遼西低凸起中段古近系東營(yíng)組第二段沉積模式與勘探新發(fā)現(xiàn)

郭 濤 周心懷 賴維成 李建平 石文龍

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 塘沽300452）

儲(chǔ)層因素在渤海油氣成藏要素中占據(jù)著越來越重要的地位，尤其是制約隱蔽油氣藏勘探成敗的關(guān)鍵［1，2］。因此，利用地質(zhì)、地震等綜合技術(shù)加強(qiáng)重點(diǎn)層位儲(chǔ)層精細(xì)化研究是進(jìn)一步發(fā)展渤海油氣勘探的迫切需要。前人在遼西低凸起做過大量富有成效的區(qū)域沉積相儲(chǔ)層研究，但是難以滿足日益精確的油田范圍內(nèi)的滾動(dòng)勘探需要，筆者將從SZ36－1－A井區(qū)重點(diǎn)含油層段的沉積體系研究中，探討儲(chǔ)層分布的主控因素及其成藏意義。

1 地質(zhì)背景

1.1 工區(qū)概況

SZ36－1－A井區(qū)位于遼西低凸起中段，東北與綏中36－1、旅大5－2油田相接，西南與旅大4－2油田相接（圖1）。該區(qū)目前已鉆井3口，即SZ36－1－A1井、SZ36－1－A2井和SZ36－1－A3井。這3口井在東二段分別鉆遇油層7.3m／5層，18.5m／3層和10.7m／8層。其中主要特點(diǎn)是油層較薄，橫向?qū)Ρ刃圆?，綜合分析認(rèn)為油層為受構(gòu)造控制的中差巖性油藏。SZ36－1－A 井區(qū)與綏中36－1油田，實(shí)屬同一構(gòu)造，具有相似的構(gòu)造背景與成藏條件。為什么A井區(qū)沒有形成大規(guī)模成藏呢？綜合分析儲(chǔ)層是控制本區(qū)成藏的一個(gè)主要因素，過去認(rèn)為A井區(qū)和36－1油田區(qū)東營(yíng)組沉積來自一個(gè)物源（圖2），同屬于一個(gè)辮狀河三角洲，A井區(qū)位于遠(yuǎn)端，儲(chǔ)層相對(duì)不發(fā)育，這樣使得A井區(qū)難以有大的勘探潛力。從 SZ36－1－A3～SZ36－1－B4井南北向剖面也可以看出，由北向南的前積現(xiàn)象明顯（圖3），似乎也印證了沉積體是從北向南展布的。

圖1 SZ36－1－A井區(qū)及其圍區(qū)構(gòu)造位置Fig.1 The tectonic location in the wellarea of SZ36－1－A

圖2 遼西低凸起中段區(qū)域沉積相圖Fig.2 Regional depositional facies map of the middle section of the Liaoxi lower arch

1.2 研究思路

對(duì)SZ36－1－A井區(qū)新一輪的評(píng)價(jià)有了新的認(rèn)識(shí)，SZ36－1－A井區(qū)主要含油氣層位位于東二層序低位域，對(duì)于易受古地貌控制的低位域來說，沉積體沒有沿著斷層下降盤低部位溝谷向南推進(jìn)，而是順著低凸起向南部展布，前期沉積相認(rèn)識(shí)顯然有矛盾（圖2）。而且通過對(duì)綏中36－1油田精細(xì)沉積相分析，表明油田主體區(qū)東二段沉積時(shí)期物源主要來自西部綏中水系。那么和綏中36－1油田具有相似構(gòu)造背景的A井區(qū)是不是也可能來自西部的物源呢？如果物源來自西部，那么A井區(qū)離物源相對(duì)較近，靠近斷層附近砂體會(huì)相對(duì)富集，就非常有可能存在大規(guī)模的構(gòu)造－巖性油氣藏聚集。帶著這樣的思路，綜合運(yùn)用渤海油田應(yīng)用效果良好的“層序地層、古地貌、物源體系等多因素控砂理論”［4］，細(xì)致地對(duì)SZ36－1－A 井區(qū)及其圍區(qū)儲(chǔ)層進(jìn)行綜合研究，以期獲得勘探的轉(zhuǎn)機(jī)。

