層序界面的識別及其在油氣勘探中的應用

牛宏圖

（長江大學 地球科學學院，湖北武漢 430100）

層序地層學是研究以不整合面或與之相對應的整合面為邊界的年代地層格架中具有成因聯系的地層[1-3]。早在1963年，在《北美克拉通內的層序》中就已經出現了層序一詞，而后在1977年，美國地質學家的著作《地震地層學在油氣勘探中的應用》，開啟了層序地層學研究的新紀元。層序地層學是一種新興的地質學理論，在相關學界得到了十分廣泛的認可。其次，層序地層學還是一種新興的油氣勘探方法，在全世界范圍內都得到了廣泛采用。而在層序地層學中，層序界面的識別一直以來都是相關從業者關注的熱點和難點。

1 層序界面的相關概念及其形成

層序界面主要有2種界面特征：①不整合面；②與不整合面相對應的整合面，這種界面是在橫向上連續發育的，并且分布范圍十分廣，一般在整個盆地都十分發育。其中，不整合面是一個可以將新、老地層進行劃分的界面，沿著這種界面可以研究重大沉積間斷的陸上侵蝕削截或者陸上暴露的地質現象[2，3]。而與不整合面相對應的整合面是一種可以區分新老地層的界面，沿著這種界面不會出現陸上或海底侵蝕的直接證據，并且也不會出現十分顯著的地層缺失。

一般而言，很多因素和相關條件都會對沉積層序的形成及其相應的特征產生一定的影響，主要有4種：①地質運動；②海平面升降；③湖平面升降；④物源供給等。這些影響因素會造成陸地侵蝕、火山噴發、河流回春、風化剝蝕等現象，從而形成了層序界面。國內外學者的大量研究表明，層序界面的形成不是單一因素的作用，是由各種因素綜合作用的結果[4-5]。

2 層序界面的識別

2.1 測井曲線標志

通常，在不整合界面的上下地層之中，存在一些沉積剝蝕以及間斷，使得界面上下的測井特征具有比較大的差異，因此，可以通過測井曲線來對層序界面進行分析和識別，主要有以下3種方法：

（1）SP和RT曲線組合識別。在層序界面周圍，SP曲線和RT曲線都會出現比較顯著的變化，如幅度、形狀、組合特征等，不但可以反映地層巖性以及結構的變化，而且在一定程度上能夠反映沉積環境的變化[4-5]。因此，研究人員可以利用在垂向上和橫向上，不同測井曲線的相應特征來對層序界面進行分析和識別。

（2）AC曲線識別法。AC測井是一種非常常見的測井曲線。如果地層中存在層序界面，則在AC曲線上的一些特征會出現變化，如異常值。如圖1所示，由于存在層序界面，館陶組和東營組之間出現剝蝕面，進而使得聲波時差曲線上出現十分明顯的異常。

圖1 聲波時差法識別層序界面

（3）TOC 識別法。該方法是利用測井曲線的重疊法，通常是將2條測井曲線進行相互疊加，一般都是利用RT和AC曲線，在疊加之后，在坐標系的橫坐標上就會存在一個差值，然后利用這個差值與TOC之間的關系，找到差值的最小值所對應的區域，就可以對層序界面進行識別。

2.2 地震反射標志

在地震資料的連井剖面上，利用單井資料對層序的發育情況進行分析和研究，然后對地震剖面進行分析，就能夠識別出相應的反射特征以及反射終端，從而可以識別出一些層序界面，從圖2的地震剖面中可以識別出因塑性巖層侵入所形成的不整合。在地震剖面上，層序的頂底界面會表現出一些特有的反射特征，即反射的振幅比較強、能量大以及同相軸的連續性比較好。與此同時，與其他地方相比，層序界面的地震反射同相軸比較密集，在其頂、底界面上一般會形成非常多的上超、頂超以及削截反射。

圖2 地震反射識別層序界面

2.3 沉積地質標志

沉積地質標志的方法具有比較明顯的3種特征：①直觀性；②完整性；③精確性，這些特征為層序界面的識別提供了一定的依據。這種方法主要分為2種：①相突變，這種方法是根據“相序遞變”規律，也即一旦在垂向上一定范圍內的相類型具有差異性，表明地層中間存在沉積缺失，進而可以識別層序界面。其次，還能夠利用巖性巖相的轉換面來識別層序界面；②沉積物空間堆積樣式，這種方法是利用地層剖面中的不同堆積樣式來判斷層序界面，主要有3種樣式：加積、進積、退積[5-7]。

