信息,是研究地层多尺度沉积旋回的主要资料.本文阐述了小波变换及多尺度分析方法,探讨了测井多尺度分析方法在层序地层划分中的应用.以东营凹陷某井为例,选取Morlet小波基函数对GR测井曲线进行连续小波变换,将测井信号与深度的关系转换为与深度和尺度域的变化关系.通过研究多种伸缩尺度下小波系数曲线表现出的周期性振荡特征,并结合不同测井曲线多尺度分解后的高频信号特征,划分出各级层序界面,与传统方法所划分的界面基本一致.     

测井数据小波变换用于准层序研究

层序界面的识别及其内部特征是层序地层学研究的关键问题。准层序地层单元的分界面上物理性质变化明显,测井曲线表现为突变,测井数据小波变换能够表征这种突变。以东营凹陷某井为例,选取高斯小波对SP测井数据进行小波变换,得到时频色谱图和不同尺度上的小波系数曲线。选定最佳分解尺度后,依据该尺度下小波系数模极值的位置能准确识别出准层序界面。并利用测井多尺度分析方法对不同井段GR测井曲线进行分析,得到不同尺度下的低频和高频信息能够识别出准层序内部的沉积旋回类型,建立了相应的频谱响应特征。这些探索为层序界面的定量划分及其内部特征研究提供了一种新的思路。     

东海陆架盆地下第三系高频层序分析

本文提出了进行高频层序分析的新思想和方法。根据米兰科维奇周期理论，利用自然伽玛测井曲线，采用傅立叶变换将曲线的量值域转换为频率域。分析每一个峰值频率的波长及其相互之间的比率关系，寻找那些波长比率与地史时期气候变化的旋回周期比率相同或相似的频率，从而捕获高频旋回信息。东海陆架盆地下第三系进一步细划出38个四级层序。利用捕获的米兰科维奇周期信息，进一步计算了高频层序沉积持续的时间和沉积速率。     

松南西斜坡前缘带青山口组层序界面识别及特征研究

在前人研究的基础上,应用高分辨层序地层学理论与研究方法,对松辽盆地南部西斜坡地区的青山口组地层进行了层序地层划分与对比工作,从中识别出6个具等时意义的层序界面,将其划分为5个中期基准面旋回(4级层序)。建立了层序界面的岩心识别标志,即旋回叠加样式的变化面、岩性突变面—冲刷面、相类型的变化面和暴露剥蚀面,在测井曲线上,层序界面位于测井曲线幅度发生明显变化或曲线组合型式的转换处,在研究区地震剖面上的层序界面识别标志(超削反射终止特征)不明显。根据层序划分和层序界面的识别标志,把4级层序界面划分为不整合面、沉积作用转换面和顶超面,并对层序界面特征进行了详细研究。确定了研究层段湖泛面包括三角洲体系—湖泛面、深水湖—浊积体系—湖泛面和河流体系—洪泛面3种类型。层序界面和湖泛面的识别和确定,对于研究区高分辨率层序地层格架的建立和对储层分布规律的研究与预测具有重要意义。     

黄骅坳陷扣村地区古近系沙三段高分辨层序地层分析

通过利用钻井、测井、地震等多种资料，以黄骅坳陷扣村地区古近系沙三段为例，详细论述了开展高分辨层序地层分析的研究流程、方法．在四级层序格架确定的基础上，叙述了以一般湖泛面和更小级别的岩性和结构层序单元界面的识别与类型的确定．指出通过露头、岩心、测井曲线和高分辨地震信息，可以确定短期旋回界面与超短期旋回界面．根据工区的特点选取主干剖面，建立高分辨率层序地层网络格架对比剖面，开展长、中、短期基准面旋回的分析、高分辨率层序地层的单砂体展布分析及其沉积微相研究．     

小波变换在饶阳凹陷层序地层格架建立中的应用

小波变换提供了一种研究层序地层格架的新方法,它将测井信号从一维深度域转换到二维深度—尺度域,从多尺度识别不同级次的地层旋回界面。根据小波变换的原理,确定了测井数据小波变换在层序地层划分中的地质意义,建立了四种小波变换中的地层旋回模型。在饶阳凹陷的实际应用中,选取自然伽马曲线进行小波变换,应用时频色谱图分析和快速傅里叶变换多种方法选取尺度因子。通过对时频色谱图和不同尺度下小波系数曲线的综合分析,对饶阳凹陷古近系G104井层序地层进行了划分,并以2 198.625m位置为突变界面,划分出两个较大尺度旋回,以2142.375m、2 163.875m、2 198.625m、2 238.625m位置为界面,划分出5个较小尺度旋回。实际结果应用表明,小波多尺度变换划分层序地层的结果和传统方法划分基本一致。     

