地层对比方法

地层对比方法

张纪易（2007-7-9）

1、意义

地层研究是一切地质工作最基础、最根本的研究工作。其任务是查明地质剖面上各类岩石的先后层序关系并确定它们的相对时代或绝对年代，从而进行地域间的对比。

对油气勘探而言，地层研究以野外露头、井下和地面的古生物资料、地震勘探成果以及测井曲线为主要资料，有条件时辅以绝对年龄测定资料。以界、系、统、组、段为研究对象。

油气开发区的地层研究以勘探阶段地层研究成果为基础，以测井曲线和少量取心资料为主要工具，结合地震、古生物等资料进行研究。目的是把开发层段中的砂体统一划分到实际可分的最小单元。这种单元各油田叫法不同，有称为“单元”、“小层”、“细层”者。每个最小单元的砂体在平面上形成一个或几个（当平面上被泥质岩分隔时）含油砂体，它是油田开发的最基本单元，称为“油砂体”。当上下相邻油砂体之间缺乏明显隔层的范围占其中任一油砂体面积的70%时，理论上就认为两者不能细分，应属统一的油水运动系统，需合并为一个油砂体。从宏观上讲，当开发工作做到了以油砂体为单元来研究注采关系、开发效果时，开发工作就算做到了相当细致的程度了。目前，还很少油田能这样做。

近年来油藏研究中出现了“流动单元”一词，它是根据油砂体内部客观存在的非均质性按物性和含油性的差异作进一步的细分，这种细分和油砂体内沉积微相的差异密切相关。

油藏评价研究是介于油气勘探和油田开发两个阶段之间的过度环节，它的地层研究往往要涵盖勘探和开发两个阶段的任务。既要了解勘探地层研究的方法和成果，又要遵从开发地层研究的方法和精度，在两者之间建立起的准确合理的过度关系。因此油藏评价阶段的地层研究直接牵涉到评价目标的选择、储量计算的质量以及今后开发方针的制定。

由此可见地层的详细划分和对比对于整个石油工业来说确实是至关重要的基础研究工作。

2. 方法

无论在教科书上或是在研究报告中，没有或者极少见到关于地层划分对比的方法介绍。而且不同的地质工种、不同的地区其地层划分对比的内容和侧重点也不相同。根据本人多年来的实践，总结出了一套地层划分对比的方法，在准噶尔和塔里木盆地的实际应用中较为得心应手。现将其流程图示如下并根据个人体会逐项作一简单介绍。2．1流程图

2．2 分项简述

2．2．1.流程图中首项为基础资料，其中岩心是根本，每口井都有的测井曲线是分层的主要工具和手段。探井分层是重要的参考资料，因为它是从区域宏观角度并充分应用生物地层资料建立的时代地层单元框架（由于探井井距大，有时会对比失当，应用时也要慎重）。地震资料因其分辨率的局限，只能在确定厚度变化趋势及不整合位置等关键问题时提供帮助。实验室资料（如古生物、粘土矿物、重矿物等）在勘探、评价阶段应当尽量收集应用，在油藏研究阶段用得很少。

2．2．2. 岩心观察是小层划分对比必须首先进行、绝不能或缺的工作。其目的首先是了解研究对象的岩性特征，因为不同时代的地层在不同地区有一定的岩石类型，只要是对本地区有一定了解的人，一看到岩心就可以大体确定它的大的时代归属。

其次是要形成岩性—电性相互关系的概念，即明了所划分地层的岩石类型及其在测井曲线上的响应，最终达到基本上能用测井曲线判断岩性的程度。同时根据岩性及其垂向变化，初步建立起

沉积相的概念。因为不同沉积相带形成的砂体在三维空间的产状不同，地层对比的方法和思路也不

同。

除此之外，要注意各种特殊现象和岩性，它们往往是对比中的重要标志层或代表着一个重要的地质事件。为此可举一些例子：

（1）沙南油田梧桐沟组

准噶尔盆地东部的沙南油田，开发层系是上二叠统梧桐沟组（P

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w），该组分上下两段，油层位于该组的下段，但是上段也有三角洲砂体广泛发育。上下两段的砂体之间是厚约130m的湖相暗色纯泥岩，在电阻和自然伽玛曲线上无特征，密度曲线与声波时差曲线一般同相，但扩径时变化极大。因此以往很难对上下两段进行正确合理的划分。

2002年4月，观察沙丘5井岩心时，在巨厚的深灰色水平层理湖相纯泥岩中，于井深2430m 处突然发现有1—2m棕褐色含石膏的泥岩并见有植物根系印痕，岩心破碎，明显是沉积后暴露地表或者是暴露在水面之上的陆地沉积。追踪到另外两口测有FMI的井中，井下成像同样呈破碎的小碎块状。再仔细分析综合测井图，发现声波时差十分特别：是整个梧桐沟组、至少是上下百余米井段内的最大值，十分醒目。而且井井存在，层位和特征非常稳定。它既有明显的电性特征，又有重要的地质涵义，并且后来证实在其南数十km的北三台地区同样存在。由此解决了以往一直没有解

