关于用镜质体反射率恢复地层剥蚀厚度的问题讨论

Wallace G.Dow 1977年提出在半对数直角座标系下,利用实测的镜质体反射率(R_0％)与其对应深度(H)的线性相关关系回归直线即称成熟度剖面估算地层剥蚀厚度的方法。本文根据镜体反射率主要受热力,其次受有效加热时间的影响且具不可逆性,对Dow的方法从理论到应用上作了进一步的探讨,并给出了通过镜质体反射率与深度的线性关系恢复地层剥蚀厚度的三种方法。     

利用镜质体反射率恢复地层剥蚀厚度的新方法

Dow在1977年提出的利用上下构造层镜质体反射率 (Ro) 差值来估算不整合面地层剥蚀厚度的方法,在国内仍有广泛的应用。但国内有些学者已认识到了该方法的不合理性并提出了一些改进方法,其中最高古地温法因其思想合理而具有代表性。为了能更合理和更简便地利用Ro数据来估算不整合面地层剥蚀厚度,对最高古地温法作了改进,得到了一种利用Ro数据恢复剥蚀厚度的新方法。新方法不仅继承了最高古地温法的合理思想,而且大大简化了具体操作过程。对某一构造层恢复其顶面剥蚀厚度时,在使用Ro数据恢复剥蚀厚度的前提条件得到满足的情况下,直接将该构造层的ln (Ro)－H线性回归关系外推至ln (0.2) 处而得到近似的古地表位置,古地表位置和不整合面位置的差值即为剥蚀厚度。用最高古地温法和新方法对Dow (1977) 的实例数据进行了重新计算,分别得到2 735 m和2 537 m的剥蚀厚度,相近的结果说明了新方法的实际可行性,并且相比之下新方法操作起来更加简便。但与Dow (1977) 得出的500m剥蚀厚度相差甚远。从多个方面讨论了Dow (1977) 结果和原理的不合理性。新方法将广泛应用于多个地质分支学科中。     

镜质体反射率法在南堡凹陷东营组剥蚀厚度恢复中的应用

利用镜质体反射率趋势线法对南堡凹陷高柳地区、柳赞构造带、林雀次凹、柳南次凹等地区的地层剥蚀厚度进行了恢复;结合泥岩声波时差法和地层对比法,恢复了南堡凹陷东营组地层剥蚀厚度.认为利用镜质体反射率法来求取剥蚀厚度的前提是选取合适的Ro数据.当缺乏足够的单井Ro数据时,位于同一构造单元内、具有相同埋藏史的不同井的Ro位数据可以整合利用以恢复剥蚀厚度.作出了研究区地层剥蚀厚度等值线图,南堡凹陷东营组的剥蚀强度大致可分为两个区:东北部为强剥蚀区、中部为弱剥蚀区.     

湘中涟源凹陷镜质体反射率与地层剥蚀厚度恢复

为了计算涟源凹陷的剥蚀量,恢复其构造演化,采用了涟源凹陷各地层平均镜质体反射率和刘家塘组的.Ro值分析了涟源凹陷的平面展布.结果表明,涟源凹陷在中晚泥盆世的沉降速度最快;晚泥盆世-石炭纪沉降速度相对减慢;在二叠纪-三叠纪沉降速度进一步减慢;在早三叠世晚期涟源凹陷发生了大面积的抬升,并伴随有东南-西北向的强烈挤压,出现角度不整合;晚三叠世时地层重新开始沉积.区内地层是不均匀抬升,凹陷边缘较凹陷内部抬升量大;在凹陷内部,背斜区地层破坏极为严重.     

