江汉盆地潜江凹陷渔洋组测井曲线旋回分析

摘 要：通过对潜江凹陷谭参1井的测井曲线原始数据的分析，运用旋回厚度累积偏差曲线进行处理，可识别出该区晚白垩世地层的旋回叠加样式，将渔洋组划分为6个低频旋回，3个上升旋回，3个下降旋回，而每一个低频旋回又是由数个高频旋回叠加而成。对比发现，该旋回的主控因素为构造因素。低频旋回所对应的旋回界面，可以用于反映层序界面的位置，据此渔洋组可以划分出6个三级层序。

关键词：江汉盆地 晚白垩世 CCTD曲线 旋回分析

中图分类号：F55 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（b）-0154-02

江汉盆地位于扬子准地台的中部，秦岭大别造山带以南，为中新生代断拗含油气盆地，面积36360 km2。主要产油层为下第三系潜江组和新沟咀组，近年来，由于陆续在沔阳凹陷和江陵凹陷上白垩统系发现工业油流（李群等，2003；陈波等，2006；刘琼等，2007），该套地层逐渐引起广泛关注。在晚白垩世，盆地在区域引张力的作用下进入整体拉伸断陷阶段（李群等，2006），全面接受沉积，古地形平坦，地层很好的记录了地层中的沉积旋回。

江汉盆地晚白垩世，普遍认为盆地构造稳定，地层很好的记录的气候演变（陈波等，2007）。因此认为气候影响湖泊的蒸发量，通过控制降雨量来影响注入量，使湖平面和沉积物供给发生变化，进而影响砂泥旋回的发育，是影响江汉盆地西南部晚白垩世沉积旋回的主导因素。但是通过测井曲线旋回分析，对比旋回年代控制因素，发现江汉盆地晚白垩世西北部渔洋组的旋回发育主要受构造影响。

1 数据处理

为了了解江汉盆地潜江凹陷晚白垩世渔洋组沉积旋回的样式特征，选择自然伽马数测井据进行研究，测井曲线是一系列深度域振动信号序列的组合，它是时间域周期性变化的叠加响应。测井曲线具有等间距测量的特点，而且数据序列连续、纵向分辨率高（李庆谋，1996；陈茂山，1999）。自然伽马测井是测量地层中放射性元素衰变过程中放射出的伽马射线的强度，其值大小取决于岩石中所含放射性元素的种类和数量，一般伽马高值对应泥岩，低值对应砂岩和碳酸盐岩，一般采用测井曲线半幅点的位置标定砂泥岩层界面，地层剖面中泥质含量从低到高的变化，反映出从砂岩到泥岩的沉积旋回变化。

根据采集得到的测井GR数据，计算旋回厚度以及生成CCTD曲线，处理流程如下。

（1）数据选取：选取目标GR数据中的测点间距连续部分，若不连续，需对不连续部分采取分段处理方法，分段部分的处理方法与连续间距测点数据处理方法一致。

（2）差分信号处理：测井曲线反映了沉积地层的变化情况，测井曲线的值是深度的函数（李新虎，2006）。在没有断层或者倒转的层系中，任何测井曲线的深度轴都是地质时代的某种单调函数，为了方面准确提取地层信息，采取一阶差分法。

（3）极值法提取数据：为了避免半幅点法数据处理过程中所出现的误差，故采用极值点法，得到的旋回厚度可以等同于采用半幅点法处理得到的结果，应用该方法在旋回长度的计算上可以高效快速的处理数据。处理得到的旋回厚度数据，建立以深度作为X轴的坐标系，即可得到旋回厚度曲线（图1）。

