层序地层学与地震沉积学
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
层序地层学与地震沉积学
--理论基础,技术方法及其在油气勘探 中的应用概述
中国地质大学,李思田,2008年7月
地震地层学和层序地层学的发展 过程和意义
• • • • • • 50年代沉积环境和相模式. 60年代沉积体系. 70年代地震地层学. 80年代层序地层学. 90年代储层沉积学和高精度层序地层学. 近10年的重要发展----地震沉积学和地震 古地貌学.--层序地层学发展的新亮点
Mega碳酸盐台地的顶部古地貌图
大巴哈马滩和意大利Maiella碳 酸盐台地边缘的对比研究
--现代沉积与露头研究是地质建模的重要基础
据G.P.Eberli 等2004
Great Bahama bank
Joulters 三维岩相分布关系的栅状图
Joulters Cays 区的不同时间的切片图，表现沉积充填的复杂变化
HST EST(or TST) LST
最大海泛面或 湖泛面 初始海泛面或湖泛面
当代层序地层学的理论和方法体系凝聚了半个世 纪的研究成果，是油气勘探中的权威性工具：
“莱依尔以来地质家在地层学、沉积学领域的最 大贡献”（Brown等）
碳酸盐陆架的沉积体系域，黄色LST, 绿色TST, 兰色HST, 在TST中可见向岸移动的碳酸盐丘，西Texas
三维影像处理过程的综合研究图
地震古地貌学-Seismic Geomorphology
• 以高精度三维地震资料为基础并综合钻井 和二维地震成果对古地貌,沉积体系和古 环境三维成像并揭示其随时间的演化. • “…是地震地层学和传统的层序地层学发 展的新高度,已经是全新的分支学科”.地 震技术的飞跃进步是其形成的主要动力. • 定量地震古地貌学(QSG)是其发展的一个 重要方向.
对鲕粒滩的形成,分布,台地结构和生长取得了重要认识
对鲕粒滩的形成,分布, 台地结构和生长取得了 一系列重要认识
Outcrop of the Maiella Platform (K)
台地与斜坡的露头与 大巴哈马滩的地震相 对比
Comparison of lithologic and seismic facies of Great Bahama Bank and Maiella Platform margin --Eberli,2004
准噶尔盆地西北缘横穿构造带的典型剖面
NW SE
晚侏罗世停止逆冲
同沉积逆冲
层序地层个家中的各种圈闭类型
全球构造图（2000年出版）
非洲南部深水区大油田发现的基本经验—高精度三维地震,层序地层学,和识别 低位域大型扇体
高精度层序地层学与3D地震正在成为油气勘探 中的权威性工具
• 在不同类型盆地，不同工作尺度的条件下都能建立等时地层 格架
1
MS DC-MS
2
来自百度文库
SL DC-MS
1
1
SSIIIA
EST
DSB DLM
DLM DLSH DLSH
DLSH
EST HST
SLD
DLSH SLD
SSIIB
DC - 分 流 河 道
东营凹陷的层序地层序列(E-N)
陆永潮,任建业编
东营凹陷的构造样式和层序地层格架 S N
缓坡断坡带
陡坡断坡带
陆永潮等编图
断陷湖盆层序地层格架及构成模式
断陷湖盆的层序 地层模式—以东 营凹陷为典型 李思田,潘元林, 陆永潮,地球科 学,2002
东营凹陷断坡带与低位扇的分布,陆永潮,任建业编
沙三中牛庄低位扇群沉积相图
Lin Changsong 2003
胜利油田研究院
层序界面特写
B： SB42层序界面上发育的大型辫状下切水道出露面
含坡折陆架边缘
1 上倾尖灭 2 深切谷 3 陆架上超 4 限制性上超 5 海底扇 6 低位楔状体
7 下倾尖灭
8 削截 9 断层封闭
缓坡陆架边缘
（Van Wagoner,1990)
层序地层形成的影响因素
• • • • • 海平面-基准面变化 控制性构造和构造运动 古气候和古环境 物源补给 天文周期
100 50 0 东部 西部 北部 第一季度 第二季度 第三季度 第四季度
沉积体系和 沉积体系域概念的回顾和实例
认识三角洲体 系
鄱阳湖和赣江 三角洲
赣江三角洲的 分流河道
沉积体系 内部构成 单元需要 精细刻画
鄂尔多斯 侏罗系三 角洲内部 构成模式
李思田等,1996,含能源盆地沉积体系,中国地质大学出版社
地震地层学和层序概念的发展
• 地震记录中的各级古间断面; • Sloss层序概念的引用和发展; • 以等时直观的物理界面为基础,划分层序, 建立等时地层格架; • 发现层序单元演化的的周期性和海平面变 化旋回的关系
不整合绵延至盆地中心常变为整合面
•
地震工作步骤
从地震沉积学到层序地层学
1,地震探测技术的巨大进步; 2,概念体系的建立: 层序的级别和时限, 关键性界面(key surfaces). 3,层序的内部构成模式和沉积体系域; 4,形成机理和控制因素; 5,勘探实践中的巨大成功.
