南陽(yáng)凹陷魏崗油田北部地區(qū)滑塌濁積巖發(fā)育特征

肖 學(xué),王振奇,于群達(dá),范鳳英，程蘭嘉

(1.中國(guó)石化河南油田分公司石油物探技術(shù)研究院，河南鄭州 450046;2.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院)

南陽(yáng)凹陷魏崗油田北部地區(qū)滑塌濁積巖發(fā)育特征

肖 學(xué)1,王振奇2,于群達(dá)1,范鳳英1，程蘭嘉2

(1.中國(guó)石化河南油田分公司石油物探技術(shù)研究院，河南鄭州 450046;2.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院)

南陽(yáng)凹陷魏崗油田北部地區(qū)主力產(chǎn)層古近系核桃園組的沉積亞相為三角洲前緣-前三角洲，分析認(rèn)為滑塌濁積體是有利的勘探目標(biāo)。基于巖心、測(cè)井以及地震數(shù)據(jù)三重約束，在等時(shí)層序格架內(nèi)，對(duì)研究區(qū)古近系核桃園組二段、三段各小層沉積微相開(kāi)展了研究。研究表明，H22-H31各亞段頂?shù)撞康牡臀挥蚺c高位域的前積過(guò)程中，多發(fā)育重力失穩(wěn)型滑塌濁積體。同時(shí)，在湖進(jìn)退積過(guò)程中，由于波浪作用亦可發(fā)育規(guī)模較小的濁積體。依據(jù)地震屬性數(shù)據(jù)，結(jié)合測(cè)井曲線標(biāo)定，對(duì)H22-H31滑塌濁積體的有利發(fā)育區(qū)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，認(rèn)為深湖區(qū)是南陽(yáng)凹陷隱蔽油氣藏的遠(yuǎn)景靶區(qū)。

南陽(yáng)凹陷； 魏崗油田；滑塌濁積體；核桃園組；沉積環(huán)境；地震屬性

隨著我國(guó)東部地區(qū)勘探程度的不斷深入，主要含油氣盆地中較易發(fā)現(xiàn)的構(gòu)造油氣藏日趨減少，油氣勘探重點(diǎn)也由構(gòu)造油藏轉(zhuǎn)向巖性油藏，盆地內(nèi)的次級(jí)洼陷則被愈加重視，成為油氣勘探的重要地區(qū)。三角洲前緣滑塌濁積體是陸相斷陷湖盆重力流沉積的一種類型，已經(jīng)引起石油地質(zhì)工作者們的廣泛關(guān)注。由于滑塌濁積體多分布于深水泥巖中，具有較好的生儲(chǔ)蓋條件，是我國(guó)隱蔽油氣藏勘探領(lǐng)域潛在遠(yuǎn)景區(qū)[1-3]。

近年來(lái)，眾多學(xué)者已經(jīng)在鄂爾多斯盆地東南緣[4]、泌陽(yáng)凹陷[5]、準(zhǔn)噶爾盆地[6]、松遼盆地薩爾圖地區(qū)[7]、渤海灣盆地黃河口凹陷[8]、東營(yíng)凹陷[9]以及中國(guó)南海北部等[10]地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量的滑塌濁積體。同時(shí)，滑塌濁積體作為隱蔽圈閉，其含油氣性亦得到了有力的證實(shí)，僅東營(yíng)凹陷滑塌體內(nèi)的油氣儲(chǔ)量已經(jīng)超過(guò)了千萬(wàn)噸級(jí)，且松遼盆地、鄂爾多斯盆地以及惠民凹陷等地區(qū)的滑塌濁積體中均發(fā)育了工業(yè)性油氣藏[7-10]。

目前，對(duì)于南陽(yáng)凹陷沉積相及微相沉積的特征認(rèn)識(shí)較為統(tǒng)一。南陽(yáng)凹陷在古近系核桃園組H22-H31亞段沉積時(shí)期，凹陷北部為三角洲沉積模式所控制的沉積環(huán)境，主要物源來(lái)自西北部的師崗?fù)蛊鸷蜄|北部的社旗凸起，形成張店-金華和沙堰-焦店兩個(gè)三角洲體系。研究中，基于南陽(yáng)凹陷魏崗油田北部地區(qū)古近系核桃園組(二段、三段)地層精細(xì)劃分結(jié)果，對(duì)各級(jí)等時(shí)層序格架內(nèi)沉積微相開(kāi)展井-震聯(lián)合研究，進(jìn)而對(duì)魏崗油田北部地區(qū)滑塌濁積體的規(guī)模、分布特征進(jìn)行了探討，同時(shí)基于三維地震屬性特征以及滑塌濁積體的發(fā)育模式，對(duì)滑塌濁積體的遠(yuǎn)景靶區(qū)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

