高分辨率层序地层学基本原理及其应用实例 PPT
第4章 高分辨率层序地层对比技术
二、高分辨率层序地层学的关键术语
B、中期旋回层序（IV级）
• 中期旋回层序属Ⅲ级长期旋回层序中的次一级湖进-湖退 旋回产物，发育于区域性湖进或湖退过程中，大多数具 有较完整的旋回结构。
• 于盆地边缘发育的此类旋回之间，大多发育有间歇暴露 面、较大规模的侵蚀冲刷面和岩性突变面，盆内则以相 关整合面为主。
T.A.Cross引用并发展了这一概念，并赋予 其时间单元意义。他进一步阐明，基准面既 不是海平面，也不是海平面向陆方向延伸的 水平面。
二、高分辨率层序地层学的关键术语
因此基准面是一种状态，在这种状态下，要求搬 运沉积物的能量同储存沉积物的能量是平衡的。基 准面又是一个势能面，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。
油层对比原理与方法
第四章 高分辨率层序地层对比技术
• 高分辨率层序地层学的概念及特点 • 高分辨率层序地层学的关键术语 • 高分辨率层序地层学的基本原理 • 高分辨率层序地层对比的关键方法
一、高分辨率层序地层学的概念及特点
高分辨率层序地层学的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供给通 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，从而使得储层的展布及其物性也发 生相应的变化，而这些变化是其在基准面旋回中 所处的位置和可容空间的函数。
间歇暴露面，较大规模的冲 刷面，岩性、岩相的突变面 或均变面
反映同一沉积体系中相似或 相邻相序的进积→退积组合 的测井相转换面、突变面
未作特殊处理的剖面很难识 别，或表现为地震反射结构 变化的分界面，地震相类型 转换面
Ⅴ类
与斜率周期中气 候波动引起的基 准 面 升 降 和 A/S 值变化有关
高分辨率层序地层学
目录1 概述 (2)2 “高分辨率层序地层学”概念的剖析 (2)3 高分辨率层序地层学的基本原理 (2)3.1基准面变化原理 (3)3.2沉积物体积分配原理 (5)3.3相分异原理 (6)3.4物质守恒原理 (6)4 在油气勘探中的应用 (6)4.1 储层对比 (7)4.2 储层分布预测 (7)5 总结 (8)参考文献 (9)1 概述高分辨率层序地层学是由美国科罗拉多矿业学院Cross教授(1988)带领的研究组所提出,它以野外露头、钻井岩芯、测井和高分辨率地震反射剖面资料为基础,根据地层的过程响应沉积动力学原理,通过精细地层层序划分和对比技术将钻井的一维信息转变为三维地层叠置关系,从而建立区域、油田乃至油藏等不同规模层次的储层、隔(夹)层及烃源岩层的成因地层对比格架。
高分辨率层序地层学理论核心为:在基准面变化过程中,由于可容纳空间和沉积物供给量比值(A/S)的变化,在相同的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、相类型以及岩石结构和相组合类型发生变化。
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。
其理论的关键点是基准面变化控制了层序地层的发育。
2 “高分辨率层序地层学”概念的剖析由于“层序地层学”概念诞生于前,“高分辨率层序地层学”概念诞生于后,在“层序地层学”概念先入为主的情况下,可能会有人认为“高分辨率层序地层学”一词的核心是“层序地层学”。
其实不然,只要深刻地理解了高分辨率层序地层学的理论方法体系构成,不难得出,它与经典的层序地层学是有质的差异的,二者之间无论是在概念、理论体系构成上,抑或是在方法体系构成上都有不同。
