第2章埋藏史.ppt

1、第二章是地层埋藏史模型，地下沉积物的孔隙度分布，沉积物压实过程中的两个作用，即地层剥蚀恢复、压实厚度恢复和岩性分布；首先，地下沉积物的孔隙度分布，页岩孔隙度与深度的关系，碳酸盐岩的压实曲线，不同岩性的压实系数和表面孔隙度(根据赫加蒂，1988年)。事实上，孔隙度应该是有效应力的函数，特别是当地层中出现异常高压时。史密斯，1971勒奇，1984，有效应力和孔隙度之间的关系，泥岩压实阶段及其特征表，2。沉积物压实中的两种作用沉积物的埋藏压实过程应包括两种作用：机械压实和流体排放。两种物质的位移：固体部分，当没有石油化学发生时，由于压实作用，趋向于紧密排列，其原始体积不断缩小。由于岩石骨架的压缩系数

2、很小，属于机械压实过程，可视为固体材料相对于某一参考平面的位移。当各种化学和矿物学变化(溶解、胶结和粘土矿物转化)发生时，它们可以用单位体积的质量变化来描述。沉积物中水的排出是水在埋藏过程中的位移，可以用相对于某一基准面的速度或相对于其曾经生活过的沉积单元的速度来描述，属于多孔介质中流体的渗流问题。两种物质在单位体积沉积物埋藏压实过程中的质量变化，以及两种作用：综合作用的结果是孔隙率的降低。3.地层剥蚀量的计算在沉积盆地的发展过程中，连续沉积是最重要的地质事件，但不连续沉积和大规模隆升剥蚀也时有发生，尤其是后期改造强烈的盆地。它们对沉积岩埋藏史的影响是，在不连续和剥蚀期间，埋藏沉积物的成岩演化

3、、形成的地热场特征和沉积物的压实和排泄将改变原始过程，或停止或改变方向。剥蚀和沉积间断期间埋藏史主要特征的变化，对确定沉积间断的起止时间、剥蚀期的绝对年龄和剥蚀层厚度至关重要。到目前为止，还没有成熟的方法来计算剥蚀量和确定剥蚀期，特别是当不整合面处于超补偿状态时，通常是通过各种方法进行综合比较，从而得到一个相对可靠的定量范围。1地层比较法：从相邻剥蚀区沉积系列完整带计算剥蚀岩层厚度。当然，此时可以考虑厚度减小的原则，或者可以采用其他外推方法。这种方法可以为研究水平较高的领域提供更准确的结果。2.沉积速率法：使用该方法的条件是了解剥蚀面或不整合面上、下地层的沉积速率和绝对年龄。不整合界面代表一定

4、厚度的沉积物被剥蚀的时间限制。因此，这个时限实际上包括两个部分，一个是这种厚度的沉积岩沉积的时间，另一个是这种厚度的沉积岩被侵蚀的时间。如果我们知道剥蚀岩石的沉积速率和不整合上下岩石的绝对年龄，就可以计算出剥蚀沉积物的厚度。在计算中，需要判断剥蚀率，即剥蚀率是否等于不整合面以下或不整合面以上岩层的沉积率。这一判断应基于研究区的构造运动特征，主要是抬升运动。具体计算方法如图2-1所示。3压实曲线：这是真正的把手秦首先提出的方法。经过试用，测井曲线质量高，剥蚀段厚度较大是有效的。原理是在正常压实条件下，碎屑岩孔隙度随深度的变化是连续的，泥质岩为指数曲线，砂质岩为直线。如果我们使用声学数据图2-正常

5、压实条件下声波在页岩中传播时间与深度关系示意图(根据甄秦婷，1978)。左欠补偿区和右过补偿区，4。根据镜质体反射率(Ro)的突变计算侵蚀量：镜质体反射率是目前应用最广泛的有机质成熟度指标。它是地温的函数，地温也与埋深有关。在正常情况下，Ro值随深度的变化是连续和渐进的，但有时会突然改变。造成这种异常情况的原因是多方面的，如沉积岩中的回收镜质组和岩体中的局部热源。地层的缺乏也是Ro值不连续的原因之一。在确定Ro值的突变是由地层剥蚀引起后，可以根据剥蚀面上、下Ro值之差计算出剥蚀厚度(如图所示)。用Ro深度关系估算剥蚀量，鄂尔多斯盆地晚白垩世剥蚀厚度分布图(据王振亮等，1993)，4。压实厚度恢

6、复压实厚度校正是恢复不同地质历史时期压实沉积物的厚度。根据迭代方法的不同，可分为正演方法和反演方法。前人大多采用反演方法，即从地层的当前埋深和厚度出发，逐层剥离地层，最后在刚沉积时获得原始沉积厚度，因此也称剥离法或剥离法。如图所示。反推出直方图示例，正演算法正好相反，它是将地层恢复到刚沉积时的状态，然后依次计算不同地质历史时期地层的埋深和厚度，并根据计算出的最后一个时间步长(今天)与当前实际厚度和埋深之间的误差修正前几个时期的计算。本文主要介绍了基于正演模拟的压实厚度校正。由于沉积物(尤其是细粒沉积物)的孔隙度和深度呈指数关系，沉积物大致可分为两部分，即岩石颗粒骨架和孔隙。在地质历史中，当岩石

7、受到压实时，岩石体积的变化主要表现为孔隙体积的变化，由于颗粒骨架材料的不可压缩性，压实前后颗粒骨架的体积基本上可以认为是常数。如果岩石面积不变，体积的变化可以用岩石厚度的变化来表示(图2)。沉积物压实厚度恢复示意图，这是一个超越公式。很难找到T0和Z0的精确解，但可以通过数学迭代方法得到近似值。从表面上看，正演方法和反演方法只是计算程序不同。事实上，当泥沙处于正常压实状态(即泥沙中没有异常压力)时，两种方法的计算结果是相似的。然而，当沉积物中出现异常高流体压力时，两种方法在内涵上表现出明显的差异：反演方法一般只考虑压实和排水不平衡这一个因素对欠压实形成的影响。将欠压实段中的某一点视为与其等效深度点(正常压实段上的深度点等于该点的孔隙度值)具有相同的压实历史，显然不能概括欠压实和超压的其他地质因素，如热液增压、粘土矿物转化和有机质热解生烃，因此不全面。正演模拟方法的核心是将异常压力的形成视为上述因素的产物，并考虑到孔隙度和流体压力是相辅相成的，将方程(23)与下面的压力孕育史方程一起求解，因