关于古气候干湿因子的量化恢复方法技术

本发明专利技术提供一种关于古气候干湿因子的量化恢复方法，该关于古气候干湿因子的量化恢复方法包括：步骤1，收集盆地背景与地质资料；步骤2，进行岩心采样与薄片制备；步骤3，进行古生物孢粉种属鉴定与干湿因子计算；步骤4，针对该井的系统泥岩样品进行微量元素测试；步骤5，针对该井的系统泥岩样品进行氧同位素测试；步骤6，计算古气候C值和Rb/Sr；步骤7，进行干湿因子与C值、Rb/Sr和氧同位数的数学拟合；步骤8，进行重点井的古气候干湿因子的量化恢复。该关于古气候干湿因子的量化恢复方法完成的古气候干湿因子的定量计算结果，可为湖湘多类型优质储层、优质泥页岩的勘探对象预测提供有利地指导作用。导作用。导作用。

【技术实现步骤摘要】
关于古气候干湿因子的量化恢复方法


[0001]本专利技术涉及沉积盆地相关理论研究、技术应用及油气田地质勘探
，特别是涉及到一种关于古气候干湿因子的量化恢复方法。

技术介绍

[0002]古气候恢复是油气地质勘探中一项重要的研究工作，它对于研究盆地沉积环境演化过程、各种地质作用及沉积物的形成，特别是对物源供应速率、古沉积水介质特征具有控制作用，对古地理条件具有重要指示作用。
[0003]气候本身包括冷、热、干、湿四个方面，可以进一步组成干冷、干热、湿冷、湿热四种不同的气候。第四纪气候学的成果表明，东亚的气候区可以分为亚洲季风气候区和西风带气候，我国大部分地区处于亚洲季风气候影响范围内，季风气候区具有夏季风来自海洋，温暖湿润，冬季风来源于内陆，寒冷干燥；而西风带气候刚好相反，服从冰期与雨期同步的规律，也就是气候的变化是在冷湿与干热之间变化。据朱宗浩等(2000)研究山东胜利油田古气候的孢粉学表明，济阳坳陷古气候在重点目的层沙河街组沉积时期为亚洲季风气候，主要表现为干
‑
湿交替，而温度变化范围较小，干湿变化程度较大；往后到了东营组沉积时期则为西风带气候，表现为冷湿、干热的交替为主。然而，沙河街组作为该油田主要产油层系，该套目的层的古气候纵向旋回变化的研究至为关键，由此来看，济阳坳陷的沙河街组沉积时期的古气候主要表现为干燥
‑
湿润的频繁变化，而温度变化起伏较小，因此本专利技术申请也是主要围绕古气候干湿因子的综合量化恢复方法而提出。
[0004]目前常用的古气候恢复方法主要包括定性和半定量两大类，早期以定性的特殊古生物、特殊岩石矿物以及沉积物颜色、沉积结构等方法来表征，目前比较主流古气候干湿变化的是半定量方法，这些方法有古生物孢粉含量法、黏土矿物含量法、稀土元素法、微量元素法、磁化率法和同位素法等手段，通过上述方法的应用，可以半定量的恢复不同地质历史时期湖盆的相对古气候变化规律，由于这些数据类型往往很不全，不同方法恢复的值域仅限于该方法针对某个盆地古气候环境的半定量表征，且不同方法之间数值没有可比性，因而它们之间没有统一的量纲。
[0005]这些半定量的具体方法应用情况来看，较为常用的古气候指标有：古生物孢粉含量法、氧同位素法、黏土矿物含量法、黏土的磁化率法以及一些地球化学指标法，如微量元素Rb/Sr、Mg/Ca、Sr/Mg、Ca/S i+Al、∑(Fe+Zn+ Cr+V+Co+Ni)/∑(Ca+Mg+Sr+Ba+Na+K)(张建新，1996；王冠民，2005；王延章，2012)，另外稀土元素(REE、δEu、∑REE、LREE/HREE)和地球化学淋溶系数((CaO+MgO+Na2O+K2O)/Al2O3)等指标能够一定程度反映气候的变化(刘宁，2009；陈亮，2009；杨惟理等，1998)。
