古流向分析

2008年第21期內蒙古石油化工143古流向分析馬文華',賈星亮2(1.西北大學(xué)地質(zhì)系,陜西西安710069;2. 中石化西北石油管理局,新疆烏魯木齊)摘要:古流分析是物源分析的一個(gè)重要手段,通過(guò)物源分析可以最大程度恢復古代地層沉積發(fā)育史,指導油田的進(jìn)一步勘探開(kāi)發(fā)工作。進(jìn)行古流向分析的方法有多種,目前以交錯層理運用的最多,操作也最簡(jiǎn)單。隨著(zhù)科技的發(fā)展,電子技術(shù)的應用,使得古流分析更快、更準、更方便!關(guān)鍵詞:古流向;物源分析;交錯層理;玫瑰花困;博格達山;沉積學(xué)古流向分析是沉積學(xué)的一一個(gè)重要部分,其研究'上游,沙紋前積層傾向下游方向。目的是識別、描述和解釋過(guò)去的水流形式,從中獲?、軟_洗/楔狀斜層理:波浪或流水成因,前積細河流、沿岸流流動(dòng)方向的信息,它可以為沉積體系中層面傾向代表水流方向,但通常伴有兩組方向。砂體的空間定向提供直接的證據。河流沉積物的分⑤波痕:水流方向垂直波脊的走向,不對稱(chēng)波痕散樣式主要記錄在沉積物組構和相關(guān)沉積構造中，陡坡方向指示順流方向,對稱(chēng)波痕指示雙向流方向。通過(guò)測最沉積巖中定向組構和沉積構造的方位,獲⑥疊瓦狀礫石組構:水流方向由a軸與b軸形成得古水流和古斜坡方向,即可建立古河道分布樣式的疊瓦面來(lái)確定,古流向正好與疊瓦面傾向相反。的模型。⑦單向流向的線(xiàn)狀沉積構造:槽模和犁狀模;錐古流分析是盆地分析的常規手段,指示古流向痕和跳痕。的沉積構造和組構。其判斷方法有多種類(lèi)型,其中交⑧雙向流向的線(xiàn)狀沉積構造:溝模和犁狀模;剝錯層理是判斷古流向的一個(gè)常用的標志:平面狀交離線(xiàn)理;包卷層理的軸向。錯層系的指向常與古流向斜交,通過(guò)大量古流向數另外,還有宏觀(guān)的古流向標志，如:重礦物分析、據的統計,繪制出古流向玫瑰花圖,就可以確定古流巖石成分分析、粒徑趨勢分析.砂礫巖百分含量、沉向主趨勢。由于沉積后的構造運動(dòng)使地層產(chǎn)生傾斜，積相和沉積體系分布、地層厚度變化、地震地層學(xué)方在科學(xué)研究中必須對野外測得的交錯層理的產(chǎn)狀進(jìn)法、孢粉資料的指示等。行校正后,才可以作統計使用.校正的原理即求得紋2古流向測量和地層校正層相對于地層面的產(chǎn)狀。2.1古流向測量1古流向標志在野外地層露頭上,古水流標志方向可以使用古水流標志是指那些可以用來(lái)解釋古代沉積物羅盤(pán)或其它工具很方便的測得,如交錯層理面和礫的分散方式的具指向意義的沉積構造.古水流指向石疊瓦狀面,可以測量其走向和傾角。對于交錯層標志包括:沉積構造顆粒組構、地球物理特性。-些理,可以測量單獨的一個(gè)層理,也可以測量層系組中古水流標志是單向的,為古水流流動(dòng)提供唯一的方的一個(gè)小的層系。對于小型沙紋交錯層理,可以用一向信息,如波痕、沙波和沙丘的前積層、槽模、礫石的個(gè)筆記本作工具擴大平面面積來(lái)幫助測量。對于疊疊瓦堆積;而另一些古水流標志是雙向的,它們的形瓦狀排列的礫石堆積，可以對單獨的礫石進(jìn)行測量，狀表明兩種可能方向,即向.上游或向下游方向,雙向也可以對附近-群礫石碎屑作一個(gè)總體方向的估古水流標志包括對稱(chēng)波痕、剝離線(xiàn)理.定向的植物碎計.野外對線(xiàn)性構造的測量如果傾角較低,就可以直片.工具痕、底痕等。接測量線(xiàn)性標志的方位角和傾伏角如果傾角較高,具體的古流向標志有:測量方位角和傾伏角就必須用作圖法或計算原始水①板狀斜層理:流水成因，前積細層面的傾向代平產(chǎn)狀時(shí)的流向。表水流方向。2.2地層校正②槽狀斜層理:流水成因,槽狀前積層的長(cháng)軸所中國煤化工正采用立體解析在面匯聚方向代表的傾斜方向為水流方向。