天文周期约束下的基准面旋回层序划分方法(为庆祝《新疆石油地质》创刊30周年而作)

应用离散小波变换法对自然伽马曲线进行了信号分解并对各细节分量进行了频谱分析,确定了各细节分量的优势频率及沉积旋回厚度.根据沉积旋回厚度比例关系与天文周期比例关系之间的对应性,判断出与各天文周期相关的沉积旋回,并在绝对地质年龄约束下估算出各沉积旋回时限.延长组分析结果表明,据各细节分量划分的沉积旋回的时限均为对应天文周期的2倍,如以天文周期作为基准面旋回层序划分的依据,则每个沉积旋回可划分2个基准面旋回层序.该项研究成果表明,以天文周期为依据,以小波变换及频谱分析为手段,可以合理、有效地开展基准面旋回层序的划分与对比,在绝对地质年龄约束下进行地层定年.     

浅谈小波分析在鄂尔多斯盆地延长组层序地层划分中的应用

介绍了小波分析在层序划分中的应用现状，分析了GR曲线的小波变换在鄂尔多斯盆地延长组层序地层划分中的适用性。通过对GR曲线进行小波多尺度分解后可获得不同级次的旋回周期，将GR曲线小波旋回周期与传统标志层法、准层序分析法、古水深和基准面（湖平面）变化分析法和地震法标定的三级层序界面进行对照，结果表明，对正常湖相沉积，GR曲线D10小波与三级旋回较为吻合，可以作为延长组湖相层序划分的依据，而对冲积层序及浊积岩发育地区，D10小波容易出现偏差，不能作为层序划分的标准。     

鄂尔多斯盆地延长组米氏旋回分析及层序划分

通过典型探井自然伽马曲线的频谱分析,结合前人沉积速率研究,在延长组中识别出A、B、C、D、E等5组高频旋回周期,分别与米氏旋回中偏心率周期、地轴倾角长周期、地轴倾角短周期、岁差长周期、岁差短周期等存在近似的时间长度和对应关系。应用高分辨率层序地层理论,推测延长组的高频旋回发育受米氏旋回天文轨道力控制,其四级层序受123 ka的偏心率周期影响。在米氏旋回偏心率周期基础上,重新厘定了延长组层序地层划分方案,认为延长组存在4个二级层序、12个三级层序及数百个四级层序。     

松辽盆地青山口组高精度沉积旋回格架及有机质富集响应

松辽盆地北部青山口组页岩油的勘探开发潜力巨大，但目前对其沉积旋回格架及有机质富集响应模式认识不清。对古页1井青山口组的自然伽马测井数据分段开展小波变换分析和频谱分析，并综合岩心、测井资料和地球化学元素分析成果，识别出蕴含在该套沉积地层中的米兰科维奇旋回，建立了理论轨道周期与单井沉积旋回的联系，实现了松辽盆地青山口组高精度沉积旋回的识别与划分。依据400 ka的长偏心率周期建立了青山口组的“浮动”天文年代标尺，计算出青山口组的沉积时间在5.6 Ma,青山口组一段富有机质泥页岩为晚白垩世Cenomanian晚期—Turonian早期的产物。青山口组的米兰科维奇旋回可划分为14个长偏心率旋回和46个短偏心率旋回，长、短偏心率旋回分别对应层序地层学的四级、五级层序，由此可搭建研究区天文旋回层序地层格架，为深、浅水区的统一地层划分提供思路。基于建立的受控于长偏心率旋回的有机质沉积响应模式发现，偏心率接近极大值时对应沉积旋回为富有机质层段，该层段是页岩油勘探的潜在优质层段。     

基于EEMD的高分辨率层序地层划分方法

划分不同级次的层序界面以及识别其内部的沉积旋回类型是层序地层分析的重要基础。测井信号是不同周期的地层旋回信息的叠合,通过时频分析方法可将测井数据内隐藏的地层旋回性信息拓展到不同的频带内,进而进行不同级次层序界面的划分以及旋回类型的判别。利用总体经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）方法对测井数据进行分解,得到不同频带的本征模态分量,结合Hilbert变换获取各分量的频率特征。最后根据各分量的周期性波动和频率变化特征与不同沉积旋回类型以及各级层序界面之间的对应关系划分地层层序。在东营凹陷沙三段的应用中表明,该方法适用于短期、中期、长期基准面旋回的划分,为高分辨率层序地层划分提供了新思路。     

小波变换用于测井沉积旋回界面划分研究

以东营凹陷某井为例,选取尺度与周期有对应关系的Morlet小波基函数,对SP测井曲线进行小波变换,将一维测井数据拓展为二维深度-尺度空间,可探测到不同尺度沉积旋回的分界面,与传统的旋回界面划分结果基本一致.其地质学意义在于,由多个不同尺度(周期)沉积旋回叠加测井曲线,通过时频变换,被分解成各自独立的单一尺度的旋回,尺度因子的大小反映了地层沉积周期的长短.这也为沉积旋回的定量划分提供了一种新的思路.     

