储层精细划分

油田进入开发后期，进一步提高采收率、挖掘剩余油潜力的难度越来越大，必须进行精细的地层划分、对比工作。

建立在地震地层学、层序地层学基础之上的高分辨率层序地层学1995 年引入我国油气勘探领域后，其地层划分与对比方法在油田开发中得以应用并取得了很好的效果；20 世纪60 年代，我国的石油地质工作者依据陆相盆地多级次震荡运动学说和湖平面变化原理，在大庆油田会战中创造出了适用于湖相沉积储层精细描述的“旋回对比、分级控制、组为基础”的小层对比技术，80 年代中期，在小层沉积相研究的基础上，又将这一方法进一步发展为“旋回对比、分级控制、不同相带区别对待”的相控旋回等时对比技术[56-58]，使之更加适用于湖盆中的河流-三角洲沉积，这项技术以其精细性和实用性，成为我国陆相油田精细油藏描述的技术基础，得到了广泛应用。

高分辨率层序地层对比与大庆油田的相控旋回等时对比技术，一种理论性强，一种实用性强，均属于地层学中的精细地层划分、对比技术，有许多相似之处，也各有其优缺点。

本章首先简要介绍了高分辨率层序地层学的基本原理和大庆油田的相控旋回等时对比技术，然后对这两种方法的作了比较，最后综合应用两种方法，对商河油田南部沙二段地层进行了划分与对比，建立了研究区沙二段的精细等时地层格架。

3.1 高分辨率层序地层学基本原理层序地层学作为地层划分与对比的方法广泛应用于油气勘探的各个阶段。

层序地层学已发展成三个不同的学派，即Exxon 沉积层序、Galloway 成因层序及Cross 高分辨率层序地层学，它们已成为层序研究的三种基本方法。

其共性是都与事件地层学相关联，并且都是基于岩石地层旋回性以及相对地层格架的测定。

主要差别在于旋回之间界面的确定。

Galloway 成因地层学使用了最大海（湖）泛面，Exxon 沉积层序使用了不整合面，而Cross 的高分辨率测序地层则采用地层基准面原理。

Cross 的高分辨率层序地层与Galloway 成因地层和Exxon 沉积层序之间的差别在于前者采用二分时间单元（地层基准面旋回），而后者采用的是三分时间单元。

这三种方法各有其优缺点，只要弄清楚用的是哪一种方法，或是在同一研究中使用几种方法都是可以的[59] 。

由美国科罗拉多区矿业学院Cross 教授提出的高分辨率层序地层学理论，是近年来新掘起的层序地层学新学派[33]。

该理论经邓宏文、徐怀大等传入我国后，在我国第三章地层的精细划分与对比24陆相盆地储层预测研究中发挥着重要的作用[22，60]，极大地提高了陆相盆地的储层预测精度。

高分辨率层序地层学是在现代层序地层学的基础上发展起来的，它所依据的仍然是层序地层学的基本原理。

它与盆地或区域规模的层序分析不同在于，它以露头、岩心、测井和高分辨率地震反射剖面资料为基础，运用精细层序划分和对比技术，建立油田乃至油藏级储层的成因地层对比骨架。

这里所谓的“高分辨率”是指“对不同级次地层基准面旋回进行划分和等时对比的高精度时间分辨率，也即高分辨率的时间-地层单元既可应用于油气田勘探阶段长时间尺度的层序单元划分和等时对比，也适合开发阶段短时间尺度的砂层组、砂层和单砂体层序单元划分和等时对比”[24]。

以郑荣才、邓宏文两位教授为代表的高分辨率层序地层专家将高分辨层序地层的理论运用于我国含油气盆地储层预测的实践中，极大地丰富和发展了高分辨率层序地层学理论。

高分辨层序地层应用于陆相盆地层序分析中的关键技术之一是识别和划分不同成因的界面与不同级次的基准面旋回[20-26]。

郑荣才教授根据他在辽河、胜利、长庆、大庆及滇黔桂等油田的实践，将不同构造性质的湖盆在盆地构造-沉积演化序列中的控制因素进行分类，根据界面成因特征提出了“巨旋回，超长周期旋回、长周期旋回、中期旋回、短期旋回、超短期旋回”的划分方案，建立了各级次旋回的划分标准和厘定了各级次旋回的时间跨度，使得高分辨率层序地层的“高”的含义有了一个量的概念。

