渤海海域新近系層序地層格架約束下巖性圈閉發(fā)育特征分析及精細(xì)刻畫(huà)
——以石臼坨凸起明下段為例

王德英 余宏忠 于海波 揣媛媛

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司渤海油田勘探開(kāi)發(fā)研究院)

渤海海域新近系層序地層格架約束下巖性圈閉發(fā)育特征分析及精細(xì)刻畫(huà)
——以石臼坨凸起明下段為例

王德英 余宏忠 于海波 揣媛媛

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司渤海油田勘探開(kāi)發(fā)研究院)

巖性圈閉預(yù)測(cè)與成藏研究是石臼坨凸起成熟區(qū)油氣勘探獲得新突破的關(guān)鍵。以石臼坨凸起明下段為例，在層序地層格架約束下開(kāi)展沉積體系發(fā)育特征研究，創(chuàng)新提出并應(yīng)用淺水三角洲發(fā)育模式，將研究區(qū)巖性圈閉劃分為沉積型巖性圈閉和改造型復(fù)合巖性圈閉2種類型;在此基礎(chǔ)上，通過(guò)層序地層格架約束下的砂體測(cè)井-地震響應(yīng)特征分析，采用“五步法”砂體精細(xì)刻畫(huà)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)研究區(qū)巖性圈閉的識(shí)別與精細(xì)刻畫(huà)。實(shí)際鉆井結(jié)果表明，在石臼坨凸起新近系應(yīng)用本文提出的巖性圈閉識(shí)別與精細(xì)刻畫(huà)技術(shù)取得了豐碩的勘探成果，鉆井地質(zhì)成功率達(dá)到了100%，而且指導(dǎo)了又一個(gè)億噸級(jí)油田的發(fā)現(xiàn)。

渤海海域石臼坨凸起明下段層序地層格架巖性圈閉發(fā)育特征分析精細(xì)刻畫(huà)

石臼坨凸起是渤海海域最重要的含油氣區(qū)帶之一，其南、北側(cè)緊鄰渤中凹陷和秦南凹陷，處于油氣運(yùn)移指向的有利位置，已發(fā)現(xiàn)QHD32-6、NB35-2、QHD33-1等多個(gè)大中型構(gòu)造圈閉型油氣田(圖1)。但隨著勘探程度的深入，石臼坨凸起可供勘探的構(gòu)造圈閉數(shù)量越來(lái)越少，構(gòu)造圈閉的面積也越來(lái)越小。因此，通過(guò)勘探思路的轉(zhuǎn)變及技術(shù)創(chuàng)新，在針對(duì)石臼坨凸起低幅構(gòu)造背景下構(gòu)造-巖性油氣藏成藏規(guī)律進(jìn)行探索與研究時(shí)，面對(duì)石臼坨凸起新近系縱橫交錯(cuò)的砂體，如何把握巖性圈閉的有利成藏層段及有利成藏位置，如何在層序地層格架約束下精細(xì)刻畫(huà)描述復(fù)雜巖性砂體，是石臼坨凸起能否取得有規(guī)模性的巖性油氣藏勘探突破所面臨的難題。