高分辨率层序地层学虽然借鉴了经典层序地层学的某些思想,但它不是对经典的层序地层学的一种简单升级,而是质的革新,具有一套完全独立于经典层序地层学的、不但适用于海相地层而且适用于陆相地层的理论方法体系,它摆脱了经典层序地层学关于海平面变化控制层序形成这一思想对陆相层序地层研究的束缚,通过对基准面旋回的不同层次性分析,实现不同级次的层序地层划分与对比,从而构建起高分辨率层序地层格架。
周口店实习(层序地层学的基本原理与实践—以太平山南坡实测剖面为例 )ppt课件
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1）由简单到复杂、由低级到高级、从水 生到陆生向前发展。
2）生物演化发展具有阶段性和不可逆性。 在较早时代已灭绝的生物类型在以后的 时期内不会在出现。
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岩石地层学：以地层的岩性特征进行地层的划分，相关的岩石地层单位就是根据地层的岩石特 征而建立的。一个岩石地层单位是由岩性、岩相或变质程度均一的一套岩石组成的三维地层体， 需要注意的是，这种方法建立起来的地层单位不考虑岩层的地质时代，其中所包含的化石只被 当作是岩石的组成部分。 岩石地层单位：可分为群、组、段、层四级（大→小）。
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碎屑滨岸环境向上变粗的小层序特征
● 岩层厚度向上增加； ● 生物扰动向上减少； ● 相带表明向上变浅； ● 在三维空间上趋向变净和变粗； ● 1-50m厚； ● 持续时间104-105年……
(据Van Wagoner等，
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1988)
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准层序或小层序（parasequence）： 是由相对整合、成因上相关的层或层组所组成的序列，它们以海(湖)泛面和与之可
以对比的面为界。相当于四级或五级沉积旋回。 准层序组或小层序组（parasequence set）：
是由成因上相关的若干小层序所组成的序列，其垂向上构成一个特征的叠加型式。
◆ 地层层序律（斯泰诺，丹麦，1669） ◆ 化石顺序律（史密斯，英国，1799） ◆ 瓦尔特相律（瓦尔特，德国，1893-1894） 地层研究，逐渐形成地层学的3个主要的、传统的分支学科，即岩石地层学、生物地层学 和年代地层学。20世纪50年代以后，地层学研究手段的发展和研究范围的扩大，形成磁性地 层学、地震地层学、事件地层学和层序地层学等新分支学科。
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东营凹陷体系域特征
《高分辨率层序地层学》高分辨率层序地层学的理论基础
第一章高分辨率层序地层学的理论基础与海相盆地或大区域规模级的经典层序地层学分析不同，高分辨率层序地层分析以地表三维露头、钻井岩芯、测井和高分辨率地震反射剖面为主要研究对象，其中尤以钻井岩芯和测井剖面资料为最重要的研究基础。
通过各种资料的精细层序划分和对比技术，将钻井或露头，以及地震剖面中的一维或二维信息转换为三维地层关系的信息，从而建立区域、油田乃至区块或油藏级规模储层的等时成因地层对比骨架，大大提高储层、隔层及油层分布的预测和评价精度。
这一层序分析工作主要基于下述4个基本原理。
第一节基本原理一、地层基准面原理基准面是一个较古老的概念，Davis早在1902年就总结了关于基准面的不同定义，多达十几种。
