[科普中国]-层序地层编图系列

图件编绘的指导思想

编图是野外（露头）层序地层学的重点研究内容之一。“一图抵万言”正说明了编图工作的重要性。野外层序地层学编图的基本指导思想可以归为：

① 地上资料和地下资料相互结合，相互对比，相互映证。地上资料主要是野外（地表）露头和现代沉积，地下资料主要是岩芯和测井。二者的相互结合强调研究的整体性和互补性。野外露头只是反映地表出露的信息，其方法手段不利于地下信息的完整反映，而地下研究则可以弥补这一不足。

在一个研究区，不可能发育有齐全、不间断的野外地表露头，因而其反映的信息是不完全的，而地下研究也存在同样的问题，因而二者的相互结合和相互补充便可构成一个相对完整的实体，从而可以更精确地接近真实；野外露头研究和地下研究的特征是不一样的，首先是二者本身所反映的尺度、采用的方法手段等都存在差异，再者研究所产生的结果或许也具有很大的不同，而这种差异是可以对比总结的，其结果具有深刻的意义，因此野外露头研究和地下研究的结果理应能够反映同一实体，具相互映证性；

② “点、线、面、体、时”系列图件的结合。

前面的各项分别是后面各项得以建立的基础，比如“点”是“线”的基础，“点”和“线”是“面”的基础。“点”是指在野外露头上选取若干个点，以每个点上进行实测，照相，取样等，提取各种岩相标志，包括岩石颜色、岩石类型、碎屑颗粒结构、沉积构造、古生物、地球化学标志等，建立每个点的垂直剖面，绘制观测点上代表层段的相层序充填序列图；“线”是指野外地质剖面的精细解释，包括其全景照片、古生物、各具体观测点的柱状图对比等等，以确定各级地质界面，根据这些界面划分各级别的地层单元，从而达到层序地层划分和沉积相解释的目的；“面”是指在区域内多条地质剖面精细解释的基础上，根据各地质界面（包括最大湖泛面和初始湖泛面）的特点，对重点区块各层序内的沉积体系域类型及其在空间上的展布和变化特征予以描述、识别和分析；“体”首先是指典型储集体的三维展布关系，再就是各种三维实体的地质模；“时”是指野外地质实体随时间的演化特征描述和分析；

③ 类比方法的广泛使用。在地表露头条件好、研究成熟的地方可以相对容易地描述沉积过程并可以进行定量描述，然后利用这些数据来预测没有取样地区的沉积相、成岩特征和裂缝分布等。鉴于目前的野外层序地层学研究的进展，这种类比知识库的建立还需要更多的实例加以丰富和补充。在上面三条指导思想中，第一条是进行研究的基础，第二条是进行研究的具体实施路线和方法手段，最后一条是前两条的延伸和拓展。1