辽河凹陷东部桃园—大平房地区东营组层序地层及沉积特征

采用测井和地震资料及米兰科维奇旋回相结合的方法,对辽河盆地东部凹陷桃园—大平房地区东营组层序地层进行研究,把该区东营组划分为3个三级层序(Sq1、Sq2、Sq3)。通过对自然伽马测井曲线进行频谱分析,发现地层中保存着厚度稳定的地层旋回,地层旋回厚度的变化范围为15.625~25.510 m,且其主要受米兰科维奇旋回的偏心率控制。据此,采用F ischer图解法,求取其可容空间变化速率曲线,指导层序的正确划分。根据单井相、地震相和砂体形态等综合研究的结果,确定Sq1为扇三角洲沉积,Sq2和Sq3为河流相沉积,为有利储层分布预测打下基础。     

桂西南地区三叠系沉积型锰矿床成因研究

桂西南地区锰矿床资源富集并具有较好的找矿前景,然而目前有关该区三叠系主要沉积地层的地层格架划分尚较薄弱且鲜有探讨。利用桂西南地区东平锰矿区四口钻孔的自然伽马测井曲线进行去趋势、高通滤波处理以及累计残差计算等方法,对桂西南地区含锰岩系进行了旋回地层学研究。研究结果表明:含锰岩系下三叠统北泗组共可划分为四个海进-海退旋回层序,碳酸锰矿层发育的旋回层序位置主要出现于各旋回层序内海退沉积序列中,并位于旋回层序内海退-海侵界面附近,锰矿沉积主要发生在相对海平面由缓慢下降至逐渐上升的时期的转换时期。综合研究区锰矿形成的海平面变化、古地理条件、锰质来源、氧化还原条件等特征的基础上,笔者提出了研究区锰矿成因模式,即具有地理隔绝形式的、并由同生断裂控制的"局限海"台盆相碳酸锰矿沉积模式,碳酸锰矿的形成主要经历以下3个阶段:1）海平面下降-氧化锰矿物形成阶段;2）海平面上升-氧化锰矿物转化碳酸锰矿物阶段;3）最高海泛面-少量碳酸锰矿物发育阶段。该研究成果可为桂西南地区今后锰矿勘探工作中的地层分析、建立区域内高频层序单元格架及锰矿成因等研究提供一种新的方法和手段。     

北黄海东部坳陷始新统米兰科维奇旋回特征

米兰科维奇旋回是记录在沉积地层中的表现形式, 其代表的时间涵义是进行高分辨率地层划分和对比的有效手段, 从地层中揭示的米兰科维奇旋回, 可以完善地层学尤其是旋回地层学理论.以北黄海东部坳陷为研究对象, 根据J. Laskar的解决方案计算出该区始新统的米兰科维奇旋回周期为: 125 ka和99 ka的偏心率周期, 51 ka和39 ka的地轴斜率周期, 23 ka和19 ka的岁差周期.通过对3口井的GR(自然伽马)和SP(自然电位)测井曲线进行频谱分析, 发现其频谱峰值与天文周期存在着良好的对应关系, 因此可以判定该区域地层中保存着完好的米兰科维奇沉积旋回.地层旋回厚度存在13.03~15.89 m的长周期、3.70~5.21 m的中周期和2.17~2.94 m的短周期, 并由此计算地层的沉积速率为121.20~127.12 m/Ma.从隆起沿着斜坡往湖盆中心, 沉积持续时间越长且沉积厚度也越厚, 但沉积速率相对稳定.通过连续小波变换对始新统地层进行小层划分, 划分出6期沉积体, 以每个沉积体为独立窗口进行频谱分析计算出沉积的持续时间和速率, 从气候变化的影响分析每个阶段的沉积环境.从下往上层序地层E₆期为低水位体系域, E₅和E₄为湖泊扩张体系域, E₃为高位体系域, E₂和E₁为湖泊收缩体系域.以上方法可以证明米兰科维奇进行沉积旋回分析是一种有效的方法.      