基于高分辨率层序地层学的理论核心，识别基准面旋回所控制的层序结构类型、叠加样式，及其在高级次的旋回中所处的位置与沉积动力学的关系，已成为“如何在地层记录中识别多级次地层旋回，并进行高精度的等时地层对比和建立高分辨率时间地层格架”的关键。

郑荣才、彭军[26，61-69]等在研究四川、鄂尔多斯、辽河等陆相含油气盆地中、新生代地层高分辨率层序的实践中，率先对基准面旋回的结构叠加样式与沉积动力学的关系进行了归纳和总结[22-24]。

圆满地解释了层序结构、层序叠加样式与可容纳空间/沉积物补给通量比值（A/S）变化，基准面升降幅度及沉积动力学条件的相互关系。

郑荣才等人的工作对于指导我国广泛分布的中、新生代陆相含油气盆地的精细油藏描述、储层非均质性分析、流体流动[22]数值模拟和建立油气田范围内的以单个储层砂体为识别单元的高分辨率时间地层格架，提高储集砂体的小层对比精度和注采工艺具有重要意义。

3.1.1 高分辨率层序地层学理论基础及关键定义高分辨率层序地层学理论的核心内容是“在基准面旋回变化过程中，由于可容纳空间与沉积物补给通量比值的变化，相同沉积体系域或相域中发生沉积物的体积分配作用和相分异作用，导致沉积物的保存程度、地层堆积样式、相序、相类型及岩石结构和组合类型发生的变化”[23]。

1.基准面Wheeler（1964）[70]提出，基准面既不是海平面，也不是海平面向陆方向的水平延伸，而是一个相对于地表波状起伏的、连续的、略向盆地下倾的抽象面（非物理面，图3-1），其位置、运动方向及升降幅度不断随时间变化。

T.A.Cross（1996）[71]引用并发展了Wheeler 的基准面概念，认为基准面是一个相对于地表起伏的连续的势能面，而不是物理界面，它反映了地球表面与力求其平衡的地表过程间的不平衡程度。

基准面描述了可容纳空间建立与消失及其与沉积作用相对关系的变化过程。

基准面变化的趋势总是向其幅度的最大值或最小值单向移动，构成一个完整的上升下降旋回。

基准面的一个上升与下降旋回称为一个基准面旋回。

基准面升降与沉积动力学之间存在如下关系[23]：基准面下降到最低点时，引起包括滨岸带在内的地区发生暴露并遭受侵蚀，此时可容纳空间（A）缩小至最小值，而沉积物补给通量（S）值则达最大值，河流所搬运的沉积物数量最多、粒度最粗，在河流入海（湖）口处产生强烈进积作用；当基准面上升到最高点时，情况正好相反，此时在河流入海（湖）口处产生加积-退积作用；在基准面从最低点上升到最高点，或从最高点下降到最低点位置的两个半旋回区，则会出现与沉积动力学条件变化相对应的进积→加积→退积（上升）或加积→进积→局部遭受侵蚀（下降）的地层响应过程。

图3-1 基准面特征与侵蚀、路过、沉积作用的关系（据Cross，1994 修改）Fig 3-1 The affect of base level with erosion, pass by, sedimentation2.可容纳空间可容纳空间是指地球表面与基准面之间可供沉积物堆积的空间。

