CN107272081B - 一种山前地区沉积相带展布范围预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种山前地区沉积相带展布范围预测方法，包括如下步骤：根据研究区的野外露头剖面识别沉积相类型，选择测点，测量每一测点距物源区的距离；计算每一测点对应的地层中每层岩层的真厚度及该测点对应的地层真厚度；根据获得的每一测点对应的地层真厚度和地层中每层砂砾岩岩层的真厚度，计算每一测点对应的砂地比；根据每一测点距物源区距离和所述测点对应的砂地比数据，建立砂地比与距物源区距离的函数关系；根据待预测沉积相对应的砂地比与距物源区距离的函数关系，预测沉积相带展布范围。该预测方法基于野外露头砂地比分析，能够准确确定山前地区沉积相带的延伸距离，进而准确预测沉积相带展布范围。

Description

一种山前地区沉积相带展布范围预测方法

技术领域

本发明属于石油天然气勘探与开发技术领域，尤其涉及一种山前地区沉积相带展布范围预测方法。

背景技术

沉积相带是指在一定沉积环境中形成的所有沉积岩的综合，有利的沉积相带是控制油气大规模聚集的重要条件，沉积相带的分布规律是制约油气勘探进程的重要因素，沉积相带的延伸距离能够很好的反映沉积相带的平面展布情况。

目前，挤压盆地的山前地区是我国西部重要的油气勘探领域，厘定山前地区沉积相带的延伸距离能够有效的预测沉积相带的展布范围，进而明确油气勘探的有利地区。现有技术中，预测沉积相带展布范围的方法主要包括地球物理方法和砂砾岩百分含量平面分布法，前者需要高品质的三维地震资料，后者需要高密度的钻井资料。然而，受山前地区复杂的构造特征及复杂的自然地理条件的限制，山前地区的地球物理资料采集困难，钻井成本高，并且地球物理资料的品质相对较差，钻井数量非常少。因此，依靠传统的资料和方法难以有效的确定山前地区沉积相带的延伸距离，对于沉积相带展布范围的预测，准确度较低。

因而，如何准确确定山前地区沉积相带的延伸距离，以提高沉积相带展布范围预测的准确度，是当前急需解决的一项技术问题。

发明内容

本发明针对上述的现有山前地区沉积相带展布范围预测方法不准确的技术问题，提出一种山前地区沉积相带展布范围预测方法，其基于野外露头砂地比分析，能够准确确定山前地区沉积相带的延伸距离，进而准确预测沉积相带展布范围。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种山前地区沉积相带展布范围预测方法，包括如下步骤：

(1)根据研究区的多条野外露头剖面，利用沉积相标志识别每条剖面中不同层位的沉积相类型，针对每种沉积相类型选择若干测点，测量每一测点距物源区的距离；

(2)根据所述野外露头剖面资料，识别每一测点对应的地层中所包含岩层的岩性，并测量每层岩层的视厚度和产状，计算每层岩层的真厚度以及所述测点对应的地层真厚度；

(3)根据步骤(2)获得的每一测点对应的地层真厚度和地层中每层砂砾岩岩层的真厚度，计算所述测点对应的砂地比；

(4)根据步骤(1)和步骤(3)中获得的每一测点距物源区距离和所述测点对应的砂地比数据，通过拟合分析方法获得所述沉积相类型对应的砂地比与距物源区距离的函数关系；

(5)以沉积相边界距物源区的距离表征沉积相带展布范围，根据待预测沉积相边界对应的砂地比数据，利用步骤(4)获得的砂地比与距物源区距离的函数关系，预测沉积相带展布范围。