[0006]以上这些技术方法中，数据获得较为简单、技术较成熟、对气候反映较为敏感的是古生物孢粉、微量元素、碳氧同位素3种方法，这些方法具体原理及适用性分析如下：
[0007]沉积物中的孢粉是广泛分布的，研究表明利用孢粉百分含量可定量恢复古气候。剖面中旱生植物和喜湿植物各类孢粉百分含量的变化，可较好的代表当时古气候所处环境
的量化指标。同时，孢粉资料非常丰富，根据孢粉母体植物对气温、干燥的适用性，分为喜热组、喜温组、旱生组和湿生组(王冠民，2005)。根据这一孢粉分类，分别计算不同时期的各生态组的平均含量和每个盖薄片的平均个数后，按照下列公式计算反映温度比值和湿度比值：温度比值＝每盖片孢粉粒数
×
喜热组/(喜热组+喜温组)；湿度比值＝每盖片孢粉粒数
×
湿生组/(湿生组+旱生组)。这样，利用孢粉纵向含量变化可有效恢复表征盆地某个时期的温度和湿度的纵向旋回，达到定量恢复古气候干湿因子的目的。由于孢粉大多保存于泥岩样品中，基本不受沉积物类型、物源体系及淡水注入影响的限制，因此，这种量化恢复古气候的方法较为可靠且适用的盆地较为广泛，缺点是盖薄片中的不同孢粉类型数量的人工鉴定需要大量的工作量，因而造成数据不足而难以量化表征。
[0008]此外，地球化学微量元素法表征古气候也甚为广泛。在干旱、半干旱或干旱的气候环境中，地球化学作用减弱，降水稀少，径流量和所携带的物质成分减少，沉积作用减弱，因此一般元素在该湖的沉积物中相对减少，而反映盐度的易溶元素则逐渐聚集，因此，气候环境的变化会明显造成部分元素的腹肌。在潮湿气候条件下，沉积岩中Fe、A1、V、Ni、Ba、Zn、 Co等元素含量较高、说明湖水淡化，为高湖面期，反映了潮湿气候环境；而在干燥气候条件下由于水分的蒸发，水介质的碱性增强，Na、Ca、Mg、 Cu、Sr、Mn被大量析出形成各种盐类沉积在水底，所以它们的含量相对增高，为低湖面期，反映的气候则为暖干或干寒期。因此，可以利用以上两类元素的相对比例关系计算出古气候指数“C”值[C＝∑ (Fe+Zn+Cr+V+Co+Ni)/∑(Ca+Mg+Sr+Ba+Na+K)]，根据该值的大小研究沉积时期的古气候，古气候指数越大说明越潮湿，越小说明越干旱；此外，元素Rb/Sr比值是海相条件下常用的气候地球化学指标之一，一般认为在潮湿条件下，比值减小，而干旱的条件下，比值变大。研究认为，陆相盆地与海相环境有较大的不同。海相环境下，气候潮湿时，物源区化学风化强烈，Rb析出后被黏土吸附而残留原地，Sr随河水进入海洋，故而潮湿环境下Rb/Sr比值变小；但在陆相盆地中，尽管潮湿条件下的化学风化作用强烈，Rb大量析出而被黏土吸附，但这些黏土一般不会残留原地，而主要是被剥蚀搬运进入盆地，大量吸附Rb的黏土被搬运至湖泊中央沉积下来，同时进入湖盆的溶解Sr
2+
一般则是在偏干旱时候与碳酸盐类质同象而沉积，所以就造成了潮湿环境下Rb/Sr比值的加大。故而，在陆相盆地中， Rb/Sr比值的含义可有效指示陆相湖盆的古气候干湿变化的旋回变化。
