声波时差计算剥蚀量

声波时差计算剥蚀量 其基本原理是：在正常压实的情况下，泥页岩的孔隙度随埋深的增大呈指数衰减，而在均匀分布的小孔隙的固结地层中，孔隙度与声波传播时间之间又存在着正比例的线性关系，因此声波时差与深度在半对数坐标系中为线性相关，并满足下列关系式： Δt=Δt0e-CH 式中， Δt： 泥岩在深度H处的传播时间（μs/m); Δt0： 外推至地表的传播时间（μs/m); C： 正常压实趋势斜率（m-1）； H： 埋深（m） 具体步骤如下： 首先分别对间断面上下的泥页岩声波时差～埋深曲线进行对数回归，得到两个回归方程，取埋藏深度为0，并依据间断面之上的埋深－声波时差关系回归方程，求算出地表的声波时差值Δt0；而后将Δt0值代入间断面之下的埋深－声波时差回归方程，得到剥蚀前的地表相对于现今地表的深度（或高度），其与间断面深度的差值即为剥蚀厚度（图4-7）

发表于: 2009-03-31 20:53 只看该作者 | 小 中 大

Δt0的理论值为 620～650 μs/m,某一地区的Δt0值可根据该地区多口井正常压实曲线外推至地表平均求得。 在地层有剥蚀的地区，当不整合面以上沉积物的厚度小于剥蚀厚度时,剥蚀前泥岩的压实情况得以保存。这时，将不整合面以下泥岩的压实趋势线外延至Δt =Δt0处即为古地表,古地表与不整合面之间的距离即为剥蚀厚度（见上图）。 简单点：就是把深度H与声波时差Δt拟合出一公式，应为 H = A*Ln(Δt ) +B。其中A、B有拟合公式可以得到，当Δt =Δt0=620～650 或者研究区外推出来的已知值。 这时H即为所求。

这个方法有一定的适用条件：可有效地用于剥蚀量较大而埋藏较浅的不整合面的剥蚀厚度估算，不整合面以上沉积物的厚度必须小于剥蚀厚度。 然而， 在地层埋藏达到一定深度时， 由标准指数关系所计算得出的声波测量值与实测值有偏差。 说明这种方法对剥蚀量不大或被剥蚀层段成岩程度不高的地区适用性较差。

沉积物在沉积、埋藏过程中，孔隙度随埋深的增大呈指数减小，又因为在具有均匀分布的小孔隙的固结地层中，孔隙度与传播时间之间存在着正比例线性关系, 因而泥页岩在正常压实情况下的声波时差－深度关系式

Δt=Δt0e-CH 式中，Δt：泥页岩在深度H处的传播时间(μs/m), Δt0：外推至地表的传播时间(μs/m) C：正常压实趋势斜率(m-1) H：埋深（m） 如果地层为连续沉积，则泥页岩声波时差与深度满足上述关系式，在半对数坐标系中为线性相关；如果某一地区经历了抬升和剥蚀，那么泥页岩声波时差与深度的正常压实趋势线与未遭受剥蚀地区的相比，则向纵坐标偏移，即在所有的深度上都向压实程度增强方向偏移，根据这一偏移趋势大小，将其压实趋势线上延到未经历压实的Δt0处，则Δt0与剥蚀面处的高差即为剥蚀厚度。 这一原理与方法是建立在“泥岩沉积物的压实形变为塑性形变，不会发生回弹”这一前提的基础上，而且目前人们普遍认为其只适用于新沉积物厚度必须小于地层剥蚀厚度的情况下，否则原泥岩孔隙度将被改造而失去定量计算地层剥蚀量的可能.

然而，孔隙度并不是埋深的函数，除了受埋深直接控制的压力因素外，沉积速率、沉积环境、构造背景等也对压实效应产生重要影响，因此判断能否运用压实曲线资料进行地层剥蚀量的估算的标准不应该是依据剥蚀地层厚度与后沉积的地层厚度的大小比较，而应该是判断剥蚀前地层的压实效应是否被后来的沉积地层所改造。 造成间断面之下的地层压实趋势线未被改造的原因主要有如下三种：1、后来沉积的地层厚度远小于剥蚀厚度，其产生的压实效应不足以对间断面之下的地层进行改造；2、由于上覆地层的底部存在低渗透层的隔档，阻止了上覆地层对下伏地层的压实改造；3、由于间断面上下地层的沉积环境、沉积速率、及改造背景存在明显差异，造成界面上下地层的压实趋势线的斜率不同，而新沉积地层产生的负荷压力还不足以对剥蚀前沉积的地层进行改造。 因此，我们只要能确定间断面之下地层的压实效应未被后来沉积物所改造，那么，就能依据其保留下来的剥蚀前的压实趋势线，进行恢复地层剥蚀量的估算。具体的计算步骤如下：首先分别对间断面上下的声波时差－埋深曲线进行对数回归，得到两个回归方程，取埋藏深度为0（H＝0），依据间断面之上的声波时差－埋深关系回归方程，求算出地表的声波时差值Δt0，而后将Δt0值代入间断面之下的埋深－声波时差回归方程，得到剥蚀前地表相对于现今地表的深度.该深度与间断面现今埋深的差值即为剥蚀厚度。依据同样的原理，也可用作图法求得地层剥蚀厚度