作为优选，步骤(1)中，测量每一测点距物源区的最短距离时，利用所述测点的GPS坐标和研究区的地质图进行测量。

作为优选，步骤(2)中，所述产状包括视倾向、视倾角、真倾向和真倾角。

作为优选，步骤(2)中，计算每层岩层真厚度的公式为：

H_zsi＝H_ssi×cosα_si×sinβ_si，i＝1,2……,m

H_znj＝H_snj×cosα_nj×sinβ_nj，j＝1,2……,o

计算地层真厚度的公式为：

其中，m为测点对应的地层中所包含的砂砾岩岩层的总数；H_ssi为测点对应的地层中第i层砂砾岩的视厚度，单位为米；H_zsi为测点对应的地层中第i层砂砾岩的真厚度，单位为米；α_si为测点对应的地层中第i层砂砾岩的视倾向与真倾向的夹角，单位为度；β_si为测点对应的地层中第i层砂砾岩的真倾角，单位为度；o为测点对应的地层中所包含的泥岩岩层的总数；H_snj为测点对应的地层中第j层泥岩的视厚度，单位为米；H_znj为测点对应的地层中第j层泥岩的真厚度，单位为米；α_nj为测点对应的地层中第j层泥岩的视倾向与真倾向的夹角，单位为度；β_nj为测点对应的地层中第j层泥岩的真倾角，单位为度；H_dz为测点对应的地层真厚度，单位为米。

作为优选，步骤(3)中，计算所述测点对应的砂地比的公式为：

其中，m为测点对应的地层中所包含的砂砾岩岩层的总数；H_zsi为测点对应的地层中第i层砂砾岩的真厚度，单位为米；H_dz为测点对应的地层真厚度，单位为米；S为测点对应的砂地比，无量纲。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明提供的山前地区沉积相带展布范围预测方法，在利用野外露头资料识别沉积相类型的基础上，利用数学模型校正野外地层的真实厚度，求取不同测点的砂地比，通过统计学的分析方法建立砂地比与测点距物源区距离的函数关系，利用该函数关系能够准确预测沉积相带的展布范围，对于山前地区的油气勘探具有重要的理论意义和应用价值；

2、本发明提供的山前地区沉积相带展布范围预测方法，其采用横向连续性好野外露头剖面资料进行山前地区沉积相带展布范围的预测，数据较为易得，耗资较少。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的山前地区沉积相带展布范围预测方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的每层岩层真厚度的计算原理图；

图3为本发明实施例1所提供的利用测点GPS坐标和地质图测量测点距物源区距离的示意图；

图4为本发明实施例1所提供的博格达山山前地区扇三角洲相对应的砂地比与距物源区距离的关系图；

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种山前地区沉积相带展布范围预测方法，其流程图如图1所示，包括如下步骤：

(1)根据研究区的多条野外露头剖面，利用沉积相标志识别每条剖面中不同层位的沉积相类型，针对每种沉积相类型选择若干测点，测量每一测点距物源区的距离。

在本步骤中，需要说明的是，所述沉积相标志包括岩性、沉积构造、沉积相序及砂体厚度等，通过这些沉积相标志可以快速识别野外露头剖面中的沉积相类型。此外，还需要说明的是，所述物源区是指盆地中碎屑物质的来源区，本步骤中测量的测点距物源区的距离是指测点距物源区的最短直线距离。由于物源区与沉积相带紧邻分布，沉积相带的展布方向与物源区展布方向垂直，因而，测点距物源区的最短直线距离正是沿沉积相带的展布方向进行的测量，该距物源区的最短直线距离能够用来表征沉积相带的展布情况。

(2)根据所述野外露头剖面资料，识别每一测点对应的地层中所包含岩层的岩性，并测量每层岩层的视厚度和产状，计算每层岩层的真厚度以及所述测点对应的地层真厚度。

在本步骤中，需要说明的是，所述岩层的岩性包括泥岩和砂砾岩，所述砂砾岩进一步包括粉砂岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩、含砾砂岩和砾岩等，对地层中所包含岩层的岩性进行识别，有利于后续计算砂地比。此外，还需要说明的是，所述岩层产状是指岩层在空间产出的状态和方位的总称，一般由倾角、走向和倾向构成，所述岩层的视厚度是指在与岩层走向不垂直的剖面上岩层的顶底界线之间的距离，所述岩层真厚度是指岩层顶底之间的垂直距离。因而，根据岩层的视厚度和产状即可计算岩层的真厚度，通过将地层所包含的所有岩层的真厚度进行加和，即可获得地层真厚度。

(3)根据步骤(2)获得的每一测点对应的地层真厚度和地层中每层砂砾岩岩层的真厚度，计算所述测点对应的砂地比。

在本步骤中，需要说明的是，所述砂地比是指地层中砂砾岩真厚度与地层真厚度的比值。由于随着沉积相带延伸距离由近至远，对应的砂地比呈现逐渐降低的趋势，因而，砂地比变化能够反映出沉积相带的展布情况。

