一種弱構(gòu)造變形區(qū)小尺度沉積期古地貌反演方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于地質(zhì)礦產(chǎn)勘探領(lǐng)域，具體涉及一種地貌數(shù)據(jù)反演方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 古地貌對(duì)于儲(chǔ)層尤其是碳酸鹽巖儲(chǔ)層的意義主要可以從沉積期古地貌和剝蝕古 地貌兩個(gè)角度來(lái)論述。一，沉積期古地貌是控制沉積體系發(fā)育的關(guān)鍵因素，海相沉積古地貌 對(duì)生物礁、潮緣灘等碳酸鹽巖儲(chǔ)層具有重要控制作用。一般認(rèn)為生物礁發(fā)育于斷隆平臺(tái)及 其臺(tái)地邊緣斜坡上，有利潮緣灘儲(chǔ)層發(fā)育于水下低隆起頂部的水動(dòng)力高能區(qū)域。二，剝蝕古 地貌（巖溶高地、巖溶抖坡、巖溶谷地）對(duì)巖溶（裂縫）型儲(chǔ)層形成分布具有重要控制作用。 因此，古地貌反演對(duì)于油氣勘探開(kāi)發(fā)具有極其重要的意義。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，常用的古地貌反演方法有殘留厚度和補(bǔ)償厚度印模法、沉積學(xué)分析 法、（高分辨率）層序地層學(xué)、層拉平法和盆地模擬法。其中，
[0004] 1.殘余厚度法：將待反演地貌結(jié)束剝蝕開(kāi)始上覆地層沉積時(shí)為一等時(shí)面，然后選 擇沉積地層中某一特殊層段為基準(zhǔn)面，將其拉平，該面以上殘余厚度的大小則代表了古地 貌的形態(tài)。殘余厚度大的位置代表剝蝕弱，為巖溶盆地，而殘余厚度小的位置代表剝蝕強(qiáng)， 為巖溶高地。該方法的優(yōu)點(diǎn)是直觀真實(shí)，但其缺點(diǎn)是未考慮沉積前地形及剝蝕差異的影響， 誤差大（何江，沈昭國(guó)等，《海相油氣地質(zhì)》2007)。
[0005] 2.印模法：該方法將待反演地貌結(jié)束剝蝕開(kāi)始上覆地層沉積時(shí)為一等時(shí)面，其基 本假設(shè)為某一期沉積后沉積物填平整個(gè)盆地。利用上覆地層與殘余古地貌之間存在的"鏡 像"關(guān)系，通過(guò)上覆地層的厚度半定量恢復(fù)古地貌的形態(tài)（苗錢(qián)友，朱筱敏，李國(guó)斌等，《地球 科學(xué)（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)）》2014年07期；胡修權(quán)，施澤進(jìn)，田亞銘等，《2014年中國(guó)地球科 學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)一專(zhuān)題24 :淺地表地球物理進(jìn)展論文集》;王建民，王佳媛，沙建懷等，《吉林 大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版）》2014年02期；劉瑞東，王寶清，王博等，《石油地質(zhì)與工程》2014 年05期；鄧興梁，張慶玉，梁彬等，《中國(guó)巖溶》2015年第2期）。該方法既考慮了沉積前構(gòu) 造的影響又將古地貌半定量表示，故應(yīng)用比較廣泛。
[0006] 3.沉積學(xué)方法：該方法主要通過(guò)編制古地質(zhì)圖了解古構(gòu)造格局及各地區(qū)的剝蝕 程度，從而了解研究區(qū)古地形特點(diǎn)，然后通過(guò)沉積相及古環(huán)境分析，研究沉積地層的發(fā)育特 點(diǎn)和沉積時(shí)空配置特征，定性展示古地貌的時(shí)空格局。在沉積學(xué)恢復(fù)方法對(duì)古地貌恢復(fù)，主 要利用沉積前古地質(zhì)圖、地層等厚圖、砂巖等厚圖、巖相古地理圖等基本圖件，同時(shí)結(jié)合成 因相分析、古流向分析、古構(gòu)造發(fā)育特點(diǎn)等手段進(jìn)行綜合研究而得出（劉軍鍔，簡(jiǎn)曉玲，康 波等，《油氣地質(zhì)與采收率》2014年01期）。
[0007] 4.(高分辨率）層序地層法：利用層序地層學(xué)原理建立上覆地層的層序地層格架， 然后選擇區(qū)域性等時(shí)面（通常為距待反演地層最近的最大洪泛面）將其拉平，最后將各單 井底面用平滑曲線連起來(lái)，從而恢復(fù)出古地貌形態(tài)。近年來(lái)，隨著層序地層學(xué)理發(fā)展，有學(xué) 者進(jìn)一步提出利用高分辨層序地層學(xué)方法恢復(fù)沉積前古地貌的方法。運(yùn)用高分辨率層序地 層學(xué)方法恢復(fù)古地貌的精度與使用的對(duì)比尺度和研究區(qū)域范圍有直接的關(guān)系。使用不同級(jí) 次的基準(zhǔn)面旋回進(jìn)行地層對(duì)比時(shí)，所得到的精度不同，對(duì)比尺度越小，所得到的精度越高， 這是因?yàn)橹芷谠蕉?，影響基?zhǔn)面變化的因素越少（康志宏，吳銘東，《新疆地質(zhì)》，2009年9 月第21卷第3期；董大偉，李理，商林，《2014年中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)一專(zhuān)題57 :盆 地動(dòng)力學(xué)與非常規(guī)能源論文集》2014年；高藝，姜在興，李俊杰等，《油氣地質(zhì)與采收率》2015 年05期）。
