Question

钻井资料

Answer 1

钻井资料分析元的界面识别方法主要是利用岩心、岩屑录井及其相关分析测试资料，进行层序地层单元的界面识别和划分。钻井资料元最大的特征是在垂向上有很高的分辨率，同时，可对地震资料分析、测井资料分析提供标定。岩心资料、岩屑资料及其地球化学分析资料、古生物资料等具有不同的性质和特征，因此，利用它们进行层序地层单元界面的识别和划分的方法也存在差异。

（一）利用岩心资料识别层序地层单元界面

钻井岩心资料在垂向上具有很高的分辨率，可进行准层序和更高级序的层序地层单元的识别和划分，但由于钻井取心成本高，一般缺少连续性，在研究过程中需要结合岩心录井资料进行综合分析。

1.层序界面的识别

钻井岩心中寻找层序界面有时较困难，因为钻井取心一般较短，且取心层位一般也不正好跨越层序界面。若跨越层序界面时，可通过岩心中特殊的沉积地质标志进行识别。

1）古风化暴露面带

在合适的古气候、古构造环境下，伴随着不整合的形成常发育古风化暴露面或带，并在暴露面附近形成特征的风化壳、根土层、古喀斯特等。在济阳坳陷沾车地区古近系沙三段晚期发育了碳酸盐岩沉积，其暴露后形成了特征的古喀斯特及其伴生产物（如岩溶角砾、溶蚀孔、缝等），如车镇凹陷CHE23井（图版1-A、B、C）、沾化凹陷义13-7-7井的钻井取心均可见到上述特征（图版1-D、图版2-A）。

若层序界面发育的是碎屑岩，在不整合面的形成过程中，可形成根土层（图版2-C）、杂色泥岩层、赤铁矿结核（图版2-B）等，也可作为层序界面的标志之一。

2）岩相转换面

当层序界面所对应的不整合的间断时间较短或为整合时，暴露标志一般不明显或者基本没有，但在层序界面上下沉积时期的沉积作用一般存在差异，因此，界面上下的岩性、岩相等也存在差异，其间可形成特征的岩相转换面或存在岩相缺失。因此，岩相转换面可能也是层序界面的识别标志。

2.湖泛面的识别

湖泛面（flooding surface）同海泛面一样，是一个新老地层的分界面，穿过此界面水深明显地急剧增加（Van Wagoner，1990），其为准层序界面。实际上，层序就是由一系列湖（海）泛面及其界面间的地层单元所组成的一套连续的沉积序列，层序中体系域边界、准层序组边界是一系列湖泛面中的特殊类型。

1）浅水沉积的钻井岩心

钻井岩心可有效地进行湖泛面的识别，特别是滨浅湖沉积，沉积物的沉积特征对水深变化的响应明显。滨浅湖沉积区的主要湖泛面识别标志如下。

（1）沉积构造：湖泛面以下的砂岩、泥岩中的植物根较发育，多直立或倾斜分布，现多已硫磺化、赤铁矿化。此外，生物潜穴特征在湖泛面上下也具有明显的差异性，湖泛面之上的生物潜穴多以水平、倾斜为主，而湖泛面以下的生物潜穴多以垂直、倾斜为主，反映了湖泛面上下沉积期水体能量的不同。

（2）泥岩颜色：湖泛面上下泥岩的颜色呈突变接触，上覆泥岩的颜色呈灰色和灰绿色，下伏泥岩的颜色呈红色或者为黑色炭质页岩（图版2-D）。

（3）岩性：湖泛面以上多为浅湖相的泥岩、泥质粉砂岩和生物灰岩等，生物扰动和生物潜穴发育，湖泛面以下多为炭质页岩（或煤层）和深湖相砂岩（图版2-E）。

（4）生物化石：湖泛面以上的生物化石较完整，局部地区富集形成生物灰岩，化石多为螺、介形虫等广盐性生物；湖泛面以下主要以植物根和化石碎片为主，多为异地堆积。

（5）微相特征：湖泛面上下的沉积微相不连续，不符合沃尔索相律。

2）深水沉积的钻井岩心

对于深水沉积区，一般以深水泥岩、油页岩沉积为主，较难以进行湖泛面识别，但有时随着湖平面或水深的升降变化，深水沉积也产生一系列特征的响应。如在岩心中可见钙质泥岩或泥质灰岩与纯泥岩的互层，此时，湖泛面为钙质泥岩或泥质灰岩与纯泥岩的分界面，且钙质泥岩或泥质灰岩位于界面之下，纯泥岩位于界面之上，其详细成因解释见下一节有关内容。

深水沉积中常发育事件性沉积，如深水浊流沉积、风暴沉积等，其底界面一般发育冲刷面，也可作为湖泛面的识别标志。

（二）利用地球化学资料识别层序地层单元界面

在层序地层沉积和演化过程中，湖平面、水深等周期性变化也控制沉积地层中矿物成分、化学成分发生相应的变化。因此，通过岩石地层中有关元素的地球化学性质分析，也可进行层序地层单元界面的识别和划分。特别在层序界面的形成过程中，伴随着物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用的进行，势必引起原始沉积的化学成分发生异常变化。

图6-12 济阳坳陷东营凹陷T₃附近的褐铁矿含量变化

1.Fe元素

Fe在各种沉积岩中都有一定的丰度（邓宏文等，1990），但丰度值存在差异。在暴露过程中，氧化作用使低价铁（Fe²⁺）被氧化成高价的铁（Fe³⁺），因此层序界面附近（特别是界面之下）的铁元素以高价氧化物的形式出现并富集为特征（图6-12、图版2-B）。

2. U、Th元素

U易氧化为较易溶解的铀酰离子，因此在表生风化作用中非常活泼而易被搬运走；而Th在氧化条件下不太活泼，基本保存在原始矿物中，并在表生氧化带中逐渐富集在风化岩石的残余物中。因此，在表生氧化带中Th/U比值很大。所以，根据Th、U元素的含量及其相对比值大小的分析，也可为层序界面的确定提供证据。

其他元素如Na、K、Al等也可作为识别层序界面的标志。但在层序地层学研究中，地球化学资料不像岩心、地震等资料那样直接，且地球化学分析资料一般较少，垂向上也缺少连续性，因此，在层序地层单元划分和界面识别中，仅作为辅助识别标志。