CN118962836A - 一种断陷盆地古地貌恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气勘探技术领域，具体涉及一种断陷盆地古地貌恢复方法。所述方法包括以下步骤：针对某一个地质时期寻找其表征准确的地层顶、底界面；确定所得到的地层顶、底界面的构造趋势面；获取所述地质时期待压实校正的地层厚度；在待压实校正的地层厚度的基础上，基于沉积环境中声波时差数据与地层埋深的负相关性，建立地层压实校正系数与泥岩速度间关系式，利用地层压实校正系数对原始古地貌地层厚度数据进行校正。应用本发明所述方法能够有效克服常规古地貌恢复方法的局限性，提高恢复精度且所述方法简便、容易操作。

Description

一种断陷盆地古地貌恢复方法

技术领域

本发明涉及油气勘探技术领域，具体涉及一种断陷盆地古地貌恢复方法。

背景技术

古地貌是控制盆地沉积相发育与分布的主要因素之一，一定程度上控制着沉积体系的类型及展布、层序的形成及发育、优质储层及油藏的分布，恢复沉积前古地貌以及精细古地貌研究对于油气勘探具有重要的指导意义。

古地貌恢复一般包括构造恢复和厚度恢复，即通过找到下伏地层的古构造面，再将古构造面与现今地层厚度累加得到古地貌。其中，地层厚度恢复最为重要，目前，国内外研究学者对古地貌厚度进行恢复多采用砂岩孔隙度法、沉积速率法和镜质体反射率法等，上述方法已经有许多研究及应用成果，但是均存在缺陷，如沉积学法影响因素多、粗略、预测误差大且不易精细刻画地貌单元；残留厚度法未排除沉积前地形及剥蚀差异的影响，未考虑实际地层的压实作用；层序地层学法是基于基准面旋回变化与可容纳空间的变化，据此反映基准面旋回、沉积动力学、地层响应过程三者之间的关系，但仍存在一些问题。如未考虑地层压实作用及沉积厚度校正，方法粗略，存在一定误差。

CN114994748A公开了一种古地貌恢复方法，所述方法包括：建立目标区域的层序地层框架，对层序地层框架进行精细层序划分；分别利用印模厚度法、残余地层厚度法对目标区域的目的层进行古地貌恢复；当所述目的层含有异常沉积体时，若印模厚度法对应的古地貌恢复趋势与残余地层厚度法对应的古地貌恢复趋势一致或不一致时，分别通过不同的公式确定目的层的相对古地貌恢复值；将相对古地貌恢复值与印模厚度法对应的初始古地貌恢复值相加，确定目的层的最终古地貌恢复值，进行古地貌恢复。

CN113640870A公开了一种岩溶剥蚀界面的沉积古地貌恢复方法，该方法包括获取目标岩溶区域的古地貌恢复数据，所述古地貌恢复数据包括印模地层厚度和残余地层厚度；根据所述印模地层厚度和残余地层厚度，获取相对原始地层厚度；判断所述残余地层是否受到沉积影响，若是，则对所述相对原始地层厚度进行校正后得到沉积古地貌值；根据所述沉积古地貌值，恢复沉积古地貌平面。

对于古地貌恢复，尤其是断陷盆地古地貌恢复仍需要更为准确的恢复方法。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种断陷盆地古地貌恢复方法，本发明针对断陷盆地陡坡带区域地层，选择对泥岩密度敏感的声波时差数据，基于沉积环境中声波时差数据与地层埋深成负相关(即泥岩速度与地层埋深成正相关)，进而计算地层压实校正系数(地层埋深和声波时差值之间非线性拟合关系)对原始古地貌地层厚度数据进行校正。应用本发明所述方法能够有效克服常规古地貌恢复方法的局限性，提高恢复精度且所述方法简便、容易操作。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种断陷盆地古地貌恢复方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1.针对某一个地质时期寻找其表征准确的地层顶、底界面；

步骤2.确定所得到的地层顶、底界面的构造趋势面；

步骤3.获取所述地质时期待压实校正的地层厚度；

步骤4.在待压实校正的地层厚度的基础上，基于沉积环境中声波时差数据与地层埋深的负相关性，建立地层压实校正系数与泥岩速度间关系式，利用地层压实校正系数对原始古地貌地层厚度数据进行校正。

