第8章-1 地层对比及油层沉积相研究 油气田开发地质学 中国石油大学 华东

岩石地层学方法、生物地层学方法、构造学方法 …
二、碎屑岩油层对比
油层对比概念、对比资料选择、对比依据及程序， 对比单元的划分、对比方法、成果图的编制及应用
三、碳酸盐岩油层对比
储集单元的概念 储集单元划分与对比 产层细分与对比ห้องสมุดไป่ตู้
一、区域地层对比
区域地层对比--指勘探过程中利用古生物、岩性、测井、
地震、地球化学资料和古地磁等资料，在油区范围内，进 行全井段的对比。
第八章 地层对比及油层沉积相研究
第八章 地层对比及油层沉积相研究
第一节 地层对比 一、区域地层对比 ★★ 二、碎屑岩油层对比 ★★★★★ 三、碳酸盐岩油层对比 ★★★
第二节 油层细分沉积相研究
一、沉积微相研究方法 ★★
二、测井相分析
★★★
第一节
地层对比
东营组顶界 东营组底界
地层划分
→按地层的自然特征
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通过对比追踪，古近系可识别出五个地层界面
东营组顶界 东营组底界 沙二段底界
沙三段底界 古近系底界
碎屑岩电测曲线对比示例图
2、生物地层学方法
--指利用地层中古生物化石类型、化石组合及含量差异， 鉴别地层时代，划分与对比地层的方法。
基础：生物演化的发展性、阶段性、不可逆性、迁移理论
沉积旋回的级次
油田范围内，沉积旋回 从小到大按四级划分：
四级、三级、二级、一级。
从小到大可划分三级
1）四级沉积旋回(韵律)
※ 包含一个单油层在内的不同粒度序列岩石的一个组合 ※ 该组合中，油层粒度最粗； ※ 厚度、结构及层理随沉积相带的变化而变化。
2）三级沉积旋回 三级沉积旋回--指同一岩相段内由几种不同类型的单
如：稳定的黑色页岩；
砂泥岩组合中的灰岩、白云岩； 鲕粒灰岩、竹叶状灰岩、煤层等。
岩性对比工作中， 首先，确定各个剖面中 的标准层； 其次，依标准层将各剖 面连接起来； 然后，根据相似或相同 岩性段逐层对比。
含砾砂岩 砂泥互层 黑色页岩
标准层
砂泥互层
★ 注意事项
灰岩
岩性对比示意图
⑴ 只适用于具有相同地质条件的较小范围；
例如： 辽河欢喜岭油田杜家
台含油层系 ----Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ油层组---ⅠⅠ1∼3砂层组ⅠⅠ1-1单 油层
大庆油田某区萨尔图、葡萄花油层层组划分表
油层对 比单元
层 组 名 称
合计
油层组 萨Ⅰ组 萨Ⅱ组 萨Ⅲ组 葡I组 葡Ⅱ组
5
砂层组
单油层
SⅠ 1～5
SⅠ1、2、3、4+5
SⅡ1～3、4～6、7～9、 SⅡ1、2、3、4、5+6、7、8、9、lO、
不同地区地层所含化石或化石组合若相同 →它们的地质时代相同和大致相同
★ 常用依据——标准化石、化石组合(微体古生物)
（1）标准化石法
--利用标准化石划分对比地层的方法。 标准化石--指地理上分布广泛，地史上生存时间短、演 化快、标志清楚(特征明显)、数量多、保存较好的化石。★
特点(优点)：方法简便、可靠，不受岩性变化限制， 可以进行大区域地层对比(特别是地面地质大区域对比)
岩性对比法、岩石组合法、矿物(组合)法，等。
（1）岩性对比
● 原理：① 沉积成层原理； ② 沉积过程中相邻地区岩性的相似性、 岩性变化的顺序性和连续性。
常用依据——岩性标准层（标志层）、岩性特征
岩性标准层--在地层剖面中分布广泛，特征明显(突出)， 岩性稳定、厚度不大(适中)，易于识别的岩层。 ★★★
● 原理：在同一盆地内，地壳升降运动过程大体一致， 且不可逆→同期形成的地层具有相同类型的沉积旋回。
5个低级次沉积旋回；
总体上：由下而上碎屑 岩逐渐减少，粘土岩逐渐 增多的趋势，是一个大的 沉积旋回。
单井沉积旋回的划分： 依据单层的岩性组合
→最低级次沉积旋回 →较高级次 →最高级次
对比顺序
碎屑岩沉积旋回示意图
● 油层对比的最小单元，为沉积韵律中的较粗部分； ● 具有一定的厚度和分布范围，岩性和物性基本一致； ● 单油层之间有隔层分隔，分隔面积＞连通面积。
2）砂岩组-- 或称复油层或砂层组
▲ 由若干相邻的单油层组合而成； ▲ 同一砂层组 内的油层岩性特征基本一致； ▲ 砂层组上、下均有较为稳定的隔层分隔。