(4)根据步骤(1)和步骤(3)中获得的每一测点距物源区距离和所述测点对应的砂地比数据，通过拟合分析方法获得所述沉积相类型对应的砂地比与距物源区距离的函数关系。

在本步骤中，需要说明的是，所述拟合分析方法包括线性拟合分析和非线性拟合分析等统计学拟合分析方法，这些拟合分析方法的步骤为本领域技术人员所熟知，在此不做赘述。此外，还需要说明的是，针对不同的沉积相类型，需建立与所述沉积相类型相对应的砂地比与距物源区距离的函数关系，才能准确进行预测。

(5)以沉积相边界距物源区的距离表征沉积相带展布范围，根据待预测沉积相边界对应的砂地比数据，利用步骤(4)获得的砂地比与距物源区距离的函数关系，预测沉积相带展布范围。

在本步骤中，基于步骤(4)获得的砂地比与距物源区距离的函数关系，给定待预测沉积相边界对应的砂地比，通过计算即可获得该边界砂地比对应的沉积相边界距物源区的距离，即该沉积相的横向延伸距离，该距离即可表征沉积相带展布范围。

本发明提供的这种山前地区沉积相带展布范围预测方法，在利用野外露头资料识别沉积相类型的基础上，利用数学模型校正野外地层的真实厚度，求取不同测点的砂地比，通过统计学的分析方法建立砂地比与测点距物源区距离的函数关系，利用该函数关系能够准确预测沉积相带的展布范围，对于山前地区的油气勘探具有重要的理论意义和应用价值。同时，由于山前地区的构造运动相对较强，该地区常常出露品质非常好的野外露头，其野外露头剖面的横向连续性好，因而，本发明采用野外露头剖面资料进行山前地区沉积相带展布范围的预测，其数据较为易得，耗资较少。

在一优选实施例中，步骤(1)中，测量每一测点距物源区的最短距离时，利用所述测点的GPS坐标和研究区的地质图进行测量。在本优选实施例中，根据测点GPS坐标给出的经纬度，在研究区的地质图上标注测点位置，结合地质图的比例尺，即可丈量出测点距物源区的最短距离。这种测量方法操作简单，耗时少，准确度高。

在一优选实施例中，步骤(2)中，所述产状包括视倾向、视倾角、真倾向和真倾角。需要说明的是，所述视倾向是指不垂直于走向线并沿地质界面倾斜向下的方向所引的倾斜线在水平面上的投影线所指的界面倾斜方向；所述视倾角是指在垂直倾斜面走向的横剖面上测定的倾斜面与水平参考面之间的夹角；所述真倾向是指垂直于走向线并沿地质界面倾斜向下的方向所引的倾斜线在水平面上的投影线所指的界面倾斜方向；所述真倾角是指在垂直倾斜面走向的横剖面上测定的倾斜面与水平参考面之间的夹角。在本优选实施例中，进一步具体限定了步骤(2)中需要测量的岩层产状，这四种岩层产状是计算岩层真厚度所需的最少数据，采用这四种岩层产状进行计算，有利于减少数据量，提高数据处理效率。

在一优选实施例中，步骤(2)中，计算每层岩层真厚度的公式为：

H_zsi＝H_ssi×cosα_si×sinβ_si，i＝1,2……,m (1)

H_znj＝H_snj×cosα_nj×sinβ_nj，j＝1,2……,o (2)

计算地层真厚度的公式为：

式(1)-式(3)中，m为测点对应的地层中所包含的砂砾岩岩层的总数；H_ssi为测点对应的地层中第i层砂砾岩的视厚度，单位为米；H_zsi为测点对应的地层中第i层砂砾岩的真厚度，单位为米；α_si为测点对应的地层中第i层砂砾岩的视倾向与真倾向的夹角，单位为度；β_si为测点对应的地层中第i层砂砾岩的真倾角，单位为度；o为测点对应的地层中所包含的泥岩岩层的总数；H_snj为测点对应的地层中第j层泥岩的视厚度，单位为米；H_znj为测点对应的地层中第j层泥岩的真厚度，单位为米；α_nj为测点对应的地层中第j层泥岩的视倾向与真倾向的夹角，单位为度；β_nj为测点对应的地层中第j层泥岩的真倾角，单位为度；H_dz为测点对应的地层真厚度，单位为米。

