埋藏史热演化史恢复

地层剥蚀
C
12(My)
D
5 (My)
F
4 (My)
地层 代号
岩性剖面
沉积时间
A
10 (My)
被剥蚀
B
8(My)
地层
C
12(My)
D
5 (My)
F
4 (My)
“ 回 剥 法” 恢 复 埋 藏 史 示 意 图
0
5
剥蚀地层
10
15
20
地质时间
剥蚀地层
0
5
10
15
20
25
25 B
C D E
现今
30
(My)
孔隙度=40%
地 层 厚 度
100m
孔
隙
40m
流
体
岩
石
60m
骨
架
沉积岩层厚度与岩石骨架、孔隙流体关系示意图
粘土压实作用示意图
（据Terzaghi,1948)
天然样品 A HA B HB
埋
A
B
深
等效样品
孔隙水

Z2A
HA
Z1A
hsA== hsB
Z2B HB
Z1B
VanHint(1978)首次强调定量的压实校正的重要性。汪缉安、 熊亮萍等(1984)恢复华北地区的埋藏史时，把现今1500m厚度 的沙河街组分别按不同岩性压实校正与未经压实校正进行对 比，计算结果表明在东营组末和馆陶组末，经过压实校正的
紧密压实阶段
Байду номын сангаас
松辽盆地的泥岩压实曲线（据王行信，1980）
压实作用
正常压实
异常压实(欠压实)
正
孔隙流体处于开放状态，随上覆沉积物的增加的流体
常 不断排出，孔隙度随上覆沉积物的增加而相应减少。因此
压 实
，正常压实段的孔隙流体压力处于动平衡状态，基本上保 持为静水柱压力，即孔隙流体压力系数取决于孔隙流体密 度。正常压实又称为平衡压实。
Dj Hi (Dj ) Dj
1(z)
dz

hHi (h) h
1(z)
dz
式中 Hi(Dj)—现今顶界埋深为h(米)的第I层的厚度(米)； Hi(h)—第j层沉积时埋深为Dj(米)的第I层的厚度(米)； (z)—孔隙度与埋深的关系。
根据钻井地层分层资料和声波测井资料，由公式可以求解出
每一层在不同埋深下的厚度Hi(Dj)。
现今地层
上 伏 地 层 厚 度 （Dj）
第i层厚度
H i(Dj)
上 伏 地 层 厚 度 （h）
第i层厚度
H i(h)
第j层沉积
Tm
Fn
回 剥 法 示 意 图
F4
F3 F2 F1 现今地层
深度 (m)
时间 (Ma)
T4
T3
T2
T1
F4
F3
F2
F1
F3
F2
F1 沉积初期
古地温比未经校正者提高10～15℃，厚度可增加300～450m。
因此，在恢复埋藏史时，不能只凭现今地层剖面上各层厚度 进行逐层相减来求得，而必须考虑到压实作用的影响。
同一地层在不同埋藏深度下地层厚度
埋藏深度 (m)
平均孔隙度 (%)
地层厚度 (m)
50 50 1000
500 20 700
2500 10 600
埋藏史恢复的技术方法
一、泥质沉积物（岩）压实作用原理
压实作用是指在上覆沉积负荷作用下沉积物 受到的挤压作用，它是使疏松的沉积物固结成 岩的主要作用之一。
压实作用的压力主要来自上覆沉积物重力和 水体的静水压力。因此，压实作用在地质时期 中长期持续的一种成岩作用。
它从沉积物埋藏开始一直可以继续到沉积 物埋深达9000米以上。在压实作用下沉积物的 孔隙流体不断排出、孔隙度不断减少，体积密 度不断增加。
0
“
回
剥
法”
恢
复
埋
藏
史
示
0
意
图
5
10
地质时间
5
10
15
20
现今25 (My)
A
5 (My)
B 5 (My)
C 5 (My)
D 5 (My)
E 5 (My)
15
20
B C D E
25 A
A
B
埋
藏
C
深
度
D
E
地层 代号
岩性剖面 沉积时间
A
10 (My)
地层剥蚀：
地层沉积与 抬升的时间 相同。
B
8(My)
埋藏史恢复
目的： 分析古构造的发展与演化 评价烃源岩有机质在地质时期中的热演化程度 分析地层在地质时期中经历的温度和压力条件
技术方法：
•Mckenzie的纯剪切法 •Airy地壳均衡法 •挠曲均衡法 •平衡剖面技术 •超压技术 •回剥技术
对盆 地或 剖面
单井
考虑因素：
•构造与负荷沉降 •断裂事件 •地层压实作用 •剥蚀事件、沉积间断 •海平面与古水深
F2
F1
F1
埋藏史恢复
一、地层压实校正 二、关键性参数 三、计算步骤
孔隙度（对数）
砂
深页 度岩
互 层
正常压实 —静水压 力相
混合压实 —混合压 力相
孔隙压力
海
欠压实
相
超压力相
页
岩
根据孔隙压力对泥岩压实阶段的划分
（据C.R.Evans,1975）
压实作用与孔隙度变化规律
泥岩压实阶段及其特征
压实作用 脱水阶段 粘土矿物 排水量% 孔隙度% 地层压力
欠
当孔隙度、渗透率逐渐降低到一定程度时，孔隙流体
压 的排出将会受到阻碍，孔隙度不随上覆沉积物的增加而相
实 应减少。欠压实又称为非平衡压实。
二、 泥质沉积物（岩）压实曲线及其方程
A 5 (My)
B 5 (My)
C 5 (My)
D 5 (My)
E 5 (My)
A
埋 藏 深 度
二、压实校正数学模型
同一地层在不同埋藏深度下地层厚度
埋藏深度 (m)
平均孔隙度 (%)
地层厚度 (m)
0 50 1000
500 20 700
2500 10 600
5000 5 550
A. D.Flavey和Ian Deighton(1981)在假定压实过 程中岩石骨架体积保持不变的条件下，提出下 列压实校正模型公式：
5000 5 550
压实作用 “回剥法” 恢复埋藏史 “超压法”恢复埋藏史 “平衡剖面法”
一、回剥法原理
回剥法恢复埋藏史示意图
现今
再剥
剥去
厚度
去2层
3层
3
1
2
2
1
1
3层沉
积末期
3
2 1
沉积表面
沉积时间
B
C
C
A
B
B
A
A
原始孔隙 岩石骨架
A沉积末期
B沉积末期
残余孔隙
A 层岩石 骨架不变
C沉积末期
沉积压实埋藏史示意图
地层 代号
岩性剖面 沉积时间
沉积岩层在沉积形
A
10 (My) 成过程中，自下而上形
地
层
由
B
老
到
新
C
8(My) 12(My)
成了由老到新的一系列 地层。 “回剥法技术” 就是根据地层形成的时 间、空间顺序关系，从 上而下恢复地层在各个
D
5 (My)
地质时期的厚度和埋藏
深度。
F
4 (My)
早期快速 孔隙水 纯蒙脱石 64.7 70~35
正常
早期稳定 过剩层间水 纯蒙脱石 13.5 35~25
正常
晚期突变 第三层间水 蒙伊混层 21.1 25~10 异常高压
晚期紧密 最后层间水 纯伊利石
0.7 10~5
正常
深0
孔隙度(%)
10
20
30
度
(m)
1000
2000
压实阶段 快速压实阶段 稳定压实阶段 突变压实阶段