湖相地层剖面中有机碳总量旋回及其层序地层意义

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变化与声波曲线特征之 间的内在关系则提供 了利用 声波 曲线定性识别烃源岩的重要依据。
２ 视 电阻 率 ． ２
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式中 ： 分别为电阻率 和声 波时差 的实测值 ； Ｒ、 Ｒ基 △ 线、 线分别为基线对应的电阻率和声波时差值 。
有 机 碳 总 量 （Ｏ 是 成 熟 度 的 函 数 ， 与 Ｔ Ｃ） 并 △ｌｇ 线性 相关 ， ｏＲ 由此得 经验 公式
ＴＯＣ：１ （ 一 。 ｏ Ｒ ０。 。。 ） ｇ 。 △ｌ （） ３
Ｓ４ Ｂ Ｍ Ｆｓ Ｆ Ｓ Ｂ３
成本的限制 ， 往往无法获得连续的有机碳剖面 ， 通常 只能以某一层段有 限样品的测试有机碳平均值来代
替。
近年来 ， 国内外学者对烃源岩地球化学参 数与 测井信息之间关系的探索为解决上述矛盾提供 了新 的思 路 。虽 然 现 有 的测 井 方 法 还 不 能 直 接 反 映 烃源岩 中有机质 的地球化学参数 ， 但很多研究成果 已经表明了烃源岩测井评价的可行性 ， 同时使利用 测井 资料 获得全剖 面烃 源岩 地球化学参数成 为可 能 。利用声波时差 曲线与电阻率曲线交会的方法可 估算烃源岩总量剖面 ， 获得演化模式 ， 其在旋回地层 分 析 中具 有重 要意 义 。
７０ Ｏ０
波异常的存在可能反映了两种情况 ： 一是沉积 因素， 如沉积间断 、 差异压实等异常的存在 ， 它们之间有明
显 的区别 ， 很容 易 区分 ； 二是 泥 岩 中有 机 质含量 的变 化 或 烃 类 含量 的变 化 ， 致 声波 时差 的增 大 。沉 积 导 因素对 声 波 曲线特 征 的影 响较有 机 质或 烃类 含量 的 变化 大 得 多 ， 很 容易 区分 。有 机 质 或 烃类 含 量 的 也
算参数之一 ， 不仅需要大量 的 Ｒ 实测数据 ， 。 也将会 使计算过程复杂化 。 综合考虑上述因素 ， 对上述方法加 以简化和改 进， 重新定义 Ａｌ Ｒ 的计算方程 ， ｏ ｇ 利用分层段计算 的方法消除 Ｒ 的影响（ 。 即在一定层段 内将 Ｒ 看作 。 常数 ）则式（ ） ， ３可简化为 ＴＯＣ＝Ｃ ｏ Ｒ Ａｌｇ 式中： Ｃ为与成熟度 Ｒ。 有关的常数。
由于有机质堆积条件的旋 回性变化 ， 导致了沉 分 及 沉 积速 率 的差 异 。前者 主 要 受地 质 历史 时期
积地层剖面 中有机碳的演化具有规律性 、 回性ｎ 旋 ，
掌握其演化规律不仅在盆地烃源岩评价中具有重要 意义 ， 而且 在 开展 地层 学研 究 中 ， 连续 的有 机碳 演 化 剖 面 能够 为深 入 了解 沉积 地层 充填 演 化历 史带 来很
Ａｌｇ ｏ Ｒ＝ ｌ 一Ａ ＇ ｇ Ｕ ｔ （） ７
式（ ） Ａｌ Ｒ被定义为电阻率与声波 曲线 的 ２中 ｏ ｇ 幅度差 ， 由于两者量纲的差别 ， 为避免曲线对幅度差 值 的贡献差别过大 ， ２ 中将声波时差的取值乘 以 式（ ） 系数 ０ ２ ． 。为方便两条 曲线 的对 比， ０ 对两条 曲线 的 取值做简单的归一化处理
的基 线并 未重 合 ， 故将 式 （ ） 写为 ４改 Ｔ ｏＣ＝Ｃ Ａｌｇ １ ｏ Ｒ＋Ｃ ｏ 对 Ｔ Ｃ与 Ａｌｇ Ｏ ｏ Ｒ做 一元线 性 回归 （ ３ 。 图 ） 由方程 ＴｏＣ＝０９７ Ａｌｇ ．９ １ Ｒ一０３ ５ 司佶 算 全 ｏ ． ６ ６
（） ８
（） ５
（） ６
藏 过 程 的影 响 ， 质 历 史 上 由于 构 造 活 动所 引 起 的 地
有机碳 演化剖 面估算
３１ ａｓｙ方法 ． Ｐ ｓｅ
抬升一埋藏过程的频繁交替更使 Ｒ。 与深度之间 的