目前在地质学中引用的基准面概念主要有3种：①地貌学上的平衡剖面或侵蚀基准面，即基准面是侵蚀作用的终极状态；②地理学上的临界面，即基准面是一个颗粒在其之上无法停留下来，而在其下则发生沉积与埋藏作用的界面(Sloss，1962)，在实际应用中，人们常将沉积基准面看作是海洋环境中的海平面和陆地环境中的湖平面等具体物理面；③地层基准面（图1-1，Wheele,1964），在高分辨率层序地层学理论体系中，以T.A.Cross，教授为主的成因地层研究小组（1994）引用并发展了Wheele的基准面概念认为基准面既不是海平面（或湖平面），也不是相当海平面（或湖平面）向陆地延伸的一个水平面，而是一个相对于地球表面波状升降的、连续的、略向盆地方向下倾和呈抛物线状的抽象面（非物理面），其位置、运动方向及升降幅度不断随时间延续而变化（图1-1）。
基准面在升、降变化过程中具有向其幅度的最大值或最小值单向移动的趋势，由此构成一个完整的上升与下降基准面旋回，是一个受湖平面（或海平面）升降和构造沉降，沉积负荷补偿，沉积物补给和沉积地形条件等多种综合因素制约的地层基准面旋回，因此，地层基准面并非为简单的海平面（或湖平面），分析基准面旋回与成因层序形成的过程－响应原理，是理解地层层序成因并进行层序划分的主要依据。
高分辨率层序地层
第三节沉积物体积分配作用
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3、沉积物体积分配结果
(1) 旋回层序对称性发生有规律的变化;
冲积平原
海岸平原
滨面 浅海 大陆架
第一章 高分辨率层序地层学基本理论
第三节沉积物体积分配作用
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(2) 地层叠加样式发生有规律变化；
长周期基准面上升期间： 地层呈退积叠加样式； 冲积及海岸平原相：厚度向上变厚，旋回对称性向上变好； 临滨和陆架相：厚度向上变薄，对称性变差，以下降半旋回为主；
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四、基准面旋回层序及特征：
1、旋回层序定义
质点运动轨迹
低 时 间 高
旋回层序界面
在一个基准面旋 回中沉积的地层。
（1）基准面上升，有
下降半旋回
二分时间界限
浅
效可容空间增加，沉积 上升半旋回；
（2）基准面下降，有
深
上升半旋回
旋回；
（3）基准面上升到下
基准面旋回运动是地表各种地质作用（海平面、构造运动、气候变迁、沉积负 荷、地貌地形、沉积物压实等）的综合结果。
第一章 高分辨率层序地层学基本理论
三、地层基准面原理
第一节基准面与基准面旋回
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1、基准面与地表的相对位置——决定地表地质作用。
基准面旋回运动控制着地表可容空间变化，从而决定着地表的各种地质 作用方式：侵蚀、沉积物路过冲刷、沉积、欠补偿非沉积作用。
基准面下降：有效可容空间向海迁移，向海一侧可容空间较大， 滨海砂岩沉积体增大，海岸平原沉积体积减小。 基准面上升：有效可容空间向陆迁移，向陆一侧可容空间较大， 因而海岸平原沉积体积增大，滨海砂岩沉积体减小。
基准面
高分辨率层序地层学基本概要
高分辨率层序地层学基本概要一、高分辨率层序地层学的基本原理高分辨率层序地层学是以地层基准面升降旋回为沉积的主控因素的成因地层学。
它以岩心、测井、露头和高分辨率地震反射剖面为基础，通过精细层序划分和对比技术，建立各种高级别的成因地层格架，对各种级别沉积体进行四维评价和预测，因而具有客观、动态、准确、精细等优点。
它包括以下四大基本原理：1.基准面变化原理高分辨率层序地层学认为层序的形成受控于基准面的上升、下降的旋回。
基准面不是一个实在的物理界面，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，它的位置、运动方向及升降幅度不断地随时间变化。
基准面可被看成一个势能面，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，要达到平衡，地表要通过沉积或搬运作用改变其形态来向靠近基准面的方向运动。