恢复地层剥蚀厚度的最优化方法

传统的恢复地层剥蚀厚度的方法是利用钻井、声波和地震资料。但限于各种地质条件而不能广泛应用。本文采取最优化方法,在计算成熟度的数学模型基础上,根据剖面上实测R。值实现对热史的反演求得剥蚀厚度。     

用镜质体反射率重建沉积盆地构造演化特征

本文以渤海湾盆地为例，讨论通过定量研究镜质体反射率剖面资料来重建沉积盆地构造演化特征。结果：表明渤海湾盆地曾经经历过与印支运动和燕山运动相对应的两次重要的构造抬升、剥蚀事件。估算的这两次构造抬升作用剥蚀的地层厚度分别平均约为1110m和900m，剥蚀速率分别为35－82m/Ma和8－17m/Ma。研究表明渤海湾盆地不同地史时期古地温梯度不同，各生代古地温梯度（4．33－4．67℃/100m）明显高于晚古生代（3．49－3．92℃/100m）和新生代（3．75－3．76℃/100m）以及现代地温梯度（3．5－3．7℃/100m），这表明本区在中生代时曾出现过高热异常。镜质体反射率剖面回归参数(热响应因子b)反映出渤海湾盆地在新生代沉降速度明显加大，此时控制盆地沉降作用的构造背景发生了重大的变化，强烈的坳陷和断裂作用取代了晚古生代地台和 中生代 的断陷而成为本区最重要的构造特征。     

镜质体、海相镜质体和镜质体反射率及其研究实例

镜质体是一种由高等植物木质素经过生物化学降解作用和凝胶化作用形成的胶状体,在煤和炭质泥页岩中含量高,仅出现在志留纪及其以后的地层中。此外,还有一种海相镜质体,主要由海洋低等生物(藻类、菌类及某些海洋低等动物)经腐殖化作用而形成,主要存在于早古生代及晚古生代页岩和碳酸盐岩地层中。研究表明,海相镜质体反射率(R~o_m)可作为成熟度指标加以应用。海相镜质体成熟作用轨迹不同于镜质体,二者存在一定的相关关系,使用时需把海相镜质体反射率换算为镜质体反射率(R_o)。镜质体反射率是一个寻找隐伏岩体的好方法,作者采用镜质体反射率方法对铜陵地区开展了研究,初步结果表明,铜陵地区全部数值均超过地热增温率理论曲线,说明铜陵地区深部可能有较大的隐伏岩体,深度大约在4~5 km左右。此外,在ZK113号钻孔深度200~260 m处R_o很高(2%~3%),可能预示钻孔旁侧有规模较小的隐伏侵入体,推测距钻孔距离不超过100 m,但具体方位不详。上述研究表明采用镜质体反射率方法寻找隐伏岩体是可行的,它的最大优点是解释的唯一性,R_o数值仅与温度有关,不受其他因素的干扰。     

三江盆地白垩纪-第三纪地层剥蚀厚度恢复研究

本文利用泥岩声波时差法和总声波时差法相结合,辅以镜质体反射率法,恢复了三江盆地白垩系—第三系地层剥蚀厚度。研究表明,三江盆地前进坳陷宝泉岭组剥蚀厚度具有东多西少,北多南少,富锦组剥蚀厚度则具有西多东少,南多北少的特点。滨参1井地区剥蚀作用使生烃处于停滞状态,对油气生成起破坏作用。     

镜质体反射率热演化规律研究

镜质体反射率的演化并不是人们传统意义上认为的随着温度（深度）的增加成指数增加,而是分阶段演化的。通过对有机质热模拟实验数据和自然演化数据进行分析后发现镜质体反射率的演化可以分为明显的3段：1）缓慢变化阶段,随着温度的增加镜质体反射率缓慢地变化,2）中等快速阶段,随着温度的增加镜质体反射率相比较前一阶段增加速率有明显的加大,3）快速增加阶段,随着温度的增加镜质体反射率呈指数快速增加。这种分阶段的演化是由镜质体本身的化学组成和化学结构所决定的。镜质体反射率演化阶段的划分对于热历史的恢复以及认识镜质体的热演化机制和规律具有重要的意义。     

镜质体反射率（Ro）推算古地温研究进展

沉积盆地形成和演化过程中，盆地的热体制是动态变化的，研究的方法也多种多样，文中详细地介绍了各种运用有机质成文工来研究盆地热演化的方法。并对它们的优缺点进行了评价，因此得出适合自己工作区的两种方法：A，Hood图解法和镜质体反射率梯度法，前者是较为成熟的方法 ，而后者是较新的方法。     