圖1 石臼坨凸起區(qū)域位置圖

1層序地層格架內(nèi)巖性圈閉發(fā)育特征分析

1.1 沉積砂體發(fā)育特征

根據(jù)層序地層學(xué)理論，以鉆井巖心、錄井剖面和測(cè)井曲線分析為基礎(chǔ)，結(jié)合測(cè)井-地震標(biāo)定結(jié)果，進(jìn)行地震與鉆井的層序劃分對(duì)比，可將石臼坨凸起新近系明下段劃分為1個(gè)三級(jí)層序和6個(gè)四級(jí)層序，其中三級(jí)層序可進(jìn)一步劃分為低位域、湖擴(kuò)域和高位域(圖2)，在此基礎(chǔ)上建立等時(shí)層序地層格架，分析儲(chǔ)集砂體分布及與不同級(jí)別湖平面變化的關(guān)系［1-4］。石臼坨凸起層序地層格架內(nèi)沉積砂體的發(fā)育具有如下特點(diǎn):①低位體系域由SQ1四級(jí)層序組成，四級(jí)層序內(nèi)湖平面變化表現(xiàn)為快速上升后又緩慢下降，水體較淺，凸起大多暴露地表;測(cè)井曲線整體表現(xiàn)為齒狀低平，自然伽馬曲線表現(xiàn)為高伽馬特征，呈現(xiàn)箱形和鐘形;發(fā)育淺水三角洲平原水上分流河道和分流間洼地沉積相，砂、泥巖呈不等厚互層。②湖擴(kuò)體系域由SQ1—SQ4共3個(gè)四級(jí)層序疊加組成，三級(jí)層序內(nèi)湖平面變化表現(xiàn)為持續(xù)上升后進(jìn)入下降階段;測(cè)井曲線整體表現(xiàn)為齒狀低平曲線;發(fā)育前淺水三角洲—濱淺湖和淺水三角洲前緣水下分流河道及分流間灣沉積，整體表現(xiàn)為厚層泥巖夾砂巖的特征;在湖平面上升階段，可容納空間持續(xù)增加，沉積物供應(yīng)逐漸減小，砂體呈退積結(jié)構(gòu)，向上砂體厚度逐漸減薄，泥巖含量增加，以發(fā)育前淺水三角洲—濱淺湖沉積為主;在最大洪泛面附近，沉積物供給增加，砂體呈加積結(jié)構(gòu)，發(fā)育淺水三角洲前緣水下分流河道砂體，橫向分布穩(wěn)定，連續(xù)性好，在層序地層格架中具有很好的等時(shí)對(duì)比性;湖平面進(jìn)入下降階段早期，可容納空間逐漸減小，沉積物供給逐漸增加，砂體呈進(jìn)積結(jié)構(gòu)，向上砂體逐漸增加，仍以發(fā)育淺水三角洲前緣水下分流河道砂體為主，橫向連續(xù)性較好。③高位體系域由SQ5—SQ6共2個(gè)四級(jí)層序疊加組成，三級(jí)層序內(nèi)湖平面快速下降;測(cè)井曲線整體表現(xiàn)為漏斗型及齒狀低平曲線，為持續(xù)進(jìn)積結(jié)構(gòu);發(fā)育淺水三角洲平原水上分流河道和分流間洼地沉積。

圖2 石臼坨凸起明下段層序地層格架內(nèi)砂體展布特征

1.2 淺水三角洲發(fā)育模式

與正常三角洲相比，淺水三角洲具有水體淺、水底地形平坦、地貌斜坡不明顯的特征［5］。通過(guò)對(duì)石臼坨凸起地質(zhì)-地震綜合研究分析認(rèn)為，研究區(qū)內(nèi)新近系明下段主要發(fā)育分支河道型淺水三角洲和分流砂壩型淺水三角洲2種沉積模式［6］。

分支河道型淺水三角洲沉積模式(圖3a)發(fā)育在石臼坨凸起新近系明下段的低位體系域和高位體系域之中，沉積主體為分流河道和天然堤，三角洲外形呈現(xiàn)出明顯的樹(shù)枝狀，朵體分散、朵體間不連接或通過(guò)決口水道連接。河道為順直型分流河道，向湖內(nèi)延伸且延伸較遠(yuǎn)。天然堤分為水下和水上兩部分，兩者在寬度上差別不大，河口區(qū)波浪作用較弱，泥砂沿河道堆積延伸，形成長(zhǎng)條形伸入湖中，使得三角洲前緣呈條帶狀。由于湖水的水動(dòng)力較弱，這種河道比較穩(wěn)定，兩側(cè)發(fā)育天然堤，天然堤又起著約束水流的作用，使得河道能繼續(xù)向湖里推進(jìn)，天然堤沉積后迅速沼澤化出露水面。

圖3 石臼坨凸起明下段淺水三角洲沉積模式

分流砂壩型淺水三角洲沉積模式(圖3b)發(fā)育在石臼坨凸起新近系明下段湖擴(kuò)體系域之中，沉積主體為分流砂壩，砂體受湖水改造作用影響，砂體席狀化程度高，呈現(xiàn)朵狀、坨狀，朵體之間部位會(huì)發(fā)育分流間灣沉積，但常常因朵體增長(zhǎng)而被填充，最終表現(xiàn)為淺水沼澤;而在朵體內(nèi)部，基本上是連續(xù)沉積，朵體內(nèi)部主要由分流砂壩構(gòu)成，在分流砂壩間是分流河道沉積。

