剥蚀量恢复几种方法
《石油地质综合研究方法》剥蚀厚度与埋藏史和热史恢复方法
即根据地质条件相似其地
地质类比法
温场特征也相似的原则，选 定今天所实测的地温参数作
平均密度，kg/m3 2．6×103
2．4×103
2．4×103 1．3×103
10
厚 度
(km)
50
大陆
地壳 岩石圈
低速带
软流圈
大洋
莫霍面
中间层
地球的主要分层及其流变学分界
(Allen,1990)
热源的传输持续时间：
据 Lachenbruch 的估算：对于100 km的岩 石圈，一般热传输持续时间为50-100 Ma， 因此，岩石圈具有相对较高的热惯性，背景 热状态持续的时间长。
当剥蚀量较大而埋藏较浅时，常常可应 用声波时差法估算泥页岩的压实趋势和计 算剥蚀量的大小。
应用声波时差法计算剥蚀量存在一个前提条件： P剥 ＞ P覆
P剥 — 剥蚀的地层对剥蚀面下伏地层产生的压力。
P覆 — 现今地层对剥蚀面下伏地层产生的压力。
（4）根据镜质体反射率(Ro)的突变求剥蚀量
镜质体反射率是目前应用最广的有机质成熟度指 标。它是地温的一次函数，从而也同埋深有关。在正 常情况下，Ro值随深度的变化是连续的，渐变的， 但有时发生突变。出现这种异常情况的原因有多种：
我国部分油气区的地温梯度分布表
油区 大庆 大港
胜利
四川 长庆
区域
中央 边缘 港西区 港东区 外围 东区 中区 西区 川中 川南 川东南 中部
地温梯度 (℃/100m)
3.8 3.4 3.8 3.5 3.4 4.6 3.4 3.2 2.5 2.0 1.6 2.72
二、地热史恢复方法简介
恢复一个地区沉积岩系的受热史就是要定量 查明该区在各地史时期中的地温场及其变化。而 一个地区的地温场是由大地热流性质、局部热源 及岩石传导能力等多种地质因素综合作用的产物 。今天所测得的地温、地温梯度、大地热流，甚 至岩石的热导率，一般与其地史时期中的值存在 某些不同。
结合地震资料利用地层法恢复剥蚀量
１ 蚀 关 系分 析
ＮＥ ／间断面地层剥蚀 厚度 ，为研 究区的构造 演化史 、 积发育史和 生 沉
排烃 史的深入研究提供依据 。 在局部范围 内，同一 时代 的沉积地层在横向上厚度变化具有 一定
在恢复地层剥蚀量之 前，就 必须先 了解地层剥蚀关系 ，地层剥蚀 关系
的规律性或厚度相等 、 厚度线性递 增递减等 。地层对 比法就 是将要 或 恢 复剥蚀厚度的地层与邻 区未被 剥蚀 的相同地层进行对 比 ， 出其沉 求 积厚度 ，除去该地层 的残 余厚 度即可得到地层剥蚀量 。对 比计算过程 中可以用线性递减 的原则进行 外推 ，在资料比较丰 富的情况 下还 可以 采用其他 外推法（ 比如非线性拟合 ） ，当然还必须考 虑地层厚度 及地层
起 伏 的变化趋 势 。由于这里 所讲的未 被剥蚀地 层是相 对的 ，因此
利用地层对比法求 出的剥蚀量可能会小于真 实的剥 蚀量 。 采用地 层厚度对 比法恢复剥蚀 厚度的具体 方法 … 如下 ：①建 立地质剖面 网络 ：在盆地 范围内选择深度大 、资料齐全 的钻井 ，沿主 要层系沉积相展布 的方 向做出了数条分布相对均 匀的连 井剖面 ，作为 剥蚀量估算 的地质框架 ；②确定剥蚀事件发生前 的地表 ：地层剥蚀会 造成平行不整合或 角度 不整合。判断是否存在剥蚀 面是 一项难度很大
地层 趋势分析 、厚度对比的方法 、地震地层综合法来求取剥蚀量 。 （ ） １ 地层厚 度对比法 。地层对 比法是比较传统 的恢复 剥蚀厚度
的方法，但这一方法简单而行之有效 ，并且应用条件相对较少，使用
范围广 。韩用兵 等 ’ 在研 究渤海 湾盆地 济阳坳陷沙 四段和 孔店组地 层 剥蚀厚 度恢复 中通过多方位运 用地层 对比法 ，然后再将所得计算结 果 加权平均得到最终的地层剥蚀厚 度 ，使计算误差降低 ；卢明 国 ， 童
沉积盆地中恢复地层剥蚀量的新方法
第14卷第5期1999年10月地球科学进展ADVAN CE I N EA R TH SC IEN CESV o l.14 N o.5O ct.,1999综述与评述沉积盆地中恢复地层剥蚀量的新方法Ξ王 毅①,金之钧②(①石油大学,山东 东营 257062);(②石油大学,北京 昌平 102200)摘 要:主要介绍了磷灰石裂变径迹分析法、沉积波动过程分析法和宇宙成因核素分析法等3种恢复和计算地层剥蚀量的新方法。
它们的优点是不但给出一个剥蚀面造成的地层总的剥蚀量,还能详细刻画整个剥蚀过程,从而能计算出每一期构造抬升引起的地层剥蚀量。