露头层序地层学图件的编制“点”式图件的类型与绘制① 样品解析图：样品照片及其描述（包括其颜色、厚度、类型、结构、构造等），为沉积相的判别提供依据。

② 观测点素描写实图（垂向剖面图）：包括岩性、厚度、结构和构造等。

③ 观测点上单个结构或构造的放大图：如大型交错层理显示、平行层理、生物扰动构造等。

④ 与地质界面相关的剖面点图件（包括物化探、测井资料的综合使用）：如微量元素变化与层序边界关系；层序界面附近地层倾角矢量图；剖面点伽玛能谱曲线的变化特征图等等。

⑤ 观测点沉积充填序列图：主要包括地层名称、层序名称、体系域、旋回分析、岩性柱状、沉积相（或沉积微相、沉积亚相）分析等内容。

“线”式图件的类型与绘制① 野外露头实测剖面图：包括地形、岩性、倾角等要素。

②露头剖面某层序段全景照片及其地质解释图：含实物照片（可拼接）、地质界面、地层代号等内容。

③地质体的二维展布特征写实图：包括沉积相、单个观测点岩性柱状、展布范围等要素。

④井间对比图（与地下测井有关）：含电性或岩性曲线等，比如说地表露头观测点用伽玛仪得到的伽玛能谱曲线与一钻井所得到的测井曲线的互相对比和映证。

⑤区域地质界面示意图：包括剖面方向、岩性等要素。

⑥各级地质界面的剖面追索图。

“面”式图件的类型和绘制① 野外露头或现代沉积的地质体平面（示意）图：注意要含比例尺、方向等内容。

② 各种沉积体系的平面展布图（可用照片或航片显示）。

③ 各种沉积相的平面展布图（分野外露头资料、地震资料和钻测井资料三类，或是二者或三者的综合）。

④ 岩相古地理图；

⑤ 各级别的地质界面平面展布图。1

“体”式图件的类型和绘制主要包括典型储集体的三维展布和各类沉积体系的三维模式图：如各类扇三角洲及其有关体系成因和沉积模式；蛇曲河的经典曲流沙坝模式图等。

“时”式图件的类型和绘制此类图件实际上是野外露头研究和地下研究的综合。主要是对比地震和钻测井资料，寻找地表露头证据来研究地质实体，反映包括断层等构造在内的随时间演化规律的系列图件。如可依据露头多期河道的相互切割关系，来判别河道的发育历史；反映盆地充填序列特征和层序地层格架演化特点的图件等。

需要说明的是，就层序地层学而言，仅仅研究野外地表露头是不够的，这既有露头本身的原因，也有人为的因素（李文汉，1993）。前者主要是指露头不能完整地反映层序，既不能观察到地层沿倾斜方向的变化，也不能全面地看到层序各界面的变化；后者是指不同的研究者可主观地选择不同的不整合面在相同盆地中进行对比，甚至不用相同的原则来进行层序界线的选择。这些人为的差别，在露头研究中屡见不鲜。因此，在强调进行野外层序地层学研究的同时，必须把它和室内层序地层学的研究结合起来，只有这样才能取得符合实际的成果。

室内层序地层学研究的编图通过以上对室内层序地层学研究方法的分析，我们就可以清楚地了解室内层序地层学研究需要编制的图件。

自从层序地层学发明以来，随着将其在各个研究范围的应用，其研究需要编制的图件也在不断的变化。最初层序地层学研究的目的主要是为了编制海平面变化曲线（Wilgus et al.，1988），直到80年代中期，全球海平面的变化和旋回图还是统治着层序地层学，甚至在Posamentier和Vail （1987）、Vail 等（1990）的文章中，仍可见层序地层中的体系域是由它们与海平面变化曲线的关系来确定的。在这期间，最著名的莫过于 Haq 曲线（Haq et al.，1977, 1987）。在陆相盆地的层序地层研究中，海平面变化曲线转化为湖平面变化曲线，但由于陆相盆地与海相盆地的差别，使得湖平面变化对陆相层序的控制作用不如海平面变化对海相层序地层形成的控制作用明显。但海（湖）平面变化曲线还是很有用的一种层序地层学研究方式。

随着层序地层学研究的不断深入，现在海平面变化曲线已经作为一张基础图件，在任一层序地层研究中都会将其编入，并作为基础资料参考。现在新发展的高精度层序地层学中（Posamentier et al.，1987；邓宏文等，1995），还产生了许多新的编图、表的要求。在室内层序地层学研究中需要编绘大量的直观、精细、简明的图件及表。1

盆地的充填序列演化图（表）编绘该类图件的主要目的是对研究区基本的地质资料的收集汇总。在这张表中包括研究区内地层发育、地层年龄、地层单位、地层深度、岩性剖面、岩性描述、地震层序界面、生物地层、沉积环境分析、海平面变化、构造层序、控制层序发育的主要因素、盆地演化阶段等要素，为将要进行的层序地层学研究提供基础资料。其中有条件的地区（已开发的油田）还可以配上已确定的生、储、盖组合。