2 古沉積環(huán)境分析

綜合應(yīng)用層序地層學(xué)、古地貌分析、物源體系分析等確定沉積體系展布以及富砂位置，是適合于陸相盆地儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的一套技術(shù)，這在渤海油田近幾年的勘探中已日趨成熟［2－4］。在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中，如果從動(dòng)力控制的角度來看層序地層學(xué)［5，6］和“坡折、調(diào)節(jié)帶控砂［6－9］”，層序地層學(xué)解決的是在層序地層格架內(nèi)什么時(shí)間是控制潛在砂體發(fā)育的最佳時(shí)期；而對(duì)溝谷、坡折和斷層調(diào)節(jié)帶等古地貌的分析則可以確定什么地點(diǎn)是控制潛在砂體發(fā)育的最佳空間位置。物源控制因素是指物源供給體系［10］，對(duì)沉積盆地物源區(qū)系統(tǒng)的正確分析，將有助于對(duì)沉積體系的準(zhǔn)確恢復(fù)以及對(duì)遠(yuǎn)景區(qū)油氣生、儲(chǔ)和蓋層的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。多種地質(zhì)因素的耦合匹配，才能確定砂體發(fā)育的最佳條件，任何單一因素都不是控制砂體發(fā)育的絕對(duì)條件。

2.1 層序分析

結(jié)合巖性、電性、古生物及地震特征，對(duì)SZ36－1－A井區(qū)及其圍區(qū)鉆井進(jìn)行精細(xì)層序劃分，將東二層序劃分為低位域、湖泛域和高位域3個(gè)體系域。鉆井顯示富砂位置和主要成藏層位均集中在低位域，故本次研究將主要針對(duì)東二層序低位域進(jìn)行。低位域?qū)游粍澐直容^清晰，地震和鉆井特征明顯，井震對(duì)比效果良好（圖4）。

圖3 過SZ36－1－A3～SZ36－1－B4井剖面圖Fig.3 Seismic section through Well SZ36－1－A3and Well SZ36－1－B4

圖4 SZ36－1－A井區(qū)及其圍區(qū)鉆井地震劃分對(duì)比圖Fig.4 Comparison of the drilling and seismic data in the well area of SZ36－1－A

2.2 古地貌特征分析

2.2.1 斷層調(diào)節(jié)帶分類

斷層調(diào)節(jié)帶的概念最早是在擠壓變形研究中提出來的（Dahlstrom，1970）。重疊的構(gòu)造末端能使縮短保持平衡或使這種縮短呈規(guī)則、平滑變化，這樣的構(gòu)造稱為“傳遞帶”。近年來眾多學(xué)者所認(rèn)同的斷裂調(diào)節(jié)帶以及轉(zhuǎn)換斜坡［11］則是指兩條相互平行、平面上相互重疊但不共線的正斷層之間的區(qū)域。徐長(zhǎng)貴（2005）等從油氣勘探的角度出發(fā)，按照控砂的差異性，將渤海海域斷層調(diào)節(jié)帶簡(jiǎn)單地分為走向斜坡型和橫向凸起型兩種類型。

走向斜坡發(fā)育于傾向相同疊覆斷層的疊覆段，連接一條斷層的上盤和另一條斷層的下盤，通過變形和重新定向使疊覆段地層在兩條斷層的上盤和下盤之間保持連續(xù)。由于轉(zhuǎn)換斜坡連接了一條斷層的上盤和另一條斷層的下盤，使二者平緩過渡，斷層系的下盤代表構(gòu)造低帶，所以走向斜坡帶是山間河流進(jìn)入盆地的入口處，因此走向斜坡應(yīng)是富砂質(zhì)碎屑沉積非常發(fā)育的場(chǎng)所。橫向凸起型斷層調(diào)節(jié)帶是兩條背向的傳遞斷層缺乏橫向位移所產(chǎn)生的，橫向凸起傳遞帶構(gòu)造幅度很大，地形相應(yīng)也高，它常常分隔開兩個(gè)凹陷，并起阻礙粗碎屑物注入的障壁作用，表現(xiàn)為第一個(gè)凹陷分布砂質(zhì)巖，另一個(gè)凹陷分布泥質(zhì)巖［7］。