关 系变 得 复杂 。 因 此 ， 取 成 熟 度 指 标 Ｒ。 为 计 选 作
Ｐ ｓ ｙ １９ ） ａｓ 等（９０ 讨论了利用测井资料识别和测 ｅ 定 富 含 有 机 质 烃 源 岩 的方 法 ， 定 义 了 △ｌｇ ［ 并 ｏＲ２ １ 。
式 中： 、 ｔ Ｒ Ａ 分别 为电阻率 、 波时差 的观测值 ； 声 Ｒ 、 和 △ 一 、 Ｉ Ｒ ￡ △ ｎ 分别为它们的最大值和最 小值 ， 它们可 以是一组数据中的最大值和最小值 ， 也 可以根据地 区的实际定义 ， 赋予特定的取值 ；ｇ ＩＲ 、
Ｗｙｉ等 （９ ６ 依 据 大 量 实 验 结 果 推 断 ， 具 ｌｅ １５ ） ｌ 在 有 均匀 分 布 的 小孔 隙 的固结 地 层 中 ， 隙 度 与声 波 孔 时 差 存 在 线 性 关 系 。湖 相 碎 屑 岩 剖 面 中 ， 源 岩 烃 的主要 类 型 为 暗 色泥 岩 、 页岩 ， 正 常 压实 、 在 连续 沉 积 的 地 层 中 ， 岩 、 岩 的声 波 时 差 （ 泥 页 （ ） 半对 数 坐标 系下 呈近 线性 关 系 Ｈ 在 ） 深 度 与 式 中 ： 为实 测 的烃 源岩镜 质组 反射 率 。 Ｒ。
曲线与视 电阻率 曲线交会 的方 法， 可获得全 剖面有 机碳 总量的演 化模 式， 将其 用于层 序地层 学研究 ， 能够 为层序 地层 单元 的识别 与划分提供 有力依据 ， 同时也有助 于恢复古地 理环境 。 关键词 ： 有机碳 总量 ； 序地层 ； 层 烃源岩 ； 演化模式 ； 湖相地 层剖面
深度 （ ｍ）
０ ｌ － … －… ０ …… ．一 ． ０． … ＋ ｔ．… “－ …ｊ ：
图 １层序 中有机碳总量 的分布特征
收稿 日 ：０ １ｌ．８ 改回 日期 ：０ ｌ１．７ 期 ２ １－１ ； ２ ２１－ ２ ２ 作者简介 ： 士龙 ， ， 史 男 资源勘查工程专业 ， 主要从事 地震资料综合解释研究工作 。 现
其中， ｌｇ Ａ ｏ Ｒ取值范围为［，】 ０２。 通过计算得 Ａｌ Ｒ剖面 ， ｇ ｏ 并将其作为估算 Ｔ Ｃ Ｏ 的基 础数 据 。
３２２ 回 归 方 程 ．．
ｌ ｌＲＲｌ ｇ ＝ ｇ Ｒ （／ｍ ｎ ）
△ ＝ Ａｔ Ａｔ ｉ － ｍｎ
以Ｄ 凹陷 Ｐ ２ 井为例 ， Ｐ １０ 首先利用式（ ） ７求得各 取样点的 Ａｌ Ｒ值 ， ｏ ｇ 然后将实测 的有机碳丰度值与 之对应 （ １ 。根据式 （ ）Ｔ Ｃ与 Ａｌ Ｒ之 间存 表 ） ４ ，Ｏ ｏ ｇ 在简单的线性关系 ， 由于式 （） ７计算过程中两条曲线
１ 有机碳总量分布的控制因素
沉 积 地层 中有 机质 的堆 积 受古 生 物化 学 因素及
…
…
沉积地质条件的控制 ， 主要包括两个方面 ： 其一是表 层水 、 相邻流域的有机质生产率大小 和有机质生物 化学降解程度 ； 其二是有机质的搬运方式、 沉积物组
ｌ固 ： ¨ … 二 … ： … ｉ 信 ｛ ＝ Ｊ
・
５・ ２
油 气 地 球 物 理
２ １年 ４ ０２ 月
隙 中的水 ， 而导 致岩 石 电阻率 的增 加 。根据 声 波 、 从
２ 烃源岩声波及 电阻率响应特征
２１ 声 波 时差 ．
电阻率叠加可计算 △ｌ Ｒ ｏ ｇ
ＡｏＲ ｌＲＲ 线＋．（ 一 ） （ ＝ｇ ／基Ｊ０２ ｔ△ 线 ２ ｌ ｇ （ ０Ａ ）
Ｈ＝ Ｔ（ｔ Ａ） Ｃ Ａ０ ｔ ｎ 一
（） １
这 样 就 可 以用 电 阻 率 曲线 、 波 曲线 和 。 声 计
式中 ： ｔ为外推至地表的声波时差值 ； Ａ０ Ｃ为泥页岩 正 常压 实 曲线斜 率 。
某 些 地质 因素 的存 在会 破坏 这种 关 系 。通 常 声
算出有机碳剖面。
水体 较浅 ， 甚至处 于暴 露状 态 ， 积物堆 积速度 快且 氧化作 用 活跃 ， 面上往往 出现 有机碳 总量 最小值 ； 最大 沉 剖 在 湖 泛面 附近 ， 积物供 应速度 慢 ， 沉 为欠补偿 沉积 段 ， 有利 于有 机质 的 富集 ， 出现 有机碳 总量 最大值 。利用 声波 常