本优选实施例具体限定了每层岩层真厚度的计算公式和地层真厚度的计算公式，需要说明的是，每层岩层真厚度的计算原理如下：

以砂砾岩为例，如图2所示，由于岩层的视倾向与真倾向之间存在夹角，因而，沿岩层真倾向的方向校正岩层的视厚度，如下：

H_jssi＝H_ssi×cosα_si，i＝1,2……,m (4)

式(4)中，m为测点对应的地层中所包含的砂砾岩岩层的总数；H_ssi为测点对应的地层中第i层砂砾岩的视厚度，单位为米；α_si为测点对应的地层中第i层砂砾岩的视倾向与真倾向的夹角，单位为度；H_jssi为测点对应的地层中第i层砂砾岩的校正视厚度，单位为米。

进一步的，如图2所示，由于剖面与岩层走向不垂直，因而，每层砂砾岩的真厚度计算如下：

H_zsi＝H_jssi×sinβ_si (5)

式(5)中，H_jssi为测点对应的地层中第i层砂砾岩的校正视厚度，单位为米；β_si为测点对应的地层中第i层砂砾岩的真倾角，单位为度；H_zsi为测点对应的地层中第i层砂砾岩的真厚度，单位为米。

将式(4)代入式(5)即可得每层砂砾岩真厚度的计算公式为：H_zsi＝H_ssi×cosα_si×sinβ_si，i＝1,2……,m，即式(1)。

同理可得，每层泥岩的真厚度的计算公式如式(2)所示。

进一步的，通过将地层所包含的所有岩层的真厚度进行加和，即可获得地层真厚度H_dz，如下：

即式(3)。

在一优选实施例中，步骤(3)中，计算所述测点对应的砂地比的公式为：

式(6)中，m为测点对应的地层中所包含的砂砾岩岩层的总数；H_zsi为测点对应的地层中第i层砂砾岩的真厚度，单位为米；H_dz为测点对应的地层真厚度，单位为米；S为测点对应的砂地比，无量纲。

为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的山前地区沉积相带展布范围预测方法，下面将结合具体实施例进行描述。

实施例1

对博格达山山前地区沉积相带展布范围进行预测，包括如下步骤：

(1)根据该地区的野外露头剖面，利用沉积相标志识别每条剖面中不同层位的沉积相类型，该地区共发育冲积扇相、扇三角洲相、辫状河三角洲相、曲流河三角洲相、河流相、滨浅湖亚相、浊积扇相等七种沉积相类型。如图3所示，针对每种沉积相类型选择若干测点，测量每一测点距物源区的距离L。

以扇三角洲相为例，共选取了11个测点，分别命名为测点1、测点2……测点11，利用测点的GPS坐标和该地区的地质图测量每一测点距物源区的距离L，测量数据如表1所示。

表1博格达山山前地区扇三角洲相的11个测点对应的数据统计表

(2)根据包含扇三角洲相的11条野外露头剖面资料，识别每一测点对应的地层中所包含岩层的岩性，并测量每层岩层的视厚度、视倾向、视倾角、真倾向和真倾角，计算每层岩层的真厚度以及所述测点对应的地层真厚度。

以测点1为例，测点1对应的地层中共包含19层岩层，每层岩层的岩性如表2所示，测点1对应的地层中共包含13层砂砾岩和6层泥岩。根据岩性对岩层分别命名。测量每层岩层的视厚度、视倾向、视倾角、真倾向和真倾角，利用公式(1)和公式(2)计算每层岩层的真厚度，数据如表2所示。

表2测点1地层中19层岩层对应的数据统计表

利用公式(3)计算测点1对应的地层真厚度，依此类推，计算获得11个测点对应的地层真厚度，如表1所示。

(3)根据步骤(2)获得的每一测点对应的地层真厚度和地层中每层砂砾岩岩层的真厚度，利用公式(6)计算11个测点对应的砂地比，数据如表1所示。

(4)根据步骤(1)和步骤(3)中获得的11个测点对应的测点距物源区距离(L)和砂地比(S)数据，如图4所示，通过线性分析拟合获得扇三角洲相对应的砂地比与距物源区距离的函数关系如下：

