层拉平技术在沉积前古地貌恢复中的应用_以济阳坳陷东营地区为例

随着沉积学理论的发展，对沉积体系的研究由以沉积动力学为基础的单因素分析法，逐渐发展成为以研究古地貌特征、岩性特征及古水深度为基础的多因素分析法，既沉积体

制研究方法。该方法是基于地貌学、现代沉积考察的理论和实践，认为沉积时的地貌特征和基准面升降决定了沉积体系分布规律［１］。因此对盆地特别是陆相断陷盆地古地貌特征的研究具有重要的意义。常用的古地貌恢复方法有残留厚度和补偿厚度法、回剥和填平补齐法、沉积学分析法以及层序地

层学恢复法［２］

。近年来，在层序地层学理论和物探应用新技术（如三维可视化技术）基础上发展起来，一种更为简易的方法－层拉平古地貌恢复法，被广泛应用，本文在济阳坳陷东营凹陷进行了应用实践，对深入分析东营三角洲的沉积体系取得了良好效果。

一、层拉平技术的原理及适用条件

层拉平古地貌恢复法，是以陆相层序地层学为理论基础，以地质资料和地震资料为物质基础，多因子相结合形成的一种方法。应用陆相层序地层学方法主要是进行地层对比，该方法可以将地层进行等时对比，地层对比精度高，进而能更好地反映原始古地貌特征。

１．技术原理

层拉平古地貌恢复方法的基本原理是，假设各层序的原始厚度不变（未受压实作用），在三维地震体中，参照沉积基准面或最大洪泛面，选取对比层序的参照顶、底面，将底面时间Ｔ２减去顶面时间Ｔ１，既将顶面拉平，视为古沉积时的湖平面，就可以得到底面的形态，此时底面的形态就可以近似的认为是该层序地层沉积前的古地貌，也可称为相对古地貌。

２．基本流程层拉平古地貌恢复法虽然原理及应用较为简单，但是对该方法的应用是建立在对盆地大量研究基础之上的。其基本流程是，首先对盆地的古地质背景和古构造特点进行分析；然后选定对比层序的参照顶底面，利用多井合成记录对参照面标准层进行精细解释；然后利用相关的物探软件（如帕耳戴姆公司的三维可视化软件ＶＯＸＧＥＯ

等）进行顶面层拉平操作，此时得到的底面形态就是该层序地层沉积前的相对古地貌。

３．适用条件

层拉平古地貌恢复法得到的是该层序地层沉积前的相对古地貌，而要恢复其绝对古地貌，还要涉及到剥蚀厚度恢复、脱压实校正及古水深校正等问题。地层在沉积结束时，可能并未填满水体，而是沉积在水面以下，这就涉及到古水深校正，可以利用指示古水深的的生物或岩矿进行古水深校正，在地层大致平行时，可以不进行此项校正。在区域沉积背景已知是湖泊环境时，只需要研究相对古地貌特征，就可确定湖底相对起伏状况，进而确定沉积体系整体分布规律。相对古地貌与绝对古地貌的区别就在于前者不需要进行古水深校正［１］。

层拉平古地貌恢复方法的技术关键是对比参照面的选择。等时性的基准面在整个盆地中是一个连续光滑的曲面，在不同的沉积体系发育位置，其曲率大小不同，可以以基准面作为对比参考面来恢复出下伏地层沉积前的原始古地貌形态［２］。

图１

陆相盆地中两种常见前积反射结构图

对湖相沉积而言，要选择对比参照面，首先要选择沉积环境意义明显的前积反射结构，张万选等认为我国东部陆相断陷盆地中，可识别出七类九种基本的前积结构［３］，其中最常见的是Ｓ型和斜交型前积结构。但并不是所有的前积结构都可以作为对比参照面，只有斜交前积结构才可以作为对比参照面（图１），因为斜交前积结构的特征是缺乏顶积层、具明显的顶超终止面，顶超面可以反映出古沉积时湖平面的位

层拉平技术在沉积前古地貌恢复中的应用

———以济阳坳陷东营地区为例

李家强

（中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营２５７０１５）

摘

要：古地貌恢复是沉积体制研究中的重要组成部分，古地貌恢复的方法有很多，层拉平方法是近年来

在层序地层学理论和新物探应用技术基础上发展起来的一种方法。该方法简易直观，被广泛应用。

关键词：层拉平技术；古地貌恢复；东营凹陷中图分类号：Ｐ６３１．２＋２

文献标识码：Ａ

文章编号：１００８－８０８３（２００８）０１－００３１－０３

作者简介：李家强（１９７４－），男，山东泰安人，中国石化胜利油田分公司地质科学研究院主管工程师。

第２２卷第１期胜利油田职工大学学报

Ｖｏｌ．２２Ｎｏ．１２００８年２月

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＨＥＮＧＬＩＯＩＬＦＩＥＬＤＳＴＡＦＦＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ

Ｆｅｂ．２００８

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置。斜交前积结构的顶超面既可以作为对比参照面的顶面，其底积层可以作为对比参照面的底面，然后既可进行层拉平的操作。

