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。     

高频层序格架内礁型微地貌特征及其控储机理 ——以塔中东部地区上奥陶统为例

塔中东部地区发育上奥陶统良里塔格组礁滩相碳酸盐岩是油气产出的主力产区。为了揭示层序地层格架特征及其内部沉积微地貌特征对礁滩体储层的控制机理,本文通过对岩石学、沉积微相、古生物、测井相研究,建立了上奥陶统良里塔格组高频层序地层格架,可划分为11个四级层序和多个五级层序。研究区良三段—良二段以高位体系域垂向持续加积作用为主,是礁(丘)、滩组合镶边沉积的主要发育期,一个四级层序内可发育一个至多个礁滩体沉积微地貌旋回,礁型微地貌发育规模及厚度受海平面升降次级旋回和构造沉降控制。通过对良三段—良二段高位体系域成岩组构和成岩环境分析,认为受同生岩溶作用所形成的大气成岩透镜体主要发育在高频层序向上变浅旋回的顶部和微地貌高处。同一层序内沉积微地貌隆起和海平面相对升降变化所控制的暴露作用,以及同生期大气淡水溶蚀、淋滤作用是控制台缘礁滩体优质储层发育以及层位性和区域差异性的关键因素。集中揭示高频层序格架内微地貌特征及其对礁滩体储层的控制机理,有效指导了塔中东部地区奥陶系礁滩型油气藏勘探开发。     

塔中西北部顺西地区良里塔格组层序地层格架划分

层序地层格架和沉积旋回的分析是碳酸盐岩储层地质研究的基础。运用小波变换和INPEFA测井旋回分析技术对塔中顺西地区良里塔格组层序旋回进行了研究。结果表明:研究区自下而上可划分为3个层序和8个准层序组。其中,SQ1、SQ2主要分布在良里塔格组中下段,均可进一步划分3个准层序组;SQ3主要分布在良里塔格组上段,可细分为2个准层序组;SQ3几乎对应于良里塔格组泥质条带灰岩段,为一个夭折的层序。基于研究区良里塔格组储层的测井评价,阐述了层序地层格架内储层的分布特征,认为SQ2控制了有利储层的分布。这对于深入探讨良里塔格组储层的分布规律和成因机制具有重要的意义。     

塔里木盆地塔中-巴楚地区上奥陶统良里塔格组米兰科维奇旋回性沉积记录研究

通过露头、钻井岩芯沉积相观察及高频旋回识别,结合全岩碳氧同位素旋回、自然伽玛能谱测井ln(Th/K)值频谱分析及地震反射特征,研究了塔里木盆地塔中—巴楚地区分布的上奥陶统良里塔格组开阔台地及外缓坡相碳酸盐岩中发育的四～六级高频层序(旋回)特征及其叠置关系。认为其六级米级旋回、五级准层序及四级准层序组可能分别与20～40ka、100ka及400ka周期的Milankovitch日-地轨道气候旋回有关,并识别出该区良里塔格组由11～12个400ka周期的准层序组构成。提出海相碳酸盐岩全岩或生物壳碳同位素值可作为反映全球海平面相对变化的指标及识别形成三级层序的主控因素(全球海平面变化、地区性构造沉降-抬升运动)的方法——碳同位素-沉积旋回对比分析法。晚奥陶世良里塔格组沉积时期,塔中台地北缘总体表现为向上变浅的加积型沉积叠置型式,主要与塔中I号断裂活动控制形成的高陡型镶边台地边缘有关;巴楚台地西北缘则表现为向上变浅的加积-进积复合型沉积叠置型式,主要与其断裂活动弱、受沉积作用控制为主的缓坡台地边缘有关。塔中-巴楚台地良里塔格组表现为一个完整三级层序的形成与演化,主要受控于该台地的构造(沉降-抬升)运动而不是全球海平面变化,属于典型的地区性构造层序及不具有全球对比意义。     

