1、 龚福华长江大学地球科学学院石油系2007.6第五章 油气田地下储层研究第一节 储层沉积相研究第二节 储层静态特征评价第三节 储层地质建模第一节 储层沉积相研究一测井沉积相分析 二地震相分析三地质沉积相分析平面剖面相分析剖面对比相分析 剖面相分析 地质沉积相分析相标志研究相标志研究岩性标志古生物标志地球化学标志岩 心颜 色粘土岩（泥岩和页岩）颜色是恢复古沉积环境水介质氧化还原程度的地化指标。红色氧化环境、绿色弱氧化环境、灰色弱还原环境、灰黑色还原环境。描述颜色时，应与行业标准色谱对照，用数字符号表示，如0白色、1棕红色、3紫红色、4紫色、5黄色、8灰绿色、9褐色、10棕色、12黑色、13深灰色
2、、14浅灰色、15杂色等。还原环境形成的岩石寒武系牛蹄塘组烃源岩寒武系牛蹄塘组烃源岩陡山佗组黑色页岩氧化环境形成的岩石弱氧化环境碎屑岩（如砂、砾岩）可出现在海陆各种沉积环境中，不是鉴别沉积相的良好标志。与碎屑岩系共生的碳酸盐岩、硅岩、蒸发岩和红色岩层等具一定指相性。如能定出是浊积岩、风积岩、风暴岩、冰馈岩、洪水岩等成因类型，对于判别沉积相类型很有意义。岩石类型前寒武冰积岩自生矿物它们在碎屑岩中含量少，但具良好指相性。锰结核-海洋底环境，海绿石-浅海陆棚环境，自生磷灰石-海相标志；自生长石和自生沸石-湖相标志，天青石、莹石和重晶石-咸化泻湖。深海锰结核萤石-咸化泻湖成因产状：海绿石是典型的表生矿
3、物，产在浅海沉积物中（如砂岩、碳酸盐岩石等）。在近代的深度为300500米的浅海沉积的绿色淤泥和砂中亦有发现；海绿石碎屑颗粒结构与沉积构造碎屑颗粒的粒度、园度、球度、表面特征及沉积优选组构均具一定指相性。物理成因构造更具有良好的指相性，其次是生物成因构造。不同沉积环境下的特征可参阅沉积岩与沉积相的相关书籍和文献。物理作用 波痕、冲刷痕、压刻痕、其他表面痕迹、层理和叠亙状构造化学作用结晶晶体印痕与假晶、鸟眼构造示顶底构造、流动构造准同生变形暴露构造 负载构造、球状和枕状构造、滑塌构造、喷出构造、碎屑脉、旋转层理、碟状构造、坑丘构造 雨痕、冰雹痕、干裂生物作用生物遗迹足迹、爬迹、停息迹、潜穴和钻孔
4、压溶 缝合线增生与交代 结核与葡萄状构造生物扰动生物生长植物根痕 波痕是风、水流或波浪等介质的运动，在沉积物表面所形成的一种波状起伏的层面构造。波痕（ripple mark）浪成波痕流水波痕负载构造(Load structure)也称负荷构造、重荷模（load casts）等。是指覆盖在泥质岩之上的砂层底面上的瘤状突起。它是由于下伏的含水塑性软泥承受了不均匀的负载，使上覆砂质物陷入下伏泥质物中而产生的。砂层底面上的瘤状突起古生物标志古生物标志是重要相标志，但主要用于区别一级、二级相，即用于划分海相、陆相或过渡相。如在一些早第三纪陆相沉积盆地中，发现了有孔虫，具有海相面貌的介形虫、软体动物、藻类
5、，并伴生有海绿石。这类海绿石具有低铁、低钾、高铝的特点。这种有机和无机的组合相标志，反映我国东部中新生代盆地中有些层段具海侵影响的近海湖泊相特点。地球化学标志由于海水和谈水环境中溶解的盐类物质差异较大，鉴定粘土矿物、碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐中的各种化学元素、微量元素及同位素，其结果具一定指相性。微量元素 硼是应用最广的一个指标，湖相沉积中硼含量最低，海相沉积物中为100mg/L或更高，Sr/Ba 有一定指相性、淡水沉积物中Sr/Ba通常1；Sr/Ca 湖相和河流相沉积物Sr/Ba比值低；海相沉积物较陆相大，因为海洋环境Sr相对富集。Th/U 陆相页岩和三水铝矿中Th/U值高达7以上，海相黑色页岩
6、、暗色层状燧石和灰岩中Th/U值不到2，借此可以指相。Mn/Fe 海相页岩中Mn/Fe值比淡水页岩要高得多。现代海洋中Mn2+高于陆地水体，故海底有锰结核富集。硼海相陆相Sr/BaSr/CaSr相对富集Th/U1高达7以上不到2100mg/LMn/FeMn高得多稳定同位素 13C/12C：海相沉积物中所含碳元素的13C/12C值高于非海相沉积物中有机质的相应比值，特别是海相碳酸盐岩和钙质介壳富集13C。同样，利用页岩中菱铁矿结核的13C/12C值也可作为区分海相、陆相、过渡相地层的标志。18O/16O 海水中氧的同位素18O/16O比值较为一致，淡水中较低。该指标受水体温度变化影响大，故不是一
