一种刻画中小型伸展断陷盆地生长逆断层的方法

摘要

本发明提出一种刻画中小型伸展断陷盆地生长逆断层的方法，属于地质勘探技术领域。所述方法包括：待识别区资料收集与处理；在层序地层学理论指导下进行层序划分，建立待识别区等时层序地层格架；在待识别区等时层序地层格架约束下，进行构造-地层联动解释，识别和划分出正、逆断层；对划分出的正、逆断层进行地层-沉积联动解释，剔除其中被误识别的伪断层，建立待识别区断层格架；对待识别区断层格架中的正、逆断层进行构造-沉积联动解释，建立生长断层构造格架，确定出其中的生长逆断层；构建生长逆断层的构造地质模型及其衍生构造地质模型，解析各构造地质模型中生长逆断层的成因，指导待识别区油气勘探。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种刻画中小型伸展断陷盆地生长逆断层的方法，属于地质勘探技术领域。

背景技术：

在地质勘探技术领域，准确刻画含油气沉积盆地中的中小型伸展断陷盆地生长逆断层，对于可靠预测该类盆地内沉积体系、油气藏类型及其分布等有重要指导意义。

基于井震资料的构造解释技术可以概括为“相面法”和井震联合解释法两种，是目前普遍应用的识别、刻画断层的两种定性解释方法。“相面法”主要基于常规地震同相轴对比追踪和地震波组特征横向变化划分断层，对于断距较大的大、中型断层辨识的可信性较高，但对于断距较小的小断层的刻画往往容易受地质、构造解释人员理论基础和构造概念与模式的制约，划分断层的主观性强，特别对于生长断层，亦称之为同沉积断层的判识可靠性低，原因是中小型伸展断陷盆地极少具备发育生长逆断层的应力环境和条件，受其地质因素的影响，地震剖面中常常出现一些构造假象，如果主要根据地震资料的几何学信息进行“相面法”构造解释，或者先进行构造解释然后填装地震地质层位，就容易导致构造解释结果的较大误差甚或错误。近些年应用广泛的井震联合解释技术是地层、地质构造解释领域的一项先进技术，它以多学科、集成化为技术手段，以高精度的地震数据为核心，将地震信息与测井信息高度融合，人机交互进行综合地质解释，使地层划分对比与构造解释达到井震合一，具有综合性和先进性强、静态和动态数据结合程度及地质解释精度高等特点，可最大程度地降低构造解释尤其是划分断层的主观性。井震联合解释法虽然对断层刻画和解释的精度与可靠性较“相面法”大幅度提高，但该方法考虑构造、地层因素较多，而对沉积、沉积前古地貌高差等因素考虑不足，应用时存在“伪断层”现象，即将非断层误判为断层，导致对断层刻画的精度和对生长断层辨识的准确性均偏低。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的对断层刻画的精度和对生长断层辨识的准确性均偏低等缺陷，提供一种刻画中小型伸展断陷盆地生长逆断层的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

1、待识别区资料收集与处理：

1.1、区域地质与构造演化研究成果资料和区域重力、磁测、电测、地震解释成果资料收集；

1.2、地震资料、井资料和岩心资料收集；

1.3、井震资料处理与品质评价。

2、对由步骤1得到的符合质量要求的待识别区井震资料，在层序地层学理论指导下进行层序划分，建立待识别区等时层序地层格架：

2.1、依据井震资料中的地质界面标志，识别地层不整合面，划分测井层序和地震层序；

2.2、利用各单井井资料、井旁地震子波做合成地震记录，标定步骤2.1划分地震层序的地震地质层位；

2.3、利用单井井资料绘制连井剖面和井震联合剖面，将步骤2.1划分的测井层序与井旁地震层序进行一致性匹配，建立起井震联合剖面地震层序；

2.4、在步骤1.2收集的地震资料中，选取十字网格分布的若干骨干地震剖面，在步骤2.3确定的井震联合剖面地震层序的约束下，对步骤2.2标定的地震地质层位进行追踪闭合，建立待识别区等时层序地层格架。

3、在步骤2得到的待识别区等时层序地层格架约束下，进行构造-地层联动解释，识别和划分出正、逆断层：

3.1、依据步骤2.3绘制的连井剖面和井震联合剖面，辨识过井和井间断层；

3.2、根据断层的地质、地球物理识别标志及步骤3.1辨识的过井和井间断层，在层序、构造相互约束下，对步骤1.2收集的地震剖面逐条进行断层的识别追踪，使断层点闭合；同时对步骤2.2标定的地震地质层位追踪，使地震地质层位闭合，从而划分出正、逆断层。

