[科普中国]-测井层序地层分析方法

一般工作流程

研究表明，测井分析主要用于地震地层、生物地层所建立的等时地层格架内的准层序与体系域的识别。通过单井层序分析、界面特征提取和层序界面识别，然后在过井地震剖面上利用经岩心刻度的测井资料进一步识别准层序与体系域。所以，测井层序地层学分析流程如下：

1.测井一地震一生物等时地层格架的建立

层序地层分析是建立在等时地层格架基础上的。地震地层分析可以识别出具有等时界面意义的层序边界。海岸上超点向盆地方向转移的现象可以准确地识别层序边界。高分辨率测井资料可以在地震地层框架内进行准层序、准层序组(进积型、加积型、退积型)的划分与体系域的识别。根据古生物资料和其他年代测定方法，确定层序地层格架的年代，将岩石地层单元转换为时间地层单元。

2.识别层序边界

层序边界在测井曲线上通常有明显的响应，一般表现为突变性界面。单井岩相分析中的岩性突变界面的标志。沉积倾向关键剖面上的多井对比显示的区域性稳定界面特征也是层序边界的必要条件。该界面应能够在全盆地内进行对比。高分辨率地层倾角测井、井下电视与微电阻率扫描成像方法能够有效地识别不整合的存在。侵蚀面在大多数测井曲线上都有较好的响应。

3.研究区测井一地质岩相知识库的建立

研究区出现的岩石类型存在地区性差异，不同的岩性与流体性质将导致不同的测井响应。首先要建立完整的测井一地质岩相资料库，实现地质资料与测井资料的勾通。岩石类型与测井曲线特征间的关系是正确进行层序地层分析的基础，测井一岩相知识库提供了在测井曲线上识别岩石类型的基本准则。

4.关键井的岩相识别、重建岩相序列

通过测井曲线与标准岩性库的比较分析可以有效地识别岩性。单井分析能够建立由下至上的垂向岩相序列。测井曲线上由细变粗的特征可以作为准层序的识别标志。关键井一般为取心井，应利用岩心资料对测井解释岩相进行标定。

5.建立多井关键性剖面

沿主要三角洲沉积中心和三角洲间地区建立沉积倾向剖面；沿各条倾向剖面中部，建立沉积走向剖面。沉积走向剖面的选择应尽量避开冲积扇、河流相和大陆坡、盆地平原相，而以砂泥比适中的三角洲前缘相和陆棚相为好。

6.预测油气分布

层序地层不同单元的平面分布对盆地分析具有重要意义，可以根据层序地层的体系域的分布特征，预测油气的垂向组合。特别是在湖相盆地中，确定与最大洪水面相伴随的湖相泥岩区域的连续性与各项生油指标，有着十分重要的意义。因为这些湖相泥岩是最主要的区域盖层与生油岩。另一方面，就是根据几何体系域的分布，预测油气聚集带。最后根据解释的沉积体系预测油气圈闭类型。1

单井测井层序地层分析方法1.测井资料预处理

测井资料的预处理包括曲线编辑、环境校正、深度校正、滤波及归一化等。环境校正是指对井眼条件、钻井液侵入及仪器偏心等非地质因素的校正。深度校正是为了保证每次下井所得到的资料深度取齐。选择一条特征明显的曲线，确定其他曲线的深度错动，并用深度校正程序完成校正，使各曲线反映的地层边界位置一致。滤波是为了尽量消除曲线上的毛刺、噪声干扰及其他原因造成的曲线抖动和跳动，可用小波变换方法来完成。

归一化是为了使各测井量的量纲统一起来。有时由于个别资料点的畸变(过大或过小)，标准化后会使某些测井曲线的值趋于零，所以归一化所用的最大值和最小值是平均值加上和减去2~3 倍方差。