DLD DLD SLSH DLSH DLSH DLD SAF
3
3
3
BF
3 1 DC
SL MB DSB
2
2
DC-MB DSB-PDM STS SAF
DC-SP
PDM DLD SAF
SAF DLM
EST LST HST
2
6
1
1 5
EST LST HST EST HST
MB
1 5
4
MS-SP DC-SP DC-SP
胜利油田研究院
西
SSIIID
97.5 东
SSIIIC SSIIIB
3 3 2
2 1
1
6
5
4
3
2
1
2
SSIIIA
1
滨1
SL SL SL
滨184
SL SL SL AFP SL SL SL
梁205
SL BL SL SL SL SL PDM
梁20
BL SL SL SL PDM
梁22
SL BL SL BF SL SL SL
• 在统一对比格架中研究沉积体系和相，因此能有效预测储集 体和油气成藏组合 • 其基本的方法是从岩石、地层的物理特征入手，识别各种关 键性界面（Key Surface），可操作性强，生产中易于应用
• 在建立了层序内部构成模式之后，有很强的预测功能
• 理论上综合考虑了各种动力学因素：构造、海平面变化、物 源补给和古气候
南堡凹陷古近系东三段沉积体系分布图（据CNPC冀东油田分公 司,2007）
陆相层序地层学领域成就巨大并在隐蔽圈闭 勘探中发挥了重要作用,但还有许多环节有待 深化和加强--• 地震资料日新月异,已建立的格架和模式需不断补 充完善.特别是深部层系认识尚很模糊. • 沉积体系构成和储层需要精细刻画,高精度大连片 的三维地震提供了全新的基础. • 各期古湖盆的生烃潜力需充分估计-认识地球系统 对油气成藏的控制(2007AAPG年会旗帜).