陆相断陷盆地陡坡带砂砾岩体期次划分——以济阳坳陷车西洼陷北带中浅层为例

针对车西洼陷北带中浅层砂砾岩体期次划分困难的问题,初步探索出一种在地质和地震资料约束下,基于测井曲线米氏旋回和小波变换技术的砂砾岩体描述方法。通过对测井曲线进行频谱分析,认为车西洼陷北带东营组砂砾岩体的沉积期次受米氏旋回的控制,偏心率404.0 ka和地轴倾角53.6 ka周期控制着四、五级层序的发育,是进行砂砾岩体期次划分与对比的基础。因此,依据米氏旋回和小波变换理论,在纵向上对车西洼陷北带东营组砂砾岩体进行了精细的划分,共识别出8~10个小的扇体期次。研究表明,应用米氏旋回和小波变换技术分析高频旋回,提高了沉积旋回研究的定量化水平。其中,设计的米氏旋回滤波曲线和选取的小波变换系数与高频旋回具有较好的对应关系,可有效地指导砂砾岩体期次的精细划分。     

陆相断陷盆地陡坡带砂砾岩体期次划分 ——以济阳坳陷车西洼陷北带中浅层为例

针对车西洼陷北带中浅层砂砾岩体期次划分困难的问题,初步探索出一种在地质和地震资料约束下,基于测井曲线米氏旋回和小波变换技术的砂砾岩体描述方法。通过对测井曲线进行频谱分析,认为车西洼陷北带东营组砂砾岩体的沉积期次受米氏旋回的控制,偏心率404.0 ka和地轴倾角53.6 ka周期控制着四、五级层序的发育,是进行砂砾岩体期次划分与对比的基础。因此,依据米氏旋回和小波变换理论,在纵向上对车西洼陷北带东营组砂砾岩体进行了精细的划分,共识别出8~10个小的扇体期次。研究表明,应用米氏旋回和小波变换技术分析高频旋回,提高了沉积旋回研究的定量化水平。其中,设计的米氏旋回滤波曲线和选取的小波变换系数与高频旋回具有较好的对应关系,可有效地指导砂砾岩体期次的精细划分。     

基于Matlab小波分析的旋回划分及其地质意义——以东海盆地西湖凹陷保椒斜坡带平北段Pb-1井平湖组为例

以东海盆地西湖凹陷保椒斜坡带平北段Pb-1井为例,运用Matlab小波分析Pb-1井始新统平湖组自然伽马曲线包含的地质信息。根据小波变换后的小波变换系数时频能量和小波变换系数曲线特征,将平湖组划分为3个长期旋回和5个中期旋回,显示出小波变换在测井层序地层划分中具有较高的分辨率,能识别沉积作用中的隐蔽旋回特征。在此基础上,探讨了不同尺度内小波变换系数曲线与煤层发育位置之间的关系。结果表明,研究区煤层多发育于小波变换系数曲线峰值相对较小的位置,即对应于长期旋回内三角洲的退积过程及中期旋回内三角洲退积—进积的转换时期。     

基于米兰科维奇理论的高频旋回识别与划分——以琼东南盆地梅山组和三亚组地层为例

选择琼东南盆地不同构造带上的LS-33A、YC-35B和ST-36A3口钻井为研究对象,对自然伽马数据进行频谱分析和连续小波变换,结果显示在不同钻井中,新近系梅山组和三亚组地层都主要受404ka和95ka偏心率周期控制。对该周期滤波分析后,选择控制各层段发育的主要米兰科维奇周期曲线,建立了各段地层的高分辨率天文年代标尺。最后,以短偏心率周期曲线作为五级层序划分的参考曲线,对三亚组和梅山组层序进行高频旋回地层划分与对比。该研究成果为近海海域盆地高频层序单元对比框架的建立提供了一种新的有效方法。      

鄂尔多斯盆地南梁西区延长组层序地层格架与生储盖组合特征

为研究鄂尔多斯盆地南梁西区上三叠统延长组层序地层格架与生储盖组合特征,采用高分辨率层序地层学的原理和方法,对该区层序界面类型、层序地层格架特征及长期基准面旋回与生储盖组合的关系进行了研究。结果表明:研究区共识别出5个三级层序界面,将延长组划分为1个超长期和4个长期旋回层序;生储盖组合特征与长期基准面旋回的关系密切,在长期基准面上升半旋回早中期和下降半旋回晚期发育的三角洲平原分流河道及前缘水下分流河道砂体为优质储层,在长期基准面上升半旋回晚期和下降半旋回早中期发育的浊积岩砂体为潜在储层,在长期基准面旋回升降转换面附近发育的湖相泥页岩及炭质泥岩为良好的生油层和盖层;延长组发育上生下储、下生上储及自生自储式生储盖组合。     

