盆地充填埋藏史分析课件

1、第五章 盆地沉降埋藏史分析(地史),一、盆地的沉降与充填及其石油地质意义 二、盆地下沉的机制 三、沉积盆地沉降埋藏史的恢复 （一）压实过程中孔隙度的变化 （二）埋藏过程中的沉积厚度和沉降幅度 （三）埋藏沉降史的恢复原理 （四）基础资料的准备和处理 四、不同类型盆地沉降史特征,1,PPT学习交流,一、盆地的沉降与充填及其石油地质意义,地壳的沉降作用是形成盆地的直接原因，没有沉降就没有盆地。研究盆地的沉降史是研究盆地形成、演化的重要内容。 沉降史分析是含油气盆地分析的基础，也是油气评价的重要步骤。,2,PPT学习交流,沉降与隆升相对于某一参照面，含有时间意义 沉降作用与沉积作用 沉降作用是指地壳的

2、一种垂直负向运动过程，含有时间意义。 沉积作用是地壳的物质在外地质营力的作用下，对盆地进行充填、和堆积的地质过程。故盆地沉积层序分析是分析盆地沉降作用的重要方法。 沉降作用沉降区沉积场所沉积物负载引起新的沉降。 沉降发生分为构造沉降和非构造沉降（沉积负荷、古水深、海平面变化引起的相对沉降）,3,PPT学习交流,盆地的大小 几何形态 构造特征,基底的沉降,盆地的形成,沉积物的充填,进一步沉降,4,PPT学习交流,5,PPT学习交流,沉积盆地的沉降与充填贯穿于沉积盆地发展演化的整个过程中。它们共同作用的结果直接影响着盆地水体的深度，也控制着岩相带和生物相带的分布格局。 一个沉积盆地中，沉降速率与充

3、填速率的关系可以出现三种情况： 沉降速率充填速率：盆地处于欠补偿状态 沉降速率=充填速率：盆地处于稳定的补偿状态 沉降速率充填速率：盆地处于超补偿状态,6,PPT学习交流,沉积盆地的规模变化 沉积建造序列和岩相序列的变化 有机质的保存和演化的差异,7,PPT学习交流,烃源岩的发育与沉积盆地的沉降速率有密切关系 沉降速率最大的时期是烃源岩最发育的时期 沉降与充填速率的变化对断陷盆地的同生正断层也有控制 作用,8,PPT学习交流,9,PPT学习交流,二、盆地的下沉机制,盆地的下沉就是地壳的下沉，它由地球动力学环境所决定 虽然目前已经提出了重力作用、热力作用、应力作用等若干机制，但是，对详细的机理还

4、存在许多争论。,构造因素，岩石圈伸展减薄； 热力作用因素，岩石圈冷却收缩； 沉积物负荷引起的均衡补偿作用； 地壳深部的变质作用； 板内应力作用。,10,PPT学习交流,（）压实过程中孔隙度的变化,三、沉积盆地沉降埋藏史的恢复,不考虑压实作用对地层厚度的影响巴布罗夫曲线图,11,PPT学习交流,12,PPT学习交流,13,PPT学习交流,“地层骨架厚度不变”压实模型,14,PPT学习交流,正常压实情况下碎屑岩的孔隙度深度关系,=Vp/Vt=Vp/(Vp+Vs) = o*exp(-CZ) C-压实系数，M-1 Z-深度，M o-地表孔隙度，小数 -深度Z处的孔隙度，小数 异常压力下的孔隙度深度关系

5、需要用其它公式来描述,15,PPT学习交流,（二）埋藏过程中的沉积厚度和沉降幅度,在沉积物的埋藏和成岩过程中起主导作用的是机械压实，主要表现为随着埋深的增加，上覆地层的压力（沉积物的重量）使下伏地层中的流体逐渐排出，地层厚度、孔隙度随之减小 在盆地沉降过程中，地表沉降幅度与基底沉降幅度通常是不一致的，被埋藏的地层的深浅层位的沉降并不是同步的 地表沉降幅度中的一部分反映了基底沉降的增量，另一部分则反映了下部地层的压实量。,16,PPT学习交流,（三）埋藏史沉降史的恢复原理,1.正演模型,地层的现今厚度、现今孔隙度和原始孔隙度,地层的原始厚度,地层的沉降速率,相应的沉降时间,孔-深曲线,被压实后的

6、缩减厚度,与现在实际厚度比较,正确,重新调整参数,不正确,17,PPT学习交流,2.反演模型-回剥技术 基本原理： 地层随埋藏深度增大，厚度变小，但其骨架厚度基本不变，唯一变化的是其孔隙度，除非发生剥蚀或断层等。可以按照现今的地层厚度，一层层地剥去，并恢复在地史中的厚度。 厚度恢复的依据是 孔隙度深度曲线 去压实作用的数学模型,Hs地层的骨架厚度，m Z1-地层的顶界深度，m Z2-地层的底界深度，m (z)-孔-深曲线,18,PPT学习交流,同一地层中不同岩性的压实程度不同，具有不同的孔隙度深度曲线，如果由n种岩性，则地层孔隙度深度曲线为： i(Z)-单种岩性的孔深关系式值 Pi-地层中第