• 高精度的整体性层序地层学研究 是最有效 的预测方法 •沉积体系和相构成单元的三维研究和模式的 建立 • 高质量的地球物理新技术综合应 用，井震 结合，是关键性的技术保证 •控制性构造研究（如构造坡折带研究--可能 控制隐蔽油藏群） • 隐蔽油气藏成藏条件。
加大高精度地震投入,在层序地层格架中对沉积体系和储层精细刻划 取得重大突破
关键性界面识别 和层序地层单元级别的划分 和意义（Vail系统）
巨层序 Megasequence 一般60-90Ma 超层序 Super sequence 一般9-10Ma 层序（三级层序）sequence-层序地层分析的基本 单元--(Three order sequence) 0.5-5Ma 一般1-3Ma 四级层序 four-order sequence 一般<0.5Ma 五级层序地层单元parasequence （准层序/小层 序）
菲律宾Malampaya油田渐新—中新世碳 酸盐建隆的地震定量储层表征研究
（Neuhaus, Borgomano, Jauffred 等 2004）
3D成像和处理技术
1. 2. 3. 4. 构造约束滤波:滤波法去噪 相似性(或相干性)分析 构造向量属性 结构和体检测
沉积体系和沉积体系域
概念的形成和发展 沉积体系（depositional system）：是相的三维组合， 它把沉积环境、几何形状、配置关系结合，在油气勘探中 有很大的实用性。 沉积体系域（depositional system tract）：是同期成 因相关的多种沉积体系的配置，很多年来葛利普教授曾用 过相域的概念（ facies tract） 引用于层序地层，并划分了LST、TST、HST，并用海平面 变化概念给予了解释 划分体系域的界面
1
王1
SL BL SL BF AFP MS DC
王61
HST EST LST HST EST HST
MB DMB DC MB SL BL SL BF AFP MS-SP MS-SP DC-SP
94.4
角11
SL SL BF AFP DC-SP
SSIVA SSIIID SSIIIC SSIIIB
DC-MB MB
层序级别不是人为任意划分的，是地球演化的节律性和
天文过程的节律性决定的。
巨层序反映地球系统或区域大地构造的巨大变化，如
Pangea的会聚和裂解
超层序与盆地幕式演化的阶段性相关，如渤海湾盆地
古近系的四个超层序
三级层序的决定因素复杂尚未取得共识 四级和五级单元与古气候和天文周期密切相关
Octavian Catuneanu 2003
层序地层学研究的实例
• 渤海湾盆地济阳坳陷 • 南阳剖面的露头研究
参阅:蔡希源,李思田等,2003,陆相盆地高精度层序地层学—隐蔽油 气藏勘探基础,方法与实践
胜利油田研究院
东营凹陷东西向高精度层序地层剖面
High-resolution sequence stratigraphic profiles in Dongying Depression from East to West
牛4
SL BL SL BF SL SL
梁17
SL BL SL
牛2
HST EST LST HST EST HST
SL BL SL BF AFP SL ICH MB-DC DSB
牛13
HST
SL BL BF AFP SL MB 2 MB
牛21
SL BL SL BF-SL AFP DMS DC-SP DC-SP MB
海相碳酸盐岩领域难度大,基础较簿弱更需加 强探索.
地震沉积学(Seismic Sedimentology) 的内涵
• 基于高精度地震资料、现代沉积环境和露 头古沉积环境模式的联合反馈（mutual feed -back）以识别沉积单元的三维几何 形态、内部结构和沉积过程。
（据 Schlager 2000, Eberli,Masaferro和Sarg 2004）
SAF DSB STS PDM LDSH DLSH
PDM DLD ICH MB
EST HST
DLD DC
DLSH
EST HST EST
PDM
6
DLSH DLSH
MB-DSB PDM
4 3
3
EST LST HST
PDM
2
DC-MB
2
ICH
TF TF DLSH
PDM
EST HST
DLD TF PDM
1 2
H21下 层序
大型复合下切水道（ivf）
LST
SB42
HST
H22 层序
C
SB42层序界面上发育的大型下切复合水道全景（剖面方向与水流方向近于垂直） 南阳唐河新桥
南阳盆地的典 型三级层序
出露核三段上亚段 （H31层序），底 界为SB51（T51） 层序界面，下伏为 核三段中亚段层序
隐蔽油藏预测和勘探的基础
湖相泥岩夹薄粉砂
三角洲平原组合露头,神木考考乌苏沟
三 角 洲 三角洲平原上的决口扇砂体 平 原 三
Lacustrine delta front deposits,Shenmu,Ordos basin
高位域三角洲的前缘组合，神木考考乌苏沟（李思田等1992）
Lacustrine shale of lake expanding system tract overlying 延安组内部的最大湖泛面 By highstand delta deposits（神木考考乌苏沟，李思田等1992）