进一步地，所述地层顶、底界面需满足以下条件：所述界面是所述地质时期内全范围稳定分布的等时地层界面。

更进一步地，所述地层顶、底界面还需满足以下条件：所述界面能够在地震剖面上被清楚识别的波阻抗强反射界面。

进一步地，原始古地貌地层厚度用以下公式校正：

H＝△H*γ

其中，H表示原始古地貌地层厚度，△H为待压实校正的地层厚度，γ为地层压实校正系数。

进一步地，所述待压实校正的地层厚度△H指的是将该地质时期顶、底的构造趋势面进行物理相减得到的厚度差。

更进一步地，地层厚度△H包括地层绝对厚度和剥蚀地层厚度，当该地质时期顶界面的构造深度高于底界面时，△H为正值，此时为地层绝对厚度；

当该地质时期顶界面的构造深度低于底界面时，△H为负值，此时为剥蚀地层厚度。

进一步地，地层压实校正系数获取方法包括以下步骤：

S1.选择对泥岩密度敏感的声波时差数据，计算出单井在所述地质时期内全井段埋深的纵波速度；

S2.通过岩石物理模拟实验，将全井段的纵波速度与埋深深度值进行拟合，获得埋藏深度-纵波速度拟合趋势方程；利用埋藏深度-纵波速度拟合趋势方程分别推导出浅层、深层埋深段泥岩纵波速度与埋藏深度间线性关系；

S3.将同一深度下，单井的实际速度与未产生地层压实作用时理论速度的速度趋势间的差值引入到目的层段中，得到地层压实校正系数值。

更进一步地，所述单井的实际速度为深层埋深段地层泥岩纵波速度值；所述未产生地层压实作用时理论速度为浅层埋深段地层泥岩纵波速度值。

更进一步地，以h1作为临界值，所述浅层埋深段为h1以下埋深段，所述深层埋深段h1以上埋深段。

更进一步地，地质时期内全井段埋深的纵波速度由单井在h1以下埋深段以及h1以上埋深段时的纵波速度组成。

本发明还提供一种断陷盆地古地貌恢复系统，所述系统包括：

地层顶、底界面分析模块，用于确定能够准确表征某一个地质时期的地层顶、底界面；

构造趋势面确定模块，用于确定所得到的地层顶、底界面的构造趋势面；

待压实校正的地层厚度△H计算模块；

地层压实校正系数计算模块；

古地貌地层厚度数据校正模块，在待压实校正的地层厚度△H的基础上，基于沉积环境中声波时差数据与地层埋深的负相关性，建立地层压实校正系数与泥岩速度间关系式，利用地层压实校正系数对原始古地貌地层厚度数据进行校正。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

砂砾岩是断陷盆地陡坡带主要的砂体类型，砂体沿基岩面下滑，形成滚动背斜形态，由于在某一特定的地质时期内砂体横向分布的不均匀性，导致上下伏地层之间存在较强的压实作用，并且随着埋深的增加，地层的压实作用随之加强。因此，本发明选择对泥岩密度敏感的声波时差数据，利用声波时差参数拟合校正的方法对原始古地貌进行恢复，能够获得更加真实的古地貌数据，更加准确地还原原始沉积古地貌。

本发明利用断陷盆地陡坡带沉积环境中声波时差数据与古地貌的埋深成负相关性的特点，得到地层压实校正系数恢复古地貌地层厚度数据，能够有效提高断陷盆地陡坡带古地貌恢复精度和结果的可靠性。

现有方法尚没有涉及利用地层厚度和声波时差值间线性关系来获得地层压实校正系数的方法进行古地貌恢复，本发明为古地貌恢复提供了一种新的方法。

附图说明

图1为本发明所述一种断陷盆地古地貌恢复方法流程图；

图2为本发明实施例中纵波速度-埋藏深度拟合趋势图；

图3为本发明实施例中浅层与深层埋深段泥岩速度差异图；

图4为本发明实施例中地层压实校正系数与泥岩速度差拟合关系图；

图5为本发明实施例中实际工区压实校正后古地貌恢复三维立体预测图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

参照图1所示，本发明提供了一种断陷盆地古地貌恢复方法，包括以下步骤：

步骤1，针对某一个地质时期寻找其表征准确的地层顶、底界面，顶、底界面在选择时必须是该地质时期内在地震剖面上全范围稳定分布的等时界面。

步骤2，针对所述的地层顶、底界面，运用收敛插值算法构造趋势面方程，计算得到构造趋势面。

地震解释的层位数据可以理解为是由无数个散点组成点数据，不具有空间曲面的概念，而我们想要模拟的是古地层面在空间上的变化趋势，所以利用收敛插值算法形成构造趋势面，能够更好地表征古地层。