南陽(yáng)凹陷屬于南襄盆地的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，為中新生代的小型斷陷，面積約3 600 km2。平面上，南陽(yáng)凹陷為南斷北超的箕狀凹陷，凹陷南部邊界為新野斷裂，走向由NW向轉(zhuǎn)NE向，呈“之”字形展布，其南部為新野凸起。根據(jù)凹陷的沉積構(gòu)造以及現(xiàn)今的構(gòu)造格局，盆地具有南北分帶、東西分塊、凸凹相間的構(gòu)造格局。根據(jù)凹陷的沉積構(gòu)造以及現(xiàn)今的構(gòu)造格局，可將凹陷分為三個(gè)構(gòu)造帶，即南部斷超帶、中部凹陷帶和北部斜坡帶。中部凹陷帶自西至東發(fā)育有東趙莊斷裂鼻狀構(gòu)造帶、東莊斷裂背斜構(gòu)造帶、魏崗-北馬莊斷裂鼻狀構(gòu)造帶和張店-黑龍廟斷鼻狀構(gòu)造帶(圖1)。其中，凹陷中部的魏崗-北馬莊鼻狀構(gòu)造帶將凹陷分為牛三門和東莊兩個(gè)次凹。南陽(yáng)凹陷斷層十分發(fā)育，主要為NW和NE向兩組斷裂，導(dǎo)致凹陷內(nèi)形成了眾多的斷鼻、斷塊、斷背斜及斷層-巖性圈閉。

凹陷的基底除西部為古生界海相碳酸鹽巖外，主要為元古界變質(zhì)巖。沉積蓋層主要為新生界，新生界最厚約5 500 m，新近系和第四系最厚970 m，與古近系呈不整合接觸。古近系厚度最大4 800 m，與下伏元古界變質(zhì)巖呈不整合接觸。古近系自下而上分為玉皇頂組、大倉(cāng)房組、核桃園組、廖莊組，縱向上構(gòu)成一個(gè)完整的沉積旋回(表1)。位于旋回中部的核桃園組(特別是核二段、核三段)是凹陷主要含油目的層，最厚約2 400 m。核桃園組沉積時(shí)期沉降中心位于北東向斷層一側(cè)，發(fā)育牛三門、東莊兩個(gè)沉積中心，其中牛三門次凹為主要生油凹陷。

圖1 研究區(qū)地理位置

表1 南陽(yáng)凹陷地層簡(jiǎn)表

2 滑塌濁積體沉積響應(yīng)特征

基于等時(shí)格架體系，對(duì)南陽(yáng)凹陷魏崗油田北部地區(qū)(白秋與魏崗北)核桃園組二段、三段各小層沉積微相開(kāi)展了研究。魏崗油田北部地區(qū)的沉積環(huán)境為三角洲前緣與前三角洲亞相，三角洲前緣部位處于不穩(wěn)定狀態(tài)，只要存在觸發(fā)機(jī)制即可導(dǎo)致滑塌作用的發(fā)生，在其前方形成滑塌濁積巖體。觸發(fā)機(jī)制可以是外界的，例如地震作用、波浪作用等；也可以是內(nèi)在的，三角洲前緣砂體自身重力所產(chǎn)生斷階以及失穩(wěn)效應(yīng)等。在不同機(jī)制作用下，滑塌濁積體的形成過(guò)程和分布規(guī)律都有較大的差異性。魏崗油田北部地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的滑塌濁積體在高位體系域以及低位域中發(fā)育的比例均大于30%。由于低位域與高位域的前積特征，而在前積過(guò)程中，沉積體坡角會(huì)逐漸加大，在地震作用下可以形成規(guī)模較大的滑塌體；另一方面，前積過(guò)程中的反旋回沉積特征，即粒度較大的砂體往往沉積于泥巖之上，會(huì)導(dǎo)致重力失穩(wěn)形成無(wú)外界觸發(fā)條件的滑塌濁積體。而這種由于地震作用與重力失穩(wěn)作用聯(lián)合形成的滑塌濁積體的物性較好且規(guī)模最大(圖2)。