适 当比例的声波时差和电阻率 曲线的叠合反映了细 粒、 亲水非烃源岩的存在 。在富含有机质的烃源岩 中， 两条曲线存在明显 的幅度差 ， 定义为 △ｌ Ｒ（ ｏ ｇ 图 ２嘲 ） 。在未成熟 的烃 源岩中 ， 条曲线分离的原 因 两 是 因为低密度的固体有机碳取代非有机岩基质造成 的； 当烃源岩成熟时， 开始生成的烃类将取代岩石孔
大 的帮 助 。受钻 井 取 心 、 样 的不 连续 性 以及 测试 取
水化学环境及古气候 因素 的控制 ； 后者则主要受沉 积条件 、 沉积过程 的控制。同时 ， 沉积物组分 、 沉积 速率与沉积有机质之间的函数关系也充分说 明剖面 中有机质的分布与测井信息之间存在着密切 的内在 联系 ， 这正是能够利用测井信息获得沉积地层有机 碳 总量 演化 剖 面 的根本依 据 。 湖相地层中的有机碳总量主要与湖泊的生产率 和沉积物的输入速率有关 。在湖平面周期性的波动 过程 中， 水体深度和沉积物输入速率同样具有周期 性 变 化 的特 征 ， 由此 导 致 有机 碳 总量 在 剖 面上 呈 一 定 的规律变化。以Ｄ 凹陷沙三段层序 ３ Ｐ 为例 ， 在层 序边界（Ｂ 处 ， ｓ ） 水体较浅 ， 甚至处于暴露状态 ， 沉积 物堆积速度快且氧化作用活跃 ， 剖面上往往出现有 机碳总量最小值 ； 在最大湖泛面 （ Ｆ ） Ｍ ｓ 附近 ， 沉积物 供 应速 度慢 ， 欠补 偿沉 积段 ， 为 有利 于有 机质 的相 对 富集 ， 常出现有机碳总量最大值（ １。 图 ）
（） ４
第 １卷 第 ２ ０ 期
史士龙等 ： 湖相地层 剖面 中有机碳总量旋 回及其层序地层 意义
简化后 Ｔ Ｃ的取值 只与 Ａｌ Ｒ有关 ， 呈线 △ 为处理后的幅度值， Ｏ ｏ ｇ 且 无量纲， 取值范围为［，］ ０１ 。
性关系。 ３２１ Ａｌｇ 的 定 义 与计 算 。 ．． ｏＲ 由此 ， 式 （ ） 写为 将 ２改
１ ０
自然伽马 （ Ｐ ） ＡＩ
电阻率（ ｎｍ）
图２ Ａｌｇ 的定 义 ｏＲ
泥岩剖面在 电测曲线上通常表现为低阻段 ， 但 由于泥岩 中钙质 成分 及有 机质 或烃 类 含量 的增 加也 可 导致 电阻 率 增 大 ， 而 在一 定 条 件 下也 可 通 过 电 从 阻率的变化定性判断成熟烃源岩的有机质丰度 。 声波及 电阻率测井提供 的信 息均能在一定条 件、 一定精度要求下判断有效烃源岩 ， 因而有人开始 做综合两种信息定量估算烃源岩地化参数 的尝试 ， 并 取得 了一 些成 功 。
油 气 地 球 物 理
２１年４ ０２ 月
Ｐ Ｔ Ｌ ＵＭ ＯＰ ＹＳＣ Ｅ Ｒ０ Ｅ ＧＥ Ｈ 及其层序地层意义
史士龙 ， 明荣 ， 吴 曲志鹏
胜利油 田分公 司物探研究 院
摘要 ： 源岩 中的有机 碳 总量在 地层剖 面上呈现周 期性 的循环模 式 ， 烃 这种周 期性 的变化 与地 层层序 的充 填演化 密 切相 关。地层层 序在垂 向上周期 性的充填演 化决定 了沉积地层剖 面 中有机碳 的周期性循环模 式 ： 层序边界处 ， 在
３２ 简 化 方 法 ．
在上述方法 中， 代表有机质的演化程度 ， Ｒ。 在 已 知 Ｒ。的 条 件 下 可 利 用 曲 线 之 间 的 幅 度 差 （ ｏ Ｒ ） ’ 有 机碳 （Ｏ 。但 需 要说 明一 点 ， △ｌｇ 预 狈 Ｔ Ｃ） 即使 Ｒ 未知 ， 。 也同样可预测 Ｔ Ｃ Ｏ 的形态剖面 ， 即可 以获得有机碳总量 的剖面演化模式 。显而易见 ， 在 上述方法中确定 电阻率和声波的基线值显得非常关 键， 而这个人为的过程不仅不便操作 ， 而且也可能会 带 来 人 为 的误 差 。另 外 ， 源岩 成 熟度 的变 化 受埋 烃