我们认为在一张盆地充填序列综合柱状图至少包括以下的几种项目类型：地层年龄、地层单位、深度、岩性剖面、地震层序界面、沉积环境分析等。

“点”分析图1、岩芯沉积环境和沉积相分析图

该类图件的主要内容包括：岩芯的沉积环境分析、沉积相分析、岩芯照片、岩石学分析、沉积旋回分析等。目的主要是为了从微观上建立沉积环境的认识，为宏观的层序地层研究提供直观的证据和精细的沉积环境分析。在具体的高分辨率层序分析中，还包括岩芯照片分析、柱状图描绘、沉积旋回分析、沉积相识别（在大背景下的识别）岩芯岩性的文字描述、对应的典型测井曲线分析、明显的沉积结构、构造的识别（层理的识别、虫孔、超微化石、生物扰动、植物碎片、不整合面识别、重矿物鉴定、滑塌变形构造、油气显示等）。作这种图需要做的主要工作是观察大量的岩芯，并根据前人工作的成果确定沉积环境，并分析岩芯高频旋回，与测井曲线所显示的选回特征做对比、印证。

2、钻井柱状分析图（测井曲线分析）

钻井分析主要是根据测井曲线特征和岩性变化特征，并结合其他的物性分析资料，精细的划分三级甚至四级层序，并进行体系域分析。近年来，许多研究成果提供了精细的层序划分和体系域分析的范例（Howell et al.，1996；James et al.，1998；Plint et al.，1996；Brown et al.，1995；Cross et al.，1993；Bryant et al.，1996）。在这张图中包括地质层位、地质年代、典型测井曲线、岩性柱状图、高频旋回划分（长旋回、中旋回、短旋回）、层序地层划分、沉积相分析（相、亚相、微相）等。其中最重要的是根据测井曲线和岩性分析得到的层序地层和体系域划分，在高分辨率层序地层学中还要求高频旋回划分。有时根据生产要求，要配上岩芯分析的资料，作为钻井测井层序、体系域划分、定沉积相、定沉积体系的证据。

在测井曲线分析中，我们主要应用的曲线是：自然电位测井曲线（SP）、视电阻率测井曲线（Rt）、自然伽玛测井曲线（GR）、声波时差测井曲线（AC）。一般是自然电位测井曲线-视电阻率测井曲线组合、自然伽玛-电阻率测井曲线组合，声波时差测井曲线作为辅助手段（在以上三种测井资料缺损时）。在具体应用是为了使测井曲线直观，可以将测井曲线的表现形式多样化，包括镜像、不同曲线的相对组合。

在工业制图时还包括：地层中的结构、构造含有物；岩矿资料（成分、自生矿物、生物碎屑等）；重矿（含量、成分）；微量元素（Sr/Ba、B/Ga、V/Vi 等）；古生物（超微化石、有孔虫、孢粉等资料）。1

“线”分析图1、联井层序地层分析对比图

将钻井层序分析得到的结果，并列在一张联井剖面上。对其进行三级或四级层序、体系域、中、短旋回的对比。主要目的是在二维纵向剖面上解释研究区的沉积相和沉积体系域的分布，为平面的沉积相、沉积体系展布作图提供帮助。在联井剖面的对比中，需要与过联井中各井或临近各井的地震剖面相对照并随时进行调整。在国内外这样的作图是很普遍的、也是一个层序地层学研究的必要的步骤。联井对比在现在的生产中要求的精度越来越高，不仅有传统的各级层序、体系域的对比。在现在的高分辨率层序地层学研究中，不仅要对比传统层序地层学中的层序、体系域，而且还要对比高分辨率层序地层分析中的高频旋回。

2、地震剖面的解释图

具体的方法是将井的岩性剖面和测井曲线，放在地震剖面上，将井的各种分析结果（层序划分、体系域识别、沉积体系和沉积环境分析）和地震剖面上的地震相相互对比、验证，以便更精确的解决二维沉积相和沉积体系的识别和划分。为无钻井区域内的地震剖面上的层序地层分析提供可类比的实例，并为下一步研究区平面上的沉积相、沉积体系分析提供基础。