应用三维地震资料解释沉积体系 ----泰国湾三维地震成果
3D数据体极大地提高了层序地层研究的精度和效率
泰国湾三维地震成果对 沉积体系分布的解释模 式(AAPG M42)
泰国湾三维地震成果对 沉积体系分布的解释模 式(AAPG M42)
尼日尔三角洲深水区大型浊积水道复合体（time window image)
--理论基础,技术方法及其在油气勘探 中的应用概述
中国地质大学,李思田,2008年7月
地震地层学和层序地层学的发展 过程和意义
• • • • • • 50年代沉积环境和相模式. 60年代沉积体系. 70年代地震地层学. 80年代层序地层学. 90年代储层沉积学和高精度层序地层学. 近10年的重要发展----地震沉积学和地震 古地貌学.--层序地层学发展的新亮点
Mega碳酸盐台地的顶部古地貌图
大巴哈马滩和意大利Maiella碳 酸盐台地边缘的对比研究
--现代沉积与露头研究是地质建模的重要基础
据G.P.Eberli 等2004
Great Bahama bank
Joulters 三维岩相分布关系的栅状图
Joulters Cays 区的不同时间的切片图，表现沉积充填的复杂变化
HST EST(or TST) LST
最大海泛面或 湖泛面 初始海泛面或湖泛面
当代层序地层学的理论和方法体系凝聚了半个世 纪的研究成果，是油气勘探中的权威性工具：
“莱依尔以来地质家在地层学、沉积学领域的最 大贡献”（Brown等）
碳酸盐陆架的沉积体系域，黄色LST, 绿色TST, 兰色HST, 在TST中可见向岸移动的碳酸盐丘，西Texas
三维影像处理过程的综合研究图
地震古地貌学-Seismic Geomorphology
• 以高精度三维地震资料为基础并综合钻井 和二维地震成果对古地貌,沉积体系和古 环境三维成像并揭示其随时间的演化. • “…是地震地层学和传统的层序地层学发 展的新高度,已经是全新的分支学科”.地 震技术的飞跃进步是其形成的主要动力. • 定量地震古地貌学(QSG)是其发展的一个 重要方向.
对鲕粒滩的形成,分布,台地结构和生长取得了重要认识
对鲕粒滩的形成,分布, 台地结构和生长取得了 一系列重要认识
Outcrop of the Maiella Platform (K)
台地与斜坡的露头与 大巴哈马滩的地震相 对比
Comparison of lithologic and seismic facies of Great Bahama Bank and Maiella Platform margin --Eberli,2004
准噶尔盆地西北缘横穿构造带的典型剖面
NW SE
晚侏罗世停止逆冲
同沉积逆冲
层序地层个家中的各种圈闭类型
全球构造图（2000年出版）
非洲南部深水区大油田发现的基本经验—高精度三维地震,层序地层学,和识别 低位域大型扇体
高精度层序地层学与3D地震正在成为油气勘探 中的权威性工具
• 在不同类型盆地，不同工作尺度的条件下都能建立等时地层 格架
1
MS DC-MS
2
来自百度文库
SL DC-MS
1
1
SSIIIA
EST
DSB DLM
DLM DLSH DLSH
DLSH
EST HST
SLD
DLSH SLD
SSIIB
DC - 分 流 河 道
东营凹陷的层序地层序列(E-N)
陆永潮,任建业编
东营凹陷的构造样式和层序地层格架 S N
缓坡断坡带
陡坡断坡带
陆永潮等编图
断陷湖盆层序地层格架及构成模式
断陷湖盆的层序 地层模式—以东 营凹陷为典型 李思田,潘元林, 陆永潮,地球科 学,2002
东营凹陷断坡带与低位扇的分布,陆永潮,任建业编
沙三中牛庄低位扇群沉积相图
Lin Changsong 2003
胜利油田研究院
层序界面特写
B： SB42层序界面上发育的大型辫状下切水道出露面
含坡折陆架边缘
1 上倾尖灭 2 深切谷 3 陆架上超 4 限制性上超 5 海底扇 6 低位楔状体
7 下倾尖灭
8 削截 9 断层封闭
缓坡陆架边缘
（Van Wagoner,1990)
层序地层形成的影响因素
• • • • • 海平面-基准面变化 控制性构造和构造运动 古气候和古环境 物源补给 天文周期
100 50 0 东部 西部 北部 第一季度 第二季度 第三季度 第四季度
沉积体系和 沉积体系域概念的回顾和实例
认识三角洲体 系
鄱阳湖和赣江 三角洲
赣江三角洲的 分流河道
沉积体系 内部构成 单元需要 精细刻画
鄂尔多斯 侏罗系三 角洲内部 构成模式
李思田等,1996,含能源盆地沉积体系,中国地质大学出版社
地震地层学和层序概念的发展
• 地震记录中的各级古间断面; • Sloss层序概念的引用和发展; • 以等时直观的物理界面为基础,划分层序, 建立等时地层格架; • 发现层序单元演化的的周期性和海平面变 化旋回的关系
不整合绵延至盆地中心常变为整合面
•
地震工作步骤
从地震沉积学到层序地层学
1,地震探测技术的巨大进步; 2,概念体系的建立: 层序的级别和时限, 关键性界面(key surfaces). 3,层序的内部构成模式和沉积体系域; 4,形成机理和控制因素; 5,勘探实践中的巨大成功.
