中国高分辨率层序地层学研究现状和应用进展.docVIP

中国高分辨率层序地层学理论研究与应用进展 层序地层学是20世纪70年代末由美国学者PR. Vail， R. M. Mitchum 和 J. B. Sangree等在地震地层学基础上发展起来的一门学科（Tetsuji，2000；David，2004；Octavian，2002；J. H. Jin，2002；罗立民，1999；朱利东，2001）。作为一种沉积地层划分与对比研究的新理论、新方法，由于其在学术上的先进性和实践上的巨大应用价值，使得该理论在油气勘探开发中发挥了重要作用(张文华，2000；Octavian，2002；Ole，2004；W，2003；Patrick，2004；O， 1999；M，2000)。然而随着盆地油气勘探与开发向更复杂和更深入的方向发展，以及隐蔽油气藏勘探风险的不断增加， 石油地质学家需要更精确的技术， 以提高层序地层分析的分辨率和储层预测的准确性（孟万斌，2002）。在这种背景下，由科罗拉多矿业学院Cross教授提出的高分辨率层序地层学分析理论与方法应运而生。它是以岩芯、三维露头、测井和高分辨率地震反射剖面资料为基础，运用精细层序划分和对比技术将钻井的一维信息变为三维地层关系，建立区域、油田乃至油藏级储层的成因地层对比格架，对储层、隔层及烃源岩分布进行评价及预测的一种新理论（邓宏文，1995；Brian，2002；汪彦，2005）。1995年邓宏文在将高分辨率层序地层学原理首先引入国内（邓宏文，1995，1996，2000，2002），并将其应用到油气田勘探开发的不同领域（邓宏文，1997， 2001；王洪亮，1997）。之后经过国内众多学者的研究，高分辨率层序地层学理论方面得到了进一步的完善和提高（郑荣才，2004；吴朝容，1999；肖玉茹，2003；周丽清，1999）。 1、理论基础 高分辨率层序地层学基本理论包括基准面原理、体积划分原理、相分异原理和旋回等时对比法则，其理论核心是：在基准面旋回变化过程中，由于可容纳空间与沉积物补给通量比值(A/S)的变化，相同沉积体系域或相域中发生沉积物的体积分配作用，导致沉积物的保存程度、地层堆积样式、相序、相类型及岩石结构发生变化。这些变化是基准面旋回中所处的位置和可容纳空间的函数（邓宏文，1995，1996，2000，2002），也就是说是基准面变化控制了层序地层的发育。 1.1基准面原理 所谓的基准面既不是海平面，也不是海平面向陆方向的水平延伸，而是一个相对于地表波状起伏的、连续的、略向盆地下倾的抽象面(图1)，其位置、运动方向及升降幅度不断随时间变化。T. A. Cross (1994) 引用并发展了W heeler 的基准面概念，认为基准面是一个相对于地表起伏的连续的势能面， 而不是物理界面， 它反映了地球表面与力求其平衡的地表过程间的不平衡程度。基准面描述了可容纳空间建立与消失及其与沉积作用相对关系的变化过程。在基准面变化的时间域内，可供沉积物堆积的可容纳空间在不断变化，由此导致沉积物的保存、剥蚀、过路不留和非补偿等4种地质作用的发生(图1)。基准面变化的趋势总是向其幅度的最大值或最小值单向移动，构成一个完整的上升下降旋回。基准面的一个上升与下降旋回称为一个基准面旋回。高分辨率层序地层理论认为，地层基准面的升降变化主要受海（湖）平面、构造沉降、古气候、沉积负荷补偿、沉积地形等综合因素制约，只不过各因素对基准面升降的贡献存在差异。伴随基准面的升降变化，A/S值左右了地层的堆积样式与沉积学特征。 图1 基准面、可容纳空间和反映可容纳空间与沉积物供给平衡时的地貌状态(据Cross，1994修改) 1.2沉积物体积分配原理 沉积物体积分配是地层基准面旋回过程中由于可容纳空间的变化导致的沉积过程的动 力学响应（邓宏文，1995， 2000；胡孝林，1999）。沉积物体积分配作用贯穿于基准面相对于地表坡状升降运动的过程中。因为沉积物的体积变化反映了可容纳空间与沉积物供给比值(A/S)在时间域和空间域的变化。其结果直接伴随着原始地貌的几何形态、沉积物的保存程度、地层不连续界面出现的频率、沉积旋回的对称性、沉积物内部结构、流体流动单元的连通性、相分异作用和岩石非均质性等一系列地层学和沉积学响应。基准面上升期，地表和基准面的交点向上坡方向移动，扩大了可容纳空间的范围，增加了向盆地边缘方向沉积物储存的能力，在同一沉积体系内，堆积在盆地边缘相域内的沉积物体积增加。盆地边缘相域内沉积物堆积体积的增加必然减少了向下坡方向搬运的沉积物体积，导致靠近盆地中心位置相域内的沉积物体积减少；基准面下降期，盆地边缘相域的可容纳空间比该旋回基准面上升期的可容纳空间小，沉积物体积减少。因而，被搬运到盆地中心位置的沉积物体积增加。结果，在盆地从陆相到海相环境的广泛区域内，基准面下降期，