（4）识别异常值：依据拉依达准则（3σ准则），假设在一系列等精度测量结果中，独立得到x1，x2...，xn，算出其算术平均值x及剩余误差vi=xi-x（i=1，2，...，n），并按贝塞尔公式算出标准偏差σ，若某个测量值xb的剩余误差vb（1≤b≤n），满足下式|vb|=|xb-x|>3σ，则认为该误差为粗差，所对应的测量值为异常数值，但测井数据的缺失会掩盖真实的旋回数目，增大单个旋回厚度，故必须将异常数值降低到误差范围内，即x+3σ范围内。

（5）数据校正处理：以深度和对应旋回厚度建立对应序列，通过插值重建处理，再消除趋势项，可以更加精确研究数据的变化规律，通过数据校正处理可以得出校正旋回厚度数据。

（6）CCTD曲线生成：从校正旋回厚度数据序列中减去平均厚度值，得到旋回厚度偏差，同时计算旋回厚度累积偏差即CCTD；新建该数据序列作为纵坐标，以对应深度为横坐标，应用无数据点平滑线散点图，即可得到CCTD曲线（图2）。

图1是根据极值点法计算得到的谭参1井砂泥岩旋回厚度数据曲线，其中谭参1井采集数据点4945个，测量间距均为0.125 m，检测砂泥旋回1295个，旋回平均厚度0.477 m，旋回最大厚度为1.5 m，最小为0.25 m，标准偏差0.20。

2 CCTD曲线特征分析

图2是根据谭参1井GR测井曲线计算得到的CCTD曲线。根据沉积物供应量与旋回周期变化关系的分析，在深度域任一级次的沉积旋回，它们在CCTD曲线上有一个共同点：上升旋回反映沉积物供应速率增加，下降旋回反映沉积物供应速率减小。可以发现这一地区晚白垩世沉积旋回变化具有如下特点。

（1）江汉盆地潜江凹陷晚白垩世渔洋组地层的旋回厚度组成形式多样，是由一系列高频和低频旋回叠加而成。

（2）通过谭参1井CCTD曲线可以看出，该地区晚白垩世渔洋组可识别出6个低频旋回，旋回样式明显，分别为三个上升旋回和三个下降旋回，每一个低频旋回中，又是由数个高频旋回叠加而成，如图所示，依次将6个低频旋回标定为T1-T6号旋回。

（3）分析CCTD曲线，可以识别出6个低频旋回，依次为T2、T4、T6号上升旋回，显示为高速沉积期，并且在T6沉积旋回时，CCTD曲线上偏离零值线的正值最大，说明达到最高速沉积时期，而T1、T3、T5号下降旋回为低速沉积时期，在T3旋回时处于一个相对最慢的沉积速率时期，在CCTD曲线是表现为对应值最小。

3 讨论

根据江汉盆地地层年代数据，渔洋组地层形成于65～72.06 Ma，时限约7 Ma，通过旋回厚度累积偏差曲线划分出了该区渔洋组共有6个低频周期，那么可以计算得出该低频旋回平均时限，约为1.1 Ma，而受气候旋回影响的旋回时间尺度一般在23～400 Ka（Parrish and Barron，1986），因此可以推测，江汉盆地西北部渔洋组旋回地层主要受控于构造因素。

在CCTD曲线中旋回厚累积偏差正负转换点的位置，可以应用于测井曲线划分沉积旋回，判别沉积层序界面（伊海生，2011）。根据江汉盆地地层年代数据，渔洋组地层形成于65～72.06 Ma，时限约7 Ma，中期旋回的时限平均在1～2 Ma之间（陈洪德等，2006），陆相盆地层序级别的划分，中期地层旋回相当于三级层序（1～3 Ma）（Mitchum等，1991；Erskine等，1991）。按照旋回厚度累积偏差曲线的波动特征，江汉盆地西北部晚白垩世可以识别出6个中期变化周期，初步确定这6个中期变化周期有可能对应于三级湖平面变化。