地表和基准面之间可供沉积物沉积的空间构成可容纳空间，基准面相对于地表的运动使其发生变化，从而限定了沉积物堆积的最大潜在空间。
沉积物的供给速率和可容纳空间的变化相比，其变化相对较小，所以假定沉积物质供给速度不变，则可容纳空间的变化近似等于可容纳空间与沉积物供给量变化的比值。
可容纳空间随基准面的变化而不断变化，并产生沉积物保存、剥蚀、过路不留和非补偿四种地质作用。
基准面在变化中有总是向其幅度最大值或最小值单向移动的趋势，其变化构成一个个完整的上升与下降旋回，每个旋回称为基准面旋回。
基准面穿越地表摆动到地表之下再返回，称为基准面穿越旋回。
它的基准面下降半旋回会形成不整合面，而基准面完全在地表之下，或地表之下的摆动产生剥蚀作用，不会形成不整合面。
高级次的基准面旋回包含着低级次的旋回，相应地形成了不同级次的地层旋回。
地层旋回是在基准面旋回期间堆积在成因上相联系的沉积环境内并保存下来的所有沉积物。
基准面旋回所经历的全部时间由地层记录(岩石)和沉积间断面组成，伴随旋回的可容空间与沉积物供给量变化的比值变化，在地层旋回的沉积或岩石性质中表现出来，所以，在地层记录中识别不同级次的基准面旋回并进行地层对比是可以实现的。
层序地层学基本原理ppt课件
HST
LST TST HST
◇是在海平面由相对上升转变为相对下降时期 形成的，沉积物供给速率常大于可容空间
增加的速率。
◇ 底界为最大海泛面，顶界为层序界面。
三角洲沉积是典型沉积类型。
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二、层序地层学基本概念
5）陆架边缘体系域
◇陆架边缘体系域（Shelf margin systems
tract，简称SMST）是与Ⅱ型层序边界伴
第二章
Vail层序地层学基本原理
第一节
理论基础和概念体系
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第一节
理论基础和概念体系
一、层序地层学定义和理论基础
1.层序地层学定义
层序地层学是研究以不整合面或与之
相对应的整合面为边界的年代地层格架
中具有成因联系的，旋回岩性序列 间相互关系的地层学分支学科 。
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第一节
理论基础和概念体系
一、层序地层学定义和理论基础 层序地层学的诞生和发展受益于地震地 层学、生物地层学、年代地层学和沉积 学的发展。 ◇岩性地层学无益于层序地层学的发展
生的下部体系域（海平面相对上升或静止）；
◇以一个或多个微弱前积到加积准层序组为特征。
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二、层序地层学基本概念
5、准层序和准层序组
1）准层序
准层序（Parasequence）
临滨 滨外陆棚 前滨
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是一个以海泛面或与之相应
的面为界、由成因上有联系
临滨
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的层或层组构成的相对整合
序列。
临滨
慢 中 快
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二、层序地层学基本概念 7、凝缩层（Condensed section） ◇指沉积速率很慢（1-10mm/1000a）、 厚度很薄、富含有机质、缺乏陆 源物质的半深海和深海沉积物；
综合地层学作业-高分辨率层序地层学以及应用
中期旋回层序