在基准面旋回期第三章地层的精细划分与对比26间相域内保存不同沉积物体积的过程称为沉积物体积分配。

它是地层基准面旋回过程中由于可容纳空间的变化导致的沉积过程的动力学响应。

其在地质记录中的沉积学和地层学响应表现为：地层旋回的对称性随时空变化、相分异作用、进积/加积地层单元的叠加样式。

可容纳空间随基准面的变化而不断变化，并产生沉积物保存、剥蚀、过路不留和非补偿四种地质作用，关系如图3-1 所示。

3.旋回对称性沉积物体积分配的地层学响应之一是地层旋回对称性，它是指以岩石形式保留下来的基准面上升时间和下降时间比例的记录。

而对称性旋回是指在基准面旋回的上升半周期和下降半周期沉积了大致相等的岩石厚度，构成旋回的相序组成呈对称形式。

地层的旋回性变化是地层对比的辅助信息。

在一个成因层序中，旋回对称性在不同的地理位置的变化是不同的（图3-2）。

在冲积平原和海岸平原的上部，地层旋回通常由基准面下降时形成的不整合和上覆的基准面上升时期堆积的沉积物组成，形成不对称旋回。

滨海环境（混积的海岸平原下部和浅海）中的地层一般形成对称的地层旋回。

滨面和浅海陆架的地层最常见的情况是形成基准面下降非对称旋回。

在中-外陆棚环境，地层旋回的对称性逐渐增强。

总之，地层旋回的对称性变化是基准面变化期间可容纳空间变化的函数。

图3-2 有效可容空间盆内迁移的沉积响应（据邓宏文）Fig 3-2 The sedimentation Response to the migration of effective accommodation space 4.相分异作用相分异作用是沉积物体积分配的沉积学响应，指的是基准面变化周期中岩石的沉积学属性的变化。

它反映了原始地貌要素保存的程度，以及存在于不同时间的沉积环境中的地貌要素类型的变化。

相分异程度则是融入地层记录中的原始地貌要素的数量和比例。

相分异作用主要有两种类型：一种是在基准面变化周期中的单个相属性的改变，另一种是在沉积地形剖面的相同位置沉积相或相序发生完全变化。

相分异作用导致了同一地理位置相同沉积环境或沉积相几何形态、相类型、岩石内部结构的差异，同时也是地层层间和层内非均质性产生的主要原因。

5.沉积物体积分配原理在基准面连续变化的时间域内，由于可容纳空间的变化，地表不同地理位置可分别产生侵蚀、沉积、路过不留和欠补偿沉积等四种不同的地质作用，导致基准面上升期堆积在盆地边缘相域内的沉积物体积增加，靠近盆地中心相域的沉积物体积相应减少；而在基准面下降期则堆积在盆地边缘相域内的沉积物体积减少，靠近盆地中心相域的沉积物体积相应增加。

沉积物体积分配作用导致或影响旋回的对称性、成因层序的叠加样式、相分异和原始地貌要素的保存程度等相域特征的变化。

地层旋回的对称性变化表明，在时间地层单元沉积的范围内，由于体积分配作用沉积物的堆积是不连续的，因而在不同地理位置，地层有时由岩石＋岩石组成，有时由岩石＋不连续界面组成。

其时间对比关系是：冲积平原环境基准面下降期间形成的地层不连续面在时间上相当于沿斜坡向下临滨或三角洲环境中基准面下降期形成的地层；临滨位置的准层序上覆的洪泛面（海、湖侵冲刷不整合面）在时间上相当于海（湖）岸平原和冲积平原位置基准面上升期沉积的地层。

这是基准面旋回等时对比的重要概念。

6.地层叠加样式地层叠加样式是沉积物体积分配的另一个沉积学和地层学响应。

在这方面的研究，中国学者走在了前面。

郑荣才等（2003）[23]在分析了基准面升降与沉积动力学关系的基础上，以中期基准面旋回为周期，以短期基准面旋回为成因地层单元，详细讨论了层序结构、层序叠加样式与可容纳空间/沉积物补给通量比值（A/S 比值）变化、基准面升降幅度及沉积动力学条件之间的相互关系，讨论了不同结构和叠加样式的短期基准面旋回在中期基准面旋回中的分布规律，并提出了以中期基准面旋回为单元的标准层序模式。