十四相分析和古地理分析

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1、第十四章相分析和古地理条件分析沉积相在时间上和空间上发展变化的有序性称为“相序递变”。沃尔索（Walther,1894）曾经指出：“只有那些没有间断的、现在能看到的相互邻接的相和相区，才能重叠在一起”。换句话说，只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上依次叠覆出现而没有间断。这就是通常所说的相序连续性原理或相序递变规律。有人也称沃尔索相律。是相分析的基础。第一节剖面和平面相分析剖面相分析就是通过对沉积剖面(露头或钻井剖面剖面)相标志的研究，确定相类型及其垂向上变化。它是油区岩相古地理研究的基础。其步骤方法如下：一、确定时间单

2、元首先要确定等时间单元，目前最先进的方法是利用层序地层学方法（见后）建立等时格架，进而在此格架内进行相分析。二、垂向相分析1.划相精度随着油气勘探与开发工作的发展，划相的精度要求越来越高。当前研究的重点是三级相，并进一步研究砂岩体内因沉积条件的不同而引起的非均质性变化。例如，在三角洲相中，就油气勘探而言，并不是整个体系都是生油和储油的有利地区。只有与相对较静的水体环境有关联的部位（如前三角洲泥质沉积区）才可能成为生油的有利地区。同样，只有与生油区相距不远的砂质沉积发育部分（如三角洲分流河道和三角洲前缘砂）才是最有利的储油部位。又如在一个二级

3、相（如河流相）内，由于河流各部位形态的不同、水流速度的季节性变化、沉积物供给的差异性等原因，往往造成不同部位形成不同形态和不同结构特征的三级相砂岩体（边滩或心滩等），这些砂体的分布和变化都与油气开发关系很密切。2.相类型的确定首先要综合各种相标志对相类型进行综合判断，防止利用个别相标志得出片面的结论。同时要充分利用相模式。3.相类型的垂向转变要利用沃尔索相律和层序地层学的原理对垂向上相的组合和变化作出判断。另外，为了克服相分析中的主观随意性，一些沉积学家（Reading和Walker,1965.Selly,1969.Cant和Walker,

4、1976.1984.Reading,1978.1984等）倡导了数学统计相分465析法。其主要研究途径概括起来是：（1）应用野外实测剖面或钻井岩心剖面进行初步岩相分析，编制相关系图（图14－1），所用的实例是三角洲相。该图表示了岩相类型和彼此接触关系。图14－1艾博茨沙姆纽组的相及其相关关系图示（据里丁，1978）466（2）也可把观察到的岩性岩相变化剖面和可能出现的相互关系与随机排列的数学距阵相比较，从而建立具有预测性的相关系图（图14－2）。图14－2以一个假想的煤系层序的数学矩阵为基础的相关系图（塞利，1969；转引自里丁，1978）

5、（3）为了克服剖面中相与相之间渐变接触关系易被忽略的缺点，坎特和沃克（Cant和Walker，1976）以加拿大魁北克省泥盆系巴特利角砂岩为例，建立了以过渡概率矩阵为基础的相关系图（图14－3）。该实例中的八种岩相类型是：SS－含砾粗砂岩下伏的冲刷面；A一大型不清楚的槽状交错层理含砾粗砂岩相，底部含大量泥砾；B一具较清楚的槽状交错层理粗砂岩相；C一单向板状交错层理粗砂岩相；D一多向小型板状交错层理砂岩相；E一大型水道冲刷充填交错层理砂岩相；F一波状交错层理粉砂岩和泥岩互层相；G一角度平缓的交错层理砂岩相。该实例克服了应用概率矩阵方法易产生的

6、一些缺陷。最终的结果是说明数学模拟方法可以从一个十分复杂的和明显的随机层序中归纳或提炼出较为符合实际情况的组合或相层序。垂向相分析可对单井或野外露头进行，成果图如图14－4所示。三、剖面对比相分析剖面对比相分析就是搞清单剖面（井）之间相或储层横向变化。地震横向预测和数学地质方法已用于井间预测中。剖面对比相分析的关键是等时对比界面和单元的确定，层序地层学同样是必不可少的方467法。现以胜利油田惠民凹陷盘河砂体说明如下（姜在兴等，2000）（图14－3）。图14－3近似辫状河巴特利角砂岩的以过渡概率矩阵为基础的相关系图（A－E）（坎特和沃克，1

7、976；转引自里丁，1978）盘河砂体位于沙三段下部，沿中央隆起带长轴分布，向东越过宿安鞍部在商二区西部尖灭。以商55井区为界，西部为一套大型河流一三角洲砂体，东部为三角洲前缘砂滑塌形成的深水浊积扇沉积。它跨越两个层序三个体系域即层序IIHST(高位域)、层序IIILST(低位域)、层序IIITST(湖侵域)，主体位于层序IIHST。盘4井－盘47井井区砂体最厚，可达2180m，向南、向北、向东逐渐减薄。它东西长约35km，南北宽约12.5km，面积390km。平面上呈鸟足状，剖面呈楔状插入厚长页岩中。因盘河砂体跨越三个体系域，自下而上我们

8、可以把盘河砂体分为三部分（图14－5）。1．盘河砂体下部（主体）盘河砂体主体位于层序II高位体系域或下降体系域。该时期湖盆水体较深，沉积物来自湖盆西部，在唐庄、盘河地区发育了大型