鄂尔多斯盆地下寺湾地区延长组长8 段高分辨率层序地层分析

基于下寺湾地区的区域地质、沉积相、测井、钻井和岩心资料,以Cross 高分辨率层序地层学理论 及其方法为指导,采用多级旋回层序划分方案,结合测井相分析技术,将研究区长8 段划分为中期、短期和超短期3 个级次的基准面旋回层序。各级次基准面旋回又可进一步分为向上“变深”的非对称型、向上 “变浅”的非对称型和对称型3 种结构类型。该文重点论述了超短期基准面旋回层序沉积背景、叠加式样和沉积动力学过程, 并以短期基准面旋回作为等时地层对比单元, 建立了长8 段高分辨率地层-时间格架,为本区砂体纵、横向展布规律的认识及下一步勘探开发方案提供了理论依据。     

基于数字露头的地质信息提取与分析

为了改进传统露头研究方法的不足,以及客观、全面地认识露头所揭示的地质信息,将激光雷达技术应用到露头地层成图研究中,并利用计算机技术实现地层图像可视化,形成了鄂尔多斯盆地上三叠统延长组杨家沟剖面数字露头。 基于数字露头开展上三叠统延长组长 3 油层组层序地层、沉积旋回和砂体展布等地质信息的提取与分析,并利用典型层序界面识别标志,结合层序地层学理论,在数字露头上进行层序边界识别和层序界面追踪,划分出 1 个四级层序界面,其界面之下地层岩性表现为反旋回,界面之上地层岩性表现为正旋回,层序界面对应的位置砂体最厚。 通过建立研究区沉积旋回的识别标志,在数字露头上进行沉积旋回界面的追踪与对比,识别出了 3 个不对称式短期旋回,这 3 个短期旋回又可组成 1 个四级基准面上升半旋回,为一套整体向上变细的四级准层序组,其砂体厚度向上具有减小的趋势。 通过建立砂体解释标志,分别在四级基准面旋回底部和剖面顶部识别出了典型的河道砂体,进而对露头解剖的单砂体内部砂层进行了精细刻画与对比。 总体认为,剖面岩性以细砂岩和粗粉砂岩为主,局部夹暗色泥岩和页岩;砂体侧向迁移,在垂向上呈多期叠置关系,横向上变化较大。     

陇东地区三叠系延长组沉积层序及充填响应特征

陇东地区三叠系延长组是由顶、底两个区域性不整合或假整合界面组成的一个超长期旋回。在该构造层序形成发展的沉积演化旋回中,依据次一级的构造、气候、物源供给条件及湖平面升降等变化,可将上三叠统延长组分为区域上分布稳定的4个长期旋回。在此基础上,采用层序-盆地系统的动态成因分析方法,对陇东地区延长组进行了层序充填动力学研究,认为构造沉降的脉动性、气候的旋回性以及由此引起的沉积物供给的差异性控制了4个长期旋回的发育与演化。文中,进一步探讨了盆地演化过程中的层序充填动力学响应,指出湖盆演化的不同时期形成不同的沉积亚相组合、不同类型的沉积物以及不同的层序叠加样式。     

塔里木盆地塔中—顺北地区柯坪塔格组高分辨率旋回层序地层划分

塔里木盆地塔中—顺北地区下志留统柯坪塔格组作为一套典型的海相碎屑岩沉积地层，砂泥叠置关系复杂，仅通过测井曲线形态的传统方法不利于高分辨率层序的精确划分。首先根据地震剖面与测井滤波处理曲线来识别不整合面及相关的整合面，得出长期基准面变化情况；其次用最大熵谱图与合成预测误差滤波划分中期基准面旋回边界；最后从动态最大熵谱中提取出米氏旋回参数，进一步获取带通滤波信号组和天文周期单元，划分短期基准面旋回，最终完成高分辨率层序地层的划分。柯坪塔格组识别出3种三级层序边界类型：连续海侵背景下的T₁型、完整海侵—海退背景下的T₂型、海退为主的T₃型。目的层共划分出4个长期、16个中期以及50个短期基准面旋回。     

