济阳坳陷米氏旋回层识别的比较研究

米氏天文周期理论的确立为研究地质记录的时间属性提供了新依据，被引进地质学领域产生了旋回地层学新概念。二十余年来，这方面的成熟研究成果主要体现在第四纪沉积研究中，而在较老地层中的研究还处在初期阶段。本项目拟在沉积学及新兴地层学理论指导下，主要依靠测井数据及ESR、同位素测年资料，采用小波变换、主成分分析等数学工具对济阳坳陷新、古近系、上古生界等多个地层单元开展定量比较研究，以期通过米氏周期叠加正演模型的建立及反演应用比较，确立针对不同地质时代及沉积体系的米氏旋回层识别模式，对研究区目标层系中不同沉积背景下米氏旋回发育特征和规律取得较可靠认识，并形成一套基于测井数据的地层中米氏旋回识别方法体系，为类似研究提供参考。该项目成果对完善和发展旋回地层学理论方法具有理论意义，对指导研究区油气精细勘探具有应用价值。

以地层中米氏周期为依据创立的旋回地层学是继层序地层学之后又一地层学分支，考查尺度更小，分辨率更高，是地学研究的热点和新领域之一。虽然20余年的研究取得了可喜进展，但至今尚在发展完善阶段。本项目以济阳坳陷区地层为研究对象，结合以往研究成果，主要依靠测井数据对区内多套沉积地层开展米氏旋回层发育特征研究，为沉积地层精细地质解析提供依据和参考。通过研究，形成了一套基于测井数据小波变换及米氏旋回正演岩性模拟及反演模型匹配的识别方法体系，并据此进行了米氏旋回层的识别、发育特征统计、比较、分析与沉积学解释。提高了研究区地质研究程度，同时该方法在研究区外得到推广应用，丰富了旋回地层学理论方法。项目取得的主要成果包括：①基于Matlab 软件平台依据插值运算原理，编程实现了测井数据的自动插值、去噪等预处理功能以及研究确立的优势周期小波系数模极值识别算法，使得优势周期的识别更精准快捷。②构建了米氏旋回正演模拟模型，并对模型的小波谱特征进行比较研究，确定了小波变换时变换尺度最小值、步长、最大值等参数的优化组合方案。对单井米氏旋回反演匹配识别进行比较研究，发现米氏天文周期驱动的岩性组合剖面特征随着岩石类型复杂性的变化而不同。③该区多套地层中普遍存在米氏旋回信息，其中早古生代（∈-O）、晚古生代（C-P）和新生代（E-N）地层中岁差旋回层厚度的变化范围分别为3.4～17.1m、8.6～19m和7～11m，其中优势旋回层厚度分别为13m、14m和10m；黄赤交角旋回层的厚度变化分别为7.2～27.8m、19.5～39.2m和14～26m，其中的优势旋回层厚度分别为27m、26m和21m；偏心率旋回层的厚度变化分别为20.3～64.6m、37.2～75.1m和40～60m，其中的优势旋回层厚度分别为60m、74m和51m。中生代（J-K）岁差、黄赤交角和偏心率旋回层厚度变化范围分别为3.2～21.4m、6.2～42.8m和15.4～108.6m。米氏旋回层厚度的变化幅度随地质年代的变老有增大趋势；中生代米氏旋回层厚度的变化幅度最大，认为与济阳坳陷该时期复杂的构造环境造成的沉积环境分异度高有关。根据优势米氏旋回层的厚度估算了不同时代的地层堆积速率并予以解释，并在沙河街组、馆陶组中进行了界线定年及沉积物迁移方向研究。④在煤、煤成气地质勘查研究、东海西湖凹陷、贵州等地层序地层划分方面取得很好应用效果。