測井層序分析

測井層序分析，又稱測井資料層序地層分析技術，是指通過地層在測井曲線上出現的各種回響模式、準層序縱向疊置樣式等進行層序的劃分。

基本介紹

• 中文名：測井層序分析
• 外文名：Logging sequence analysis
• 學科：沉積學
• 全稱：測井資料層序地層分析技術
• 依據：地層在測井曲線上回響模式
• 原則：重點井的選擇

提出背景

層序地層學的研究是從地震資料開始的。沉積層序在地震剖面上的回響稱為地震層序，它是通過沉積地層在地震資料上形成的各種回響模式來研究地層的。當地震波投射到兩個速度和密度不同的地層間的界面時，就會產生波阻抗差，從而發生反射。因此地震反射界面基本上是追隨地層沉積表面的年代地層界面，而不是岩性地層界面。地震反射層具有反映地層表面或不整合的時間意義，地震層序分析有利於區域對比，有利於對層序邊界的追蹤、閉合，有助於掌握全盆地三維空間的層序發育狀況，而根據地震資料分析層序地層具有極其重要的價值，但地震資料也有不足之處其解析度小於鑽井資料的解析度。

隨著層序地層學的不斷發展，層序的劃分越來越細，僅用地震資料難以識別級次較低（4級或S級）的層序。因此，要提高層序地層學的研究精度，人們自然想到利用測井資料進行層序地層學研究。沉積層序在測井資料上的回響稱為測井層序，其識別主要通過地層在測井曲線上出現的各種回響模式、準層序縱向疊置樣式等分析來進行。

作用

(1)測井資料特別是高解析度地層傾角測井資料，在垂向上有極高的解析度，利用這些資料可研究地層產狀和巨觀沉積特徵及構造特徵，研究儲層內部的岩性和沉積相特徵，分析不整合特徵或層序界面。另外，成像測井可更清晰地分析沉積地層的沉積屬性及其沉積旋迴特點。

(2)測井資料可使地層的垂向劃分和橫向對比定量化。在垂向上使用測井資料可對全井段進行高精度、連續定量地分析，反映垂向地層的疊加型式和空間的展布特徵。在橫向上，測井曲線定量反映地層的岩性與組合特徵，有利於地層橫向對比，分析地層側向加積過程和形態，進而解釋其形成的沉積過程。

(3)通過“岩心刻度測井”、“測井標定地震”建立二維、三維地質體的兒何形態，與地震結合分析沉積體系的沉積過程。

(4)選擇具有不同基本原理與不同探測深度的測井曲線，建立相應的“測井相”，分析沉積環境和沉積層序。

原則

測井層序分析主要依據測井資料和岩性地層解釋剖面。由於在工作中常常缺少系統的取心資料，因此，在層序分析時應特別注意如下問題。

1.重點井的選擇

由於井所處的盆地位置的不同，在同一盆地不同地理位置的井所反映的層序發育特徵是不同的，在研究中，儘量選擇位於凹陷深處地層發育齊全的深井來進行垂向層序分析，以建立各自凹陷中的垂向層序地層格架，通過測井曲線的深度時間轉化合成記錄，進行測井地震對比連線。

2.利用地震層序來約束測井層序的級次

在垂向上，由於不同級次的層序是不易區分的，同時，由於它生旋迴與自生旋迴共存的干擾，不同的人可能得出不同數目的層序。由於一個反射層是由許多不同反射係數和不同波阻抗差的層面相互干涉所組成的，並且在用測井曲線進行對比解釋時往往存在某些不確定性和多解性。根據聲波曲線製作地震合成記錄，並與鄰近的實際地震資料反覆對比，以提高解釋精度。同時，利用地震層序標定測井層序中主要不整合面的位置來限定高級次的鑽井層序是至關重要的一步。通過地震層序和沉積環境分析，確認各個時期井所處的盆地古地理背景，從而可對各時期體系域發育特徵作巨觀了解，以減少在確定體系域性質上的失誤。由於地震與測井資料的解析度不同，將地震層序界面標定到測井中，對應著測井曲線的一個深度段，具體的邊界位置，需要對這一深度段的測井曲線作進一步分析，用這種方法可提高測井層序分析的可靠性。