7、个可靠的指相标志，但用在恢复古海洋温度和古气候变化上效果良好。剖面相分析辫状三角洲平原亚相辫状河道砾质辫状河道微相砂质辫状河道微相水道间微相泛滥平原微相辫状三角洲前缘亚相水下分流河道微相分流间微相前缘席状砂微相前三角洲亚相湖泥远砂坝微相辫状三角洲|湖相沉积体系相组相亚相微相五级相陆相剖面相分析划分精度剖面相分析相模式相模式是指对某一类或某一沉积相组合的全面概括。目前较为典型的相模式有冲积扇、辫状河、曲流河、三角洲、扇三角洲、滨岸沉积、风暴沉积、近岸水下扇、湖底扇等。（1）从最完整露头或岩心剖面入手 作详细的垂直剖面素描。描述所有沉积构造、判断水流机制、描述结构特征和各种变化、建立岩性组合及沉积
8、韵律、重点描述层理类型及特征；确定沉积间断、冲刷面及各种接触关系。寻找少见的沉积构造、生物潜穴等；鉴别间断面上、下的矿物组合和化石组合；确定动物群的存在和缺失。剖面相分析基本步骤准噶尔盆地侏罗系河流冲刷面冲刷面（2）确定和建立可能的沉积层序 将沉积层序与已知的沉积作用相对比；确定可能的形成条件沉积环境、水体深度、沉积速率、介质能量大小和水介质物化条件，以及可能存在的地质事件；确定剖面内相类型的重复情况。包括：一种相序简单重复类型、多种相序的复合体。新疆郝家沟冲刷面和大型板状交错层理冲刷面？鲕粒灰岩陆表海蒸发潮坪台地浅滩沉积（3）作观察特征的对比 与现代沉积和古代沉积对比；作沉积作用和过程的预测
9、；选样、进行鉴定测试、补充宏观观察。包括：古生物和古生态分析；结构和粒度分析；测定粘土矿物及其演化分析；全而岩石学研究、分类命名；根据需要补充其它测试。现代潮间沉积（4）收集其它资料 储油物性分析资料孔隙度、渗透率、含油饱和度、压汞分析等；测井资料岩性和电性对比，求取各项参数和进行测井相分析（图5-14）；地震资料应用井地震剖面，进行地震地层学研究。（5）编制单剖面或单井相分析图主要内容包括：地层系统；井深；电测曲线（至少应有自然电位曲线）；综合后的岩性剖面；泥岩颜色；沉积构造特征（采用精细的岩心素描图；粒度概率图和CM图（采用标准坐标图）；陆源组分含量变化（长石、石英、岩屑）；填隙物含量变化
10、（杂基、胶结物）；指相自生矿物：显微薄片素描（反映组构及孔隙结构特征）；相类型（至少划分到亚相）；相层序（向上变细变薄或向上变粗变厚）；油层物性（孔隙度、渗透率、含油饱和度）；生储盖组合。文留地区文106井沙四段单井相分析剖面图东濮凹陷西部沙三4上沙三3亚段时期水下扇砂体分布特征图纵剖面横剖面鲁西地区早第三纪岩相古地理图1反映古构造特征2.反映岩相古地理特征 3反映生储条件地质特征响应分析测井沉积相分析测井相分析1.岩性标志2.沉积构造3.古水流与搬运方向1.砂岩测井相分析2.梯形图或星形图3.碳酸盐岩相分析 搜集岩屑资料总结测井资料划分岩性规律定性判断岩性。常用的测井资料：自然电位；电阻率；
11、地层倾角；体积密度；中子孔隙度；声波时差等。三角洲分流河道倾角对古水流方向分析图 在单层砂体内部的小兰模式及小绿模式的倾角矢量方向都代表古水流方向 自然电位辫状河曲流河SP方法:选择一组测井曲线（如自然电位、电阻率、自然伽马、声波、密度、中子等）然后在放射状或平行状坐标上，标上任一层的各种测井参数数据；将这些值顶点连接起来，就构成了星形图或梯形图将具有相同或很相近的图形归为同一测井相,用岩心资料对这些测井相进行标定，确定相应的岩相。测井相星形座标碳酸盐岩相分析由于碳酸盐岩没有明显的层理，而且往往呈块状连续沉积，因而其沉积相不能根据地层倾角测井研究古水流的砂岩沉积相模式来研究，它主要是根据岩性、