圖2 前積過(guò)程中滑塌濁積體發(fā)育特征(H31第5小層)

除前積過(guò)程可以形成滑塌濁積體外，在湖進(jìn)體系域中發(fā)育的滑塌體的層系約占總滑塌體數(shù)量的37.5%。湖進(jìn)體系域由于其固有的退積屬性，導(dǎo)致其無(wú)法形成無(wú)外界觸發(fā)條件的斷階式滑塌濁積體，而往往由于盆地水體的上升、水體動(dòng)能提高，產(chǎn)生分布規(guī)模較小的波浪成因的滑塌濁積體(圖3)。

值得注意的是，雖然H23第7小層亦屬于湖進(jìn)體系域，但其滑塌濁積體的發(fā)育規(guī)模遠(yuǎn)大于前積期所發(fā)育的滑塌體。對(duì)于其成因的合理解釋，應(yīng)為地震觸發(fā)(圖4)。

魏崗油田北部地區(qū)滑塌濁積體的發(fā)育模式可以歸結(jié)為斷階型、波浪型以及地震觸發(fā)型，其中，斷階型以及地震觸發(fā)型，均是形成大規(guī)模巖性圈閉的有利條件。研究中，依據(jù)現(xiàn)有滑塌體的分布特征，對(duì)于未知滑塌體的分布進(jìn)行了合理的預(yù)測(cè)(圖4)。主滑塌體主要沉積在前緣斜坡的坡腳處，其前方是區(qū)帶I，沉積了波浪成因的濁積體和地震作用產(chǎn)生的次生疊置濁積體。坡折附近是區(qū)帶III，是斷階型滑塌濁積體系的沉積場(chǎng)所。區(qū)帶II位于區(qū)帶I與區(qū)帶III之間，沉積了地震作用下液化滑塌形成的小型濁積體。區(qū)帶IV位于遠(yuǎn)離三角洲前緣的洼陷內(nèi)部，是地震作用產(chǎn)生的二級(jí)滑塌濁積體。

圖3 退積過(guò)程中由于波浪作用形成的小型滑塌體(H23第8小層)

圖4 典型的地震成因滑塌濁積體(H23第7小層)

H23第7小層滑塌濁積體平面分布特征包含較完整的區(qū)帶I、II、III，推測(cè)其西南部向深凹區(qū)應(yīng)發(fā)育區(qū)帶IV，由于地震機(jī)制下區(qū)帶IV的發(fā)育規(guī)模要遠(yuǎn)大于區(qū)帶I、II、III，基于現(xiàn)今H23第7小層區(qū)帶I、II、III的發(fā)育規(guī)?？芍淝安勘貙⒋嬖谝粋€(gè)超大型的滑塌濁積體。同時(shí)，由于區(qū)帶IV更加靠近油源地區(qū)；因此，可以預(yù)測(cè)此處將發(fā)育一個(gè)非常有利的巖性隱蔽油氣藏。

3 滑塌濁積體的地震屬性響應(yīng)

應(yīng)用三維地震屬性的資料，可以更加直觀的對(duì)于滑塌濁積體的分布范圍進(jìn)行預(yù)測(cè)。圖5是H23第2小層均方根振幅體沿層切片圖(16 ms)，由電測(cè)曲線所反映出的滑塌濁積體1、2、3與地震屬性的反射特征吻合度較好。同時(shí)，在W49井西南部的地區(qū)同樣具有兩個(gè)振幅高值區(qū)(區(qū)帶4、5)；推測(cè)圖中的4、5區(qū)為滑塌濁積體的發(fā)育區(qū)。同樣的，對(duì)于H22下段開(kāi)展了井震聯(lián)合滑塌濁積巖分布預(yù)測(cè)研究(圖6)，認(rèn)為H22時(shí)期前三角洲的深湖地區(qū)亦存在具一定規(guī)模的滑塌濁積巖，可以作為該區(qū)隱蔽油氣藏勘探的有利靶區(qū)。