由2个～ 8个短期旋回层序叠加组 成。 按旋回结构特征也可分为两种类 型： ①仅保存上升半旋回沉积记录， 下降半旋回以下切侵蚀作用为主 向上“变深”非对称型。 ②上升和下降半旋回沉积记录都 得到较好保存的对称型
长期旋回层序
由2个～ 3个中期旋回叠加组成，可划分为向上“变深”非对称型
和对称型两类旋回结构
短期旋回层序
中期旋回层序
基准面旋回
长期旋回层序
超长期旋回层序
短期旋回层序 向上“变深”非对称型(A型) 沉积物补给率＞可容纳空间增长率的高补偿条件下 向上“变深 ”非对称型 (A型)
低可容纳空间(A1型) 海相：相互切割叠臵的潮道砂体与冲刷面组成 陆相：相互切割叠臵的河流或分流河道砂体与 冲刷面组成 海相：潮间细-粉砂岩、泥岩组成 陆相：辫状河道砂体→废弃河道泥粉砂岩组
Cross提出的高分辨率层序地层学对于基准面旋回划分的分级性并没有明 确加以界定,只是简单地分为短期、中期和长期3类基准面旋回。这种划分 方法极易导致人们在进行基准面旋回划分时,对同一基准面旋回相对长短 (地层的厚薄及年龄的新老)理解的不同而导致划分的不一致和混乱,不利于 工作中的应用与对比。
郑荣才教授在研究鄂尔多斯盆地上古生界时，按基准面旋回原理，将本溪 组（C2b） 、太原组（ P1t) ）、山西组（ P1s) ）以及下石盒子组划分 为超长期、长期、中期、短期旋回层序。 对基准面旋回的结构叠加样式与沉积动力学关系进行了归纳总结。
依据高分辨率层序地层等时对比分析的原则, 从下往上,飞仙关组和其下伏的长兴组总体上是一个水体向上变浅的中
期基准面旋回,
将其划分为五个基准面旋回,即SSC1(长兴一飞一下)、SSC2(飞一上一 飞二下)、SSC3(飞二上一飞三下)、SSC4(飞三中)SSC5(飞三上一飞四)
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中期旋回层序
由2个～ 8个短期旋回层序叠加组 成。 按旋回结构特征也可分为两种类 型： ①仅保存上升半旋回沉积记录， 下降半旋回以下切侵蚀作用为主 向上“变深”非对称型。 ②上升和下降半旋回沉积记录都 得到较好保存的对称型
长期旋回层序
由2个～ 3个中期旋回叠加组成，可划分为向上“变深”非对称型
和对称型两类旋回结构
向上“变深”非对称型，一般 由下部C型和上部A型的2个中 期旋回层序叠加组成，具单一 的水进沉积序列
超长期旋回层序
由2个～ 3个长期旋回层序组加组成。 以各层序底界面对应于盆地各构造演化阶段的转换面为重要特征。
如由LSC1至LSC3层序 叠加组成的SLSC1层序, 以发育滨浅海沉积为主, 代表克拉通盆地裂陷阶 段的陆表海环境;
A/S值
•在基准面变化过程中，可容空间（A）和沉积物补给（S）的 比值（A/S）决定了可容空间内沉积物的堆积速度、保存程度 及内部结构特征。
•当A/S＞1时，沉积物发生退积作用； •当A/S＜1时，沉积物发生进积作用； •当A/S＝1时，沉积物发生加积作用。
相分异作用
指基准面旋回过程中相同相域的不同位臵岩石的沉积学与地层 学属性的变化。 相分异作用的类型（2种）： ①在基准面变化周期中的单个相 属性的变化。 ②相分异作用类型表现为沉积地 形剖面相和相序的完全不同。
和响应为原理；运用精细的地层划分和对比技术，建立区域、油田乃至油藏 级的高精度地层格架，在成因地层格架内对生油层、盖层和隔层进行评价和 预测的一项新技术。
高分辨率层序地层学的可预测性是基于地层基准面、基准面旋回、可容空间 、沉积物补给与A/S值、沉积物体积分配原理与相分异作用等基本原理。
地层基准面原理
高可容纳空间(A2型)
对称型旋回层序(C型) 沉积物补给率≈（略小于）可容纳空间增长率 的低补偿—弱欠补偿条件下。
本溪组有障壁海岸沉积体系中向上“变深”非 对称型，由相互切割叠臵的潮道砂 体与冲刷面组成 A2.高可容纳空间上“变深”非对 称型 C.对称型，由潮间细-粉砂岩、泥 岩组成