测井数据小波变换在川中寒武系洗象池群层序地层划分中的应用

川中地区寒武系洗象池群由于缺乏生物化石,岩性、电性变化小,利用传统的岩心和测井等资料很难精确地划分层序。自然伽马能谱测井Th、U、K曲线的突变点能指示层序界面和最大海泛面,其Th/U和Th/K曲线不仅能够反映沉积时的氧化还原环境,还可以反映沉积水体的变化,将沉积旋回记录下来。再通过小波变换技术进行多尺度分解,得到不同级数的小波曲线。以GT2井为主要研究对象,对Th/U曲线进行多波基分解,对比发现Dmeyer小波为最优选。结合碳同位素正漂移事件,对小波变换后得到的小波曲线Th/U-d8分析,总结出2种层序划分地质模型,并将洗象池群划分为4个三级层序、8个体系域,每个三级层序由海侵体系域和高位体系域构成。同时选取了分辨率更高的小波曲线Th/U-d7和Th/U-d6曲线对四级和五级层序进行精细划分,共划分11个四级层序和25个五级层序,分别以三级层序和四级层序刻画了沉积期的相对海平面变化。该研究有助于对川中洗象池群进行精细的层序划分,推进其沉积演化与储层发育特征研究。     

塔里木盆地塔中上奥陶统碳酸盐台地高频层序控制的早期成岩作用及其对储层分布的影响

上奥陶统良里塔格组碳酸盐岩是塔里木盆地塔中地区重要的油气储层。在碳酸盐岩岩石学、微相和测井曲线分析基础上,将塔中良里塔格组划分为5个四级层序、15个五级层序,建立了高频层序地层格架。显著的选择性溶蚀,悬垂型、新月型等大气水胶结物的发育,溶蚀孔壁较弱的阴极发光特征,粒内与粒间胶结物较低的Fe、Mn含量,亮晶颗粒灰岩的δ13C、δ18O与泥晶灰岩接近等特征表明,塔中地区Ⅰ号断裂带附近准同生期大气水溶蚀作用以及早期海水胶结作用普遍发育。对比分析显示大气淡水透镜体均发育于高频层序向上变浅旋回的顶部,即高频层序格架制约了早期成岩作用的形成分布。现在保存的早期成岩溶蚀孔面孔率可达到4%~5%,因此早期溶蚀孔的发育为晚期溶蚀改造提供了流体活动空间和条件,对碳酸盐岩有效储层的产出具有重要控制。综合分析提出,塔中Ⅰ号断裂坡折带TZ54-TZ826和TZ72-TZ62-TZ24井区等高陡型台缘是同生-准同生溶蚀孔发育的有利储层区。     

塔中地区良里塔格组层序格架内礁滩体发育模式研究

为明确塔中地区上奥陶统良里塔格组礁滩体的沉积发育相带展布和层序地层格架下礁滩体的发育迁移规律以便进行下一步油气勘探,通过岩心及薄片观察,钻、测井资料解析、单、连井剖面解剖等技术手段对其进行了研究。研究结果表明,控制礁滩体发育的沉积亚相主要为生物骨架礁、灰泥丘、粒屑滩和滩间海。层序地层格架可划分为3个三级层序和8个四级层序。SQ1,SQ2,SQ3层序主要发育灰泥丘和粒屑滩及其复合体;SQ4,SQ5,SQ6层序普遍发育以礁核为主的高能环境礁滩相沉积;SQ7,SQ8层序主要发育滩间海。在高频层序格架中,微地貌和高频海平面变化旋回控制了可容纳空间的变化。短暂的构造稳定期和适度的海平面上升是礁的主要生长期。良里塔格组内礁滩主要发育在高位体系域中,在四级层序格架控制下由台内缓坡向台缘高处迁移。研究区东部比西部具更高的碳酸盐岩生长率,生物礁滩更发育,在海平面下降背景下更易形成优质储层。     

层序地层格架及其对页岩储层发育特征的影响-以四川盆地龙马溪组页岩为例

为研究海相页岩沉积层序及其对页岩储层发育特征的控制作用,通过露头、岩芯研究及地化测试、有机质测试、矿物组分测试、孔隙发育特征测试等室内分析测试,结合测井小波分析,综合建立四川盆地龙马溪组的层序地层格架,并结合储层发育特征探讨层序与储层发育特征的关系。研究表明:研究区龙马溪组发育有两个三级层序;结合多口钻孔通过测井小波分析构建了研究区的高分辨率层序地层格架,识别出四个中期旋回A~D;对比各旋回内的储层发育特征,旋回A储层岩石学特征与旋回B~D存在显著差异,表现为储层有机质含量更高、水平层理更为发育、脆性矿物含量更高、微观储集空间（微—纳米级孔隙与微裂隙）发育程度更好,显示了层序旋回与储层物质成分、结构、力学脆性、含气性特征的显著相关关系,说明层序旋回是储层物性与含气性等发育特征的重要影响因素。基于前述研究,讨论了层序地层格架对储层发育的控制机理,层序格架下各旋回内沉积环境与沉积条件的差异导致储层沉积构造、物质成分与分布的差异,进而影响储层物性与含气性等特征;沉积盆地内高分辨率层序格架的建立可以为储层对比、评价与资源预测提供时间框架。建立了通过测井小波分析高分辨率层序地层格架进行储层分析对比的新方法,提出了基于储层小层分析建立页岩储层精细评价的新工作流程,有助于减少人为因素干扰,可以为页岩优质储层成因研究及其预测评价提供科学依据与新思路。     