我做过这个，用声波恢复的误差相当大，如果想做精细点的话，还可以用镜质体反射率、构造法等方法进行验证。 单纯的声波时差法做的剥蚀量可信度太差 做等值线图也是太恶心了~一个值的差异都能改变整张图的面貌~~ 如果想用这个方法，还是要选取大段的，稳定的泥岩。如果泥沙岩互层的话，就别用了。 最好再借鉴一下前人和临区的研究成果。有些井的测井曲线也有问题，如果拟合出的剥蚀量值太大，干脆就省略掉别用了。 还有，想做某区等值线图，最好用大量的数据值，来确保成图的可信度。 斜井如何做？ 斜井可以做，但必须校正，因为这涉及到不整合深度位置的问题。砂岩也可以做，同样有相对的原理及适用条件和计算方法。 泥岩声波时差法计算孔隙度由Magara K(1976)年首次提出，其基本原理是：在沉积物正常沉积压实的情况下，泥页岩的孔隙度随埋深的增大呈指数衰减，但是其声波时差并不因为地层遭受抬升剥蚀而发生改变，并且在均匀分布的小孔隙的固结地层中，孔隙度与声波传播时间之间又存在着正比例的线性关系(Wyllie等，1956)，因此Magara K.（1976）在总结了 Athy（1930）、Rubey和Hubbert（1959）等前人的研究成果，提出泥页岩在正常压实情况下声波时差与深度在半对数坐标系中为线性相关，并满足下列关系式： Δt=Δt0exp(-CH) 式中，Δt： 泥岩在任意深度H处的传播时间（μs/m); Δt0：外推至地表的未固结泥岩传播时间（μs/m)，理论值为620-650μs/m； 可根据研究区多口井求取平均值 C： 正常压实趋势斜率（m-1）； H： 埋深（m）； 具体计算操作步骤如下： 首先分别对剥蚀面（不整合面）上下的泥岩声波时差～埋深曲线进行对数回归，得到两个回归方程，取埋藏深度为0，并依据剥蚀面（不整合面）之上的埋深－声波时差关系回归方程，求算出地表的声波时差值Δt0；而后将求出的Δt0值代入剥蚀面（不整合面）之下的埋深－声波时差回归方程，得到剥蚀前的地表相对于现今地表的深度（或高度），其与剥蚀面（不整合面）的深度差值即为剥蚀厚度。

泥岩声波时差方法有一定的适用条件：即其原理与方法是建立在“泥岩沉积物的压实形变为塑性形变（当较大外力作用于物体时，如外力作用停止时，所引起的形变并不完全消失，而是由剩余形变），不会发生回弹”这一前提的基础上，由于目前人们普遍认为其可有效地用于剥蚀量较大而埋藏较浅的不整合面的剥蚀厚度估算，不整合面以上沉积物的厚度必须小于剥蚀厚度，否则原泥岩孔隙度将被改造而失去定量计算地层剥蚀量的可能（张博全，1992；田在艺等，1996），然而，在地层埋藏达到一定深度时， 由标准指数关系所计算得出的声波测量值与实测值有偏差，说明这种方法对剥蚀量不大或被剥蚀层段成岩程度不高的地区适用性较差。如果泥岩声波时差在不整合面上下并未出现明显的跳跃，表明该区不整合面上覆沉积地层的压实作用已经消除了其下伏地层的原始压实印记，那么，声波时差法就不适合该研究区。由于孔隙度并不只是埋深的函数，除了受埋深直接控制的压力因素外，沉积速率、沉积环境、构造背景、成岩作用、岩石的矿物成分和颗粒的排列方式以及分选性等也对压实效应产生重要影响，因此判断能否运用压实曲线资料进行地层剥蚀量的估算的标准不应该是依据剥蚀地层厚度与后沉积的地层厚度的大小比较，而应该是判断剥蚀前地层的压实效应是否被后来的沉积地层所改造。造成间断面之下的地层压实趋势线未被改造的原因主要有如下三种：1、后来沉积的地层厚度远小于剥蚀厚度，其产生的压实效应不足以对间断面之下的地层进行改造；2、由于上覆地层的底部存在低渗透层的隔档，阻止了上覆地层对下伏地层的压实改造；3、由于间断面上下地层的沉积环境、沉积速率、及改造背景存在明显差异，造成界面上下地层的压实趋势线的斜率不同，而新沉积地层产生的负荷压力还不足以对剥蚀前沉积的地层进行改造。因此，我们只要能确定间断面之下地层的压实效应未被后来沉积物所改造，那么，就能依据其保留下来的剥蚀前的压实趋势线，进行恢复地层剥蚀量的估算。另外必须有足够不同埋深的测试分析数据；而且研究层段的次生孔隙率不发育，避开有大量微裂隙存在构造活动带；一般来说，当不整合面的埋深、剥蚀厚度小于4000米，压实规律明显。 有效的泥岩段的选取是准确读值的基础,在选取有效泥岩段时, ①应尽量选择地层埋深浅的泥岩读值; 如果深度太深时, 不整合面（剥蚀面）下泥岩由于其中的粘土矿物的变化导致压实规律可能被改变, 泥岩声波时差值与深度关系曲线不能准确反映孔隙度随埋深的变化规律, 因而不能用来精确恢复剥蚀厚度。②为此，本文在读数时选择那些厚度超过2 米的泥岩段读值。若泥岩段长度很小, 声波时差值可能受外在的其他因素影响, 从而在读值泥岩点不能有很好的反映该深度处的声波时差值。③在泥岩上选择读值点应尽量在深度上分布均匀, 也就是每隔大致差不多的距离读取泥岩声波时