应用自然电位沉积环境摘要.doc

应用自然电位测井曲线解释沉积环境 岩石的地球物理讯息包括声、光、电、热、力、放射性等，其中与沉积环境有关的测井讯息是声、电、放射性。六十年代，皮尔逊首先应用自然电位曲线解释沉积环境，总结出 几种主要成因类型砂体的典型曲线形态，开辟了测井资料用于岩相研究的新领域。随着数字测井技术的发展，用密度一中子一声波测井的综合解释成果，作出评价地层的孔隙率曲线、泥质含量曲线，突出了地质讯息，再结合地层倾角测量的新技术，大大提高了曲线的地质解释精度。目前利用测井曲线进行地下沉积相研究已成为一种重要手段。 1976-1980年，作者等在黄弊地区进行研究工作中，对生产单位积累的大量测井曲线(主要是自然电位曲线)进行了分析综合，总结出一系列典型特征，并应用于该区第三纪沉积的岩相及环境解释，取得了较满意的结果。本文就是这一科研成果的综合报道。 一、基本原理 地下自然电位来自扩散一吸附电势、过滤电势以及氧化还原电势。扩散一吸附电势取决于地层水和泥浆之间的离子浓度差、地层中泥质含量以及受粒度、分选性控制的孔隙半径的大小。在浓度差大、泥质含量少、孔隙半径大时，扩散一吸附电势就大。在压差(泥浆柱压力与地层压力之差)一定时，地层渗透性好，过滤电势就大。渗透性与粒度、分选性、泥质含量有关。砂泥岩层的氧化还原电势取决于水动力条件。因此，可以说由三种电势构成的自然电位主要是受粒度、分选性和泥质含量的控制，而它们又取决于沉积时的水动力能量和物源供应条件，所以自然电位曲线的变化能反映沉积环境。当砂层自下而上粒度变小、分选性变差、泥质含量加多时，意味着水动力能量变弱，物源供应减少，因而自然电位曲线幅度向上变小(图1) 。 二、曲线要素及其地质意义 曲线的要素很多，有构成单层的，也有构成多层组合的(图2) (一)幅度 影响幅度的因素较多，除了受能量(粒序、分选性、泥质含量)的影响之外，还和其它因素有关。如在地层水和泥浆之间离子浓度差越大，则幅度越大;高阻地层及薄层(小于2米)会使幅度变小。因此，用幅度大小分析井内地层的沉积能量时，只具有相对强度概念。如果能控制采用同一浓度的淡水泥浆，并在砂岩厚度大于2米的条件下，就可以利用幅度的变化进行半定量环境能量解释。在同一比例尺下，可以按幅度与厚度的比值分为低幅(x/h 1 )、中幅(2x/h1)和高幅(x/h 2 )三类。幅度越大，岩粒越粗，说明沉积时水流能量越强。 (二)形态 形态的变化反映沉积过程中能量及物源供应情况的变化。单层形态有单一型和复合型两类。单一型有钟形、漏斗形、箱形和齿形。齿形可细分为对称和不对称型，后者再分为正向齿形和反向齿形两类.复合型常见的有漏斗形一箱形、箱形一钟形和漏斗形一箱形一钟形(自下而上)。 钟形曲线反映水流能量向上减弱，它代表河道的侧向迁移或逐渐废弃。漏斗形曲线反映砂体向上部建造时水流能量加强，颗粒变粗，分选变好，代表坝体上部受波浪改造的影响，此外也可代表砂体前积的结果。箱形曲线反映沉积过程中能量一致，物源充足的供应条件，是河道砂坝的曲线特征.齿形曲线为常见的曲线类型，其中正向齿形多以冲刷充填作用为主，具有正粒序;反向齿形以水道末梢前积式充填为主，具有反粒序，对称齿形为充填堆积特征，常代表洪水作用下的堆积，具有对称粒序，指形则代表强能量下的中层(厚度大于2米)均匀粗粒堆积。漏斗形一箱形曲线代表丰富物源供应下的水下砂体堆积，为河口堆积的典型特征;箱形一钟形环境为有丰富的物源，但后期由于河道迁移或废弃导致能量衰退，具有河道的均质沉积到后期正向粒序的特性;漏斗形一箱形一钟形曲线代表河道在迁移摆动条件下，有丰富物源供应的水道充填式堆积. (三)顶、底接触关系 单砂层底、顶曲线变化的形态反映了砂体沉积初期、末期的水动力能量及物源供应的变化速度。有突变、渐变两大类，后者又可细分为加速式、匀速式和减速式三亚类。顶部突变代表物源供应的突然中断，如风成砂丘。顶部加速渐变呈上凸形，代表水流能量在后期急剧减退或物源供应的急剧减少，多与河道末期沉积有关。顶部均匀渐变呈斜线形，代表匀速的能量减退过程，为河道侧向迁移典型特征。顶部减速渐变呈下凹形，代表能量或物质供应在后期缓速消退，水下河道常具有这种特点，代表后续水流滞后沉积。 底部突变常代表冲刷面。底部加速渐变为上凸形，以冲刷能力较差的水下河道为特征，在冲刷面下部还有原先滞留的沉积砂。底部匀速渐变代表高坡处枯水道在洪水期的沉积，或是漫堤、漫滩的沉积特点。底部减速渐变为上凹形，为沉积初期物源供应有限所致，常为岸外砂坝的特点。 (四)光滑程度 属曲线形态上的次一级变化，取决于水动力条件对沉积物改造持续时间的长短，既反映了物源的丰富程度，也反映水动力能量强度。可分为齿化、微齿和光滑三级。齿化往往代表韵律性沉积，物源丰富