另外，可以将地震解释的沉积体系和沉积相的结果和单井解释的结果相配合表示在一起，得出二维剖面的沉积断面图，其中既包括钻井曲线的高频旋回分析，又包括地震剖面上高级别的层序地层分析，同时还包括沉积相、沉积体系的分析。

“面”分析图1、沉积相图（包括构造对沉积的控制作用）

在研究区内，将在以上钻井相分析、地震剖面分析等结果进行总结与提炼，并结合其他合成地震等资料的信息，按各个不同的层序进行作图，建立沉积相分析平面图

沉积相平面图一般以三级层序的体系域为成图单元进行图件的编绘，有时以准层序组为成图单元进行编图。同样在三维空间上完成的立体图则可以很清晰地展示同沉积期的古地貌环境和古沉积分区。

王华、陆永潮等（2000）研究了构造对层序地层的形成、沉积相分布的控制作用，林畅松等人（2000）研究了断坡带对盆地沉积相、沉积体系的展布的控制作用。

2、沉积体系图（岩相古地理图）

在沉积相作图的基础上，根据钻井测井曲线的沉积体系分析和地震剖面得层序地层解释储的沉积体系资料，一般是分在平面上一体系域为单元作（岩相古地理图）。沉积体系图在一般的沉积学分析中也有人做，但在层序地层以体系域为单位做图，可以更精确地给沉积环境定位，因为在不同的体系域中，沉积体系的相对近似的，而且不会存在一般沉积学分析中出现的穿时现象。1

“体”分析图1、层序地层模式图

将以上的各种图件进行分析，并对其特征进行总结。因为层序地层学研究归根结蒂是为油气勘探服务的，所以到最后要做的是一张成藏模式图，这张图是对研究工作的总结，同时也是对今后的油气勘探工作的一个指导。成藏模式图是在以上几种图件的综合分析的基础上综合提炼总结出来的，所以其包含的内容是抽象的、综合的、高度概括的。既包括成藏要素（生油岩、储集层、盖层、输导体系），又包括了地质要素（地层展布、构造特征、沉积相分布、沉积环境特征、层序地层格架等）。它可以是立体图也可以是剖面图或平面图。它是指导油气勘探的纲领性图件，但又是模糊的不能具体的指导油气的生产。在这方面很多人作了工作，在陆相和海相的地层中。

具体的做法是选择若干典型的过盆地中心的地震剖面，通过对这些地震剖面层序地层的划分，建立盆地的层序地层格架。总结出盆地中地层的一般发育演化特征，将盆地地层发育的特征抽象、简化，表示出层序地层研究需要的地质要素。

2、同沉积期古地貌图

利用回剥软件所作的同沉积期的沉积速率图和古地貌图对重建沉积相展布和古地貌分布有极其重要的意义。在现今等 T0 界面的古地貌图，并不能很准确地反映同沉积期的古地貌，利用回剥技术，结合古水深的合理估算，考虑成岩压实、构造抬升剥蚀等因素所完成的某个界面在同沉积期的古地貌图，则更能接近真实的古沉积环境、古地貌。其中古地貌立体图可以直观的反映同沉积期的地貌环境（沟谷的分布、剥蚀区的范围、沉积中心、坡折带），为储集砂体的预测提供理论基础。对不同沉积期的古地貌分别作图1，可以反映古地貌的演化，间接反映沉积环境的变迁，包括构造运动、湖平面升降、剥蚀区、沉积区等。

“时”分析图1、等时地层格架图

选择若干典型的过盆地中心的地震剖面，通过对这些地震剖面层序地层的划分，建立盆地的层序地层格架。在这些层序地层格架图的基础上，将主要的沉积间断面或不整合面拉平，就可以做出等时地层格架图。等时地层格架可以表明层序地层沉积序列、沉积砂体的时空展布特点、沉积间断时间等。等时地层格架图的主要作用是表明盆地中层序地层的发育演化过程，是一个四维的“时”分析。1