[0008] 5.層拉平法，是假設(shè)各層序的原始厚度不變（未受壓實(shí)作用），在三維地震體系 中，參照沉積基準(zhǔn)面或最大洪泛面選擇對(duì)比層序的參照頂?shù)酌妫瑢⒌酌鏁r(shí)間減去頂面時(shí)間， 即將頂面拉平，將拉平的面視為古沉積時(shí)的湖平面，就可以得到底面的形態(tài)，此時(shí)底面的形 態(tài)就可以認(rèn)為是層序地層沉積前的相對(duì)古地貌。但是層拉平法有其適用條件，層拉平古地 貌恢復(fù)方法的技術(shù)關(guān)鍵是對(duì)比參照面的選擇。等時(shí)性的基準(zhǔn)面在整個(gè)盆地中是一個(gè)連續(xù)光 滑的曲面，在不同的沉積體系發(fā)育位置，其曲率大小不同，可以以基準(zhǔn)面作為對(duì)比參考面來(lái) 恢復(fù)出下伏地層沉積前的原始古地貌形態(tài)。該方法操作簡(jiǎn)單，為介于地震與層序地層學(xué)方 法之間的古地貌學(xué)恢復(fù)方法，關(guān)鍵點(diǎn)是填平補(bǔ)齊基準(zhǔn)面不易選擇，去壓實(shí)校正難以實(shí)現(xiàn)。優(yōu) 點(diǎn)是直觀，立體化，考慮了后期構(gòu)造的影響。缺點(diǎn)是難以去壓實(shí)校正，工作量大，基準(zhǔn)面選取 難度大。（李家強(qiáng)《中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院學(xué)報(bào)》，2008, 22(01) : 1-3)。
[0009] 6.盆地模擬反演古地貌技術(shù)，從二/三維地震、測(cè)井信息、地表地理等信息表征 現(xiàn)今盆地結(jié)構(gòu)，再利用壓實(shí)校正、古水深恢復(fù)、和剝蝕量校正等手段考慮區(qū)域構(gòu)造位置、 氣候、基準(zhǔn)變化、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等因素后，逐漸恢復(fù)特定時(shí)期的古地貌。（林暢松，楊海軍， 劉景彥等，《中國(guó)科學(xué)（D輯：地球科學(xué)）》2009 ;丁文龍，漆立新，云露等石油與天然氣地 質(zhì)，2011，32(54) : 909- 911 ;陳樹(shù)光，任建業(yè)，吳峰等，《特種油氣藏》2015年02期）。
[0010] 上述介紹的幾種古地貌恢復(fù)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。殘余厚度法是不整合面與其下沉積 地層中某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層之間的厚度來(lái)反映古地貌的大致形態(tài)。印模法是運(yùn)用不整合面上覆層地 層厚度與侵蝕面起伏的鏡像關(guān)系反映古地貌的形態(tài)。殘余厚度和印模聯(lián)合法是不整合面上 下兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層之間的厚度差來(lái)反映古地貌的形態(tài)。但這些方法都存在一定的不足。原因 有：①構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱與原始沉積厚度無(wú)關(guān)；②原始地層在厚度上存在一定差異；③遭受 剝蝕的地層，其殘余厚度不止是一此構(gòu)造運(yùn)動(dòng)結(jié)果；④選擇的標(biāo)準(zhǔn)層，可能存在穿時(shí)現(xiàn)象。 沉積學(xué)法、（高分辨率）層序地層學(xué)、層拉平法的共同點(diǎn)都是要借助測(cè)井資料、錄井資料、地 震資料，這些資料獲得和記錄的越詳細(xì)，恢復(fù)的古地貌精度就相對(duì)高一些，反之則反。
[0011] 經(jīng)過(guò)地質(zhì)理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，古地貌恢復(fù)技術(shù)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。盆地模 擬法就是地質(zhì)理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展綜合的結(jié)果。盆地模擬既充分利用了地質(zhì)學(xué)理論，又 充分利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)快速求解反演過(guò)程中大型方程組。但在某些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性仍有 很多問(wèn)題亟待解決。例如在盆地關(guān)鍵構(gòu)造變革期的界定、構(gòu)造-古地理重建、構(gòu)造演變與沉 積-剝蝕過(guò)程耦合、不整合面結(jié)構(gòu)、剝蝕過(guò)程、剝蝕量估算等方面準(zhǔn)確性還急需加強(qiáng)。