二、在东营凹陷中的应用

东营凹陷是一个古新世发育起来的、具有典型“北断南超”特点的半地堑型裂谷盆地，位于渤海湾盆地、济阳坳陷的

南部［４］

。东营凹陷大体经历了裂陷早期（始新世孔店期）、裂陷

中期（始新世沙河街早、

中期）、裂陷晚期（渐新世沙河街末期至东营期）以及后裂谷期（晚第三纪）四个地质发展阶段。裂陷中期的沙河街组三段和二段沉积时期东营凹陷发育了多个三角洲沉积体系，其中沙三中期的东营三角洲规模最大、发育历史最长、对当时沉积面貌影响也最深［４］。

１．东营三角洲地质概况

东营三角洲发育于湖盆凹陷东部，形成于沙三早期、结束于沙二末期的构造反转。沙三中期，东营三角洲的水系范围自东向西不断扩大，并与凹陷陡坡的永安镇等扇三角洲连成一片，向凹陷的沉积中心快速推进，至沙三晚期，河流－三角洲体系已经覆盖了凹陷的大部分面积［４］。

东营三角洲在沙三中期发育范围最广，同时也是油气赋存的重要场所［４］。因此对东营三角洲沉积体制中古地貌的分析具有重要的意义。

２．沙三中东营三角洲层序界面的识别与层序划分邱桂强等依据地震反射结构、钻井和测井资料所代表的反韵律地层变化、厚层泥质岩的存在及三维地震上反射的强弱和连续性、地震反射波组特征等，沙三中东营三角洲存在着两个三级的等时界面（沙三中顶底面）［４］（图２）。

图２东营凹陷东营三角洲东西向地震剖面图

沙三中亚段顶底界面，对应于Ｔ４和Ｔ６＇地震标准反射层，二者之间为层次清晰的斜交前积反射结构，最大钻井视厚度接近１０００ｍ。Ｔ４反射层在东营三角洲西段为稳定分布的湖相含灰质、白云质地层，界面存在明显的顶超关系，易于追踪对比；在东部为河流相地层内部的弱反射，借助钻井资料可以识别；在凹陷西南部缓坡还见到下切谷反射，钻井证实为沙三上层序底部梁家楼低位扇沉积的补给水道。Ｔ６＇反射层代表着湖盆内稳定发育的一套油页岩地层的顶部，在凹陷东部为沙三下三角洲顶积层与沙三中湖相泥岩间的强反射，见弱的顶削反射，同时该界面又是沙三中的底积层［４］。

３．层拉平技术的应用

Ｔ４和Ｔ６＇反射层是确定沙三中层序的重要界面，同时，两

反射层又是斜交前积反射结构的顶超面和底积层，符合层拉平古地貌恢复方法的条件，因此可以作为层拉平对比参照面

的顶底面。

在ＬＡＮＤＭＡＲＫ工作站首先选取典型剖面，进行Ｔ４和Ｔ６＇反射层的解释，然后进行剖面层拉平的操作（图２），发现底积层的形态发生了很大变化，因此进行层拉平操作具有很大的意义。然后再加密精细解释层位，将层位文件导入三维可视化软件ＶＯＸＧＥＯ，进行三维层位的层拉平操作（图３），可以发现层拉平后的沙三中沉积前相对古地貌和现今地貌（层拉平前）有很大的差别，这对重新认识沙三中时期东营三角洲的沉积具有重要的地质意义。

（１）差别表现在洼陷分布形态和大小的改变，对比层拉平前后Ｔ６＇的形态，现今地貌洼陷的形态比古地貌洼陷的形态发生了很大的改变。在现今地貌中，凹陷东西存在两个小洼陷，西部洼陷的中心位于河２５以西，东部洼陷的中心位于王７８区块；而在古地貌中，两个洼陷实际是一个大的洼陷，洼陷的中心位于牛８７区块。古地貌的恢复合理的解释了王７８和牛８７井沙三中地层厚度的矛盾，在现今地貌中，可以看到牛８７井的位置高于王７８井，而牛８７井沙三中的地层厚度大于王７８井，在古地貌图中可以看到在沉积前，牛８７井实际更位于洼陷的中心，直观的解决了地层厚度的矛盾。

图３东营凹陷局部Ｔ６＇立体显示图

（２）差别还表现在物源供给的改变及三角洲推进范围的改变。在现今地貌中，史１２８井位于洼陷内部，而在古地貌中该井位于洼陷西部凸起部位的物源供给区。以现今地貌分析，来自东部物源的东营三角洲很难推进到牛８７区块，而对古地貌图分析，东营三角洲就会很容易推进到牛８７区块，实际钻井资料也证实，在沙三中时期牛８７区块发育的了大量的浊积砂体。

结合钻井、测井、地震资料及古地貌的形态，可以更加准确的分析沉积体系的发育，综合各种资料，编制了东营凹陷沙三中早期的沉积体系图（图４）。

图４

东营凹陷沙三中早期沉积相图

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