L＝-49.58S+45.24，R²＝0.8708。

(5)给定砂地比S为0.15作为扇三角洲相的边界砂地比，根据步骤(4)获得的扇三角洲相对应的砂地比与距物源区距离的函数关系，计算得到扇三角洲相边界距物源区距离L为37.8千米，因此，预测该地区扇三角洲相在距物源区37.8千米范围内展布。

为了检验预测函数的准确性，对一新测点进行了砂地比统计，该测点距物源区的距离为19.5km，通过步骤(4)获得的预测函数计算出的砂地比为0.519，经实际测量，该测点的砂地比为0.526，预测值与实测值的相对误差仅为1.3％，说明本发明预测的准确度非常高。

Claims (5)

1.一种山前地区沉积相带展布范围预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据研究区的多条野外露头剖面，利用沉积相标志识别每条剖面中不同层位的沉积相类型，针对每种沉积相类型选择若干测点，测量每一测点距物源区的最短直线距离；

(2)根据所述野外露头剖面资料，识别每一测点对应的地层中所包含岩层的岩性，并测量每层岩层的视厚度和产状，计算每层岩层的真厚度以及所述测点对应的地层真厚度；

(3)根据步骤(2)获得的每一测点对应的地层真厚度和地层中每层砂砾岩岩层的真厚度，计算所述测点对应的砂地比；

(4)根据步骤(1)和步骤(3)中获得的每一测点距物源区距离和所述测点对应的砂地比数据，通过拟合分析方法获得所述沉积相类型对应的砂地比与距物源区距离的函数关系；

(5)以沉积相边界距物源区的距离表征沉积相带展布范围，根据待预测沉积相边界对应的砂地比数据，利用步骤(4)获得的砂地比与距物源区距离的函数关系，预测沉积相带展布范围。

2.根据权利要求1所述的山前地区沉积相带展布范围预测方法，其特征在于：步骤(1)中，测量每一测点距物源区的最短距离时，利用所述测点的GPS坐标和研究区的地质图进行测量。

3.根据权利要求1所述的山前地区沉积相带展布范围预测方法，其特征在于：步骤(2)中，所述产状包括视倾向、视倾角、真倾向和真倾角。

4.根据权利要求3所述的山前地区沉积相带展布范围预测方法，其特征在于：步骤(2)中，计算每层岩层真厚度的公式为：

H_zsi＝H_ssi×cosα_si×sinβ_si，i＝1,2……,m

H_znj＝H_snj×cosα_nj×sinβ_nj，j＝1,2……,o

计算地层真厚度的公式为：

其中，m为测点对应的地层中所包含的砂砾岩岩层的总数；H_ssi为测点对应的地层中第i层砂砾岩的视厚度，单位为米；H_zsi为测点对应的地层中第i层砂砾岩的真厚度，单位为米；α_si为测点对应的地层中第i层砂砾岩的视倾向与真倾向的夹角，单位为度；β_si为测点对应的地层中第i层砂砾岩的真倾角，单位为度；o为测点对应的地层中所包含的泥岩岩层的总数；H_snj为测点对应的地层中第j层泥岩的视厚度，单位为米；H_znj为测点对应的地层中第j层泥岩的真厚度，单位为米；α_nj为测点对应的地层中第j层泥岩的视倾向与真倾向的夹角，单位为度；β_nj为测点对应的地层中第j层泥岩的真倾角，单位为度；H_dz为测点对应的地层真厚度，单位为米。

5.根据权利要求1-4任一项所述的山前地区沉积相带展布范围预测方法，其特征在于：步骤(3)中，计算所述测点对应的砂地比的公式为：

其中，m为测点对应的地层中所包含的砂砾岩岩层的总数；H_zsi为测点对应的地层中第i层砂砾岩的真厚度，单位为米；H_dz为测点对应的地层真厚度，单位为米；S为测点对应的砂地比，无量纲。