幾何三程中,做以下的約③爬升沙紋層理:流水成因,爬升層系界面傾斜定:YHCNMHG收稿8期:2008-08- 19144內蒙古石油化工2008年第21期①坐標系的選用:計算采用與地理坐標-致的當a'≥0時(shí):左手球坐標系,x軸方向與地理的北極相- -致,角度a= arctan[r2●cos(0+ d) / r1] + c(3)以順時(shí)針為正,z軸向上。β= arccos[r2 ●sin(0+ d)](4)②層面的表示方法:面(a∠β)以其的法線(xiàn)矢量當a'<0時(shí):表示,球坐標系方法(r ,a,p) ,其中r為矢量的半徑a= - arctan[r2 .cos (θ- d) / r1]+c (5)(默認值為1),a為其在xy坐標面的投影與x軸正方β= arccos [r2● sin(θ- d)](6)向的夾角,β為與z軸正方向的夾角(圖1)●如面(a上式中:∠β)的法線(xiàn)矢量為(1 ,a,β) (圖2) .rl = sinb'●cosa'(7)a. 計算原理及過(guò)程:r2 = sin[arccos( r1 ) ](8)已知紋層(a∠b)和地層(c∠d) ,其球坐標系.0= arcsin (cosb'/ r2 )(9)內法線(xiàn)矢量分別為(1 ,a ,b) .(1 ,c ,d)。計算原理b.盲點(diǎn)分析是以地層走向為軸旋軸,將地層轉到為水平,求此時(shí)以上計算公式存在盲點(diǎn),即由于(1) .(3) 式中紋層的產(chǎn)狀,即以(c士90)為軸旋軸,將矢量(1 ,a ，、的r1和(7)式中的r2都出現在分母上,當r1 = 0和b)旋轉d角度,求此時(shí)紋層的產(chǎn)狀。統- -采用地層1時(shí),公式?jīng)]有數學(xué)意義,其地質(zhì)意義和處理方法如走向c'=c- 90*<0 ≤c'< 360) ,否則c' 士360為軸下:①當r1 = 0時(shí),即a'一c = 90和270時(shí),其地質(zhì)旋軸，并統一做逆時(shí)針?lè )较蛐D,則:意義是,水流層面和地層面的走向一致,則分別采用a'= a- c'(1)(10)、(11) 式計算.對于180≤a'<360的紋層,其法線(xiàn)矢量做如a= a'+c ,β= b'- d(10)下處理:a= a'+c ,β= b'+ d(11)a'=a-c'- 180 ,b'= 180-b(2)②當r1= 1時(shí),即a'-c=0,b= 90時(shí),地質(zhì)即紋層法線(xiàn)矢量為(1 , a',b') (圖3) ,這樣就意義是,紋層與地層的走向線(xiàn)完全垂直,此時(shí)的地層滿(mǎn)足了在地層走向e'方向上,所有紋層的法線(xiàn)矢量旋轉沒(méi)有 任何意義,不做任何處理。都做逆時(shí)針?lè )较蛐D。c.結果校正設旋轉后紋層的法線(xiàn)矢量為(r ,a,β) ,計算原式中,若a<0或a> 360 ,用a=a士360校正;理見(jiàn)(圖4)，若β<0,用β= -β,a=a+ 180 校正;若>90 ,用計算公式為:β= 180β,a=a- 180校正。人線(xiàn)久員0:Aβlβ(r,a,B)圖1 球坐標系內矢量圖2面及其矢量飛-90圖3法線(xiàn)矢預處理示意圖d.礫石組構表征古流向中國煤化工向變化小,所以疊牽引流中的疊瓦構造主要見(jiàn)于礫石扁平面向上瓦構|:MYHCNMHG表征古流向。其計呈瓦狀疊積的地方,其中最平的表面傾向指向水流算的方法可以采用以上公式,只需要將計算的最后上游的方向,蓋在下游方向的另-一個(gè)扁平礫石上。由結果做180*旋轉即可。2008年第21期馬文華等古流向分析1453統計古流向與繪制玫瑰花圖(圖5)顯示,紅雁池組古流向指向南西方向。