关键词:剥蚀量;剥蚀过程;裂变径迹;波动过程;宇宙成因核素中图分类号:P53915 文献标识码:A 文章编号:100128166(1999)05204752051 引 言地层剥蚀是多期沉积盆地中普遍存在的现象,特别是代表每一期盆地主要反转期的构造抬升对原始盆地充填层序的剥蚀尤为强烈,这对沉积盆地中油气的生成、运移和聚集等产生重要的影响,且使原来的盆地充填沉积面目全非,这限制了对盆地构造演化史、盆地充填史、沉积演化史、热史以及油气成藏史的深入研究。
因此,地层剥蚀量的恢复和确定在沉积盆地分析中是一项重要的基础工作〔1〕,许多地质工作者积极探索和寻找一种完善的方法以恢复和确定任何地质条件下的地层剥蚀量。
目前恢复地层剥蚀量的常用方法很多,如:①地层对比法;②沉积速率分析法;③沉积地层层序分析法;④不连续镜质体反射率法;⑤声波时差测井法;⑥地震层速度分析法;⑦构造横剖面沉积地层趋势分析法;⑧岩石密度分析法;⑨粘土矿物成岩分析法;βκ沉积地层体积平衡分析法;βλ最优化方法;βµ天然气平衡浓度法等〔2～12〕。
但是它们均受特定的地质条件限制,其应用有很大的局限性。
例如有些方法只适用于中新生界以上的地层,有的要求地层的被剥蚀厚度大于现今地层的上覆厚度,还有的地层的欠压实、岩性的变化对剥蚀量恢复精度都会产生很大的影响。
沉积盆地剥蚀量恢复方法
文章编号:1001-6112(2008)06-0636-07沉积盆地剥蚀量恢复方法袁玉松1,郑和荣1,涂 伟2(1.中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;2.长江大学地球物理与石油资源学院,湖北荆州 434023)摘要:沉积盆地不整合面上地层剥蚀量恢复方法很多,按学科可分为4大类:基于古温标的地热学方法、基于地层学或沉积学原理的地质学方法、基于测井或地震数据的地球物理学方法和基于物质扩散或累积原理的地球化学方法。
每类方法都有其自身的适用条件和局限性,实际应用中,必须根据盆地的发育、沉积构造演化以及不整合面分布等特征,选择最有效的方法或方法组合。
分析认为:在数据质量可靠的情况下、并且同时满足地层构造层序中的下构造层较上构造层经历了更高的古地温这一基本条件,古温标镜质体反射率和磷灰石裂变径迹古地温梯度法是首选方法;对于中新生代沉积盆地,可以选择孔隙度法和或声波时差法与古地温梯度法相结合进行地层剥蚀量恢复;对于显生宙以来的多旋回叠合盆地,首先应该对盆地的沉积、构造演化历史进行仔细分析,利用地层对比法定性约束剥蚀量的范围,然后再应用地热学方法和或沉积波动分析法进行定量计算。
关键词:镜质体反射率;磷灰石裂变径迹;声波时差;古温标;剥蚀量;沉积盆地中图分类号:TE121.1 文献标识码:AMETH ODS OF ERODED STRATA THICKNESSRESTORATION IN SEDIMENTAR Y BASINSYuan Yusong 1,Zheng Hero ng 1,Tu Wei 2(1.Ex ploration &Production Research I nstitute ,S I N O P EC,B ei j i ng 100083,China;2.College of Geophysics and Oil Resources ,Yangtze Universit y ,J ingz hou ,H ubei 434023,China )Abstract :Multi 2type restoration met hods to estimate t he t hickness of eroded sedimentary rocks can be categorized into four types :geot hermal ,geological ,geop hysical and geochemical met hods based on pa 2leot hermal index ,st ratigrap hical or sedimentary p rinciples ,logging or seismic data and diff ussion or ac 2cumulation t heory ,respectively.Every type has it s own effective conditions or limit s in application to estimate