3.基準面上升到下降的轉換位置

即凝縮段，是古生物發育、有機碳富集的層段，可以依據古生物種類、豐度、有機碳含量分析來幫助確定凝縮段的位置以及判定凝縮段的主次關係。

4.多資料綜合套用

層序劃分中儘可能利用岩性剖面、岩礦分析和古生物資料進行綜合判斷，分析各層序的形成條件和層序演化史。

流程

測井層序地層學是利用測井資料劃分層序和進行岩相預測的一種方法，具有較高垂向解析度，可劃分出層序地層學的大多數地層單元(層序、準層序組、準層序、層組、層)。研究表明，測井分析主要用於地震地層、生物地層及層序地層所建立的等時地層格架內的準層序、體系域的識別。通過單井層序分析、界面特徵提取和層序界面識別，然後在過井地震剖面上利用經岩心標定的測井資料進一步識別準層序與體系域。

1.等時地層格架的建立

層序地層分析是以建立等時地層格架為目的。地震地層分析可以識別出具有等時界面意義的層序邊界。削蝕和海岸上超點向盆地方向轉移現象可以準確地識別地震層序邊界。高解析度測井資料可以在地震地層框架內進行準層序、準層序組(進積型、加積型、退積型)的劃分與體系域的識別。根據古生物資料和其他年代測定方法，確定層序地層格架的年代，將岩石地層單元轉換為時間地層單元。

2.識別層序邊界

在測井曲線上層序邊界通常有明顯的回響，一般表現為岩性的突變性界面，單井岩相分析中存在岩性突變界面的標誌。沉積走向關鍵剖面上的多井對比顯示的區域性穩定界面特徵也是層序邊界研究的必備條件，低頻層序界面應能夠在全盆地或大範圍內進行對比。高解析度地層傾角測井、井下電視與微電阻率掃描成像方法能夠有效地識別不整合的存在。侵蝕面在大多數測井曲線上都有較好的回響。

3.研究區測井與地質岩相知識庫的建立

研究區出現的岩石類型存在地區性差異，不同的岩性與流體性質將導致不同的測井回響。首先要建立完整的測井地質岩相資料庫，實現地質資料與測井資料的溝通與相互印證。岩石類型與測井曲線特徵間的關係是正確進行層序地層分析的基礎，測井地質岩相知識庫提供了在測井曲線上識別岩石類型的基本準則。

4.關鍵井的岩相識別與測井相分析

通過測井曲線與標準岩性庫的比較分析可以有效地識別岩性。單井分析能夠建立由下至上的垂向沉積序列。測井曲線上由細變粗的特徵可以作為準層序的識別標誌，同時也是測井相分析的基礎。關鍵井一般為取心井，應利用岩心資料對測井解釋的岩相進行標定，並在此基礎上建立測井相模版，開展沉積相的分析與研究。

5.建立多井關鍵性剖面

沿主要沉積體系(如三角洲)中心和其間的地區建立沉積體的走向剖面。沉積走向剖面的選擇應儘量避開沖積扇、河流相和大陸坡、盆地平原相，而以砂泥比適中的三角洲前緣相和陸棚相為好。

6.預測油氣分布

層序地層不同單元的平面分布對盆地分析具有重要意義，可以根據層序地層的體系域分布特徵，預測油氣的垂向組合。特別在湖相盆地中，確定與最大洪泛面相伴隨的湖相泥岩的區域連續性與各項生油指標，有著十分重要的意義。湖相泥岩是最主要的區域蓋層與生油層，根據層序內體系域的分布，預測油氣聚集帶。最後根據解釋的沉積體系，並結合構造特徵預測油氣圈閉類型與發育部位。

