基于自然伽马能谱测井资料的碳酸盐岩层序地层划分及其对古环境恢复的指示意义——以川东北LT1井下寒武统龙王庙组为例

自然伽马能谱测井资料在碳酸盐岩层序地层研究中具有较好的应用效果,Th/U和Th/K曲线的振荡趋势可为层序地层的旋回性识别提供依据。笔者等选取东北地区LT1典型井的自然伽马能谱测井资料为对象进行层序地层分析,结合岩芯碳氧同位素资料,探讨了沉积期古环境和相对海平面升降之间的耦合关系。结果表明,通过对自然伽马能谱测井资料进行INPEFA分析和Demy小波变换分析,可将LT1井下寒武统龙王庙组划分为1个三级层序和6个四级层序。INPEFA处理得到的Th/U_1曲线和Demy小波变换得到的Th/U_3_d8曲线可指示LT1井龙王庙组三级层序的相对海平面变化,Th/U_3_d6曲线与四级层序的相对海平面变化曲线相当。LT1井龙王庙组δ13C变化受三级层序相对海平面变化控制明显,最大海泛面位置对应ROECE碳同位素负漂移事件开始位置。结合龙王庙组δ13C变化和基于自然伽马能谱测井的相对海平面变化分析,认为ROECE事件可能与深部缺氧海水上涌和河流的持续输入以及风暴沉积带入的陆源碎屑物质有关。整体而言,LT1井龙王庙组沉积期古海水温度和古盐度的振荡变化趋势与三级和四级层序的相对海平面变化曲线（Th/U_3_d8和Th/U_3_d6）形态具有一定相关性,说明基于自然伽马能谱测井资料开展碳酸盐岩层序地层划分具有可行性,对沉积古环境恢复具有一定的指导和借鉴意义。     

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。     

自然伽玛能谱测井曲线在地层层序划分中的应用——川东北地区长兴组碳酸盐岩地层为例

自然伽玛能谱测井曲线数据真实地反映了泥质含量的变化,而泥质含量的旋回间接地反映了海平面的升降旋回。TH值曲线和K值曲线与泥质含量有良好的相关性,而且通过对自然伽玛能谱测井曲线数据进行处理,可得到TH/U、U/GR、TH/U值曲线,根据TH值曲线、K值曲线、TH/U、U/GR值的变化旋回来划分层序和体系域。自然伽玛能谱测井曲线应用于长兴组碳酸盐岩地层层序划分中,取得了良好的效果。     

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。     

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。     

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。     

Fischer图解及其在塔里木盆地巴楚地区早奥陶世海平面变化中的响应

基于典型露头、钻测井及地震资料,利用自然伽马测井曲线做出Fischer图解,可识别出具有米兰科维奇旋回特征的高频旋回,旨在分析塔里木盆地巴楚地区早奥陶世的相对海平面变化。对和田1井下奥陶统蓬莱坝组的自然伽马测井曲线进行了预处理和计算,共识别出103个米兰科维奇旋回,并做出Fischer图解。结果表明,下奥陶统蓬莱坝组发育1个Ⅲ级层序,7个Ⅳ级层序和28个Ⅴ级层序,反映塔里木盆地巴楚地区的海平面在早奥陶世呈现出无明显变化-快速上升-迅速下降的相对变化趋势,其结果与柯坪地区野外露头碳、氧同位素曲线指示的相对海平面变化有很好的一致性,说明Fischer图解有很强的适用性,对今后塔里木盆地相对海平面变化的研究有一定指导意义。     

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。     

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。     

山东聊城石炭二叠系层序划分及海平面变化响应

在钻井、测井资料分析的基础上,利用沉积学、古生物学、地层学等技术手段,识别出聊城地区的晚古生代沉积7种层序界面,并将其划分出6个三级层序。在此基础上,研究不同级别的海平面变化原因和特点。其中,三级海平面主要受冰川消融作用影响,四级海平面变化则是由三级海平面变化起主导作用或地表潜水位降低导致地层基准面下降而产生的;海平面震荡和沉积物供给变化成为五级海平面变化影响因素。总结层序地层与海平面变化、基准面旋回耦合关系．发现三者具有一致性,长期基准面受三级海平面变化的影响,形成了三级层序．四级层序并受控于四级海平面的变化,形成了体系域。五级基准面旋回受控于五级海平面变化,形成小层序。     