t he eroded t hickness of rocks.In practical application ,it should make sure to select t he mo st effective met hods or t heir combinations according to develop ment ,st ruct ural evolution and unconformity surface of sedimentary basins.It was considered by integrated analysis t hat paleo 2temperat ure vit rinite reflectence (R o )and paleo 2temperat ure gradiends of apatite fission 2t rack (A F T )are primary choices un 2der conditions of st rata reliabilities in combination wit h basic condition t hat lower tectonic layer under 2went higher paleo 2temperat ure t han upper sequence.As for Mesozoic -Cenozoic sedimentary basins ,We can choose porosity met hods and/or acoustic t ravel interval time in combination wit h paleo 2temperat ure gradient s to carry out restoration of eroded t hickness.And for multicycle superimposed basins since Phanerozoic ,we should caref ully analyse sedimentary feat ures and evolution history of basins ,qualita 2tively const raint ranges of eroded t hickness using st ratigrap hic correlatio n met hods t hen quantitatively calculate using geot hermal data and/or sedimentary wave analysis.K ey w ords :vit rinite reflectence ;apatite fission 2t rack ;acoustic t ravel time ;paleo 2temperat ure scale ;de 2nudation t hickness ;sedimentary basins 恢复地层剥蚀厚度的方法很多,如镜质体反射率法[1～5]、磷灰石裂变径迹法[6～8]、地层对比(类推)法[9～12]、孔隙度法[13～15]、声波时差法[16～18]、沉积速率法、沉积波动分析法[19～22]等。
不整合面剥蚀量恢复及其构造意义——以贝南凹陷T22不整合面为例
地 震地 层外 延 法 的原理 是 ：依据 地 震地 层 解释 划
分地 层 沉积 层序 ，分析 是否 存 在剥蚀 及 被剥 蚀 地层 的
残余 厚 度 、 地层 厚度 及横 向分布 规律 。 根据 保存 相对 完
位 于 ２条 断层 之 间 ， 构造 活动 强烈 ， 受后 期 构造 反 转 且
式中 ：￡ △ 为泥 岩在 任意 深 度 日 处 的声 波 时差 值 ．￣ｍ： ｐ／ ｓ
△ 如为 外 推 至 地 表 的 未 固结 泥 岩 声 波 时 差 值 ， ｓ Ｃ 仙／ ｍ； 为 正 常压 实趋 势斜 率 ， ～ Ｈ 为 埋深 ， 。 Ｉ ； ｎ ｉ ｎ 适 用 条件 ： 原理 是建 立在 “ 岩沉 积 物 的压 实形 其 泥
［ ］ 胡少 华． ６ 基于地 震资料 的构 造． 沉积综合分 析法 ： 一种剥蚀 厚度恢
复 新 方 法 ［］ 油 地 球 物 理 勘 探 ，０ ４ ３ （ ）４ ８４ ３ Ｊ． 石 ２ ０ ，９ ４ ：７ —８ ．