2.2.2 SZ36－1－A井區(qū)及其圍區(qū)古地貌分析

通過SZ36－1－A井區(qū)及其圍區(qū)古地貌恢復(fù)圖及其方差圖（圖5）可以看出，從南向北的LD10－1、LD4－2和LD5－2構(gòu)造附近均為走向斜坡型斷層調(diào)節(jié)帶發(fā)育的典型位置，這也是高分辨率三維地震勘探后，精細(xì)構(gòu)造解釋的結(jié)果。其實(shí)在勘探初期可能判定的平直型邊界大斷層，經(jīng)過三維地震勘探之后，發(fā)現(xiàn)這些邊界大斷層實(shí)際上有很明顯的分段性，段與段之間常常發(fā)育較好的走向斜坡型坡折帶。對(duì)于受古地貌嚴(yán)格控制的低位域來說，如果西部有物源注入的話，那么這種類型調(diào)節(jié)帶將是物源水系的主出口處。這在后面的物源分析中將被證實(shí)。LD4－2－B2井低位域就是周圍鉆井中最富砂的一口井，也是旅大4－2油田的主力油層。

2.3 物源體系分析

物源方向的判定方法很多，主要包括前積方向法、砂巖百分含量分析法、礫巖分布特征和分析法、穩(wěn)定與不穩(wěn)定礦物組分含量變化分析法、微量元素分布特征法等。實(shí)踐表明，任何一種研究方法，只要其理論基礎(chǔ)正確，測(cè)試或鑒定方法無誤，均有其不可取代的優(yōu)越性和難以避免的局限性，在應(yīng)用中應(yīng)該綜合考慮、合理分析。

根據(jù)本區(qū)資料情況，對(duì)穩(wěn)定礦物組分含量變化和砂巖百分含量2項(xiàng)進(jìn)行分析，新劃分低位域統(tǒng)計(jì)井區(qū)鉆井砂巖成分成熟度結(jié)果顯示：西側(cè)下降盤鉆井砂巖成熟度較低，到東側(cè)上升盤砂巖成分成熟度明顯升高（圖6－A）。對(duì)井區(qū)鉆井低位域砂巖百分含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）統(tǒng)計(jì)，顯示西側(cè)靠近斷層調(diào)節(jié)帶處砂巖百分含量較高，向東依次降低（圖6－B）。從北向南統(tǒng)計(jì)這些數(shù)據(jù)，則變化沒有任何規(guī)律性，這意味著物源從北部而來根本說不通。物源從西部向東部推進(jìn)，則比較可靠。

圖5 SZ36－1－A井區(qū)及其圍區(qū)古地貌恢復(fù)圖和1 200ms方差圖Fig.5 Paleogeomorphic restoring diagram and variogram of 1 200ms in the well area of SZ36－1－A

圖6 SZ36－1－A井區(qū)及其圍區(qū)低位域砂巖成分成熟度及砂巖百分含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）Fig.6 The compositional maturity and percentage content of the sandstone in the LST sequence of Dongying Formation in the well area of SZ36－1－A

物源從西部而來，這不是和圖3所示的從北到南的前積方向矛盾嗎？通過簡(jiǎn)單的構(gòu)造恢復(fù)（對(duì)低位域頂部層拉平）可以看出，SZ36－1－A3～SZ36－1－B4井南北向剖面并非真正的前積現(xiàn)象，而是典型的丘型形態(tài)（圖7）。這也說明了SZ36－1－A3～SZ36－1－B4井方向?yàn)榇怪蔽镌捶较颉?/p>