决的梧桐沟组（P

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w）上下两段的划分问题。

（2）陆梁油田的“头屯河组”

准噶尔盆地侏罗系头屯组（J2t）是一个次要的含油层系，是石南油田的主要生产层位。其岩性为棕灰、紫灰色砂砾岩与棕红、黄褐带灰绿色的花斑状不纯泥岩，两者组成具粗厚细薄二元结构的二至三个旋回，属典型的辫状河流环境沉积。而陆梁油田的头屯河组是一套浅灰色中细砂岩，前人认为是三角洲前缘亚相，向上过渡为深灰、灰黑色湖相泥岩。石南油田与陆9井区相距仅30km，且从沉积当时至今，陆梁始终处在比石南油田高的地理位置，这样就出现了古地理与沉积物之间的明显矛盾，成为勘探和开发地质研究的一个争论问题。

2002年10月观察陆101、陆102井的岩心发现：陆101井第6筒岩心（2112.20~2114.35m）为棕灰、紫灰色砂砾岩和棕红色为主的花斑状泥岩，砂砾岩仅厚1m左右。陆102井第八筒岩心（2100.52~2106.85m）的中上部为4.01m浅灰色、灰色中细砂岩；下部为棕灰色、褐灰色泥岩，两者之间明显呈不整合接触。从而证实陆梁地区确实曾有头屯河组沉积，只是后来遭受侵蚀。在陆9井区范围内头屯河组的残余厚度为0m~17m，向围斜增厚，都是棕灰色、褐灰色泥岩，无砂层。到东围斜边部的LU7215井，头屯河组残厚达34m，且保存了泥岩之上一个10m厚的砂层。所以陆梁油田目前所称的头屯河组开发层系，实为白垩系清水河子组（K1q）的底砂岩。现在，这一认识已经被大家接受。

（3）红山嘴油田0050井的分层

此次（2007年）工作中，发现红18井块0050井克上、克下组的划分界线高出目前生产上应用分层30ｍ以上。为了查明真相，从几个方面着手分析检查。最后是邻近的红82井取心解决了问题，证实原分层把一套应该是克下组S

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的灰色泥岩和细粉砂岩当成了克上组的S

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，长期把两种岩性、物性完全不同的油层用同一套井网合层开采，其开发效果必然不会理想。

这样的例子还有很多。由此可见，岩心资料在地层对比中的重要性。由于一个地区的取心井本来不多，因此一定要认真消化这些第一性资料。

2．2．3. 基干剖面的研究

基干剖面是对比工作开始是为了了解工区总的地质概貌而选择的由多井组成的剖面。对地层对比来说，是从点（取心井）到线的拓展，对比的成败与之息息相关。

选择基干剖面的原则是：（1）穿越工区的主要部位，尽量连接较多的井，能通过一些重要取心井则最好。（2）尽可能避开构造复杂地带。（3）一般要选择两条，一条尽量垂直水流方向，一条平行流向。垂直水流方向者较难对比，但更能反映地层的厚度、岩性（沉积相）变化。

基干剖面的分析研究（千万记住基干剖面是用来分析和研究的，不只是简单地用于划分对比）要解决以下问题：

（1）寻找标志层对比标志层的发现和选择是地层对比中必须首先要做的工作，就象航海要寻找航标和灯塔一样。选择的原则：A、层位稳定，出现在同一时间单元。B、有明显的测井特征，在多条至少一条曲线上易于识别。C、有明确的地质含义。D、岩性稳定，分布广泛。一般选择湖相泥岩。不整合面也往往是重要的标志层，但是它只能在较小的地域应用，而且只有不整合面以上的地层具有等时性。当地域很大时不整合面以上的地层也不一定是同一时间的沉积。

标志层可能是一个厚度不大、特征鲜明的薄层，也可能是一个岩性和电性（测井）特征十分稳定的一个层段。

根据其分布的稳定性可分为区域的和局部的。在岩性复杂地区应用局部性的标志层必须十分慎重，而且一定要和区域性标志层拉上关系。在克拉玛依油田的西部（车排子—八区），中生界的三个系中常见的标志层有以下一些（表1）：

除了表中的标志层以外，还会有很多。在各个地区的地层中标志层是客观存在的，只是数量的多少会有差异。它们隐藏在整个地层剖面的测井曲线中，而且往往非常隐蔽。关键是你能不能用心发现它们，把它们找出来为你所用，因此必须做细致的对比工作。“众里寻他千百度，蓦回首，那人却在灯火阑珊处”，这是寻找标志层经常遇到的过程和乐趣。