Ｈｕ Ｓ ａ ｈ ａ Ｉ ｔｇ ａｉｅｓｒ ｃｕａ—ｅ ｉ ｎａｙａ ａｙ ｉ ｔｏ ａ ｅ ｈ ｏ ｕ ． ｎｅ ｒｔｖ ｔ ｔｒ ｓｄ ｍｅ ｔｒ ｎ ｌｓｓｍｅｈ ｄｂ ｓｄ ｕ ｌ
运移 ， 为油 气运 聚 提供 了有 效 的运移 通 道与 储集 空 间 ， 并且 此 阶段地 层抬 升并 遭 受剥 蚀 ，地 层抬 升造 成 的异
１ ６
断
块
油
气
田
２１ ０ ２年 １月
ｕ ｃｎｏｍｉ ｒ ａ ｏ ｆ ｉｏ ｓ ｅｅｖｉ ［］Ｊｕｎｌ ｆ ａｉｇ ｎｏ ｆｒ ｔ ｉ ｆ ｔ ｎｏ ｏｌ ｒ ａ ｓｒｏｒ Ｊ ．ｏｒａ ｏ Ｄ ｑｎ ｙ ｎｏ ｉ ｍ ｇ ｒ ｓ
利用声波时差资料的剥蚀量恢复方法与实例
３８卷 第
４期
世 界 地 质
Ｖｏｌ３８ Ｎｏ４
２０１９年 １２月
ＧＬＯＢＡＬＧＥＯＬＯＧＹ
Ｄｅｃ２０１９
文章编号：１００４—５５８９（２０１９）０４—１０８２—０９
Hale Waihona Puke 利用声波时差资料的剥蚀量恢复方法与实例
王腾飞１，２，金振奎２，田甜３，史书婷２，李硕２，郭芪恒２
种方 法， 包 括 声 波 时 差 法［５６］、 镜 质 体 反 射 率 法［７８］、包 裹 体 测 温 法［９１１］、 磷 灰 石 裂 变 径 迹 法［１２１３］、波动分析法 、 ［１４１６］ 邻层厚度比值法 、 ［１７１８］ 趋势延伸法［１９］、古地温梯度法 和 ［２０２１］ 天然气平衡 浓度法［２２］等。 每 种 方 法 均 有 一 定 的 局 限 性， 例 如 天然气平衡浓度法，其结果依赖于生气量的计算。
Ｄｅｎｕｄａｔｉｏｎｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇｂｙｉｎｔｅｒｖａｌｔｒａｎｓｉｔｔｉｍｅ： ｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄａｎｅｘａｍｐｌｅ
ＷＡＮＧＴｅｎｇｆｅｉ１，２，ＪＩＮＺｈｅｎｋｕｉ２，ＴＩＡＮＴｉａｎ３，ＳＨＩＳｈｕｔｉｎｇ２，ＬＩＳｈｕｏ２，ＧＵＯＱｉｈｅｎｇ２
１ＦａｃｕｌｔｙｏｆＬａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５００９３，Ｃｈｉｎａ； ２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ （Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ； ３１０ｔｈＯｉｌＰｌａｎｔｏｆＣｈａｎｇｑｉｎｇＯｉｌＦｉｅｌｄ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｑｉｎｇｙａｎｇ７４５１００，Ｇａｎｓｕ，Ｃｈｉｎａ
声波时差法对临清坳陷东部地区上古生界顶部剥蚀量的恢复
的体现 。Ｍａｒ 出的方 法， 限于在 这种 情 况下 才 ｇａ提 也
可 以应 用 。
（） 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 由于不 整合 面上 、 地 层 的沉 积 环 境 、 积 下 沉 速 率及 大地 构造 背景 存在 明显 差异 ，造 成不 整合 面 上 下地 层 的压 实趋势 线 的斜率 不 同 ，而新 沉 积地层
力小 ， 以用 声波 时差 法恢 复剥 蚀厚度 ， 可 当老地 层存
在欠 压实 时 ， 则不 能用 声波 时差法 恢 复剥 蚀厚度 ［ ９ １ 。
上 ，而 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 ， 则 原泥 岩 孔 隙 否 度将 被 改造 而失 去定 量计 算地 层剥 蚀量 的可 能 。 但 大量 证 据表 明 ： 响 地层 孔 隙度 变 化 的 因素 影 很 多 ， 深 只是 其 中一 个 因 素 。 即使 是 在认 为 机 理 埋
声波 时差 法来 恢 复剥蚀 厚 度 ， 键 因素并 非厚 度 ， 关 而
是剥 蚀 面 （ 整合 面 ） 不 以上新 地 层对其 以下老 地层 和 被剥 蚀地 层 在剥蚀 前对 老地 层 各 自所 施 加 的压力 是
否相 同［ ９ １ 。
早一 中三叠 世 时期 ，华北 北部 中一 下 三叠统 原 始 地层 分 布十分 稳定 ．整体上 呈 自南 向北逐 渐减 薄 的形 态 。该 时期 华北 地 区基本 继 承 了晚古生 代 以来 的构 造格 局 和 沉积 特 点 ， 势北 西 高 、 东 低 ， 一 地 南 为