四川盆地中二叠统茅口组米兰科维奇旋回及高频层序

四川盆地中二叠统茅口组形成于中二叠世中晚期。通过分析四川盆地中二叠统茅口组露头剖面岩性特征、对比广元上寺长江沟露头剖面碳氧同位素变化趋势与沉积层序发育特征,将茅口组划分为2个可全盆地追踪的Ⅱ型三级层序,并分析了茅口组三级层序的主控因素。在此基础上,对钻穿中二叠统茅口组典型井的自然伽马能谱测井曲线开展频谱分析,识别出多种具有米兰科维奇旋回特征的高频旋回,并计算出茅口组沉积的平均速率及沉积时限等相关参数。最后,采用数字滤波消除掉其他次要旋回因素的影响而仅保留与主控因素相关的旋回信息,建立茅口组的高频层序划分方案。结果表明,茅口组三级层序在形成过程中主要受控于构造升降及全球海平面变化;茅口组米兰科维奇旋回特征明显,其中长偏心率旋回(413.0 ka)和短偏心率旋回(123.0 ka)分别是形成四级层序(准层序组)和五级层序(准层序)的主控因素,与之对应的平均旋回厚度在龙17井区分别为13.44m和4.31m,在安平1井区分别为16.03m和4.68m;茅口组大约发育15个四级层序,其发育时限大约为6.11Ma;根据构造背景曲线和长偏心率旋回曲线的叠加曲线划分高频层序,其高频层序界面更加接近实际地层的发育情况。     

塔中地区良里塔格组沉积微相及其对有利储层的控制

良里塔格组作为塔里木盆地塔中地区重要的含油气层段引起广泛关注, 但沉积微相分析及其对有利储层控制研究尚且薄弱.研究利用大量岩心、薄片和测井资料, 开展了精细的微相分析、高精度的层序对比及其对有利储层的控制等研究.在良里塔格组碳酸盐岩台地内识别出9种沉积微相(Mf1-Mf9), 概括出台缘礁-滩型(MA1)、台缘-台内滩型(MA2)和台内环潮坪型(MA3)等3种微相组合, 在三级层序内以次级海泛面限定的四级层序中可发育一个或多个微相组合.在高精度层序与沉积微相对比的基础上建立了主要储层段即良里塔格组SQ2高位域的沉积微相模式, 重点揭示了台地边缘各微相发育分布的差异.高能微相是良里塔格组有利储层的物质基础, 易受准同生大气淡水溶蚀且更易产生裂缝从而形成优质储渗体, 低能微相在构造裂缝、埋藏岩溶和(或)表生岩溶叠加改造后也能成为有利储层.      

川中地区龙王庙组高频层序与沉积微相及其对有利储层的控制

为明确川中地区龙王庙组沉积微相时空分布及其对储层的控制,利用地震、钻井及岩心资料,开展了精细的沉积、层序和储层研究,深入讨论了高频层序与沉积微相对有利储层的控制.龙王庙组主要发育鲕粒颗粒云岩、砂屑颗粒云岩、花斑状粉晶云岩等8种岩相,垂向上发育深水台地-滩间海型、颗粒滩型和局限潮坪型等3种岩相组合.龙王庙组构成1个三级层序,可分为2个四级层序（SQ1和SQ2）,各四级层序可分为3~5个五级层序.高频层序格架内,颗粒滩和局限潮坪具明显的加积和朝东南方向进积趋势,SQ2颗粒滩和局限潮坪的发育优于SQ1.局限潮坪微相的窗格孔细晶-粉晶云岩和花斑状粉晶云岩孔隙度最好,主要分布于四级和五级层序的顶部;其次为高频层序中-上部的颗粒滩微相.与高频海平面变化相关的早期溶蚀是优质储层形成的关键,并为后期储层改造奠定了基础.      