用镜质体反射率R_o 反演古地温的最优化法

本文在假定研究区的热流符合某一函数模型的基础上,借用现今镜质体反射率实测值 R_o并采用最优化法反演古热流和古地温。对于受热过程不复杂而又年轻的地区,可用线性函数模型;在经历过高热的地区,可用指数函数模型。所提出的方法在四川盆地采用指数函数模型进行了应用试验,并以女基井为例作了介绍,效果令人满意。该方法能给出任意时代的热流 Q(t)和地温 T(t,z),同时也可得到不同时期的镜质体反射率 R_o(t,z)。     

A Method to Estimate Length Distributions from Outcrop Data

Dimensions of shales and other geologic bodies that affect fluid flow through reservoirs and aquifers are often estimated from analogous deposits exposed in outcrops. Shale lengths observed in outcrops are biased because the finite length of outcrops truncates longer shales and long shales tend to be overrepresented in the sample. Shale length distributions can be modeled using an Erlangian probability density function based on termination frequency. Termination frequency can be calculated from outcrop observations even if the shales are incompletely exposed. Termination frequency is unbiased regardless of underlying shale length distribution and outcrop size and shape. Complex length distributions can be represented by a weighted sum of Erlangian models, each with a distinct termination frequency. The proportions and termination frequencies of the component models can be estimated using Bayes' theorem. Subsamples of the outcrop area can be analyzed to quantify spatial trends in termination frequency and thus shale length. These methods can be applied to estimate length distributions of any geologic object exposed in outcrops or other spatially limited samples. In many cases estimated termination frequency is normally distributed, and its variance can be estimated using closed-form expressions. Shale length distributions for the Frewens Sandstone were modeled using one- and two-component Erlangian probability density functions. The Frewens Sandstone is a tide-influenced deltaic sandstone body within the Cretaceous-age Frontier Formation, exposed in central Wyoming, USA. Length observations and Erlangian models agree reasonably well. Because the models correct for the effects of shale truncation in limited outcrop exposures, predicted means and proportions of long shales are substantially greater than observed values. There is a vertical trend and pronounced vertical cyclicity in termination frequency, indicating that shales become shorter upward and intervals of longer and shorter shales alternate. Along strike, termination frequency decreases away from the sandstone-body axis, reflecting greater preserved shale lengths toward sandstone-body margins. No correlation was observed between distance along dip and termination frequency. Termination frequencies and histograms of shale length for adjacent, perpendicular walls are similar, indicating that there is no anisotropy in shale length.     

有效厚度拟合定量恢复原始地层超覆点位置

地层超覆点的迁移是层序地层分析和海平面变化曲线编制的重要依据。受构造抬升、海平面下降或二者共同作用影响,地层超覆点在沉积后常被剥蚀。如何恢复其原始沉积时的位置,至今尚无定量方法提出。基于地层厚度自盆地边缘向盆地中心依次增大,或先增大、后减小的分布特点,采用指数与线性相结合的分段函数模型,利用未剥蚀区地层厚度数据拟合外推恢复原始地层超覆点位置。该方法适用于被动大陆边缘、大型三角洲沉积区及坳陷型盆地,应用于巽他陆架晚新生代地层分析,取得满意效果.     

川东北地区构造-热演化探讨——来自（U-Th）／He年龄和Ro的约束

利用镜质组反射率和磷灰石与锆石的(U-Th)/He年龄一起模拟了川东北地区三叠纪以来的构造-热演化特征。结果表明早三叠世的热流值在51～66mW/m2,自晚三叠世至白垩纪随盆地性质由前陆盆地演化为陆内坳陷盆地,热流缓慢降低直至现今的44.5mW/m2。但在晚白垩世—古新世时期受燕山晚期构造运动的影响,热流有一个微弱增高的现象。同时,磷灰石和锆石的He年龄揭示了川东北地区大致在晚白垩世期间开始隆升且抬升剥蚀量较大。因此,磷灰石和锆石的(U-Th)/He年龄可以揭示后期详细的冷却历史。     