Ｉ 型 Ⅱ 型 Ⅲ 型
石油地质综合研究方法 09-剥蚀厚度与埋藏史和埋藏史恢复方法
（2）沉积速率法
Hale Waihona Puke 一个不整合界面代表着一段时限，在这个时限内有某一厚度 的沉积被剥蚀了。于是这段时限实际是包含了两部分，一部分 是该厚度的沉积岩沉积时所用的时间，另一部分是该厚度的沉 积岩被剥蚀所用的时间。如果知道被剥蚀岩层的沉积速率，知 道不整合上、下岩层的绝对年龄，就可以算出被剥蚀掉的沉积 层厚度。
农101井（800m）
-1000 -800 -600 -400 -200 100 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000
Δt(μs/m)
1000
古 地 表 声 波 时 差
农43井（600m）
地表△t0=650 μs/m
正演数值模拟法基于相同的原理通正演数值模拟法基于相同的原理通过给定一个假定的剥蚀厚度然后用数值过给定一个假定的剥蚀厚度然后用数值模拟方法重建埋藏史和热史从而模拟出理模拟方法重建埋藏史和热史从而模拟出理论的roro与深度关系曲线对比理论和实测与深度关系曲线对比理论和实测的的roro与深度关系曲线通过不断调节剥蚀与深度关系曲线通过不断调节剥蚀厚度的大小直至两者达到最佳拟合时所厚度的大小直至两者达到最佳拟合时所假定的剥蚀厚度即为所求值
• 基本原理：
在连续沉积的地层 剖面中，镜质体反射 率与深度的关系为一 条连续的曲线；当存 在较大的剥蚀面时， 剥蚀面上下的反射率 曲线发生不连续，根 据剥蚀面上下镜质体 反射率的差值可以大 致估算剥蚀厚度
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我最近正在做剥蚀量恢复和原型盆地分析相关工作，根据现有数据先后用了地震资料趋势外延法、声波时差法和境质体反射率方法，每种方法各有优缺点。
趋势法应用范围广，不受盆地性质限制，只要对盆地的构造特征和演化有清楚的认识就可以做，但是他只能求出相对剥蚀量，即认为洼陷中心地层没有没有受到剥蚀，对于盆地整体抬升造成的剥蚀就无法估计了。
只能是用趋势法先做一个相对剥蚀量，之后用其他井上的数据做一下绝对剥蚀量进行校正。
声波时差对于浅层的剥蚀量恢复效果还不错，但对深层的不整合或是叠合盆地的下部不整合用不了。
而且最好资料段有大段的泥岩段，要是沙泥岩互层的效果非常差。
对于深层的不整合，我是尝试用境质体反射率方法做的，没有其他数据。
但境质体反射率数据有限，单井资料在不整合一下只有两三个境质体反射率的值，而且都选在深度非常接近的范围内，这样使得很临近的井求出来的剥蚀量相差甚远，几乎没有什么意义。
先后用Dow最原始的Ro差值法、外推法、最高古地温法（限于资料我用的是Barker的经验模型）求解的剥蚀量相差巨大。
总之，剥蚀量恢复是个极大的难题，基本都是个大概，要想各个资料的结果相互支持谈何容易！
剥蚀量恢复是我们搞勘探过程中不得不面对的困难，希望有做过
这方面工作经验的积极讨论，相互提高。
恢复地层剥蚀厚度是研究盆地演化史和进行油气资源定量
评价的重要基础工作，通过中生代地层剥蚀量的计算、地层最大埋深的确定，可以帮助我们确定第三系之下的烃源岩生油期、生气期，进而准确评价油气资源潜力，优选勘探目标。
这对于第三系之下的油气资源勘探（如C、P的煤成气）显得尤其重要。
目前存在多种计算地层剥蚀量的方法，如：（1）地层对比法、（2）沉积速度法（Van Hinte,1978）、（3）声波测井曲线法（Magara,1976）、（4）镜质体反射率（Ro）法（Dow,1977）、（5）地震地层学法（尹天放等，1992）、（6）最优化方法（郝石生等，1988）、（7）天然气平衡浓度法（李明诚等，1996）等。
本项目在考虑到各种方法适用范围及特点的基础上，充分运用各种资料，将传统方法与裂变径迹分析、宇宙尘埃特征元素分析等现代技术相结合，
目前，恢复地层剥蚀厚度的方法有很多，如声波时差法、孔隙度法、优化孔隙度法、改进的声波时差法、压实法、平衡剖面地质对比法、邻层厚度比值法、参考层厚度法、沉积速率比值法、沉积速率趋势法、镜质组反射率法、磷灰石裂变
径迹法、古地温梯度法、包裹体测温法、天然气浓度平衡法、地质年龄差比与残留厚度乘积法、沉积波动过程分析法、宇宙成因核素分析法等。
根据恢复方法的原理和手段，恢复地层剥蚀厚度的方法大致可以划归为五大类：①地质分析对比法；②地热指标法；③测井技术法；④沉积速率法；⑤其他方法。