▲ 常用的微体古生物化石：我国各油区地层对比中，常 采用介形虫、轮藻和孢粉。
3、层序地层学方法—自学
利用露头、钻井、测井和地震等资料，结合有关沉积 环境和岩相古地理解释，对地层层序格架进行地质综合 解释的地层学分支学科。
——划分对比和分析沉积岩的一种新方法
Vail经典层序地层学 主要观点：
Galloway成因层序地层学 T.A.Cross高分辨率层序地层学
静态资料
区域地质资料、各种地质录井资料 地震资料、测井资料（电性资料） 分析化验资料
动态资料：试油、试采及生产资料 → 验证工作精度
注： 考虑局限性，应有主次选择、综合应用。
★电测资料获取速度快、易得连续剖面、深度准确等。
→电测曲线是油层对比时最为广泛采用的主要资料。
★砂、泥岩互层剖面中，两类岩层的电性差别大，曲线形态和岩 性对应关系清楚，油层易识别。
区域地层对比的目的：
▲ 建立标准剖面； ▲ 通过井间剖面对比找出地层的区域变化规律；
--如：地层的厚度、岩性、岩相等变化规律等
▲ 确定生、储、盖组合。
区域地层划分与对比的基础资料(依据)：
● 古生物资料； ● 沉积旋回； ● 测井资料； ● 古地磁资料；
● 岩性特征（矿物) ； ● 地层接触关系； ● 地震资料； ● 元素资料(微量、同位素)
最常用资料：
岩性（矿物）、古生物、沉积旋回、地球物理特征
区域地层对比方法：
1、岩石地层学方法
依据地层本身的岩性特征、岩石组合、旋回类型、地 层所含重矿物等标志对比地层的方法 ——生产实际工作中最基本、最常用
● 适用范围：岩相横向变化不大， 或者
岩性变化较大，但有规律可循的地区。
● 注意：不能用于不同盆地间的地层对比； 同一盆地，岩性变化太大，也不能单独使用。
等时面 正韵律 等时面
反韵律
根据沉积旋回韵律对比地层
正韵律 反韵律
(3)矿物对比--以重矿物对比最广泛
⑴ 原理：同一地区的沉积物来源、搬运条件及沉积环境 近似，其矿物组成及某些矿物含量基本不变或 有规律变化(或在平面上呈现规律性变化)。
⑵ 矿物对比法的主要依据(标志) ● 矿物成分变化--用不同矿物组合作为对比标志； ● 矿物含量变化--用各种矿物含量百分数作对比标志； ● 特殊标准矿物--用特殊颜色、形状等特征作对比标志。
10～12、13～16
11、12、13、14、15+16
SⅢl～3、4～7、8～lO SⅢ1、2、3、4、5+6、7、8、9、10
PⅠ1～4、5～7
PⅡ1～3、4～6、 7～9、101～102 15
PⅠ1、2、3、4、5、6、7
PⅡ1、2、3、4、5、6、7、8、9、 101、102 45
2、沉积旋回级次与划分
等时面 正韵律 等时面
反韵律
3、地球物理特征
--主要取决于岩性特征及所含流体性质。
◆ 电测曲线在地层对比中的特点：
● 电测曲线可清楚反映岩性及岩性组合特征(沉积旋回)等。 ● 有自己的特殊对比标志(电性标志层)可用于油层对比。 ● 测井曲线给出了全井的连续记录，且深度比较准确。
◆ 常用的对比曲线：视电阻率曲线、自然电位曲线；感应 测井曲线；另有微电级、自然伽马、中子测井曲线等。
▲ 碎屑岩剖面----一般选用1：200比例尺 测井图：2.5米（4米）底部梯度电极系视电阻率曲线、自然电位
曲线、微电极曲线，感应测井曲线等。
组合测井：微电极、声波时差、自然伽马、0.4米（4米）底部梯
度电极系视电阻率、自然电位、感应测井、 深感应、 中感应、八侧向、中子伽马、井径等曲线。
（二）油层对比的依据
碎屑岩剖面：自然电位、微电极、电阻率、感应测井曲线等； 碳酸盐岩剖面：自然伽马、中子伽马测井曲线等。
单井合成记录
层位标定
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在某工区的不同构 造单元均匀的选择30口 井，制作了合成地震记 录，通过井旁地震道标 定，建立钻井地质分层 与地震反射层之间的对 应关系。
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1、岩性特征---2、沉积旋回 3、地球物理特征
▲ 岩性标准层 ▲ 特殊标志层 ▲ 矿物组合
1、岩性特征---标准层
● 标准层：岩性、电性特征明显，在三级构造范围内 稳定分布(＞90%)，用它基本可以确定油层组界线。