通过图2可以看出江汉盆地西北部晚白垩世CCTD曲线，总体趋势相似，同为三个上升旋回和三个下降旋回，极小值点在对应于湖平面范围最大值，极大值点对应低位体系域即湖平面范围最小的层位。进一步研究还可以看出，在三级湖平面变化曲线上，是由一系列尖突不对称的锯齿状高频曲线复合而成。这些旋回组合是构成低位—湖侵—高位体系域沉积旋回的重要单元，相当于四级层序。从沉积速率的变化形式看出，揭示了江汉盆地西北部在晚白垩世湖平面经历了三次较大规模的上升和三次较大规模的下降。

根据前人资料研究表明，通过对邻区江陵凹陷渔洋组沉积特征的研究，认为渔洋组共划分出6个三级层序（陈波等，2007），与本文中对渔洋组通过测井曲线旋回分析得到的结论一致，证明通过测井曲线旋回分析识别沉积层序，不仅具有较高的分辨率，而且可以为地层的横向对比和纵向上的划分提供定量的依据。

4 结论

（1）江汉盆地西北部晚白垩世渔洋组地层旋回主要受构造因素影响。

（2）通过CCTD曲线旋回分析，可以揭示出江汉盆地西北部晚白垩世湖平面共有6个中期变化，并且初步确定这6个中期变化周期有可能对应于三级湖平面变化。

（3）利用测井曲线进行旋回地层分析结果与前人研究结果一致，可以证明该方法不仅简便，而且具有较高的分辨率。

参考文献

[1]李群，吴慕宁，王必金.江汉盆地东部白垩系多源次生成藏条件分析[J].江汉石油学院学报，2003（1）.

[2]陈波，韩定坤，罗明霞，等.江汉盆地白垩系油气藏特征与勘探潜力[J].石油天然气学报，2006（6）.

[3]李群，郭建华，曾芳，等.江汉盆地白垩系沉积相与沉积演化[J].西南石油学院学报，2006（6）.

[4]刘琼，何生，陈振林，等.江汉盆地西南缘白垩系渔洋组砂岩储集层成岩作用和孔隙演化[J].矿物岩石，2007（2）.

[5]戴世昭.江汉盐湖盆地石油地质[M].石油工业出版社，1997：1-223.

[6]李庆谋.测井曲线Milankovitch周期分析与应用[J].地球物理学报，1996，39（5）：699-704.

[7]陈茂山.测井资料的两种深度域频谱分析方法及其在层序地层研究中的应用[J].石油地球物理勘探，1999，34（2）：57-64.

[8]伊海生.测井曲线旋回分析在碳酸盐岩层序地层研究中的应用[J].古地理学报，2011，13（4）：456—465.

[9]袁玉松，朱传庆，胡圣标.江汉盆地热流史、沉积构造演化与热事件[J].地球物理学进展，2007（3）.

[10]陈波，张昌民，韩定坤，等.干旱气候条件下陆相高分辨层序地层特征研究——以江汉盆地西南缘晚白垩世渔洋组为例[J].沉积学报，2007（1）.

[11]宋万超，刘波，宋新民.层序地层学概念、原理、方法及应用[M].石油工业出版社，2002：191-194.

[12]陈洪德，田景春.中国南方中新生代构造—— 层序岩相古地理研究及编图[M].成都理工大学，2006.

[13]蔡希源，李思田，等.陆相盆地高精度层序地层学—— 隐蔽油气藏勘探基础、方法与实践.北京：地质出版社，2003： 69-71.

[14]Mitchum，R.M，Jr.and Van Wagoner. J.C.1991.High-frequency sequences and their stacking patterns：squence-strangraphlc evidence of high-frequency eustatic cycles.Sediment.Geol.

[15]李新虎，祁云望.测井曲线形态的自动识别方法研究[J].大庆石油地质与开发，2006，25（5）.

[16]彭智，樊官民.测井曲线自动分层解释方法研究[J].石油仪器，2011（3）.

[17]童小兰，卢明国.潜江盐湖盆地生储盖组合特征[J].沉积与特提斯地质，2006，26（1）：92-96.