沉积旋回的地球物理研究方法

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旋回的地球物理研究方法

　　沉积旋回在层序地层学中的研究十分重要，在层序划分和对比中，首先要把各种旋回识别出来，才能更好的进行识别 和划分综合近年来不同学者在该方面的认识,沉积旋回按其主要控制因素大致可以分为3种类型:构造成因的沉积旋回,海(水)平面升降成因的沉积旋回和全球气候变化成因的沉积旋回,这3种类型的沉积旋回之间的界线并非泾渭分明。实际上的地层记录是构造运动、气候变化和海平面变化综合作用的结果。若深入细究,海平面变化又是构造运动和气候变化的结果,是两者的派生作用。再深入下去,构造运动的诱发因素与天体轨道变化并非一点关系没有,气候的变化并非全由天体轨道变化决定。之所以在这3个原因的层次上来研究沉积旋回的成因,是考虑到研究的可行性和相关研究已有的基础。

　　以地球物理及相关资料进行沉积旋回研究的方法主要有:沉积速率波动分析、频谱分析、时频分析、波形分析和马尔可夫链分析。

　　（1）率波动分析

　　沉积速率波动分析可以用来研究周期较长的沉积旋回,如构造成因的沉积旋回或层序地层学中一、二、三级层序对应的沉积旋回(60～120,30～40,2～5Ｍａ)。该方法由俄罗斯学者缅斯妮高娃和施比伊曼在20世纪90年代初建立。大体思路是利用岩心、录井、声波时差测井、地震层速度等资料,恢复研究小区不同层位的原始厚度,建立以时间为纵轴的沉积速率直方图,然后通过一个尺度可以变换的窗口沿时间轴滑动,找到一条曲线,使之能够代表该区的沉积-剥蚀过程,然后利用这条曲线对盆地演化作旋回性分析。

　　（2）频谱分析

　　频谱分析是通过对自然伽马测井、地震道记录、合成地震记录等地球物理数据进行频谱分析,依据包含在这些资料中的反映环境气候变迁的黏土含量、岩石密度、速度等信息,来寻找沉积旋回的一种研究方法。该方法可以用来分析全球气候变化成因的沉积旋回(0.4～1.5,0.1,0.02～0.04Ｍａ）。相关工作主要是用伽马测井数据进行的。伽马测井对沉积环境的变化较为敏感,尤其是在碎屑岩中。

　　（3）时频分析

　　时频分析方法的基本原理是通过对沉积层的观测记录进行频率扫描,找出主频随时间的变化规律,刻画信号在时间上的局部性质。由于沉积过程有着周期循环的特点,其岩性、粒度成分、层理厚度的变化亦具有方向性。这种薄层结构特征变化的方向性,决定了其物理响应中频率成分的不同。在已有的利用地震道记录的研究中,对于正旋回、反旋回、混合型旋回,都有相应的时频分布模式,是薄层地震反射特征分析中一项比较成型的技术。目前的研究主要集中在用小波变换对地震道记录进行三维时频特征分析上。时频特征分析对于研究准层序、准层序组内部沉积特征的旋回性变化情况,判别拾取高级别层序(四、五级)界面有较大的利用价值。

　　（4）波形分析

　　地震信号(波形)ｘ(ｔ),离散后为地震数据。对它在时域内进行分析称为波形分析。波形分析较为直观、形象,反映了信号的波形特征。在薄层研究中常用合成地震记录来研究波形的变化,以确定地层的变化。理论基础为褶积模型。通常的做法是由密度、速度测井资料得出波阻抗曲线,进而得到反射系数序列,而后与地震子波作褶积,将得到的认为合理的合成地震记录与实际观察到的波形进行匹配,以确定地层变化。为使波形变化特征看得清楚,此类研究需要一些特殊的显示方式,如对研究剖面的局部增强显示。这方面的研究在圈定薄层砂体范围方面较为有效,对于河流相的层序地层学研究来说,是一种很好的技术手段。

　　（5）马尔可夫链分析

　　马尔可夫链模型是由俄罗斯数学家Ｍａｒｋｏｖ在1906年最早提出的一种进行随机过程分析的模型。该方法利用变量的概率状态转移矩阵可预报变幅较大的随机波动,是对随机过程进行分析预测的一种半定量的研究方法。应用该方法的较新进展是结合密度、声波测井以及地震记录来进行地层层序方面的模拟。

　　沉积旋回是沉积地层成因的一种反映。沉积旋回性分析在地层学理论研究和沉积矿产勘探中有着重要的意义。由于沉积旋回的多成因多级次的特点,定性的研究方法在旋回识别、成因判定、级次划分等方面存在很大的不足。文章来源：洛克斯石油论坛 http://www.oilequipcn.net