● 辅助标准层(标志层)：岩性、电性特征较突出，在 三级构造的局部地区，具有相对稳定性(90～50%)。
缺点：因个体大，在岩心、岩屑中很难得到完整化石， 钻井剖面地层对比时受到限制。
（2）化石组合法--微体古生物对比
化石组合法--利用地层中所含全部化石或 某一类化石的自然组合对比地层的方法。
▲ 微体古生物特点：体积小、分布广泛、种属繁多、演化
快、生物群分区现象明显；在岩心、 岩屑中易保存。
--适用于钻井地质地层对比
注：密度大于2.75(2.86)的矿物，锆英石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿、重晶石等； 可指示沉积母岩的成分、沉积时水流方向等。
（4）地球物理资料对比--覆盖区
1、利用地震剖面对比（二维或三维） 井标定各反射标准层，并追踪(强反射同相轴)、闭合。
2、利用测井资料对比 ▲ 搞清岩性--电性关系，确定电性标志层； ▲ 对比电性标志层 或 相邻井的相似曲线特征。
和属性，将地层剖面分 为若干大小不同的地层 单位。 （岩石、生物、年代）
沙二段底界 沙三段底界
古近系底界
第八章 地层对比及油层沉积相研究
地层对比→比较研究不同地区的地层，建立地层的空间
概念，搞清它的横向变化(岩性、岩相和厚度 的变化)、接触关系、断层情况和构造形态等。
第八章 地层对比及油层沉积相研究
3）油层组
▲ 由若干油层特性相近的砂岩组组合而成； ▲ 以较厚非渗透性泥岩作盖层、底层，且分布于同一相段内 ▲ 岩相段的分界面--为油层组的顶、底界线。
4）含油层系
由若干油层组组合而成。同一含油层系内： ▲ 油层的沉积成因、岩石类型相近； ▲ 油水特征基本一致； ▲ 顶、底界面与地层时代分界线具有一致性。
单井地层 ←→地层对比 ←→地层特性及
剖面划分
岩层空间构造形态
地 层
世界范围的对比对比古岩目生石的物绝？群对年龄 大区域的对比对比古范地围磁？
地层学的研究范畴
对 比
区域对比--油区对内比全级井别段？对比 对比依据？
油层对比--油区对内比含方油法井？段的对比
油气勘探阶段 和开发初期
第一节 地层对比
一、区域地层对比
⑵ 应尽量参照岩心、岩屑、试油等第一手资料；
⑶ 覆盖区，岩性对比大多数使用地球物理测井资料；
（2）沉积旋回对比
● 沉积旋回(沉积韵律)--指在垂直地层剖面上，若干相似 岩性、岩相的岩石有规律地周期性重复。 ★★★
周期性重复→颜色、岩性、结构(如粒度)、构造等
受地壳运动的影响 : 如海水进退，湖水进退所形成的旋回 受气候变化控制 :引起沉积物的周期性变化
（三）油层对比单元的划分
根据陆相碎屑岩油层特性的一致性与垂向上的连通性， 一般可将油层单元从大到小划分为四级：
含油层系 油层组 砂岩组 单油层 油层特性一致性越高，垂向连通性愈好
1、 对比单元的划分 2、 沉积旋回级次与划分 3、 油层对比中沉积旋回划分方法
1、对比单元的划分
1）单油层-- 通常称小层或单层
在已确定油层组界线的基础上，能配合次一级旋回 特征划分砂岩组和单油层。
常见的标准层：
A、砂泥岩剖面中薄层灰岩--高电阻率值； B、碳酸盐岩剖面中石膏、泥岩夹层--
泥岩或页岩为低电阻率和高自然伽马； C、碎屑岩剖面中稳定泥岩段--低电阻率、高自然伽马； D、煤层--高电阻率、高自然伽马值； E、薄的黑色页岩层或煤层--地质录井标志明显； F、化石层； G、膨润土层--高电阻率、高自然伽马值。
二、碎屑岩油层对比
油层对比--在油田范围内，对区域地层对比时已确定
的含油层系中的油层进行细分和对比(小层对比)。 ★★ →是确定相同层位内的油气层连续关系的对比。
油层对比： 用于对比的资料更丰富，对比单元划分更细， 选用方法综合性更强， 对比精确度更高。
（一）油层对比资料的选择
▲ 油田上，可提供油层特性研究的资料很丰富：
SP
IL
1281
2 3
4
(a)
SP
IL
SP
ML
7
8
5
9
6
7
1
（b）
（c）
孤东油田馆上段化石层(标准层)
2、沉积旋回
时间
地壳的升降运动不均衡，表 现在升降的规模(时间、幅度、范 围)大小不同；
在总体上升或下降的背景上 存在次一级规模的升降运动。
幅度
地壳升降运动振幅曲线
★ 地层剖面上，旋回表现出级次--旋回对比、分级控制