短期旋回层序
中期旋回层序
基准面旋回
长期旋回层序
超长期旋回层序
短期旋回层序 向上“变深”非对称型(A型) 沉积物补给率＞可容纳空间增长率的高补偿条件下 向上“变深 ”非对称型 (A型)
低可容纳空间(A1型) 海相：相互切割叠臵的潮道砂体与冲刷面组成 陆相：相互切割叠臵的河流或分流河道砂体与 冲刷面组成 海相：潮间细-粉砂岩、泥岩组成 陆相：辫状河道砂体→废弃河道泥粉砂岩组
四大方法体系
测井层序地层学分析
内容提要
高分辨率层序地层学的基本原理
高分辨率层序地层学的发展
三叠系飞仙关组高分辨率层序地层学的应用分析
高分辨率层序地层学的基本原理
高分辨率层序地层学是以露头、测井、岩心和高分辨率地震资料为基础，依
据基准面旋回、容纳空间的变化导致岩石记录的地层学和沉积学特征的过程
基准面的特征 基准面就是一个在其上即不发生沉积作用，亦不发生剥 蚀作用，从而沉积物通量不发生变化的抽象面 基准面在升、降变化过程中具有向其幅度的最大值或最 小值单向移动的趋势 基准面升降构成基准面旋回和可容纳空间
基准面旋回
基准面在旋回变化升降过程中总是有向其幅度的最大值或最小 值单向移动的趋势，构成一个完整的上升与下降旋回，即基准 面旋回。 •基准面的一个上升与下降旋回合称为一个基准面旋回 •基准面旋回可发生在地表之上或之下，也可穿越地表，既基 准面穿越旋回 •在地表的不同部位基准面的升降旋回是等时的
高分辨率层序地层学基本原理 及其应用实例
层序地层学理论体系
层序地层学的核心部分是研究全球海平面升降变化对沉积作用的控制，包括对
大陆边缘碎屑沉积作用的控制和对大陆边缘碳酸盐沉积作用的控制。 地震层序地层学分析 海相层序地层学 三大理论体系 陆相层序地层学 高分辨率层序地 层学 层序地层的计算机模拟 分析 露头层序地层学分析
意义
根据前述层序划分原则和各级别层序的基本特征， 优选超长期和长期旋回层序界面和湖泛面为等时地层对比的
年代追踪对比框架及等时对比标志，
选择中期旋回层序为等时地层对比单元，建立本溪组—下石 盒子组的等时地层格架。 为精细描述地层格架中的各类成因砂体分布规律和几何形体 特征提供应该依据
Cross提出的高分辨率层序地层学对于基准面旋回划分的分级性并没有明 确加以界定,只是简单地分为短期、中期和长期3类基准面旋回。这种划分 方法极易导致人们在进行基准面旋回划分时,对同一基准面旋回相对长短 (地层的厚薄及年龄的新老)理解的不同而导致划分的不一致和混乱,不利于 工作中的应用与对比。
郑荣才教授在研究鄂尔多斯盆地上古生界时，按基准面旋回原理，将本溪 组（C2b） 、太原组（ P1t) ）、山西组（ P1s) ）以及下石盒子组划分 为超长期、长期、中期、短期旋回层序。 对基准面旋回的结构叠加样式与沉积动力学关系进行了归纳总结。
旋回等时对比法则
一个完整的基准面旋回可由基准面上升半旋回加下降半旋回组成完整的地层 旋回，也可由不对称的半旋回加间断界面（代表侵蚀作用或非沉积作用）构 成。
基准面下降半旋回代表逐 渐变浅的相序，呈进积叠 加样式 ；基准面上升半旋 回代表逐渐变深的相序， 呈退积叠加样式 。
高分辨率层序地层学的发展
可容空间
可容空间是指地表和基准面之间可供沉积物堆积的空间。
基准面相对于地表的升降会导致可容空间发生变化，可容空 间控制着某一时间、地理位臵沉积物堆积的最大能力。 在基准面变化的时间域内，可容空间在不断变化，由此导致 沉积物的沉积、剥蚀、路过不留和非补偿等4种地质作用的 发生。
基准面不同部位的地质作用
• ①侵蚀作用 • ②沉积作用 • ③过路状态（ by pass） • ④无沉积间断（ 饥饿沉积）
沉积物体积分配原理
•沉积物体积分配是指基准面旋回期间沉积物以及不同体积被分配到不同 相域的过程，是基准面旋回内不同沉积环境可容空间动态变化的结果。
体积分配作用表明地层过程—响应系统遵循能量守恒定律。