7、i 种岩性的含量, 小数,19,PPT学习交流,某一时刻地层厚度=地层的原始厚度 孔隙度损失量,20,PPT学习交流,21,PPT学习交流,22,PPT学习交流,孔隙度变化是不可逆性的； 同一地层（同一井点）只遭到一次剥蚀； 已知剥蚀厚度、剥蚀时间； 已知孔隙度随深度的变化。,分 段 回 剥 技 术的使用条件,前提条件,23,PPT学习交流,3、构造沉降量的理论模拟,总沉降 = 沉积物厚度 + 古水深 = 构造沉降 + 负荷沉降,24,PPT学习交流,Mckenzie纯剪切模型,均衡原理： Airy均衡模式 挠曲均衡(Flexure),25,PPT学习交流,Mckenzie纯剪切模型,初始沉降

8、(Si)： 岩石圈减薄引起的沉降 冷却沉降(Sh)： 岩石圈冷却引起的沉降,构造沉降 = 初始沉降 + 冷却沉降,26,PPT学习交流,Airy均衡模式,Iw+C c+ M m = Hs+C c+ (M - DL)m,DL负荷沉降,负荷沉降是建立在艾利(Atry)地壳均衡原理之上的c该学说认为，当盆地基底因某种动力作用产生沉降时，地壳表面形成的空间将由水来充填。由于沉积作用，这些水域全部（a)或部分(b)由沉积物取代。这样，由于密度的增加，地壳表面将产生一定的负荷沉降(DL)，从而达到地壳变形前后的均衡。 固414中，I为原始洼地的水深(m)H为沉积物填充深度(m)，Wd为沉积时水深(m)，C

9、、M分别为地壳和地慢厚度(m)， w、 w 、 c 、 m分别代表水、沉积物(平均)、地壳和地幔的密度。,27,PPT学习交流,Airy均衡模式,DL负荷沉降 DL = * H,m - w,s - w,构造沉降DT= 总沉降 - 负荷沉降DL,28,PPT学习交流,挠曲均衡(Flexure),29,PPT学习交流,DT = ( * H - * SL ) + ( Wd - SL ),挠曲均衡(Flexure),m - s,m - w,DT构造沉降,m - w,w,30,PPT学习交流,31,PPT学习交流,32,PPT学习交流,1.所需基础资料 地层分层数据 地层单元的年龄资料 地层孔隙度数据

10、地层岩性资料 地层测压资料 古水深资料 构造变形资料,（四）基础资料的准备和处理,33,PPT学习交流,2.几个主要参数的求取 孔隙度-深度曲线 剥蚀量及其恢复 测井法 数值模拟法 趋势面法 地震解释法 孔隙度趋势法 RO不连续镜质体反射率法,34,PPT学习交流,35,PPT学习交流,孔隙度与深度的关系 = 0 * exp(-CZ) 0 地表孔隙度； C 压实系数。 欠压实层孔隙度变化 分层分段处理超压技术 次生孔隙度变化 统计建摸,36,PPT学习交流,地层压力,静岩压力: p0 = D (1 - )s + w g 静水压力: phy = D . w . g 地层压力: p = phy,3

11、7,PPT学习交流,地层压力,异常压力 异常高压 异常低压 过剩压力 超压 压力系数 压力梯度,地层压力分类,压力梯度，kPa/m 压力系数 压力分类, 13.58, 1.38,异常低压,常 压,高压异常,异常高压,38,PPT学习交流,剥蚀厚度恢复,测井法,39,PPT学习交流,剥蚀厚度恢复,数值模拟法,40,PPT学习交流,剥蚀厚度恢复,地震解释法,41,PPT学习交流,剥蚀厚度恢复,趋势面分析法,42,PPT学习交流,孔隙度趋势法,43,PPT学习交流,44,PPT学习交流,45,PPT学习交流,四、不同类型盆地沉降史特征,（一）伸展型盆地沉降史特征 （二）前陆盆地沉降史特征 （三）克拉通盆地沉降史特征,46,PPT学习交流,（一）伸展型盆地沉降史曲线特征 伸展型盆地：裂谷、坳陷、拗拉槽、被动大陆边缘盆地。,整体表现为上凸型、两段式。 早期：曲线陡、直、延伸短、斜率大，沉降速率快断陷阶段 晚期：曲线平缓、延伸长、斜率小，沉降速率呈指数衰减,47,PPT学习交流,48,PPT学习交流,（二）前陆盆地沉降史曲线特征,整体表现为上凸型，初始斜率平缓，沉积速率较慢，而后斜率陡然增大，沉降速率急剧增加。最终，距离造山带越远，下沉幅度越小，沉降中心和边缘尖灭体向克拉通迁移。,前陆盆地为构造负荷引起的