[发明专利]一种古湖泊水深定量还原的方法

说明书

本发明涉及古湖泊水深定量还原的方法，通过现代湖泊考察手段以及湖泊底表泥岩采集分析，建立地球化学元素与实际湖泊水深的定量关系式，并优选出拟合公式的最适宜元素；同时充分运用生物的继承性和对比性，将其所生活的水深环境作为确定现代湖泊与古代湖泊间环境变量参数的纽带，进而定量重建了还原古湖泊水深的计算公式；为了验证定量还原古水深的准确性，将砂地比法和Fischer图解法还原的相对古水深以及孢粉气候变化曲线进行了对比，验证结果表明变化趋势保持一致，证明了该方法的合理性和有效性。

技术领域

本发明属于油气勘探领域，特别涉及一种古湖泊水深定量还原的方法。

背景技术

我国近海盆地的大规模油气勘探始于上世纪70年代末期，在我国地质学家的不懈努力下，提出了陆相油气藏形成的可能性，拉开了多个大型油气田发现的序幕，其中大庆油田的发现便证实了这一理论。而陆相生油的理论问题实质离不开古湖泊学的研究，湖泊类型、湖生产力、水体性质等因素是决定含油盆地烃源岩发育的主控因素，而古水深研究更是古湖泊演化和沉积学研究的重点，直接关系到烃源岩、储层、盖层等条件的评价和预测，因此古水深和海(湖)平面变化的研究有着悠久的历史。而层序地层学的诞生则将海(湖)平面的研究推向一个新的时期，并引起了广泛的争议。目前，对海(湖)平面变化的研究已经从单一的被动大陆边缘向前陆盆地等各型盆地发展；从对海(湖)平面变化的定性描述到半定量研究发展，但是各类方法仍存在不同程度的不足或地域限制。尤其在湖相盆地中由于受构造活动、物源、气候等多因素的影响，相对湖平面升降的控制因素更加复杂，在对其进行湖平面重建时争议颇多且难度更大。一直以来，如何定量化的、较为准确的恢复湖盆古水深依然是人们不断探索和争论的焦点。

渤海湾是我国油气勘探重点区域，先后发现了大港、塘沽等多个千亿级油气田，为京津冀一体化发展和节能减排提供了能源保障。新近纪时期的渤海湾盆地为湖盆坳陷萎缩期沉积。大量的研究认为渤海湾盆地新近纪存在广泛分布的统一大型的浅水湖泊并发育浅水三角洲。尽管在少数的研究中曾通过反映古水深的指标(比如沉积相、地球化学参数、地震数据、数值模拟、古生物等)定性或半定量化恢复了古水深的变化范围，如中国专利CN103345001A涉及一种测定古湖水深的方法，通过钻井和测井资料，读取砂坝单体厚度，最终对砂坝单体的厚度求和的方式得到古湖泊水深；中国专利CN104932031A涉及一种针对湖相沉积的古水深定量计算方法，其通过筛选出与现今相似的湖泊，拟合有机质含量与水深的定量关系，通过测试钻井岩心样品的有机质含量进而反推出湖泊古水深；中国期刊“渤海海域新近纪湖盆萎缩期古水深恢复——以渤东低凸起南端为例”，涉及通过元素地球化学、地层频谱属性趋势分析和微体古生物对渤东低凸起南端的水深进行了恢复，但是以上研究对于恢复古湖泊水深的精细程度以及准确度还有所欠缺，整体而言定量化古水深重建或古水深时空演化等科学问题的研究还是十分匮乏的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有方法的不足，提供一种古湖泊水深定量还原的方法，可定量确定古代湖泊的水深变化范围，进而重塑浅水三角洲体系发育的沉积环境和湖水水深。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：采用“将今论古”的方法，通过与现代相似湖盆类比入手，运用数学方法建立起现代湖盆底质样品中地球化学元素与水深之间的原始定量关系式D(e)，再基于对现代湖泊底质沉积物和研究区钻井岩屑中相同生物(主要指介形虫)的鉴定对比，对原始定量关系式D(e)进行环境变量φ的校正并获得最终关系式D(f)，将最终关系式D(f)直接运用于研究区各钻井岩屑样品地球化学元素的测试结果，对各钻井进行定量的古水深恢复，并综合古湖泊不同区域水深变化，综合确定研究区的湖平面升降曲线；此外，我们还进一步运用沉积相序法进行五级基准面旋回的识别、划分，并在此基础上通过各旋回内砂地比含量和Fischer图解法以及孢粉数据统计刻画，拟合出砂地比变化曲线、Fischer曲线、相对湖平面升降曲线以及孢粉含量变化曲线，比对定量恢复古水深变化趋势，最终验证了成果的一致性，表明了该定量还原古湖泊水深方法的可靠性和有效性。