塔中地区西北部良里塔格组沉积特征及其演化规律

良里塔格组作为优质储层,一直以来都是塔中地区勘探研究的重中之重,但对塔中北斜坡西北部(塔中85-49井区)沉积特征的研究尚且薄弱。综合利用岩心、薄片、测井和地震资料,将良里塔格组划分为3个三级层序、5个体系域和9~15个四级层序,建立了研究区的高精度层序地层格架,并识别出研究区发育的8种沉积微相类型,不同的沉积微相以特定的相序组合成礁滩复合体、中-高能粒屑滩、中-低能粒屑滩和泻湖-滩间海4种沉积相类型。在高精度层序地层与沉积特征研究的基础上,结合地震属性资料,分析了SQ1和SQ2时期的沉积相分布特征,重点总结了不同时期高位期和海侵期的沉积相剖面演化规律,并对比了各时期沉积相平面分布的差异性,从而揭示了沉积相的演化规律,有利于进一步指导本区今后的油气勘探工作。     

四川龙门山马角坝地区石炭纪层序地层及海平面变化研究

在沉积学、生物地层学研究之基础上，结合沉积地球化学资料，对龙门山马角坝地区石炭系进行了露头层序地层学研究。首次识别出９个三级层序和若干个四至五级高频层序。在三级层序中，岩关组２个、大塘组３个、威宁组２个、马平组２个，它们均可作区域性对比。其中，四个层序分别与冈瓦纳大陆晚古生代五次冰川事件中四次间冰期－冰期旋回相对应，表明其成因与冰川型全球海平面变化有关。显然，研究区石炭纪层序主要受控于全球海平面升降旋回，具有全球对比意义。     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马五6亚段高频旋回层序研究:论海平面升降与横山凸起沉积分异效应*

高频旋回分析有利于揭示浅水碳酸盐岩台地海平面升降、沉积物响应、古地理单元演化及对盆地内沉积分异影响等诸多沉积学信息。依据鄂尔多斯盆地横山地区丰富的钻井取心资料,通过岩石类型、典型五级旋回结构等分析,对中奥陶统马家沟组马五₆亚段开展了高频旋回研究。研究表明: (1)基于研究区内马五₆亚段碳酸盐岩与蒸发岩共生组合的9种岩石类型,识别出5种典型T-R单旋回,其中旋回Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为云质潟湖—颗粒滩—灰泥丘沉积,Ⅳ、Ⅴ为膏盐质潟湖沉积,并以5种单旋回为基本单元搭建骨架井五级高频旋回结构剖面;(2)依据五级高频旋回结构剖面建立的Fischer图解,认为马五₆亚段处于三级旋回晚期,内部发育“2个”四级旋回,具有初次海退—快速海侵—再次海退的相对海平面变化趋势;(3)结合五级旋回厚度统计,认为第1套四级旋回沉积期处于隆拗格局发育阶段,该时期横山凸起作为水下高地,对东西两侧海水封隔明显;至第2套四级旋回沉积阶段,填平补齐作用导致横山凸起影响减弱,海水循环得到改善,凸起东西两侧盐度明显下降。以马五₆亚段为例的高频旋回研究,在横山地区马五₆亚段地层学、沉积学研究中取得了较好的效果,以期在鄂尔多斯盆地马家沟组未来研究中得到进一步推广和实践。     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马五6亚段高频旋回层序研究:论海平面升降与横山凸起沉积分异效应*