2.4 地球化學標志

地球化學標志的方法眾多，如化學元素、化合物的含量等，這些都可以用來識別層序界面。以氧化物的礦物為例，在湖盆邊緣，湖泊處于收縮衰退期時，一旦層序邊界暴露在空氣中，這時的下伏地層就會遭受比較強烈的地質應力，進而會形成氧化物礦物，利用氧化物礦物的峰值數據就可以識別層序界面[4-5]。

3 層序界面對于油氣勘探的意義

3.1 油氣成藏

層序界面和油氣成藏之間具有十分緊密的關系，層序界面對其具有一定的控制作用，主要體現在對一些成藏要素可以起到一定的配置作用，如烴源巖、儲層以及蓋層等。從具體情況而言，主要是對層序界面上下巖性的砂體分布情況具有非常大的影響[5-6]。

3.2 油氣聚集

油氣聚集和層序界面也同樣具有非常密切的關系，后者對前者具有十分重要的影響，主要體現在以下3個方面：①因為經過沉積之后的一些成巖作用，如壓實作用、重結晶作用、膠結作用等，改變了層序界面上的泥巖的部分性能，使其具有相對較好的封閉性，足以作為蓋層。因此，層序邊界能夠成為油氣聚集比較好的遮擋層；②層序邊界也能夠作為油氣運聚的疏導層；③如果層序邊界上下地層自身也具有良好的儲層條件，在條件適合的情況下，自身就能夠進行油氣成藏和聚集。

3.3 油氣運移和蓋層

一般情況下，在盆地的內部都能夠劃分出很多不同級別的層序界面，主要有一級、二級、三級、四級等。這些界面對油氣勘探的意義也不一樣，主要分為以下2點：①一級層序主要是在全球地質構造運動的影響之下而形成的，延伸的范圍十分廣，而且面積巨大，通常比盆地的大部分地區或者整個區域都大。二級層序的界面主要是受到盆地構造運動的作用和影響，一般都是處于盆地的邊緣地帶。在油氣勘探的意義方面，上述的兩級層序界面都能夠起到油氣運移通道的作用。與此同時，在層序界面的上下地層中，時常會出現低位或高位體系域的三角洲砂體儲層，這就能夠成為尋找有利儲層的一個非常關鍵的標志，一旦找到這種有利儲層，其儲量通常都非常大，對于整個盆地的油氣儲量和產量具有非常重要的影響；②三級層序的界面分布范圍非常狹小，湖盆的邊緣就正好對應著沉積的間斷面，因此，在界面的上下地層中會發育各種各樣的油氣藏[7-8]。而在湖盆的內部中，其層序界面對應的沉積界面比較連續，不會突然斷開，進而能夠形成低位體系域的油氣儲層。四級層序界面的分布情況和上述的三級層序界面基本相同。在湖盆的邊緣地帶存在多種砂體的疊置，進而形成油氣儲層。其次，在湖盆的內部會發育一些泥巖，這種巖性對油氣可以起到一定的遮擋作用，進而可以成為蓋層。因此，三、四級層序界面對油氣勘探也具有比較重要的意義和作用。

4 結語

1）一般而言，多種因素都會對層序界面的形成產生一定的影響，而且其并不是瞬間形成的，而是經過了漫長的地質歷史時期而最終形成的。層序界面的識別方法眾多，各有優缺點。在油氣勘探中，層序界面不但能夠為油氣的聚集提供良好的遮擋，而且也能夠起一定的疏導作用。其次，層序界面的類別不同，對油氣勘探的作用和意義也就不一樣，通常一、二級層序界面的作用更大一些。

2）目前，雖然我國層序地層學發展較快，但是相對于西方先進的理論和技術，我國的研究人員還應該努力奮斗，從我國地質的實際情況著手，充分發揮我國地域的特點和優勢，加強層序地層學方面理論和技術方法的研究，尤其是層序界面的識別，充分發揮層序地層學在我國油氣勘探中的作用和價值，從而為我國各大油田的勘探開發提供相應的技術支持和保障。