陳鋼花，尚翠紅，劉書會，賈光華，陳濤

（1．中國石油大學（華東），山東 青島266580；2．中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質(zhì)科學研究院，山東 東營257015）

0 引 言

在地質(zhì)歷史的演化過程中，構(gòu)造運動、風化剝蝕等作用造成了地質(zhì)沉積間斷，形成不同類型的不整合。不整合面的存在為油氣成藏形成了有利的條件，它的平面展布結(jié)構(gòu)可以對油氣藏的形成起到蓋層封閉、運移溝通、自身成藏等多種作用，因此，正確識別不整合面對不整合油氣藏評價有重要的作用［1－2］。受到地質(zhì)作用的影響，不整合結(jié)構(gòu)在縱向上存在明顯的差異，不整合面上下的測井信息在垂向上有異常響應(yīng)特征［3－4］。曹穎輝［5］、操應(yīng)長等［3］在識別層序地層界面中的不整合時主要是利用地層傾角資料［5］，但是該方法對地層傾角測井資料的依賴性太高，而中國很多地區(qū)缺乏相關(guān)的資料；李浩等［1］采用多方面分析的方法，根據(jù)上覆和下伏地層在界面發(fā)生突變的地質(zhì)現(xiàn)象，通過測井相分析沉積事件，運用地層壓實對巖性造成的差異影響識別不整合面，該方法對沉積間斷不明顯的不整合界面則較難識別；鄒東波［6］則運用地震剖面尋求地震超覆線的方法識別不整合界面，地震等資料的縱向分辨率較低，無法較精確確定不整合面的位置。為此，采用了有序數(shù)列分割的方法，對常規(guī)測井資料進行處理，自動、準確地識別出不整合面的位置［7］。

1 基本原理與算法實現(xiàn)

東營凹陷的西南斜坡帶上盆地隆起形成陡坡帶，發(fā)育有多次沉積間斷，形成了超覆不整合地層，地層自下而上逐層向古斜坡超覆，形成一系列的地層超覆油藏。地層不整合面是是形成地層超覆圈閉和不整合遮擋圈閉的前提條件。尋找地層超覆油藏的首要條件是準確確定地層不整合面的位置。

1．1 基本原理

在一定的沉積時間段內(nèi)，沉積環(huán)境、物性來源、水動力條件等性質(zhì)具有相似性，與其他沉積時間段的標志具有差異性，這種差異可在測井資料中得到響應(yīng)，即不整合面上下的測井曲線發(fā)生突變，存在異常響應(yīng)特征。在地震資料的宏觀指導(dǎo)下，運用縱向上測井信息的變化，采用有序數(shù)列分割法準確確定不整合面。

不整合界面上、下地層沉積條件存在差異，視為不同的沉積體系，相同的測井參數(shù)值在同一沉積體系內(nèi)部基本相同，在不同沉積體系中差異則較大，因此可采用二分法，反復(fù)將目的層段一分為二，劃分不整合面，計算其層內(nèi)方差，再運用加和方式計算目的層的離差平方和，選取離差平方和最小的點作為不整合面深度點，保證不整合面上下層內(nèi)差異最小，而層間差異最大。

1．2 有序數(shù)列分割算法

有序數(shù)列分割法是指在保持原有樣品順序的情況下，把有序樣品劃分組別，將n個樣品分成m組，可以有Cm－1n－1種方法。其中，把n個樣品保持原始順序分成m組后，各組內(nèi)的樣品數(shù)據(jù)離差平方和最小，樣本分割組間的差異最大，則稱為最優(yōu)有序數(shù)列分割法，相應(yīng)的分割結(jié)果稱為最優(yōu)m分割［8－9］。

常規(guī)測井系列中每個深度點對應(yīng)多個測井參數(shù)，可將其看成是n個深度點對應(yīng)m個測井參數(shù)，則測井數(shù)據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)矩陣為

式中，xij為第i個深度點的第j個測井參數(shù)。

測井參數(shù)不同觀測值之間存在數(shù)量級的差異，為了消除數(shù)量級差異給測井參數(shù)融合帶來的影響，需對測井參數(shù)進行歸一化處理。

同一層段內(nèi)地質(zhì)信息的大小可以用參數(shù)所對應(yīng)的有序數(shù)列段內(nèi)數(shù)據(jù)的變差表示，比如第i個到第j個樣品所對應(yīng)的有序數(shù)列段為

其變差可以表示為

式中，（i，j）為第i個到第j個樣品有序數(shù)列段第β列的平均值；dij為該有序數(shù)列段的變差。則矩陣X所對應(yīng)的變差矩陣為

確定不整合面深度時，首先將目的層分為2層，分別將樣本2，3，…，n－1作為分割點，計算其變差矩陣，再利用式（6）計算其離差平方和。

若

式中，分割點j＊對應(yīng)離差平方和最小值所在的深度，即為不整合面的深度。

2 超剝帶地層劃分

地質(zhì)歷史的演化過程中，構(gòu)造運動、水動力變化、物性變換等地質(zhì)事件的變更都會引起測井信息發(fā)生改變。測井信息在包含地球物理信息的同時，也反映了地質(zhì)歷史的演化信息，地球物理演化史上的重大事件必定會有一些特征信息記錄在測井信息中。不整合界面則是眾多地質(zhì)事件演化史中的一種產(chǎn)物，是地層界面發(fā)生突變，反映到測井信息上則會有測井相、沉積韻律等發(fā)生變換。研究地層沉積現(xiàn)象以及地層界面位置時，測井數(shù)據(jù)是一項重要的研究依據(jù)。表1所示為常規(guī)測井參數(shù)所反映的地質(zhì)信息［10］。