3 新的沉積模式及勘探潛力

3.1 新的沉積模式

在多因素控砂理論的指導(dǎo)下，對(duì)單井、聯(lián)井沉積相、分析化驗(yàn)資料、地震相特征綜合分析表明：工區(qū)東二段低位域沉積相為由西至東的LD4－2辮狀河三角洲體系，三角洲前端發(fā)育2期濁積扇（圖8－A）。東二層序低位域沉積時(shí)期，遼西低凸起并未完全形成，沉積體完全可以通過斷層調(diào)節(jié)帶向東部A井區(qū)推進(jìn)，斷層調(diào)節(jié)帶部位沉積砂體富集。A井區(qū)SZ 3 6－1－A 1井和SZ 3 6－1－A 3井在LD4－2辮狀河三角洲的邊緣，而 SZ36－1－A2井則位于綏中36－1油田的LD5－2辮狀河三角洲邊緣。SZ36－1－A1鉆遇的近10m 和SZ36－1－A3的15.5 m砂層是LD4－2辮狀河三角洲前方的濁積扇體，因此3口井東二下段儲(chǔ)層不發(fā)育，橫向?qū)Ρ刃圆睢?/p>

圖7 構(gòu)造恢復(fù)后SZ36－1－A3～SZ36－1－B4井剖面圖Fig.7 Seismic section through Well SZ36－1－A3and Well SZ36－1－B4after structure recovery

圖8 SZ36－1－A井區(qū)及其圍區(qū)沉積模式圖Fig.8 Depositional models of LST sequence of Dongying Formation in the well area of SZ36－1－A

LD4－2油田東部上升盤（A井區(qū)西南側(cè)）靠近斷層調(diào)節(jié)帶部位，為物源水系出口對(duì)應(yīng)位置，砂體較為發(fā)育，砂體側(cè)向尖滅和斷層有效配置易形成構(gòu)造－巖性圈閉，為極有利的鉆探區(qū)（圖8－B）。另外2期濁積扇體在工區(qū)南部有變厚的趨勢(shì)，也是有利的鉆探區(qū)域。

3.2 勘探潛力及成藏意義

SZ36－1－A井區(qū)和綏中36－1油田東營(yíng)組是2個(gè)獨(dú)立的辮狀河三角洲。由于A井區(qū)與綏中36－1油田東營(yíng)組具備相似的成藏條件，多個(gè)砂體的發(fā)現(xiàn)使之具備成藏的可能性極大，初步計(jì)算資源量為29.616×106m3，展現(xiàn)了新的勘探前景；已鉆SZ36－1－A1／A2／A3三口井已經(jīng)發(fā)現(xiàn)三級(jí)石油地質(zhì)儲(chǔ)量為8.179×106m3，該區(qū)累計(jì)石油資源規(guī)模為37.795×106m3。如果勘探一旦獲得突破，與綏中36－1油田聯(lián)合開發(fā)，對(duì)渤海的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)將做出積極的貢獻(xiàn)。

在新的沉積模式指導(dǎo)下，在SZ36－1－A2井西南側(cè)鉆探了SZ36－1S－A井，鉆后目的層段儲(chǔ)層較之前幾口井明顯變厚；砂巖明顯變粗，為中細(xì)砂巖；砂巖含油熒光級(jí)別變高。初步測(cè)井解釋油層15.4m，差油層28.6m，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)效果良好。

4 結(jié)論

a.在富油氣凹陷中進(jìn)行隱蔽油氣藏精細(xì)勘探，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)是制約勘探成敗的關(guān)鍵。

b.層序地層、古地貌、物源體系等多因素合理配置控制富砂位置，低位域受古地貌控制，砂體分布集中，洼內(nèi)古地貌、物源是控制沉積體系發(fā)育和展布的主要因素。

c.斷裂調(diào)節(jié)帶控制主水系發(fā)育，尤其走向型調(diào)節(jié)帶易形成主水系通道，有利于各種沉積扇體發(fā)育，如果具有良好的油源條件，是成藏的主要聚集區(qū)。

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