[0009]另一种方法是同位素法，代表性的方法有碳氧同位素、锶同位素、钼同位素等，其中锶同位素及钼同位素价格昂贵以至于样品稀少，应用更广泛的是碳氧同位素。由于沉积物中的碳酸盐岩含量对气候具有较为敏感的反映，但是碳酸盐含量常受某些非气候因素的影响，比如湖水中藻类的光合作用、湖泊藻类对碳酸盐的吸附等因素的影响，相比较来看，对气候反映更灵敏和准确、信息含量更多的应属湖相自生碳酸盐的稳定碳氧同位素，其中分析古气候的时候主要应用氧同位素的变化(碳同位素常与较多的非气候因素有关，比如有机碳同位素、生命活动等)。但自生碳酸盐的氧同位素作为气候变化的指标也并非尽善尽美，其一是必须考虑沉积时所处的气候带问题；其二是必须考虑河水注入的影响问题，如果沉积环境的氧同位素受到淡水注入的稀释作用，则氧同位素对气候的反映就会受到限制；其三是碳氧同位素仅分布碳酸盐岩岩相中，取样岩相受限造成碎屑岩沉积物中的古气候表征具有一定的局限性。因此，该种方法应用时要谨慎对待，需要综合考虑气候、物源以及岩相等差异综合影响氧同位素的数值，如果其数值与代表气候环境变化的古孢粉含量具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.关于古气候干湿因子的量化恢复方法，其特征在于，该关于古气候干湿因子的量化恢复方法包括：步骤1，收集盆地背景与地质资料；步骤2，进行岩心采样与薄片制备；步骤3，进行古生物孢粉种属鉴定与干湿因子计算；步骤4，针对该井的系统泥岩样品进行微量元素测试；步骤5，针对该井的系统泥岩样品进行氧同位素测试；步骤6，计算古气候C值和Rb/Sr；步骤7，进行干湿因子与C值、Rb/Sr和氧同位数的数学拟合；步骤8，进行重点井的古气候干湿因子的量化恢复。2.根据权利要求1所述的关于古气候干湿因子的量化恢复方法，其特征在于，在步骤1中，从实际掌握的地质资料和文献资料出发，搞清研究对象的湖盆类型、规模及湖盆古气候这些基本演化特征，收集该沉积盆地的钻井取心及相关室内的分析化验资料。3.根据权利要求1所述的关于古气候干湿因子的量化恢复方法，其特征在于，在步骤2中，优选盆地内重点井的长井段取心井，开展系统泥岩取样，通过显微薄片磨制并进行孢粉类型鉴定。4.根据权利要求1所述的关于古气候干湿因子的量化恢复方法，其特征在于，在步骤3中，开展每个泥岩样品的镜下显微照片的古生物孢粉种属属种的鉴定，并统计视域范围内的不同种属的类型及数量。5.根据权利要求4所述的关于古气候干湿因子的量化恢复方法，其特征在于，在步骤3中，利用该地区古孢粉的喜干、喜湿的分类表，利用计算公式干湿因子＝每盖片孢粉粒数
×
湿生组/(湿生组+旱生组)，完成该样品干湿因子的量化计算。6.根据权利要求1所述的关于古气候干湿因子的量化恢复方法，其特征在于，在步骤4中，针对长井段取心的重点井的泥岩样品开展微量元素测试，其中测试的元素要至少包含Fe、Zn、Cr、V、Co、Ni、Ca、Mg、Sr、Ba、Na、K、Rb、Sr这14种类型。7.根据权利要求1所述的关于古气候干湿因子的量化恢复方法，其特征在于，在步骤5中，针对长井段取心的重点井的泥岩样品开展氧同位素的含量测试。8.根据权利要求1所述的关于古气候干湿因子的量化恢复方法，其特征在于，在步...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永诗，刘惠民，杨怀宇，马立驰，高志强，张鹏飞，邱贻博，陈涛，李继岩，刘鑫金，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：