[0012] 同時(shí)，沉積期的古地貌恢復(fù)仍舊停留在傳統(tǒng)的沉積相分析基礎(chǔ)上，通過(guò)柱狀剖面 對(duì)比圖來(lái)概略反映古地貌輪廓；不能夠完整的反映古地貌形態(tài)，從而影響了沉積和儲(chǔ)層方 面的研究工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提出一種弱構(gòu)造變形區(qū)小尺度沉積期古地貌反 演方法。
[0014] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：
[0015] -種弱構(gòu)造變形區(qū)小尺度沉積期古地貌反演方法，包括步驟：
[0016] 1)測(cè)定工區(qū)的現(xiàn)今構(gòu)造，通過(guò)井的數(shù)據(jù)或地震數(shù)據(jù)確定現(xiàn)今構(gòu)造的趨勢(shì)面，設(shè)定 在豎直方向上現(xiàn)今構(gòu)造表面相對(duì)于趨勢(shì)幅度線的距離為擬構(gòu)造幅度；用現(xiàn)今構(gòu)造地形數(shù)據(jù) 減去趨勢(shì)面地形數(shù)據(jù)，得到擬構(gòu)造幅度數(shù)據(jù)；
[0017] 2)根據(jù)現(xiàn)今潮坪環(huán)境的坡度數(shù)據(jù)和沉積期的區(qū)域地層傾向計(jì)算沉積期構(gòu)造趨勢(shì) 面；
[0018] 3)步驟1)所得擬構(gòu)造幅度數(shù)據(jù)加上沉積期構(gòu)造趨勢(shì)面得沉積期古地貌。
[0019] 附圖1體現(xiàn)了一種現(xiàn)今構(gòu)造，對(duì)于一定面積的工區(qū)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)今構(gòu)造圖的平面圖上 有最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的連線（例如圖3右圖有箭頭的線）體現(xiàn)了工區(qū) 的現(xiàn)今趨勢(shì)面。
[0020] 步驟2)中，根據(jù)海拔高度計(jì)算沉積期構(gòu)造趨勢(shì)面（用實(shí)際的點(diǎn)去推），即擬構(gòu)造 幅度，沉積期也是這么大。沉積期構(gòu)造趨勢(shì)面走向，傾向來(lái)自于沉積期地貌的區(qū)域變化，例 如，根據(jù)巖性、沉積相的總體分布規(guī)律，實(shí)例工區(qū)的沉積期古地貌為北西高，南東低。因此構(gòu) 造傾向?yàn)楸蔽鞲?，南東低的趨勢(shì)面，傾角借鑒現(xiàn)今潮坪相沉積地貌的〇度17分的地形坡度 (王琦，朱而勤，海洋沉積學(xué)，1989,科學(xué)出版社，P18)(其他教科書(shū)的潮坪相地形坡度可能 表述為小于3°，但是不會(huì)引起相對(duì)高低的變化）。
[0021] 進(jìn)一步地，工區(qū)內(nèi)井距為600~1200米。
[0022] 所述工區(qū)的面積為100~1000平方公里符合小尺度的概念。工區(qū)面積小，其他現(xiàn) 有的反演方法沒(méi)辦法使用，例如地震數(shù)據(jù)的分辨率為1/4地震波長(zhǎng)，誤差有10-15米，而井 得數(shù)據(jù)精度可以為2米。所以對(duì)于小工區(qū)，步驟1)中優(yōu)選用井的數(shù)據(jù)。
[0023] 優(yōu)選井距600-1200米，是因?yàn)樾〕叨鹊膬?yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布具有非均質(zhì)性，其他沉積期 古地貌恢復(fù)方法不可用。其他沉積期古地貌方法要求的工區(qū)范圍要非常大才有可信度。
[0024] 其中，所述工區(qū)的目的層厚度為40~80米，埋深在2800-3200米，地表為疏松沙 漠地帶，目的層之上有煤層；目的層巖性是灰?guī)r或白云巖。
[0025] 目的層指的是研究的目標(biāo)層。這里強(qiáng)調(diào)目標(biāo)層厚度40-80米，是為了與地震層拉 平方法相區(qū)分。在埋深2800-3200米（埋深越大，地震資料數(shù)據(jù)精度越差），厚度僅有40-80 米的目的層，地表?xiàng)l件又很差，目的層之上還有強(qiáng)反射層干擾，目的層上下的巖性波阻抗差 異小，這種情況下的地震資料都很差，地震無(wú)法精確識(shí)別這種地層的厚度及其細(xì)微起伏。
[0026] 其中，步驟1)中，擬構(gòu)造幅度按照下式計(jì)算坐標(biāo)為Xl，yi點(diǎn)的擬構(gòu)造幅度；
[0027] hOq,yj=elev現(xiàn)今Oq,yj-elev趨勢(shì)Oq,yj(1)
[0028]式中，elev現(xiàn)今（Xi,y;) -坐標(biāo)為Xi,y;點(diǎn)現(xiàn)今構(gòu)造海拔高程值；
[0029]elev趨勢(shì)（Xi,y;)-坐標(biāo)為Xi,y;點(diǎn)現(xiàn)今構(gòu)造趨勢(shì)面的海拔高程值。
[0030] 所述的反演方法，進(jìn)一步地，將步驟3)所得沉積期古地