高频旋回分析有利于揭示浅水碳酸盐岩台地海平面升降、沉积物响应、古地理单元演化及对盆地内沉积分异影响等诸多沉积学信息。依据鄂尔多斯盆地横山地区丰富的钻井取心资料,通过岩石类型、典型五级旋回结构等分析,对中奥陶统马家沟组马五₆亚段开展了高频旋回研究。研究表明: (1)基于研究区内马五₆亚段碳酸盐岩与蒸发岩共生组合的9种岩石类型,识别出5种典型T-R单旋回,其中旋回Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为云质潟湖—颗粒滩—灰泥丘沉积,Ⅳ、Ⅴ为膏盐质潟湖沉积,并以5种单旋回为基本单元搭建骨架井五级高频旋回结构剖面;(2)依据五级高频旋回结构剖面建立的Fischer图解,认为马五₆亚段处于三级旋回晚期,内部发育“2个”四级旋回,具有初次海退—快速海侵—再次海退的相对海平面变化趋势;(3)结合五级旋回厚度统计,认为第1套四级旋回沉积期处于隆拗格局发育阶段,该时期横山凸起作为水下高地,对东西两侧海水封隔明显;至第2套四级旋回沉积阶段,填平补齐作用导致横山凸起影响减弱,海水循环得到改善,凸起东西两侧盐度明显下降。以马五₆亚段为例的高频旋回研究,在横山地区马五₆亚段地层学、沉积学研究中取得了较好的效果,以期在鄂尔多斯盆地马家沟组未来研究中得到进一步推广和实践。     

塔里木盆地北缘阿克苏地区震旦系露头层序地层研究

本文对塔里木盆地北缘阿克苏地区磷矿沟震旦系剖面进行了详细的沉积体系研究。结果表明,该剖面主要发育滨岸沉积体系、碎屑岩潮坪沉积体系和碳酸盐潮坪沉积体系,这几种沉积体系的组合反映了震旦纪阿克苏地区由碎屑岩体系向碳酸盐岩体系的演化过程。在野外露头中共识别出4种不同类型的层序界面:(1)海侵上超层序不整合界面;(2)水进侵蚀冲刷面;(3)岩性、岩相转换面;(4)暴露溶蚀面。在识别出层序界面的基础上对震旦系划分出2个二级层序和5个三级层序。第一超层序SS1包含3个三级层序:SQ1、SQ2和SQ3。第二超层序SS2包含2个三级层序组:SQ4和SQ5。     

鄂尔多斯地区南缘奥陶纪层序地层及海平面变化

鄂尔多斯地区南缘奥陶纪可划分为１２个层序（ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ）．本区奥陶纪地壳演化正处于重要关键时期，早奥陶世（冶里－亮甲山期、马家沟期、峰峰期）为被动大陆边缘，划分为７个层序．海平面突然上升，尔后逐渐下降．中、晚奥陶世（赵老峪期、上店期）演化为主动大陆边缘，可划分为５个层序．海平面就鄂尔多斯地区整体而言发生大规模海退，露出海面．但就鄂尔多斯地区南缘则海水突然加深，随后海平面渐渐下降．晚奥陶世卡拉道克世末鄂尔多斯地区海水全部退出．     

河道发现对塔中地区碳酸盐岩勘探的启示

塔中地区鹰山组为大型岩溶风化壳型油气藏。上奥陶统良里塔格组与中下奥陶统鹰山组地层暴露时间短,导致表层岩溶作用弱,古岩溶河流欠发育。利用地震沉积学（地震切片技术）以及三维立体雕刻等技术,在鹰山组内发现了2套岩溶古河道系统,根据河道发育古地貌以及河道的形态将河道分为明河、暗河。通过岩性以及测井资料确定了不同类型河道的充填物,并对本区储层进行了综合评价:明河相关的储层,在暴露期大部分被泥岩充填,明河相关的储层发育区为不利区;暗河相关储层发育区,储集空间充填程度低、具有完整的储盖组合,结合已钻结果,证实为有利储层发育区。河道的发现为塔中地区碳酸盐岩储层成因提供了新的解释。     

塔里木盆地塔中西部地区奥陶系岩溶 作用及对油气储层的制约

塔中西部地区下奥陶统—上奥陶统良里塔格组, 发育了巨厚的、多种岩性的海相碳酸盐岩地层。根据对该区钻井岩芯、测井和地质化验分析资料综合研究结果, 奥陶系存在同生岩溶、风化壳岩溶、埋藏岩溶等三种不同的岩溶作用类型。同生岩溶沿上奥陶统良里塔格组台地边缘相带分布, 大气成岩透镜体发育频繁, 但规模较小;风化壳岩溶主要分布于中奥陶世中1低隆起及塔中Ⅱ号构造带;埋藏岩溶主要存在3期, 在断裂构造带及火成岩区较为发育。岩相和沉积相、岩溶作用、构造裂缝等是奥陶系岩溶储层发育的主要控制因素, 制约了不同层段、不同部位岩溶储层发育。