川东北地区构造-热演化探讨——来自(U-Th)/He年龄Ro的约束

利用镜质组反射率和磷灰石与锆石的(U-Th)/He年龄一起模拟了川东北地区三叠纪以来的构造-热演化特征.结果表明早三叠世的热流值在51～66 mW/m2,自晚三叠世至白垩纪随盆地性质由前陆盆地演化为陆内坳陷盆地,热流缓慢降低直至现今的44.5 mW/m2.但在晚白垩世-古新世时期受燕山晚期构造运动的影响,热流有一个微弱增高的现象.同时,磷灰石和锆石的He年龄揭示了川东北地区大致在晚白垩世期间开始隆升且抬升剥蚀量较大.因此,磷灰石和锆石的(U-Th)/He年龄可以揭示后期详细的冷却历史.     

测井资料在沉积物粒序反演中的应用

岩石颗粒大小及其粒序是沉积岩主要特征, 是沉积物沉积环境和古地理分析的主要评价指标.同时, 也是影响沉积物成岩环境及其物性的主要因素.由于PDC钻头的广泛应用, 使得录井岩性及其粒级的识别存在较大的误差, 制约了地质研究的深入开展.结合岩心粒度分析资料, 利用自然伽马、中子、密度、声波及电阻率曲线, 通过测井地质分析, 提取对地层岩性及粒度响应灵敏的M、N及其深浅电阻率比值等参数, 建立了反演沉积物粒度的模型, 根据现场资料的处理以及与岩心资料的对比, 结果表明, 该模型能够较好地反演沉积物的粒度, 为地质研究提供较为准确的连续粒序剖面.      

Prediction of Apparent Equivalent Thickness Using the Spontaneous Potential Method and Its Application to Oilfield Development

The upper spontaneous potential produced by oil and gas accumulation is of a stable potential field, and its intensity is directly proportional to the content of the source and inversely proportional to the radius apart from the source. Theoretical research and practical results show that anomalies of spontaneous potential can indicate oil-bearing sandstone bodies and locate the areas of oil and gas accumulation. In oil areas which have fewer reservoir beds, the petroleum reservoir thickness can be predicted by determining the linear relationship between potential intensity and apparent equivalent thickness. In the Weixing （卫星） oilfield, which is devoid of sufficient reservoir beds, its apparent equivalent thickness can be predicted by the linear equation h= -0.19x＋0.74. On the basis of geological research, we use the spontaneous potential method to predict the equivalent thickness, helping in the selection of the most appropriate drill sites to enhance the probability of successful well boring so as to serve the next round development of the oilfield.     

断陷盆地覆盖区不整合结构量化判识新方法——以济阳坳陷古近系不整合为例

地层不整合结构的量化判识是油气藏,特别是地层不整合油气藏成藏研究的关键问题。针对断陷盆地覆盖区不整合结构研究相对局限、量化判识不够的现状,研究了济阳坳陷第三系不整合纵向结构的发育特征,将不整合结构划分为Ⅰ1,Ⅰ2 和Ⅱ三种类型,它们可通过实验室岩芯样品的分析测试量化判识。由于不整合各层结构在测井曲线上都有一定的响应,因而根据多种测井曲线构建了综合分层曲线,并用最优分割法确定了地层中不整合面的位置。在此基础上,根据GR,AC和SP 曲线建立了主成分曲线,并综合岩芯地质和分析测试研究成果,提出了量化判识不整合结构的量化标准图版。该方法应用于济阳坳陷地层不整合油气藏勘探中,取得良好效果。     

应用农田水量平衡模型估算土壤水渗漏量

建立了一个农田水量平衡模型。并据于模型假设的条件,模拟计算了在冬小麦-夏玉米及冬小麦-裸地条件下历年1m土层土壤水渗漏量。结果表明,土壤水渗漏量与季节内降水量呈正相关,但在不同作物种植制度下有不同的相关关系式。不同水文频率年型下的渗漏量具有明显的差异,湿润年型下比干旱年型下的渗漏量多70～140mm,冬小麦-裸地比冬小麦～夏玉米种植条件下的渗漏量多30～50mm。