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。     

松辽盆地晚白垩世古气候变化的测井替代指标

寻求指示古气候变化的测井替代指标是近年来古气候研究的重要途径和方向。测井曲线是地层岩 石学、岩石物理学、岩石地球化学特征的综合反映,具有连续性好、纵向分辨率高的特点,为反演古气候变化 提供了新的手段。松科１井作为专门为研究松辽盆地晚白垩世重大地质事件与古气候变化而部署的一口科学探 索井,具有系统的岩心资料和较完整的测井系列资料。文中在对松科１井南孔自然伽马能谱测井资料进行统计 的基础上,结合放射性元素地球化学分析结果,论证了钍／钾比（Th/K） 可以作为指示气候变化良好替代指标 的可行性,并据此对松辽盆地青山口组-嫩江组沉积时期的气候干湿变化进行了反演。结果表明：松辽盆地从 泉头组３段-嫩江组２段沉积时期气候总体表现为从潮湿向半干旱转化的趋势,垂向上可划分为３个完整的干 湿变化旋回。这一研究结论与前人在松辽盆地南部采用古生物学以及元素地球化学分析得出的结论相吻合,表 明根据自然伽马能谱资料统计得出的Yh/K值可以作为反演古气候变化的替代指标。     

塔里木盆地寒武系层序地层格架

通过露头、钻测井及地震层序地层特征综合分析,建立了塔里木盆地寒武系三级层序地层格架,将寒武系划分出6个可全盆地追踪与对比的三级层序。结合反映全球海平面相对变化的全岩碳同位素旋回与反映沉积古水深相对变化的沉积旋回的对比分析,可将塔里木盆地寒武系三级层序分为主要受全球海平面变化控制形成的全球海平面层序(层序CSQ2、CSQ4、CSQ5、CSQ6)及主要受地区性构造沉降作用控制形成的构造层序(层序CSQ1、CSQ3)2类。塔北轮南地区寒武系台地边缘总体呈现由早寒武世的缓坡向中—晚寒武世的镶边台地的演变以及由西向东的进积叠置型式,推测主要与寒武纪全球海平面总体微弱下降及塔里木盆地基底沉降速率总体稳定且较小有关。     

四川广元地区早、中三叠世层序地层研究

根据海相层序地层理论和研究方法，通过对四川北部广元地区早、中三叠世沉积地层露头剖面的详细研究。划分出1个二级层序和6个三级层序。根据沉积层序和体系域的演化特征，编制了相对海平面变化曲线。通过区内沉积层序的划分对比，初步建立了广元地区早、中三叠世海相地层的层序地层格架。     

碳酸盐岩测井层序识别方法研究——以塔中隆起卡1地区奥陶系为例

进行碳酸盐岩高分辨率的测井层序识别,建立精细等时地层格架,对碳酸盐岩油气勘探开发具有重要的意义。碳酸盐岩颗粒的大小和圆度不能明显地反映水动力作用的过程和能量;成岩作用往往增强储层非均质性,减弱原生沉积旋回性。这些特征使测井曲线对岩性变化与物性好坏的对应关系变差,测井曲线旋回性减弱,测井响应成为多因素作用的综合结果,划分层序所主要依据的沉积旋回特征隐藏在综合响应之中。测井层序识别的关键是多测井参数综合判定泥岩成因,剔除成岩作用后期改造等因素的响应信息,提取对层序划分有用的原生沉积特征信息。通过自然伽马、自然伽马能谱、FMI、地层倾角、双侧向电阻率等测井参数的综合应用,可以较好地识别碳酸盐岩中泥岩成因类型、不整合面,突出原生沉积旋回特征,在塔中隆起卡1地区奥陶系识别出三种泥质成因、两类层序界面。层序分析结果和缝洞统计规律对比表明:较高的泥质含量不利于溶蚀作用的发生;层序对溶孔的纵向分布有着显著的控制作用,而对裂缝的分布影响较弱。     

北黄海盆地东部坳陷沉积层序充填与盆地演化

北黄海盆地位于苏鲁造山带—临津江造山带与胶—辽隆起之间。盆地划分为一凹二隆三坳共6个二级构造单元,其中东部坳陷钻遇中生界中侏罗统—下白垩统地层,以陆相沉积为主。划分为8个三级层序,中侏罗统发育2个三级层序,为拉张构造背景下的向上变细沉积序列;上侏罗统发育2个三级层序,沉积序列为拉张--构造反转背景下的向上变细序列。在上侏罗统沉积期末,挤压构造导致部分地层遭受剥蚀。下白垩统发育4个三级层序,受挤压构造控制,沉积地层剥蚀严重,局部缺少层序。钻井B32与B21的测井资料分析,认为Th/U比值可以有效对比,这种对比从古水深和海平面变化方面佐证了盆地的拉张--挤压构造的演化特征。构造演化史剖面分析,说明北黄海盆地东部坳陷的沉积层序发育和分布受构造活动性质的影响,同时也说明了盆地转换伸展构造背景的演化特征。     