步骤3，通过计算所述地层顶界面与底界面之间的厚度差，得到某一地质时期待压实校正的地层厚度△H，进而求取该地质时期内地形的相对高低。

其中，该时期待压实校正的地层厚度，指的是将该地质时期顶、底的构造趋势面进行物理相减，进而获得相对厚度差△H，几何公式为：

△H＝H_顶-H_底

式中，△H为待压实校正的地层厚度，即地层顶界面与底界面之间的厚度差，包括地层绝对厚度和剥蚀地层厚度，单位为m，H_顶为该地质时期地层顶界面的埋深，单位为m，H_底为该地质时期地层底界面的埋深，单位为m。当该地质时期顶界面的构造深度高于底界面时，△H为正值，此时为地层绝对厚度；当该地质时期顶界面的构造深度低于底界面时，△H为负值，此时为剥蚀地层厚度。

步骤4，在待压实校正的地层厚度△H的基础上，基于沉积环境中声波时差数据与地层深的负相关性(即泥岩速度与地层埋深成正相关)，进而建立地层压实校正系数与泥岩速度间关系式，最终利用地层压实校正系数对原始古地貌地层厚度数据H进行校正。

本发明实施例中，选择对泥岩密度敏感的声波时差数据AC，以h1(临界值)的埋藏深度作为临界值，分别计算单井在小于h1(临界值)埋深段以及h1(临界值)以上埋深段时的纵波速度，其中纵波速度可以看做是声波时差数据的倒数：

V_深＝1/AC_深

V_浅＝1/AC_浅

式中，AC为声波时差值，单位为μs/m；V_深为h1(临界值)以上埋深段泥岩速度值，单位为m/s；V_浅为h1(临界值)以下埋深段地层泥岩速度值，单位为m/s；

如图2所示，通过岩石物理模拟实验，将计算得到的全井段(浅层埋深段、深层埋深段)的纵波速度与埋深深度值进行拟合，获得埋藏深度-纵波速度拟合趋势方程，并绘制出纵波速度随埋藏深度变化的拟合趋势图。其中，埋藏深度-纵波速度拟合趋势方程为：

H＝299500*V_浅-334.1(H<h1)

H＝96154*V_深+2009.7(H>h1)

式中，H为埋藏深度，单位为m；V_深为h1(临界值)以上埋深段地层泥岩速度值，单位为m/s；V_浅为h1(临界值)以下埋深段地层泥岩速度值，单位为m/s；

从埋藏深度-纵波速度拟合趋势图中可以看出，随着埋藏深度的增加，表征泥岩的纵波速度增大。研究实例中，对于埋深相对浅的地层(埋深小于h1(临界值))，压实作用对速度的影响较小，可以忽略；对于深层埋深段的地层(埋深大于h1(临界值))，压实作用所带来的速度影响更大。

如图3所示，利用埋藏深度-纵波速度拟合趋势方程分别推导出浅层、深层埋深段泥岩速度与埋藏深度间线性关系，从图中可以看出，当埋深小于h1(临界值)时，由于地层的压实作用小，可以忽略不计，此时的泥岩速度可以看做是单井的理论速度，用V_浅表示；当埋深大于h1(临界值)时，由于地层压实作用的影响，导致泥岩速度基线相较于浅层而言出现偏移，这种速度偏移量可以看做是同一深度下单井的实际速度与未产生地层压实作用时理论速度的速度趋势间的差值△V。

V_浅＝(H+334.1)/299500(H<h1)

V_深＝(H-2009.7)/96154(H>h1)

△V＝(V_深-V_浅)

式中，H为埋藏深度，单位为m；V_深为h1(临界值)以上埋深段地层泥岩速度值，单位为m/s；V_浅为h1(临界值)以下埋深地层泥岩速度值，单位为m/s；△V为深层埋深段实际速度与未产生地层压实作用时理论速度之间的速度差，仅出现在埋深大于h1(临界值)的地层，单位为m/s。