表1 常規(guī)測井數(shù)據(jù)具備的地質(zhì)意義

綜合考慮各測井參數(shù)的地質(zhì)意義以及研究區(qū)所給的資料，選取AC、COND、GR等曲線，運用所開發(fā)的軟件，對不整合界面進行劃分，得到的分層曲線極小點的位置即是地層界面位置［11］。

東營南部的超剝帶殘留地層沉積間斷時間長短不一，在劃分不整合面時考慮將該區(qū)沉積間斷時間較長的剝蝕帶定義為Ⅰ級不整合，將沉積間斷時間短的定義為Ⅱ級不整合，針對不同的不整合采用不同的測井信息確定不整合面的位置。

2．1 Ⅰ級不整合

東營南部的超剝帶地層存在館陶組與沙河街組的Ⅰ級不整合面，該不整合形成的沉積間斷時間較長，不整合結(jié)構(gòu)比較明顯，反映到測井數(shù)據(jù)上的信息也比較明顯［12］。

圖1為過×井的地震南北向剖面圖。圖1中紅線為地震剖面確定的館陶組（Ng）與沙一段（Es1）之間存在的剝蝕面的位置，深度為730m。在地震資料的宏觀調(diào)控下，利用測井資料縱向分辨率高的特點，采用本文所述的有序數(shù)列分割法，運用不整合沉積間斷反映到測井數(shù)據(jù)上的信息，對×井測井資料進行處理，確定了館陶組與沙一段不整合面深度為735．750m，如圖2中紫線標注位置。

圖1 過×井地震南北向剖面圖

2．2 Ⅱ級不整合

在沙河街組內(nèi)部，地層沉積間斷時間較短，地質(zhì)現(xiàn)象不明顯，反映到測井數(shù)據(jù)上的信息比較少，有可能被巖性、流體變化的信息所掩蓋，將這一類的地質(zhì)構(gòu)造歸結(jié)為Ⅱ級不整合。

圖2 Ⅰ級不整合面劃分結(jié)果圖

2．2．1 敏感性參數(shù)選取

由于多期的升降作用、地殼頻繁作用，發(fā)育了多個不整合面，不整合面的識別受到巖性、物性、流體等多方面因素綜合作用的影響。若地層中巖性突變嚴重，遠高于不整合面的變化，則會造成綜合分層曲線最小值反映巖性突變位置，而不是反映不整合面位置，因此需要減弱巖性的影響。識別Ⅱ級不整合的過程中，對原始測井曲線進行如式（8）的處理，采用曲線比值的方法對曲線進行重構(gòu)，減弱巖性的影響。

運用原始測井曲線與重構(gòu)曲線進行不整合面劃分的結(jié)果對比見圖3。根據(jù)AC、COND曲線劃分出的極小點位置在737．625m處，而根據(jù)重構(gòu)曲線AC／COND劃分出的極小點位置在746m處，對比聲波時差、電導(dǎo)率以及巖性剖面等信息，可以看出，根據(jù)AC、COND曲線劃分出的分層曲線由于受到上層高電阻率灰?guī)r的影響，曲線最小值位置向上偏移。因此根據(jù)重構(gòu)曲線ACCO曲線采用的曲線比值，有效減弱了巖性的影響，突出了不整合面處的物性、孔隙度滲透率、流體的變化。

圖3 分層結(jié)果對比圖

圖4 Ⅱ級不整合面劃分結(jié)果圖

2．2．2 實例分析

選用相應(yīng)的敏感性參數(shù)，對研究區(qū)內(nèi)的某口井進行自動分層處理，結(jié)果見圖4。根據(jù)有序數(shù)列分割法得到的最優(yōu)分割點位置在746m處，對比測井曲線響應(yīng)特征以及巖性剖面可以看出，上部層段內(nèi)含有灰?guī)r夾層，AC曲線值較低，電阻率較高，而在下部層段內(nèi)是砂巖含有灰質(zhì)成分，聲波時差增大，電阻率值較低，與地震以及地質(zhì)資料經(jīng)過對比以后確定該處存在Es1／Es3Ⅱ級不整合界面。

3 結(jié) 論

（1）基于地質(zhì)現(xiàn)象存在的沉積間斷時間不同的差異性，將不整合面按照不同的等級劃分，在兼顧原始測井資料的同時，有效劃分出不同的不整合面。

（2）在地震資料的宏觀調(diào)控下，根據(jù)不整合面在測井曲線上存在響應(yīng)特征發(fā)生突變的現(xiàn)象，采用有序數(shù)列分割法，融合多種測井參數(shù)，實現(xiàn)綜合分層法，確定不整合面深度，為地質(zhì)的連井剖面的劃分以及后續(xù)的油藏圈閉的研究提供了數(shù)據(jù)支持。

（3）受到實際井資料采集情況的限制，確定不整合面時，選取孔隙度、泥質(zhì)指示曲線以及電阻率曲線，這些曲線對地層巖性、物性、流體性質(zhì)以及風化淋濾狀況進行了綜合考慮，既滿足了在收集資料較少的情況下確定不整合面的位置，又最大限度地保證了不整合面深度的準確性，提高了該方法的普適性。

（4）測井資料具有多解性，在用測井資料進行不整合面劃分時應(yīng)將測井處理結(jié)果與實際研究區(qū)地質(zhì)情況相結(jié)合，以便得出合理的解釋結(jié)果。

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