圖5 H23第2小層滑塌濁積體預(yù)測(cè)

圖6 H22下段滑塌濁積體預(yù)測(cè)區(qū) (H22底界向上開(kāi)48 ms時(shí)窗振幅變化率屬性)

4 結(jié)論

我國(guó)東部盆地油氣勘探的思路已經(jīng)逐步由構(gòu)造圈閉為主轉(zhuǎn)換至巖性隱蔽圈閉。滑塌濁積體以其有利的生儲(chǔ)蓋特征，成為了我國(guó)東部盆地油氣勘探的接力靶區(qū)。南陽(yáng)凹陷魏崗油田北部地區(qū)是典型的三角洲前緣環(huán)境。對(duì)于沉積微相的精細(xì)研究結(jié)果表明，各級(jí)層序格架內(nèi)在前積期均發(fā)育大量的滑塌濁積巖體，成因上可能與重力失穩(wěn)或斷階類型有關(guān)；同時(shí)，湖進(jìn)退積時(shí)期，波浪作用亦可以導(dǎo)致小型滑塌體的形成。值得注意的是地震作用在退積期可以引發(fā)大規(guī)模的巖體滑塌，在深湖區(qū)形成有利的巖性圈閉。井震結(jié)合技術(shù)可以對(duì)滑塌濁積體開(kāi)展有效識(shí)別；基于三維地震屬性提取分析，對(duì)H22以及H23前積期滑塌濁積體開(kāi)展了預(yù)測(cè)，認(rèn)為南陽(yáng)凹陷深湖相地區(qū)發(fā)育了較大規(guī)模的濁積體，是下一步勘探的有利遠(yuǎn)景區(qū)。

[1] 劉玉忠.東營(yíng)凹陷沙三段濁積巖油藏形成機(jī)制[J].油氣地質(zhì)與采收率,2008,15(2):16-20.

[2] 潘元林，孔凡仙，楊申鑣，等.中國(guó)隱蔽油氣藏[M].北京:地質(zhì)出版社,1998,317-318.

[3] 趙密福,信荃麟,劉澤容.惠民凹陷臨南洼陷滑塌濁積巖的分布規(guī)律及其控制因素[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2001,23(3):267-271.

[4] 袁珍,李文厚,范萌萌，等.深水塊狀砂巖沉積特征及其成因機(jī)制探討-以鄂爾多斯盆地東南緣上三疊統(tǒng)長(zhǎng)6油層組為例[J].地質(zhì)科技情報(bào),2011,30(4):43-49.

[5] 劉建鋒， 朱筱敏，王敏,等.泌陽(yáng)凹陷核桃園組三段上亞段滑塌濁積扇沉積特征[J].石油與天然氣地質(zhì),2011,32(4):743-750.

[6] 仲星,張洪偉, 李永軍，等.西準(zhǔn)噶爾恰達(dá)一帶志留系瑪依拉山組滑塌堆積巖發(fā)現(xiàn)及意義[J].新疆地質(zhì),2011,29(4):367-371.

[7] 金明玉，張順，付秀麗，等.松遼盆地薩爾圖地區(qū)嫩江組二段滑塌扇的發(fā)現(xiàn)及其石油地質(zhì)意義[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2010,32(5):187-190.

[8] 劇永濤,劉豪,辛仁臣,等.黃河口凹陷西北部滑塌濁積扇沉積特征[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,33(6):31-38.

[9] 尹太舉,張昌民,李中超.東營(yíng)凹陷滑塌濁積巖沉積特征及油氣藏勘探技術(shù)[J]. 石油與天然氣地質(zhì),2006,27(1):93-98.

[10] 吳嘉鵬,王英民,邱燕,等.南海北部神狐陸坡限制型滑塌體特征及成因機(jī)理[J].沉積學(xué)報(bào),2012,30(4):639-645.

編輯：吳官生

1673-8217(2015)01-0032-04

2014-09-18

肖學(xué)，高級(jí)工程師，1966年生，1990年畢業(yè)于石油物探職工大學(xué)石油物探專業(yè)，主要從事地震、地質(zhì)綜合研究工作。

TE111.3

A