1.3 巖性圈閉發(fā)育特征

石臼坨凸起新近系明下段低位域和高位域主要發(fā)育分支河道型淺水三角洲，湖擴(kuò)域主要發(fā)育分流砂壩型淺水三角洲，不同體系域內(nèi)不同類型的淺水三角洲中發(fā)育的巖性圈閉類型同樣存在一定的差異。根據(jù)巖性圈閉形成的主要成因類型，結(jié)合研究區(qū)巖性圈閉現(xiàn)今的特點(diǎn)，將石臼坨凸起新近系巖性圈閉劃分為兩大類:沉積型巖性圈閉和改造型復(fù)合巖性圈閉。

沉積型巖性圈閉可進(jìn)一步劃分為上傾尖滅型和古河道型巖性圈閉。上傾尖滅型巖性圈閉在石臼坨凸起新近系明下段各體系域內(nèi)均有分布，主要是指砂巖儲(chǔ)集體沿上傾方向尖滅、周?chē)荒鄮r等非滲透性層包裹或砂巖儲(chǔ)集體上傾方向物性變差、自身側(cè)向遮擋形成的圈閉;古河道型巖性圈閉分布在石臼坨凸起新近系明下段低位域和高位域之中，是指儲(chǔ)集體主要為淺水三角洲分流河道型砂體，多呈寬度窄、狹長(zhǎng)條帶狀特征，周?chē)鸀槟鄮r等非滲透性層所遮擋形成的圈閉。

改造型復(fù)合巖性圈閉主要是指在原始沉積的基礎(chǔ)上，受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響而改造形成復(fù)合巖性圈閉。該類圈閉主要分布在石臼坨凸起湖擴(kuò)體系域中，砂體受湖水改造作用影響，席狀化程度高，平面展布范圍廣，晚期受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響［7-8］，橫向展布廣的砂體容易受斷裂改造，可進(jìn)一步劃分為斷層-巖性復(fù)合圈閉和構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉。斷層-巖性復(fù)合巖性圈閉是指砂體儲(chǔ)集層沿上傾方向被斷層遮擋，其他方向被泥巖或物性因素等控制，或是受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響而形成的晚期斷裂切割封堵性砂體形成的圈閉;構(gòu)造-巖性復(fù)合巖性圈閉是指以砂巖儲(chǔ)集體為主要控制因素，在其高部位發(fā)育小型斷塊或斷鼻型構(gòu)造圈閉，構(gòu)造圈閉面積小、幅度低，砂體整體形態(tài)和高部位構(gòu)造圈閉處于區(qū)域大的構(gòu)造背景之上。

2層序地層格架約束下巖性圈閉識(shí)別及精細(xì)刻畫(huà)

在明確了石臼坨凸起明下段淺水三角洲內(nèi)巖性圈閉發(fā)育特征的基礎(chǔ)上，通過(guò)砂體的測(cè)井-地震響應(yīng)特征分析［9-11］，采取適用于研究區(qū)的“五步法”砂體精細(xì)刻畫(huà)技術(shù)組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖性圈閉的識(shí)別及精細(xì)刻畫(huà)。

2.1 體系域內(nèi)砂體的測(cè)井-地震響應(yīng)特征分析

湖擴(kuò)體系域內(nèi)主要發(fā)育分流砂壩型淺水三角洲沉積，以改造型復(fù)合巖性圈閉發(fā)育為特征，湖平面上升與下降階段，巖性組合的差異性導(dǎo)致地震響應(yīng)特征不同。在湖平面上升階段，巖性組合多為大套泥巖夾薄層砂巖(鉆井統(tǒng)計(jì):砂巖厚度2～14 m;泥巖厚度3～40 m)，表現(xiàn)為退積樣式，地震振幅特征表現(xiàn)為弱振幅、中弱振幅(圖4a);在湖平面下降階段，巖性組合為泥巖夾砂巖(鉆井統(tǒng)計(jì):砂巖厚度2～16 m;泥巖厚度3～40 m)，沉積物供給表現(xiàn)為加積和進(jìn)積樣式，發(fā)育席狀砂-分流河道組合，地震反射特征表現(xiàn)為中-強(qiáng)振幅(圖4b)。料砂體描述困難較大。為了精細(xì)落實(shí)砂體形態(tài)，在明確砂體地震響應(yīng)特征的基礎(chǔ)上，以“模式為指導(dǎo)、層序?yàn)榧s束、平面找范圍、剖面尋細(xì)節(jié)、屬性作質(zhì)控”為原則，總結(jié)出適合于該區(qū)的“五步法”砂體精細(xì)刻畫(huà)技術(shù)組合，對(duì)巖性圈閉進(jìn)行精細(xì)描述(圖5)。