套管及环形水泥对自然伽马测井曲线的影响

自然伽马测井是通过测量地层的自然伽马值,从而划分岩性,进行地层对比.自然伽马测井的优点是可以在裸眼井、套管井和高矿化度钻井液以及干孔中进行测量.在已下入套管的井内进行自然伽马测井时,影响地层自然伽马测井曲线的主要因素有套管、环形水泥等.通过套管段及套管加环形水泥段分别与裸眼段自然伽马测井曲线进行对比分析,发现套管对地层放射性的影响比较均匀,与裸眼段相比幅值降低36％左右,不影响地层放射性曲线的整体形态;套管加上环形水泥后,由于受到第四纪地层的稳定性、分选性以及固井质量等因素的影响,难以确定裸眼自然伽马测井曲线的整体形态,因此能否利用下套管井测量的自然伽马测井数据恢复地层信息,要综合考虑地层情况、井径变化、固井质量等要素.     

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组顶界面特征研究——基于松辽盆地大陆科学钻探松科2井

为精确划分松辽盆地沙河子组层序地层,限定断陷期沙河子组与营城组地层时代,进而研究断陷期盆地的演化,笔者利用松辽盆地大陆科学钻探松科2井获取的下白垩统地层岩芯资料,从岩芯尺度对沙河子组与营城组界面进行揭示,结合过松科2井地震剖面解释、松科2井及邻井测井响应特征分析和岩芯精细描述,总结出沙河子组顶界面在不同尺度的具体特征:(1)在地震剖面尺度,其表现为明显上超的特征;(2)在测井曲线上,界面附近表现为由下到上自然伽马曲线变化幅度增大,双侧向电阻率曲线由低值变为中高值的特征;(3)岩芯尺度上,表现为细粒沉积的砂泥岩突变为砾岩或火山岩。     

东海盆地西湖凹陷沉积记录的天文旋回响应

基于东海陆架盆地古新世-始新世前人解释的三级层序成果,认为东海陆架盆地现有的三级层序划分不足以满足当下研究的需要,由此开展了旋回地层与层序地层研究,重新将三级层序界面的与基于对岩性及地震相特征变化的解释相结合,加入了天文旋回驱动的机制,阐明海平面变化驱动三级层序的特征。以东海陆架盆地西湖凹陷的BSH-1井及其相邻的NB-25-2-1井为研究对象,结合地层学研究基础,选取GR测井曲线为古气候替代指标,应用旋回地层学的理论及其时间序列分析、频谱分析技术的方法,对两口典型钻井进行了天文旋回分析,借助邻井时间锚点建立了有效的天文年代标尺,探讨了斜率周期信号变化的振幅调制的约1.2 Ma长周期与海平面变化以及三级层序发育的关系,认为东海陆架盆地三级层序受控于稳定的约1.2 Ma的斜率振幅调制周期。最终形成一套绝对天文年代标尺与一套三级层序划分方案。     

塔里木盆地石炭系卡拉沙依组旋回地层与层序地层综合研究

塔里木盆地石炭系卡拉沙依组形成于盆地演化相对稳定期的陆表海陆棚环境, 由多层碎屑岩与碳酸盐岩及膏岩相互叠置而成, 是重要的成藏组合之一.根据古生物研究及地层对比, 卡拉沙依组在国际地层表上对应于维宪阶和谢尔普霍夫阶, 时限约为±27 Ma.目前卡拉沙依组层序地层学方面的研究工作尚较薄弱, 由于内部难于识别出明显的古间断面, 有的研究将其划分为3~4个三级层序, 这与其所跨越的地质时限之间存在较大的矛盾.通过频谱分析和小波分析等处理方法对卡拉沙依组的自然伽马、自然电位等测井曲线进行了旋回地层学研究, 同时结合岩心观察及基准面分析, 对塔中及邻近区域的麦6井、中1井、中17井及顺6井的卡拉沙依组地层分别划分出了9~11个层序地层单元, 每个层序的延续时限约为2.40 Ma, 对应于地球轨道3个参数组合形成的天文周期.这在实现精细划分了三级层序的同时, 也在一定程度上反映了此处三级层序成因于天文气候因素的形成机理.