4、对步骤3划分出的正、逆断层进行地层-沉积联动解释，剔除其中被误识别的伪断层，建立待识别区断层格架：

4.1、通过待识别区沉积前古地貌恢复，识别出由古地貌高差形成的伪断层；

4.2、通过待识别区沉积类型的确定，识别出由沉积现象形成的伪断层；

4.3、在步骤3划分出的正、逆断层中剔除步骤4.1识别出的由古地貌高差形成的伪断层和步骤4.2识别出的由沉积现象形成的伪断层，建立起待识别区断层格架。

5、对步骤4建立的待识别区断层格架中的正、逆断层进行构造-沉积联动解释，依据它们的沉积控制特征或构造活动性，建立生长断层构造格架，确定出其中的生长逆断层。

6、依据待识别区区域构造应力条件和局部构造体制，构建由步骤5确定的生长逆断层的构造地质模型及其衍生构造地质模型，解析各构造地质模型中生长逆断层的成因，指导待识别区油气勘探。

本发明是依据中小型伸展断陷盆地的构造、地层和沉积特征，在建立起待识别区等时层序地层格架基础上，通过构造-地层、地层-沉积和构造-沉积联动解释，消除因地质因素导致的被误识别的伪断层的影响，确定待识别区断层格架和生长逆断层，构建出能够准确反映生长逆断层成因的构造地质模型，解析和刻画生长逆断层的精确度高，能够满足该类盆地油气勘探的需要。

附图说明：

图1为本发明技术方案流程框图；

图2为某盆地某单井合成地震记录标定地震地质层位图；

图3为某盆地中沿某条井震联合剖面的地震层序格架图；

图4为某盆地中沿某条地震剖面的等时层序地层格架和断层格架剖面图；

图5为某盆地中沿某地震地质层位的构造平面图；

图6为某盆地某层序对应地质时期的构造-沉积平面图；

图7为某盆地中沿某条地震剖面的构造-沉积剖面图；

图8为某盆地中沿某条地震剖面的某地质时期平衡地质剖面图；

图9为基于解释实例图4构建的生长逆断层的构造地质模型示意图；

图10为基于图9的衍生构造地质模型一示意图；

图11为基于图9的衍生构造地质模型二示意图；

图12为基于图9的衍生构造地质模型三示意图。

具体实施方式：

以中国石油化工股份有限公司某中小型伸展断陷盆地，以下简称为某盆地的实例并结合附图，对本发明作进一步描述。如图1所示，本发明的详细步骤如下：

1、某盆地资料收集与处理：

1.1、区域地质与构造演化研究成果资料和区域重力、磁测、电测、地震解释成果资料收集；

1.2、地震资料、井资料和岩心资料收集；

1.3、井震资料处理与品质评价。

2、对由步骤1得到的符合质量要求的某盆地井震资料，在层序地层学理论指导下进行层序划分，建立该盆地等时层序地层格架：

2.1、依据井震资料中的地质界面标志，识别地层不整合面，划分测井层序和地震层序。

2.2、利用各单井井资料、井旁地震子波做合成地震记录，标定步骤2.1划分地震层序的地震地质层位，图2显示了某单井合成地震记录对井旁地震地质层位的标定结果。

2.3、利用单井井资料绘制连井剖面和井震联合剖面，将步骤2.1划分的测井层序与井旁地震层序进行一致性匹配，建立起井震联合剖面地震层序。图3展示了沿其中某条井震联合剖面的地震层序格架。

2.4、在步骤1.2收集的地震资料中，选取十字网格分布的若干骨干地震剖面，在步骤2.3确定的井震联合剖面地震层序的约束下，对步骤2.2标定的地震地质层位进行追踪闭合，建立某盆地等时层序地层格架。图4显示了某盆地中沿某条地震剖面的等时层序地层格架。

3、在步骤2得到的某盆地等时层序地层格架约束下，进行构造-地层联动解释，识别和划分出正、逆断层：

3.1、依据步骤2.3绘制的连井剖面和井震联合剖面，辨识过井和井间断层；

3.2、根据断层的地质、地球物理识别标志及步骤3.1辨识的过井和井间断层，在层序、构造相互约束下，对步骤1.2收集到的地震剖面逐条进行断层的识别追踪，使断层点闭合；同时对步骤2.3标定的地震地质层位追踪，使地震地质层位闭合，从而划分出正、逆断层。

4、对步骤3划分出的正、逆断层进行地层-沉积联动解释，剔除其中被误识别的伪断层，建立某盆地断层格架：

4.1、根据某盆地的实际地质条件，选取适用的压实恢复和剥蚀恢复技术，利用井震资料，进行沉积前古地貌恢复，剔除由古地貌高差导致被误识别的伪断层；

4.2、在等时层序地层格架下，根据步骤1.2收集的岩心资料和由步骤1得到的符合质量要求的井震资料，进行岩心相分析并标定测井相和地震相，井震联合确定沉积类型，剔除由沉积现象导致被误识别的伪断层；