圖4 石臼坨凸起砂體的測(cè)井-地震響應(yīng)特征

圖5 石臼坨凸起區(qū)巖性圈閉精細(xì)刻畫(huà)

高位體系域和低位體系域內(nèi)主要發(fā)育分支河道型淺水三角洲，發(fā)育沉積型、改造型巖性圈閉，沉積物供給表現(xiàn)為進(jìn)積樣式，巖性組合整體上表現(xiàn)為砂巖與泥巖互層(鉆井統(tǒng)計(jì)泥巖厚于砂巖:砂巖厚度2～6 m;泥巖厚度3～12 m)，地震反射特征表現(xiàn)為中—弱振幅(圖4c)。

通過(guò)砂體的測(cè)井-地震響應(yīng)特征分析，明確了石臼坨凸起測(cè)井巖性組合和地震反射之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在精細(xì)解釋時(shí)對(duì)砂體連通性的判別起到了重要作用，同時(shí)為不同體系域內(nèi)地震屬性的提取提供了依據(jù)，減少了地震解釋的多解性與不確定性問(wèn)題［12-13］。

2.2 巖性圈閉識(shí)別及精細(xì)刻畫(huà)

石臼坨凸起新近系明下段淺水三角洲砂體大量發(fā)育，縱橫交錯(cuò)，巖性組合多樣，相變快，導(dǎo)致地震資

所謂“五步法”是指在區(qū)域沉積模式的指導(dǎo)下聯(lián)合使用常規(guī)疊后反演、多屬性地震反演、90°相移等多種地震數(shù)據(jù)，在層序約束下綜合運(yùn)用相干體技術(shù)、地層切片技術(shù)和地震屬性分析等地球物理手段，由區(qū)域到具體、由面到點(diǎn)、由大到小、由粗到細(xì)地對(duì)砂體進(jìn)行追蹤和描述，具體做法為:①切片技術(shù)，區(qū)域搜索。根據(jù)明下段不同體系域內(nèi)巖性組合特征，選取合適的時(shí)窗，利用地層切片技術(shù)大范圍搜索砂體。如圖5a所示，根據(jù)巖性組合的地震反射特征，針對(duì)不同體系域內(nèi)砂體發(fā)育特征均勻分割其厚度產(chǎn)生振幅地層切片，也就是近似的沉積等時(shí)面，由此來(lái)分析砂體發(fā)育規(guī)模和展布范圍。②綜合分析，多中選優(yōu)。地質(zhì)-地震聯(lián)合進(jìn)行油氣成藏條件綜合分析，在眾多砂體中優(yōu)選出有利于油氣成藏的砂體。③有利砂體，精雕細(xì)刻。平面上，利用分頻技術(shù)、屬性分析等多種地球物理手段整體控制砂體邊界(圖5b、c);剖面上，以反演地震數(shù)據(jù)為主，結(jié)合常規(guī)和90°相移地震數(shù)據(jù)，對(duì)有利砂體進(jìn)行精細(xì)解釋(圖5d)。④潛力砂體，同期優(yōu)先。在已鉆井圍區(qū)挖掘具有進(jìn)一步勘探潛力的砂體，選取與已鉆井鉆遇的含油砂體為同期的砂體進(jìn)行優(yōu)先追蹤刻畫(huà)。⑤砂體挖潛，多層串聯(lián)。結(jié)合三維可視化分析技術(shù)，對(duì)砂體進(jìn)行追蹤刻畫(huà)，在考慮砂體平面展布要有一定范圍的同時(shí)，綜合考量縱向上能夠更多兼顧相互疊置的砂體數(shù)量(圖5e)，優(yōu)化井位部署(圖5f)。