層序邊界測井回響特徵及層序劃分

用於層序地層分析的測井資料主要包括自然伽馬一電阻率曲線，自然電位一

電阻率曲線。在地層資料複雜及某些特殊井段，還應該綜合利用各種測井曲線。層序邊界的測井回響，是以岩心觀察中特徵明顯的層序邊界為模式而建立的。這種標準建立之後，則用以廣泛地識別非取心井段的層序邊界。

根據電測曲線的變化，同時結合實際的岩心觀察，層序邊界的測井回響特徵主要有以下幾種型式：

（1）漸變型式

這是代表一種基準面快速下降隨即快速上升的速度突變的型式。在測井曲線上，層序邊界之下的準層序組呈前積式，其上的準層序組呈退積式，層序邊界往往位於砂岩內部，與傳統的以砂岩頂、底為界的方法有根本的區別。在純正砂、泥岩剖面上，層序邊界之下的準層序向上變厚，各準層序沉積物粒徑向上變大，其上的準層序向上變薄、粒徑變小。這種測井回響，其曲線形態特徵是在層序邊界之下呈漏斗狀，在層序邊界之上呈鐘形。

（2）突變型式

層序邊界之下的測井回響為屬泥質沉積的平滑式加積型，其上為砂岩或砂礫岩的箱形加積式、鐘形退積式，代表一種水體由相對較深突然變淺並持續了相當久的沉積型式。其地質記錄在濱、淺湖地帶為砂岩直接覆在雜色（綠、紫、棕、紅及其過渡色調）泥岩之上，在半深湖、深湖區為砂岩與下伏暗色泥岩的突變接觸。

（3）加積/前積型

層序邊界之下的地層呈前積型，界面之上的地層呈加積型，代表基準面快速下降接著滯升的沉積形式。推測前期高水位體系域為三角洲類沉積，其後的低水位期為河道、沖積扇或盆底扇類沉積。

（4）前積/前積型

層序界面上、下地層的測井回響均為前積型，反映了三角洲體系的穿時現象。

（5）其他類型

除了上述幾種類型外，還可以見到退積/退積型、前積/加積型、加積/加積型、層序界面在泥岩內部而層序邊界上、下地層的測井回響均為平滑、細齒線形態。以上層序邊界的各種測井回響，以第一種最為常見，其餘順序號居次（錢奕中、陳洪德等，1995）。

層序地層學發展趨勢

層序地層學是一門相對年輕的地學分支學科，在理論體系和技術方法等許多方面有待於進一步完善。根據目前國內外的研究現狀，預計層序地層學仍是今後10～20年快速發展的學科，陸相層序理論方法是國內外共同的主攻方向。海相盆地層序地層學，特別是被動大陸邊緣盆地，已建立比較完善的層序模式和研究方法。陸相盆地類型的多樣性和層序發育特點的複雜性，目前還沒有建立系統完善的陸相層序地層學理論方法，是國內外共同的主要研究方向。我國油氣資源主要賦存在中新生代陸相盆地，陸相層序地層學始終是研究的重點。 地質分析和地震定量解釋技術的進一步融合，將從技術手段上促進層序地層學的發展。層序地層學是地質學、地球物理學和計算機技術相結合，而產生的一門新的地學分支學科，因而這門學科歷來重視地質分析與地球物理技術的結合，這是這門學科基本特色（徐懷大，1993，1997）。

20世紀70年代末至80年代，側重於地震反射結構特徵的地質含義研究，而產生了地震地層學。90年代之後，各種地震信息的定量分析技術開始套用到層序地層學研究中（Hongliu Zeng,1998a,1998b; Hongliu Zeng, 2001; Kolla, V. 2001; Henry W. Posamentier, 2002）。

但迄今為止，地質分析與地震解釋技術的結合還是初步的，地震定量分析技術的套用還是零散的、局部的。地震成像技術、地震岩性反演預測技術、地質與地球物理信息互動等技術的套用，將大大提高層序地層學的工業製圖水平和預測功能。