4.3、在步骤3划分出的正、逆断层中剔除步骤4.1识别出的由古地貌高差形成的伪断层和步骤4.2识别出的由沉积现象形成的伪断层，建立起某盆地断层格架。

图4显示了沿某条地震剖面的断层格架的剖面特征，图5展示的是沿某一闭合的地震地质层位的断层格架的平面特征。由图4和图5可知，断⑩、断⑥、断⑤为控盆边界断层，断⑩、断⑨、断⑧、断⑦、断⑥、断⑤、断④、断③和断②均为正断层，断①为逆断层，它们组成某盆地断层格架的主体。

5、对步骤4建立的某盆地断层格架中的正、逆断层进行构造-沉积联动解释，依据它们的沉积控制特征或构造活动性，建立生长断层构造格架，确定出其中的生长逆断层：

5.1、根据步骤1收集的井资料、岩心资料和地震资料，对由步骤2建立的某盆地等时层序地层格架中的各层序，进行各层序内测井相、岩心相和地震相的综合解释与划分，按照瓦尔特相律归一到沉积相，编制对应地质时期沉积相平面图和剖面图；

5.2、针对由步骤4建立的某盆地断层格架中的逆断层所切穿的各层序，将步骤5.1得到的对应地质时期沉积相平面图和剖面图与步骤4建立的某盆地断层格架中对应地质时期的断层格架作叠合，依据该断层格架中正、逆断层的沉积控制特征，建立对应地质时期生长断层构造格架，编制各层序对应地质时期的构造-沉积平面图和剖面图，图6为某层序对应地质时期的构造-沉积平面图，图7为沿某条地震剖面的构造-沉积剖面图。由图6和图7可知，断⑩、断⑥、断⑤为控盆边界断层，断⑩、断⑨、断⑧、断⑦、断⑥、断⑤、断④、断③和断②均为生长正断层，断①为生长逆断层。

5.3、在步骤3.2完成地质解释的地震剖面中选取若干条垂直于控盆主构造走向的代表性地震剖面，经时深转换转化为地质剖面，运用平衡剖面技术制作平衡地质剖面，依据步骤4建立的某盆地断层格架中正、逆断层的构造活动性，建立各地质时期生长断层构造格架，图8为沿其中某条代表性地震剖面的某地质时期平衡地质剖面图，显示了沿该地震剖面该地质时期生长断层构造格架的剖面特征。由图8可知，断⑤为控盆边界断层，断⑤、断④、断③和断②均为生长正断层，断①为生长逆断层。

利用上述步骤5.2和步骤5.3的方法均能识别出某盆地的生长逆断层。

6、开展针对某盆地的区域综合地质研究，依据区域构造应力条件和局部构造体制，构建由步骤5确定的生长逆断层的构造地质模型及其衍生构造地质模型，解析各构造地质模型中生长逆断层的成因，指导该类盆地油气勘探：

6.1、根据步骤1.1收集的区域重力、磁测、电测、地震解释成果资料以及区域地质与构造演化研究成果资料，进行区域综合地质研究，依据区域构造应力条件和局部构造体制，确定某盆地具备在伸展断陷背景下发育生长逆断层的区域构造应力条件和局部构造体制；

6.2、根据步骤6.1，构建由步骤5确定的生长逆断层的构造地质模型，解析此生长逆断层的成因：图9显示了基于解释实例图4构建的由步骤5确定的生长逆断层的构造地质模型，该地质模型中，夹持于断①和断②之间的岩体为一同沉积生长的古岩体，该岩体既非后期侵入体、也非刺穿体，它严格控制了发育于其两侧的断层的性质，受该生长岩体产状的控制，断①发育为生长逆断层，断②发育为生长正断层；

6.3、构建由步骤6.2所构建构造地质模型的衍生构造地质模型，解析各衍生构造地质模型中生长逆断层的成因：图10显示了基于图9构造地质模型而衍生的构造地质模型一，该地质模型中，受夹持于断M和断N之间的生长岩体产状的控制，断M和断N分别发育为生长正、逆断层；图11显示了基于图9构造地质模型而衍生的构造地质模型二，该地质模型中，受夹持于断U和断V之间的生长岩体产状的控制，断U和断V均发育为生长逆断层；图12显示了基于图9构造地质模型而衍生的构造地质模型三，该地质模型中，受夹持于断X和断Y之间的生长岩体产状的控制，断X呈“上正下逆”断层性质，断Y发育为生长逆断层；由于生长岩体产状的多样性，基于图9构造地质模型，还可以构建其他的衍生构造地质模型，本发明不一一描述；

6.4、根据步骤6.2和步骤6.3构建的全部构造地质模型，均可在实验室建成实验模拟装置，重现中小型伸展断陷盆地生长逆断层的成因过程，解析其中生长逆断层的成因，指导该类盆地油气勘探。

2014年7月至9月，中原油田在某盆地生长逆断层即如图6所示的断①所控制的某洼陷带部署实施如图6所示的某预探井，根据实钻结果，该洼陷带沉积体系类型及油气勘探潜力与根据本发明的预测结果相吻合，证明了该方法的可靠性和实用性，说明本发明较现有的技术和方法有显著的技术进步。