3應(yīng)用效果

石臼坨凸起新近系明下段整體表現(xiàn)為低幅構(gòu)造背景，發(fā)育淺水三角洲沉積體系，有利于形成巖性圈閉。近幾年，針對(duì)該地區(qū)低幅構(gòu)造背景下的巖性圈閉開(kāi)展了一系列的勘探研究工作，取得了豐碩的勘探成果，鉆井地質(zhì)成功率達(dá)100%，先后發(fā)現(xiàn)了QHD33-1S、QHD33-2、QHD33-3、QHD33-4等多個(gè)油田，獲三級(jí)石油地質(zhì)儲(chǔ)量上億噸。例如，在QHD33-1S油田的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中，地質(zhì)綜合分析認(rèn)為在明下段湖擴(kuò)域內(nèi)發(fā)育構(gòu)造-巖性復(fù)合巖性圈閉，通過(guò)地質(zhì)-地震綜合研究，采用“五步法”在地震剖面上進(jìn)行精雕細(xì)刻，落實(shí)了一系列的巖性圈閉，并部署了井位，鉆探獲得成功(如在1—1 098 m砂體(圖5f)鉆遇9.8 m油氣層)。目前在石臼坨凸起新近系應(yīng)用巖性圈閉識(shí)別及精細(xì)刻畫(huà)技術(shù)已經(jīng)直接指導(dǎo)了一個(gè)新的億噸級(jí)油田的發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)今后可在渤海海域沉積環(huán)境相似的凸起區(qū)進(jìn)行推廣應(yīng)用。

4結(jié)論

(1)石臼坨凸起新近系明下段可劃分為1個(gè)三級(jí)層序和6個(gè)四級(jí)層序，其中三級(jí)層序可進(jìn)一步劃分為低位域、湖擴(kuò)域和高位域。湖擴(kuò)體系域以發(fā)育前淺水三角洲—濱淺湖沉積為主，在最大洪泛面附近發(fā)育淺水三角洲前緣水下分流河道砂體，橫向分布穩(wěn)定，連續(xù)性好，是該地區(qū)巖性圈閉發(fā)育最有利的層段。

(2)石臼坨凸起新近系明下段主要發(fā)育分支河道型淺水三角洲和分流砂壩型淺水三角洲等2種沉積模式。根據(jù)地質(zhì)-地震綜合研究分析，結(jié)合巖性圈閉形成的主要成因類型，可將石臼坨凸起新近系巖性圈閉劃分為兩大類:沉積型巖性圈閉和改造型復(fù)合巖性圈閉。

(3)根據(jù)石臼坨凸起新近系明下段不同體系域內(nèi)砂體的巖性組合特點(diǎn)，建立了不同體系域砂體的測(cè)井-地震響應(yīng)模型，并采用適用于該區(qū)的“五步法”砂體精細(xì)刻畫(huà)技術(shù)組合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)該地區(qū)巖性圈閉的識(shí)別及精細(xì)刻畫(huà)，鉆井地質(zhì)成功率達(dá)到了100%，而且指導(dǎo)了一個(gè)新的億噸級(jí)油田的發(fā)現(xiàn)。

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(編輯:周雯雯)

An analysis and refined depiction of lithologic trap development under the framework of Neogene sequence stratigraphy in Bohai water:a case of Lower Member of Minghuazhen Formation in Shijiutuo rise

Wang Deying Yu Hongzhong Yu Haibo Chuai Yuanyuan
(Bohai Oilfield Exploration and Development Research Institute，Tianjin Branch of CNOOC Ltd．，Tianjin，300452)

Lithologic trap prediction and hydrocarbon accumulation research are the key to making a new breakthrough of hydrocarbon exploration in the maturing zone of Shijiutuo rise．Taking Lower Member of Minghuazhen Formation in the rise as a case，the development characteristics of sedimentary systems was researched under the framework of sequence stratigraphy，and a model of shallow-water delta was proposed and applied innovatively so as to divide the lithologic traps into two types，i．e．the depositonal type and the reworked-compound type．Furthermore，through analyzing the logging-seismic responses of sand bodies under the framework of sequence stratigraphy，an identification and refined depiction of lithologic traps were achieved in the study area by using“the five-step method”of refined sandbody depiction．According to the drilling results，the application of the technique to identify and depict refinedly lithologic traps has led to rich achievements of Neogene exploration in Shijiutuo rise，with the geological drilling success ratio up to 100%，and the discovery of a hundred-million-ton-level oilfield been guided．

Bohai water;Shijiutuo rise;Lower Member of Minghuazhen Formation;sequence stratigraphy framework;lithologic trap;development characteristics analysis;refined depiction

王德英，女，高級(jí)地質(zhì)師，主要研究方向?yàn)槌练e學(xué)與石油地質(zhì)。地址:天津市塘沽區(qū)609信箱(郵編:300452)。E-mail: wangdy2@cnooc．com．cn。

2012-07-17改回日期:2012-08-21