总结层序地层学的新理论、新方法是人们能够更精确地对比地质时代，并在钻前预测储层、生油岩和盖层，对勘探和开发岩性圈闭中的油气藏尤为有效。层序在充填形成的不同时期或不同的沉积体系域油不同的充填特征，因此，在不同阶段层序的沉积充填对油气形成和聚集有不同的作用和影响。陆相盆地构造复杂，具有近物源、多物源的特征，沉积旋回周期相对较短，从而决定了湖盆中沉积和层序充填方式的复杂性和多样性。不同的沉积背景和不同的构造活动带都具有不同的层序地层模式。

层序地层学理论认为，层序地层单元与油气生、储、盖都有密切的关系。一般，在一个完整的层序中，低位体系域储层最发育，其次是高位体系域，湖侵域较差。从烃源岩的角度讲，认为一个层序中位于最大湖泛面附近的密集断具有较强的生油能力，既有可能成为高效烃源岩。但是陆相地层和海相地层油存在着较大的差异，特别是在规模较小的内陆沉积盆地，他们的沉积过程基本上不受海侵的影响，而且，在大多数这种类型的盆地中，近物源、多物源的特点决定了他们的沉积具有粗碎屑物质发育的特点。

国外海相地层油气勘探表明，低位体系域中的低位扇、盆地扇通常是隐蔽油气勘探的重要目标，它们与上下及侧向的深海泥岩一起构成有利的生、储、盖组合，形成地层圈闭油气藏。斜坡扇中的堤岸——水道组合，可以被海进时期的你岩覆盖，形成有利的勘探对象。海侵体系域在物源供给充足的情况下，也可以形成有利的储层，但海侵体系域最主要的意义在于它提供了良好的生油盐。高水位时期则以大型三角洲的进积型沉积为主，与三角洲有关的圈闭类型是主要的勘探目标。与此类似，在陆相地层中，低位期湖盆岸线以上可以发育冲积扇、水下分流河道及下切沟到等沉积类型，岸线之下发育小规模（扇）三角洲，层序充填以低水位扇向盆地方向逐级推进为特征，多形成进积世、加积式准层序组充填。湖侵起主要形成水进型扇三角洲，远端发育浊积扇积较深湖泥岩沉积，层序充填以向凹陷边缘方向超覆为主，发育退积式准层序组。高水位期沉积体系则以水退型三角洲的发育为特征，前端发育滑塌浊积扇，发育加积、弱进积式准层序组，晚期也可能出现河流冲积扇沉积。

传统的层序地层学研究有两个重要的内容，一是建立了全球海平面变化的对比框架；二是在等时的层序地层格架中进行沉积体系域的分析和预测。但由于全球的海平面变化对直接指导油气勘探的意义不大，所以现在的层序地层学的研究内容主要是利用地震、岩芯、古生物、测井曲线和地化分析资料；采用地球物理资料、计算机应用相结合的技术路线；合理、精确地建立盆地的等时层序地层格架，客观地重建和预测层序地层格架内的体系域和沉积相的分布。最终目的是对等时层序地层格架的中的油气藏进行预测。

室内层序地层学的研究方法主要是通过层序界面精细识别、追索和对比，划分各级层序地层单元，建立其层序地层格架，重建沉积体系域及其演化过程，研究沉积体系分布、构成样式，确定其发育演化的主控因素，探讨盆地充填变化对沉积砂体分布的控制作用，从而建立起对储集体分布具有重要预测功能的层序地层模式。

每一个地区的室内层序地层学研究，可能由于研究区的具体情况和研究目的的不同，而采取不同的研究方法和编绘不同的图件。但总的来说，每一个层序地层学研究都包含以上的一种或几种研究方法和图件。而层序地层学的研究方法，是采用由点到线，再到面、体、时的基本思路。而高分辨率层序地层学的研究不外乎是将层序地层划分的更精细、对比的更具体。

需要编绘的图件有：研究流程表、盆地充填和地层发育综合图表、岩芯分析图、钻井层序地层及体系域分析、联井层序地层及体系域对比分析、地震剖面的层序地层解释、层序地层的综合划分表、沉积体系和相的平面和立体分布图、层序地层的发育模式图、等时地层格架图。1