Application of sequence stratigraphic concepts to the Upper Cretaceous Tununk Shale Member of the Mancos Shale Formation,south-central Utah: Parasequence styles in shelfal mudstone strata

Although sequence stratigraphic concepts have been applied extensively to coarse-grained siliciclastic deposits in nearshore environments, high-resolution sequence stratigraphic analysis has not been widely applied to mudstone-dominated sedimentary successions deposited in more distal hemipelagic to pelagic settings. To examine how sequence stratigraphic frameworks can be derived from the facies variability of mudstone-dominated successions, the Tununk Shale Member of the Mancos Shale Formation in south-central Utah (USA) was examined in detail through a combination of sedimentological, stratigraphic and petrographic methods. The Tununk Shale accumulated on a storm-dominated shelf during the second-order Greenhorn sea-level cycle. During this eustatic event, the depositional environment of the Tununk Shale shifted laterally from distal middle shelf to outer shelf, then from an outer shelf to an inner shelf environment. At least 49 parasequences can be identified within the Tununk Shale. Each parasequence shows a coarsening-upward trend via upward increases in silt and sand content, thickness and lateral continuity of laminae/beds, and abundance of storm-generated sedimentary structures. Variations in bioturbation styles within parasequences are complex, although abrupt changes in bioturbation intensity or diversity commonly occur across parasequence boundaries (i.e. flooding surfaces). Due to changes in depositional environments, dominant sediment supply and bioturbation characteristics, parasequence styles in the Tununk Shale show considerable variability. Based on parasequence stacking patterns, eleven system tracts, four depositional sequences and key sequence stratigraphic surfaces can be identified. The high-resolution sequence stratigraphic framework of the Tununk Shale reveals a hierarchy of stratal cyclicity. Application of sequence stratigraphic concepts to this thick mudstone-dominated succession provides important insights into the underlying causes of heterogeneity in these rocks over multiple thickness scales (millimetre-scale to metre-scale). The detailed sedimentological characterization of parasequences, system tracts and depositional sequences in the Tununk Shale provides conceptual approaches that can aid the development of high-resolution sequence stratigraphic frameworks in other ancient shelf mudstone successions.     

米级旋回层序的成因类型及其相序组构特征

与米兰柯维奇旋回存在成因联系的幕式地层堆积作用的结果,是在地层记录中形成各种类型的米级旋回层序。在不同的古地理背景中,受物质来源及沉积动力学背景的控制,故发育具有不同相序组构的不同类型的米级旋回层序。因此,相序组构特征就成为米级旋回层序类型划分的基本准则。地层记录中米级旋回层序的广泛发育,以及它们在长周期层序中的有序垂直叠加形式和地史演化特征,由不同相序组构所反映的成因类型以及由不同类型所指示的沉积动力背景等等,不但表明了米级旋回层序是描述地层结构的基本工作单元,而且是对“准层序”的延展和补充。在海相地层中,不管是碳酸盐岩还是陆源碎屑岩地层,这种厚几厘米至几米的米级旋回层序,大致都可以划分为正粒序和反粒序两种相序组构,正粒序组构主要是潮汐作用的结果,而反粒序主要是以波浪作用为主的浅海环境的产物 不管是正粒序还是反粒序序列,均构成总体向上变浅序列。由此,碳酸盐岩米级旋回层序可划分为L-M型、深水非对称型、潮下型及环潮坪型 碎屑岩米级旋回层序可划分为潮汐动力型及波浪动力型。米级旋回层序的界面是由高频率海平面变化所产生的非沉积作用面,包括瞬时暴露间断面和瞬时加深淹没间断面乃至它们的相关面,这些在区域上延伸较远,甚至。     

从准层序到米级旋回——层序地层学与旋回地层学相互交融的纽带

层序地层学的基本单位是层序。准层序和准层序组构成了层序的基本结构单元,它们在层序内有规律的空间叠置样式是识别体系域的客观标准。准层序被定义为以海泛面为界的向上变浅序列,但是准层序是一个比较松散的概念,存在问题是对其成因机制研究不足。米级旋回作为旋回地层学的基本单位,定义为数厘米至数米厚的向上变浅的岩相序列,是高频率海平面升降变化的产物,其形成时限为相应的米兰柯维奇天文旋回周期。作为旋回地层学的基本单位,米级旋回以其明确的沉积学涵义和有规律的天文成因机制,是对层序地层学概念体系中的"准层序"的良好补充,对其进行深入研究具有重要的理论意义和应用价值。从准层序到米级旋回这一概念体系的演变,代表了层序地层学与旋回地层学相互交融的纽带。最后介绍旋回地层学的最新进展亚米兰柯维奇旋回,它对精确数字定年具有重大意义。     

