含油气盆地分析..ppt

4.1.1.1关于盆地沉降的若干概念 “地层骨架厚度不变”压实模型 假设地层A沉积后下降并沉积了地层B，然后沉积地层C。地层A在地层B和C沉积过程中被地藏起来，受上覆岩层的负荷作用而被压实。 如果压实只是导致地层的孔隙度减小而并没有使地层柱的截面积加大，这种压实模型称为“地层骨架厚度不变”压实模型。 一般情况下，该压实模型适用于所有岩层，但对于某些易流动的岩层是不合适的。 使用地层骨架厚度不变压实模型复原地层埋藏史，实质上是恢复地层中孔隙度演化过程。因此可以借助于孔隙度-深度的关系来恢复同一地层在不同地质时期的古厚度。 4.1.1.1关于盆地沉降的若干概念 岩层孔隙度的变化 假设深埋地下的砂岩就是地表附近松散的砂层经过压实和成岩作用形成的。 岩层在压实过程中孔隙度主要是随着上覆岩层的厚度的增加而减小，而受上覆地层的负荷时间的影响较小。因此可根据不同深度上的同种岩石的孔隙度编制一条孔隙度-深度曲线。 两种情况必须考虑：一是岩层曾埋深到一定深度后又上升使上覆部分地层剥蚀，这时地层中的孔隙度仍然保持它在达到最大埋深时的孔隙度；二是岩层埋深到一定深度后可能被压裂或发生矿物变化等使孔隙度发生变化。 碳酸盐岩和化学岩的孔隙度在压实过程中的变化比碎屑岩耍复杂。化学岩成岩作用可以发生在较浅的埋探条件下，而一旦成岩后，其孔L隙度变化极小。 4.1.1.2盆地沉降量的求解方法 在计算盆地沉降量时，一般采用回剥法，即采用反演方法来恢复沉积盆地的地层埋藏史、沉降史和构造史。 正常压实情况下的孔隙度-深度关系 在正常压实沉积层中，碎屑岩岩层的孔隙度随着深度增加而呈指数减小： 通过以上表达式就可以方便地将声波时差和密度测井资料转换成地层孔隙度资料，从而建立探井的地层孔隙度-深度关系。 4.1.1.2盆地沉降量的求解方法 欠压实情况下的孔隙度-深度关系 沉积层的孔隙中一般含有流体(地层水或油气)，在压实过程中随着孔隙度的减小而被排济出来。但是有些情况下，地层孔隙中的流体不能自由地排泄出来，随着埋深的加大，而出现欠压实沉积层。 这种情况下，应该建立其他形式的孔隙度-深度关系： 4.1.1.2盆地沉降量的求解方法 地层古厚度(古埋深) -去压实校正 建立了地层孔隙度一深度关系，依据地层骨架厚度不变压实模型对地层进行去压实校正(decompacted corrections) ，求出不同地质时期的地层古厚度或古埋深。 设在单位地层柱剖面上某地层顶底埋深分别为hl和h2，如果地层是近水平的，则该地层厚度为(h2-h1)。地层厚度中孔隙度所占的厚度为(h2-h1)φ(h)，地层骨架厚度为(h2-h1)(1-φ(h))。 设这段地层复原到顶面埋深为h1‘时，其底面埋深为h 2’，地层厚度为(h2’-h1’)，则岩石骨架厚度为(h2’-h2’)(1-φ(h)) 。 按照地层骨架厚度不变压实模型，有： 左边的φ (h)是在(h2-h1)范围内的积分，右边的是在(h2’-h1’)范围内的积分。 4.1.1.2盆地沉降量的求解方法 构造沉降量-去负荷校正 盆地在某一时刻的基底总沉降量(ST)实际上包括两部分，即构造作用引起的沉降(STT) 和负荷均衡作用引起的沉降(SL) 。构造沉降是反映构造作用引起的沉降运动，它可表示为： (STT) = (ST)-(SL) 用t时刻盆地的地层古厚度ds(t)， SL(t)是指时刻t由盆地地层负荷引起的沉降量，可由艾里均衡公式求得： SL(t)= ds(t)[ (ρs-ρw)/(ρm-ρw)] ρs= φ(h) ρl+[1- φ(h) ] ρma 古水深-Hw 4.1.1.2盆地沉降量的求解方法 岩石圈对沉积负荷的挠曲支撑 无论构造载荷还是沉积负荷，在理论上都是施加在岩石圈板块上的垂直力。垂直力的作用可以引起岩石因的挠曲变形，反过来，由于岩石围的挠曲作用使它对沉积负荷有一定的支撑力，岩石圈对上覆沉积负荷的均衡反应不完全符合简单的艾里局部均衡。特别是当岩石阅的连续性比较好时(例如前陆盆地)，需要校正。 4.1.2不同类型盆地的沉降史特征 4.1.2.1伸展型盆地沉陷史分析 伸展型盆地的沉降曲线整体呈上凸型、两段式。早期，曲线陡、直，延伸短，斜率大，沉降速率快；晚期，曲线平缓、延伸长，斜率较小，沉降速率呈指数衰减。 一般地，一个完整的裂陷旋回在构造沉降曲线上常表现为斜率不向的两段式； 较陡的一段，代表出于深部地慢物质上隆，形成异常上地慢。这种由裂陷伸展减薄作用引起的地壳快速下沉，称为裂陷阶段沉降(裂谷阶段沉降)(rifting stage)或初始沉降(intial subsidence)。 而较缓的一段，代表裂陷伸展后异常上地慢隆起的热冷却松弛引起的地壳缓慢下沉，称为后裂陷阶段沉降(后