DLD DLD SLSH DLSH DLSH DLD SAF
3
3
3
BF
3 1 DC
SL MB DSB
2
2
DC-MB DSB-PDM STS SAF
DC-SP
PDM DLD SAF
SAF DLM
EST LST HST
2
6
1
1 5
EST LST HST EST HST
MB
1 5
4
MS-SP DC-SP DC-SP
胜利油田研究院
西
SSIIID
97.5 东
SSIIIC SSIIIB
3 3 2
2 1
1
6
5
4
3
2
1
2
SSIIIA
1
滨1
SL SL SL
滨184
SL SL SL AFP SL SL SL
梁205
SL BL SL SL SL SL PDM
梁20
BL SL SL SL PDM
梁22
SL BL SL BF SL SL SL
• 在统一对比格架中研究沉积体系和相，因此能有效预测储集 体和油气成藏组合 • 其基本的方法是从岩石、地层的物理特征入手，识别各种关 键性界面（Key Surface），可操作性强，生产中易于应用
• 在建立了层序内部构成模式之后，有很强的预测功能
• 理论上综合考虑了各种动力学因素：构造、海平面变化、物 源补给和古气候
南堡凹陷古近系东三段沉积体系分布图（据CNPC冀东油田分公 司,2007）
陆相层序地层学领域成就巨大并在隐蔽圈闭 勘探中发挥了重要作用,但还有许多环节有待 深化和加强--• 地震资料日新月异,已建立的格架和模式需不断补 充完善.特别是深部层系认识尚很模糊. • 沉积体系构成和储层需要精细刻画,高精度大连片 的三维地震提供了全新的基础. • 各期古湖盆的生烃潜力需充分估计-认识地球系统 对油气成藏的控制(2007AAPG年会旗帜).