塔里木盆地麦盖提斜坡西段石炭系生屑灰岩段旋回划分及意义

从露头剖面及钻井岩芯、电性特征入手,结合区域地质背景认为:麦盖提斜坡西段石炭系生屑灰岩段横向展布相对稳定,夹在上下两套泥岩(或膏质泥岩)之间,呈连续沉积过渡,电测曲线为低伽玛值、高电阻率值,形态总体呈箱形。生屑灰岩段在岩性、电性特征上均具明显的成段性,自下而上具有四次旋回性(相当于五级层序)。Ⅰ旋回层主要为灰质云岩夹膏质灰岩、泥质云岩,电阻率、自然伽玛曲线呈漏斗型,与下伏及上覆地层均呈突变过渡;Ⅱ旋回层主要为含泥灰岩、泥晶灰岩,自然伽玛、电阻率曲线均呈鼓型、箱型特征,与上覆地层呈突变过渡,电阻率曲线幅值相对较高;Ⅲ旋回层主要为泥晶灰岩、泥质灰岩、云质灰岩夹生屑灰岩,电阻率、自然伽玛曲线呈低幅度锯齿型,自然伽玛幅度相对较高,电阻率幅值相对较低,与上覆地层均呈渐变过渡;Ⅳ旋回层以白云岩、灰质云岩为主,电阻率及自然伽玛曲线呈复合钟型特征,与上覆地层均呈突变接触。地层精细划分对比有助于更好地认清生屑灰岩段在纵横向的变化规律,进一步突出有利储集区(琼002—群6井)及有利储集层段(Ⅳ旋回层),为下一步的勘探夯实理论基础。     

环流分解及其在沉积地层旋回分析中的应用

本文应用马尔柯夫链进行地层序列分析。当一个地层序列形成一个具有马尔柯夫性质和极限概率分布的马尔柯夫链时,它的转移概率矩阵可分解为细致平衡部分和环流部分。根据环流矩阵可确定该序列中的主要沉积旋回趋势,为地层序列分析提供重要依据。本文给出了两个研究实例。     

潮水盆地侏罗系沉积特征及找煤潜力

潮水盆地侏罗系为完整的断陷湖泊充填沉积序列,沉积环境属多种沉积体系,具有低位体系域—湖侵体系域—高位体系域的多层序旋回的特点。下侏罗统为断陷初始形成期的湖泊沉积,具有断陷盆地形成初期“填平补齐”的沉积特点。地层厚度变化大,沉积相变快。在层序中可识别出低位体系域与湖侵早期体系域。低位体系域主要发育了冲积扇、辫状河道、滨浅湖砂砾、洪积物等;中侏罗统为裂陷发展期湖泊沉积,为盆地内主要含煤岩组。层序中粒度旋回较发育,通常在每一旋回的上部含煤层或炭质泥岩,层序底部常发育砾岩。在该层序中可识别出局部低位体系域与高位体系域。低位体系域发育河流砂砾沉积和滨浅湖砂砾,常表现出垂向加积或退积序列。而湖侵体系域则以较深水的湖相沉积为特征,常表现出向上泥岩厚度加大的退积式准层序组;同时,亦发育诸多三角洲相沉积;上侏罗统为断陷消亡期沉积,形成低位体系域浅湖、扇三角洲和冲积扇沉积体系。潮水盆地下侏罗统芨芨沟群上岩组和中侏罗统青土井群下岩组均具有成煤的构造、成煤的环境和成煤的物质来源,而找煤的关键是寻找目前技术、经济水平可以达到的赋煤构造。     

Genetic Types of Meter-Scale Cyclic Sequences and Fabric Natures of Facies Succession

Ｍｅｔｅｒ ｓｃａｌｅｃｙｃｌｉｃｓｅｑｕｅｎｃｅｓ,ｓｉｍｉｌａｒｔｏｍｅｔｅｒ ｓｃａｌｅｃｙｃｌｅｓｄｅｆｉｎｅｄｂｙＡｎｄｅｒｓｏｎａｎｄＧｏｏｄｗｉｎ (1990 ) ,ｒｅｆｅｒｔｏｆｕｎｄａｍｅｎ ｔａｌｕｎｉｔｓｏｆｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｔｈａｔｃｏｕｌｄｂｅｄｉｓｃｅｒｎｅｄｄｉｒｅｃｔｌｙｉｎｏｕｔｃｒｏｐ .Ａｓｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｗｏｒｋｉｎｇｕｎｉｔｓｉｎｓｔｒａｔｉ ｇｒａｐｈｉｃｒｅｃｏｒｄｓ,ｍｅｔｅｒ ｓｃａｌｅｃｙｃｌｉｃｓｅｑｕｅｎｃｅｓｒ…