這與底玫瑰花圖的花瓣寬度越大，顯示結果的分辨率部蘆草溝組的古流方向正好相反,蘆草溝古流指向和復雜程度就越低，但寬度太小時(shí)難以觀(guān)察古水流北東方向(圖6)。連續的地層,相反的古流方向,說(shuō)明的總體趨勢,應用時(shí)視具體情況而定,一般選用10°在兩組之間存在一一個(gè)隆起,而這個(gè)突起很可能就是左右。玫瑰花圖花瓣的半徑直接表征統計結果的多博格達山的隆起。而此時(shí)博格達山并沒(méi)有完全的隆寡,體現了古流向的優(yōu)勢方向。起,只是博格達地區的不均勻隆起.紅雁池組和蘆草4應用實(shí)例溝組古流截然相反的事實(shí),從側面說(shuō)明了博格達地位于博格達山南緣塔爾朗溝(塔爾朗剖面)的紅區此時(shí)正處于一種振蕩的環(huán)境,水深由于構造的能雁池組以濱淺湖扇三角洲相沉積為主,據組內地層響,不斷變化。再者,紅雁池組古流指示南西方向,也產(chǎn)狀,交錯層產(chǎn)狀等指示古流的數據測量統計,作圖是博格達東部隆升較早,抬升幅度較大的一個(gè)證據。55圖5紅雁池組古流統計圖圖6蘆草溝組古 流統計圖5結論2005.古流分析通過(guò)識別、描述、解釋過(guò)去的水流型[4] 謝堯主.基于Visual Basic 可視化程序設計式,從中獲取河流、沿岸流流動(dòng)方向的信息,它可以[M].大連:大連理工大學(xué)出版社,2004.作為沉積體系中砂體空間定向的直接證據。對物源[5] 趙文智,靳久強，薛良清,等.中國西北地區侏分析有著(zhù)重要的意義!對恢復古代地層史也有者重羅紀原型盆地形成與演化[J].北京:地質(zhì)出.要的指導意義!版社.2000.[參考文獻][6] 汪正江,陳洪德,張錦泉.物源分析的研究與[1] 陳妍,陳世悅,等.古流向的研究方法探討[]] .展望[J].沉積與特提斯地質(zhì),2000.斷塊油氣田,2008..[7] 邵磊,李文厚,袁明生。吐魯番-哈密盆地陸源[2] 于國芳,閆寶珍等.基于VB的古流向玫瑰花.碎屑沉積環(huán)境及物源分析[J].沉積學(xué)報，圖的繪制[J].西部探礦工程,2005.[3] 尹海生。古流向分析及儲層評價(jià)技術(shù)在砂巖[8] A. D.邁爾.沉積盆地分析原理(譯本)[M].型鈾礦床勘探中的應用[J].四川地址學(xué)報,北京:石油工業(yè)出版社,1991.Analysis of Palaeocurrent DirectionMA Wen- -hua ,JIA Xing-liangAbstract:The analysis of palaeocurrent is an important means in analysis of the source ,through it canrestoration of ancient sedimentary history maximize and guide further exploration and development in oilfield work. To carry out the analysis of the palaeocurrent direction there are variety of ways, the current :CrOSs bedding used to transport most of the opcration is also tht simplest. With the development of scienceand technology and the use of electronics technology, it marurrent faster andmore accurate, more convenient!中國煤化工Keywords: Palaeocurrent Diretion; Source Analysis ;CrdTYHC N M H G Bogda mt;Sedi-mentology.