胡尖山-姬塬地区长6油层组层序叠加样式与砂体成因类型关系

以钻井、测井资料的综合研究为基础,详细研究了鄂尔多斯盆地胡尖山姬塬地区三叠系延长组长6油层组短期基准面旋回层序特征,将短期旋回层可划分3种基本结构类型,再根据可容纳空间大小和上下两个半旋回的厚度进一步划分为7个亚类型。不同类型的短期旋回在三角洲前缘、湖泊两类沉积体系及相应的微相类型中具有不同的基准面旋回结构和叠加样式,并总结了短期基准面旋回层序的变化规律和分布模式。在此基础上,探讨了不同结构类型和充填样式的短期旋回层序的沉积序列对储层的控制作用,指出最有利储集砂体发育的短期旋回类型。     

东海陆架盆地西湖凹陷渐新统花港组年代标尺及层序界面定量识别

西湖凹陷是东海陆架盆地中重要的含油气凹陷,近期勘探证实渐新统花港组是当前主力产气层段;截至目前,西湖凹陷花港组层序地层划分方案还存在较大争议,严重制约了砂体等时对比及油气精细勘探进程。依据层序地层学结合天文旋回理论,利用小波变换和INPEFA技术对自然伽马曲线进行数学分析得到小波信号曲线、频谱及INPEFA曲线,建立了西湖凹陷花港组年代标尺及高精度层序界面格架。通过小波变换将GR曲线重构成不同阶次的小波信号曲线和频谱,以异常振动和能量团变化趋势凸显层序界面和旋回信息;同时,利用最大熵谱分析技术对GR曲线进行积分处理获得INPEFA曲线,以拐点和正负趋势定量拾取层序界面和旋回特征,将花港组划分为5套三级层序（自下而上分别命名为SQ₁—SQ₅）。利用频谱分析明确三级层序内部地层叠置旋回,结合小波信号曲线变化特征,可将花港组划分为12套四级层序（自下而上分别命名为H₁₂—H₁）。花港组GR曲线的多窗口频谱分析结果表明,5套三级层序发育持续时间介于1 ~ 3 Myr。通过多尺度多方法融合测井技术对缺少岩心和古生物化石区构建多级次等时层序地层格架具有一定推广意义,为渐新统花港组后期勘探开发提供一定的技术支持。     

鄂尔多斯盆地石千峰组高分辨率层序地层学特征

针对鄂尔多斯盆地石千峰期陆相沉积,以高分辨率层序地层学理论为指导,以基准面旋回层序级次的划分为依据,将石千峰组划分为1个超长期、5个长期、14个中期和若干个短期基准面旋回层序,且存在向上"变深"非对称型(A型)、向上变浅非对称型(B型)和对称型(C型)等形式的中短期基准面旋回层序结构;详细分析了各级次旋回层序的结构类型、沉积序列和叠加样式;建立了以长期旋回层序界面和最大洪泛面为等时地层格架、以中期旋回层序为等时地层单元的层序地层格架.     

湖相泥页岩地层米氏旋回测井识别及环境响应特征

旋回地层学因具备高时间精度特性而被广泛应用于沉积地层的高精度地质定年和高分辨率地层划分与对比等研究领域。细粒沉积地层的旋回划分研究由于难度大,一直是层序地层学研究的重点和难点。以渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷樊页1井古近系沙河街组四段上亚段纯上次亚段（Es^4scs）湖相泥页岩为研究对象,选取测井数据和地球化学分析数据作为旋回分析的替代指标,采用频谱分析、小波变换、功率谱估计和滤波分析相结合的手段,对研究层段记录的米兰科维奇旋回（米氏旋回）进行识别;并结合地球化学指标验证测井数据识别旋回的可行性;在米氏旋回识别的基础上建立了“浮动”天文年代标尺,计算了沉积速率;同时,首次在研究区探索性地运用沉积有机质丰度和表征古氧化-还原性的指标探讨了轨道周期的响应特征。研究结果表明：① 湖相泥页岩沉积旋回明显受米氏旋回控制,包括405.00 kyr偏心率长周期（E1）,124.22 kyr偏心率短周期（E2）,39.76 kyr斜率周期（O2）以及22.00 kyr岁差周期（P1）;② 研究层段共识别出6个E1,22个E2,65个O2和110个P1,依据“浮动”天文年代标尺计算出沉积时间为2.73 Myr,平均沉积速率为0.069 m/kyr;③ 湖相细粒沉积地层有机质丰度及古氧化-还原性变化受天文周期控制;④ 当偏心率振幅幅度较大且处于最大值时期,地球整体处于间冰期,气候暖湿,易于形成富有机质沉积地层,是页岩油勘探的最有利层段。研究提出的思路和方法为同类型细粒沉积地层的旋回划分与对比、“浮动”天文年代标尺的建立、沉积速率的计算以及有机质富集规律的研究提供了参考,研究成果直接应用于东营凹陷沙河街组细粒沉积地层的非常规油气勘探开发。