如图4所示，本发明实施例中，将中浅层与深层埋深段泥岩速度差异△V合理的引入到目的层段中，获得地层压实校正系数值γ。

γ＝254682*△V²-592.02*△V+1.8297

R²＝0.9568

式中，γ为地层压实校正系数；△V为浅层与深层埋深段泥岩速度差，单位为m/s；R²为地层压实校正系数值和泥岩速度差之间的相关性，常数。

基于速度差的地层压实校正系数模型，对待压实校正的地层厚度△H进行去压实恢复，最终获得确定原始古地貌地层厚度H。

H＝△H*γ

式中，H为原始古地貌地层厚度，单位为m。

如图5所示，本发明实施例中，通过实际工区恢复的古地貌三维立体预测图，能够直观地反映某断陷盆地物源方向、搬运通道、沉积区的相对位置以及沉积的地层厚度，本发明实例中砂砾岩体的沉积厚度与古地貌的地层埋深匹配度较高，达90％以上，有效提高砂砾岩厚度的预测精度。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种断陷盆地古地貌恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.针对某一个地质时期寻找其表征准确的地层顶、底界面；

步骤2.确定所得到的地层顶、底界面的构造趋势面；

步骤3.获取所述地质时期待压实校正的地层厚度；

步骤4.在待压实校正的地层厚度的基础上，基于沉积环境中声波时差数据与地层埋深的负相关性，建立地层压实校正系数与泥岩速度间关系式，利用地层压实校正系数对原始古地貌地层厚度数据进行校正。

2.根据权利要求1所述断陷盆地古地貌恢复方法，其特征在于，所述地层顶、底界面需满足以下条件：所述界面是所述地质时期内全范围稳定分布的等时地层界面。

3.根据权利要求2所述断陷盆地古地貌恢复方法，其特征在于，所述地层顶、底界面还需满足以下条件：所述界面能够在地震剖面上被清楚识别的波阻抗强反射界面。

4.根据权利要求1所述断陷盆地古地貌恢复方法，其特征在于，原始古地貌地层厚度用以下公式校正：

H＝△H*γ

其中，H表示原始古地貌地层厚度，△H为待压实校正的地层厚度，γ为地层压实校正系数。

5.根据权利要求1或4所述断陷盆地古地貌恢复方法，其特征在于，所述待压实校正的地层厚度△H指的是将该地质时期顶、底的构造趋势面进行物理相减得到的厚度差。

6.根据权利要求5所述断陷盆地古地貌恢复方法，其特征在于，地层厚度△H包括地层绝对厚度和剥蚀地层厚度，当该地质时期顶界面的构造深度高于底界面时，△H为正值，此时为地层绝对厚度；

当该地质时期顶界面的构造深度低于底界面时，△H为负值，此时为剥蚀地层厚度。

7.根据权利要求1或4所述断陷盆地古地貌恢复方法，其特征在于，地层压实校正系数获取方法包括以下步骤：

S1.选择对泥岩密度敏感的声波时差数据，计算出单井在所述地质时期内全井段埋深的纵波速度；

S2.通过岩石物理模拟实验，将全井段的纵波速度与埋深深度值进行拟合，获得埋藏深度-纵波速度拟合趋势方程；利用埋藏深度-纵波速度拟合趋势方程分别推导出浅层、深层埋深段泥岩纵波速度与埋藏深度间线性关系；

S3.将同一深度下，单井的实际速度与未产生地层压实作用时理论速度的速度趋势间的差值引入到目的层段中，得到地层压实校正系数值。

8.根据权利要求7所述断陷盆地古地貌恢复方法，其特征在于，所述单井的实际速度为深层埋深段地层泥岩纵波速度值；所述未产生地层压实作用时理论速度为浅层埋深段地层泥岩纵波速度值。

9.根据权利要求7或8所述断陷盆地古地貌恢复方法，其特征在于，以h1作为临界值，所述浅层埋深段为h1以下埋深段，所述深层埋深段h1以上埋深段。

10.根据权利要求9所述断陷盆地古地貌恢复方法，其特征在于，地质时期内全井段埋深的纵波速度由单井在h1以下埋深段以及h1以上埋深段时的纵波速度组成。

11.一种断陷盆地古地貌恢复系统，其特征在于，所述系统包括：

地层顶、底界面分析模块，用于确定能够准确表征某一个地质时期的地层顶、底界面；

构造趋势面确定模块，用于确定所得到的地层顶、底界面的构造趋势面；

待压实校正的地层厚度△H计算模块；

地层压实校正系数计算模块；

古地貌地层厚度数据校正模块，在待压实校正的地层厚度△H的基础上，基于沉积环境中声波时差数据与地层埋深的负相关性，建立地层压实校正系数与泥岩速度间关系式，利用地层压实校正系数对原始古地貌地层厚度数据进行校正。