• 高精度的整体性层序地层学研究 是最有效 的预测方法 •沉积体系和相构成单元的三维研究和模式的 建立 • 高质量的地球物理新技术综合应 用，井震 结合，是关键性的技术保证 •控制性构造研究（如构造坡折带研究--可能 控制隐蔽油藏群） • 隐蔽油气藏成藏条件。
加大高精度地震投入,在层序地层格架中对沉积体系和储层精细刻划 取得重大突破
关键性界面识别 和层序地层单元级别的划分 和意义（Vail系统）
巨层序 Megasequence 一般60-90Ma 超层序 Super sequence 一般9-10Ma 层序（三级层序）sequence-层序地层分析的基本 单元--(Three order sequence) 0.5-5Ma 一般1-3Ma 四级层序 four-order sequence 一般<0.5Ma 五级层序地层单元parasequence （准层序/小层 序）
菲律宾Malampaya油田渐新—中新世碳 酸盐建隆的地震定量储层表征研究
（Neuhaus, Borgomano, Jauffred 等 2004）
3D成像和处理技术
1. 2. 3. 4. 构造约束滤波:滤波法去噪 相似性(或相干性)分析 构造向量属性 结构和体检测
沉积体系和沉积体系域
概念的形成和发展 沉积体系（depositional system）：是相的三维组合， 它把沉积环境、几何形状、配置关系结合，在油气勘探中 有很大的实用性。 沉积体系域（depositional system tract）：是同期成 因相关的多种沉积体系的配置，很多年来葛利普教授曾用 过相域的概念（ facies tract） 引用于层序地层，并划分了LST、TST、HST，并用海平面 变化概念给予了解释 划分体系域的界面
1
王1
SL BL SL BF AFP MS DC
王61
HST EST LST HST EST HST
MB DMB DC MB SL BL SL BF AFP MS-SP MS-SP DC-SP
94.4
角11
SL SL BF AFP DC-SP
SSIVA SSIIID SSIIIC SSIIIB
DC-MB MB
层序级别不是人为任意划分的，是地球演化的节律性和
天文过程的节律性决定的。
巨层序反映地球系统或区域大地构造的巨大变化，如
Pangea的会聚和裂解
超层序与盆地幕式演化的阶段性相关，如渤海湾盆地
古近系的四个超层序
三级层序的决定因素复杂尚未取得共识 四级和五级单元与古气候和天文周期密切相关
Octavian Catuneanu 2003
层序地层学研究的实例
• 渤海湾盆地济阳坳陷 • 南阳剖面的露头研究
参阅:蔡希源,李思田等,2003,陆相盆地高精度层序地层学—隐蔽油 气藏勘探基础,方法与实践
胜利油田研究院
东营凹陷东西向高精度层序地层剖面
High-resolution sequence stratigraphic profiles in Dongying Depression from East to West
牛4
SL BL SL BF SL SL
梁17
SL BL SL
牛2
HST EST LST HST EST HST
SL BL SL BF AFP SL ICH MB-DC DSB
牛13
HST
SL BL BF AFP SL MB 2 MB
牛21
SL BL SL BF-SL AFP DMS DC-SP DC-SP MB
海相碳酸盐岩领域难度大,基础较簿弱更需加 强探索.
地震沉积学(Seismic Sedimentology) 的内涵
• 基于高精度地震资料、现代沉积环境和露 头古沉积环境模式的联合反馈（mutual feed -back）以识别沉积单元的三维几何 形态、内部结构和沉积过程。
（据 Schlager 2000, Eberli,Masaferro和Sarg 2004）
SAF DSB STS PDM LDSH DLSH
PDM DLD ICH MB
EST HST
DLD DC
DLSH
EST HST EST
PDM
6
DLSH DLSH
MB-DSB PDM
4 3
3
EST LST HST
PDM
2
DC-MB
2
ICH
TF TF DLSH
PDM
EST HST
DLD TF PDM
1 2
H21下 层序
大型复合下切水道（ivf）
LST
SB42
HST
H22 层序
C
SB42层序界面上发育的大型下切复合水道全景（剖面方向与水流方向近于垂直） 南阳唐河新桥
南阳盆地的典 型三级层序
出露核三段上亚段 （H31层序），底 界为SB51（T51） 层序界面，下伏为 核三段中亚段层序
隐蔽油藏预测和勘探的基础
湖相泥岩夹薄粉砂
三角洲平原组合露头,神木考考乌苏沟
三 角 洲 三角洲平原上的决口扇砂体 平 原 三
Lacustrine delta front deposits,Shenmu,Ordos basin
高位域三角洲的前缘组合，神木考考乌苏沟（李思田等1992）
Lacustrine shale of lake expanding system tract overlying 延安组内部的最大湖泛面 By highstand delta deposits（神木考考乌苏沟，李思田等1992）
应用三维地震资料解释沉积体系 ----泰国湾三维地震成果
3D数据体极大地提高了层序地层研究的精度和效率
泰国湾三维地震成果对 沉积体系分布的解释模 式(AAPG M42)
泰国湾三维地震成果对 沉积体系分布的解释模 式(AAPG M42)
尼日尔三角洲深水区大型浊积水道复合体（time window image)