12、岩相等岩石矿物组成及物理性质差别来判断，所以它的测井沉积相模式多采用数理统计方法来建立。块状连续沉积非均质性强对碳酸盐岩建立的相模式潮上蒸发盆地石膏：F1=a1DT+b1CNL+c1DEN+d1LLD+e1CGR+f1Th+g1U+h1K 潮上云坪：F2=a2DT+b2CNL+c2DEN+d2LLD+e2CGR+f2Th+g2U+h2K潮间藻坪：F3=a3DT+b3CNL+c3DEN+d3LLD+e3CGR+f3Th+g3U+h3K潮下浅滩：F4=a4DT+b4CNL+c4DEN+d4LLD+e4CGR+f4Th+g4U+h4K潮下深水灰岩：F5=a5DT+b5CNL+c5DEN+d5LLD+
13、e5CGR+f5Th+g5U+h5K风成砂丘后滨前滨临临 滨滨潮坪环境潮上潮上蒸发盆地石膏：F1=a1DT+b1CNL+c1DEN+d1LLD+e1CGR+f1Th+g1U+h1K 肠状石膏石膏结核一个完整的海滩沉积一个完整的海滩沉积 后滨海岸砂丘后滨海岸砂丘后滨后滨小沿小沿岸坝岸坝前前滨滨粗粗细细潮间多边形的藻席潮间藻坪：F3=a3DT+b3CNL+c3DEN+d3LLD+e3CGR+f3Th+g3U+h3K宽阔的潮间坪（前滨）沉积面上的波纹沼泽沼泽小潮湿道小潮湿道双向交错层理障壁岛泻湖海地震相单元地震相分析相类型地震相类型透镜状相充填相丘状相前积相杂乱空白相平行地震相平行与亚平行反射结构平
14、行与亚平行反射结构 反射层平行或微微起伏（波状），往往出反射层平行或微微起伏（波状），往往出现在席状、席状披盖及充填型中，现在席状、席状披盖及充填型中，反映均反映均速低能沉积环境。速低能沉积环境。内部发育一组相互叠置的反S形反射同相轴：上端为近水平的顶积层，中部为倾斜的前积层，顺同相轴向下到了底部，同相轴逐渐变得平缓，形成底积层 底积层顶积层前积层断陷盆地三角洲相。相对较低的沉积物供应（保留顶积层）和相对快的盆地沉降速度。相对陡倾、顶超、下超。意味着相对高的沉积物供应速率和缓慢变动的相对海平面。从而造成盆地被迅速地充填，后来的沉积水流冲刷上部的沉积表面，无顶积层存在。代表一种高能三角洲环境，在
15、它的前积段内发育大量前积砂体。顶超下超高能三角洲前积层和顶积层发育，缺失底积层。其顶积层发育表明是在水平面相对上升时期形成的。一般在浊积扇或扇三角洲上容易发育前积层顶积层前积层前积 大多数丘状相与沉积作用和火山作用有关。丘状相作为一种高能沉积作用的产物，代表了一种沉积物搬运过程中快速卸载的过程，因此它主要发育在深海（或深湖）浊积扇环境。另外，滑塌块体、三角洲朵叶体和礁体以及火山堆也都可以表现为丘状相。丘状地震相顶凸底平透镜状地震相透镜状相可以产生于多种沉积环境中，它的双向外凸可以是原生的，也可以是成岩过程中差异压实造成的。大型透镜状相一般与河道下切和三角洲前积作用有关，一般，大型透镜体都是有利
16、储集体勘探目标。双向外凸河道下切和三角洲前积充填地震相开阔充填指在一个盆地的某个负向单元如洼槽中充填的地层单元，一般为上超充填，为低能环境.局部充填是指在河道下切后形成的较小的冲沟内形成的充填，代表较高能量的环境.局部充填相与储层关系密切，诸如侵蚀河道、海底峡谷等都是储集体发育的有利部位。局部充填相河道充填相杂乱空白地震相杂乱相代表能量相对较高但不稳定环境下的地层。杂乱相经常发育在冲积扇和近岸水下扇环境。冲积扇空白相实为杂乱相的反射能量变低后的产物，它代表能量稳定环境，可以是厚层细粒沉积，也可以是厚层粗粒沉积。空白相成因与单元顶部的波阻抗差也有关系，当顶界面反射系数很大时，透射能量较低，变成空白相。空白反射三角洲发散相河道充填相冲积扇体系 扇根：以泥石流沉积为主，砾、砂、泥混杂，分选差，成层性差，缺乏连续的波阻抗界面，无反射或杂乱丘状反射。扇根 扇端 扇中 扇根 扇端 扇中 扇中：砂泥岩为主，河漫及河床充填沉积为主，可形成较连续的波阻抗界面，地震反射连续性中等到好，振幅中等强，内部反射平行亚平行。扇端：以薄砂泥互层为主，高频、中低振幅、中低连续。扇三角洲平原：扇三角洲平原：以以粗粒块状砂砾岩为粗粒块状砂砾岩为主，成层性差，地主，成层性差，地震剖面上为杂乱反震剖面上为杂乱反射或无反射。射或无反射。三角洲前积相