2.沉积旋回分析

沉积旋回是沉积地层成因的一种反映。大家都认为这样一个存在的事实，即地层中包含着多级次的旋回，从冲刷面到盆地范围内的不整合事实上都是大小不同的沉积间断点。因此对地层不同级次的旋回得到清楚的认识，对层序的划分和分析是至关重要的。常规的测井旋回分析主要是靠人对测井曲线形态、形状、幅度等变化趋势观察，定性分析旋回级次及嵌套。可选用马尔科夫链型和地层垒积方法分析地层沉积旋回。一般来说，马尔科夫链型分析适用于大级别的旋回分析。它不考虑地层厚度的变化，只反映地层界面的转移趋势，属于半定量分析。地层垒积分析把不同岩性地层编号且考虑地层厚度，以垒积的地层层数为变量计算个岩性百分比、重心及重心两侧分布范围，分析沉积旋回。

3.沉积间断点识别

除了上面的旋回分析外，还用地层累计倾角交会图、测井相态分维识别小的不整合面和沉积间断点。图表示了测井层序地层分析的工作流程。1

测井曲线变化趋势的数学分析在没有断层或倒转的层系中，任何测井曲线的深度轴都是地质时代的某种单调函数。因此，多数测井曲线是地质变化的时间序列的自然表示。近几时年来，在研究利用测井曲线自动分层、井间对比及沉积周期的分析方面常常利用时间序列分析、富里叶分析、频谱分析、小波分析等数学方法。

1.测井数据的时间序列分析

1)测井曲线长期趋势的多项式分析

对于波动起伏的数据的时间序列常用时间的多项式拟合，以便把长期趋势和局部波动区分开来。假设我们把一条测井曲线(如自然伽马)看作代表岩性(GR 值)随地质时代(深度)的函数。我们就可以用一个多项式把这个复杂的函数拟合成一个单调函数。

大量统计证明，对于一般沉积岩剖面的自然伽马和自然电位曲线的多项式拟合，以四次

项为好，再高对分层及趋势分析没有多大意义。

2)短趋势的多项式滤波

所谓短趋势的多项式滤波，一般是指均权的滑动平均计算。对地层学研究来说一般采用5ft 的窗长对曲线求平均，可以筛去厚度为半个窗长的地层的影响，而保证了范围比较大的那些变化。这种平滑处理过程一般称为滤波处理，这种滤波器又叫褶积滤波器。主要用于曲线局部趋势的拟合。

2.循环组分的富里叶分析

在岩性纵向排列上出现旋回、韵律和重复层系的地方，测井曲线能反映出循环特征。循环组分的信号分析，一般是由傅里叶分析来解决，它把“时间域”上的变化转化成“频率域“的频谱显示。这个数学处理过程，同三棱镜将白光分解成具有不同频率的各种颜色所组成的光谱相似。富里叶分析的条件之一是，输入数据应该是稳定的(没有长期偏移或趋势)。数据拟合的总体四次多项式函数，代表长期的变化，而剩余部分保存了短期波动信息，并且是相当稳定的。

从原始数据中减去多项式趋势，便分离出同较短期的相变化有关的剩余变化。推测剩余部分的模式是否是随机的，或者是否可以用某种周期成分来表示，是很有意义的。随机性意味着单个地层代表偶然的局部相波动，这种局部波动总体上是从属于非正式分层划出的相带的主体变化。相反地，系统的周期性成分将意味沉积相控制因素的周期性机制。

将剩余变化进行富里叶变换，可以作出以谐波频率为横坐标、以功率(幅度变化)为纵坐标绘制的测井曲线功率谱图。功率谱明显地表现出，非正式的地层分层中相单元交替变更的周期性结构。分层可能表示区域性相带的变动，这种变化是海平面的升降或陆台的沉降等某种过程的结果。内部循环

模式的存在，表明这些过程不是突变的事件，而是连续和波动的。根据这种解释，在区域上可以对比的单元是代表主要的海侵或海退相，中间混杂一些小的相反的相，而整个过程具有明显的循环特征。1