蘇北盆地阜二段地層底界劃分

柳春松，蔡福華

（江蘇油田地質(zhì)測井處，江蘇揚(yáng)州225007）

蘇北盆地阜二段地層底界劃分

柳春松*，蔡福華

（江蘇油田地質(zhì)測井處，江蘇揚(yáng)州225007）

蘇北盆地阜寧組阜二段地層，既是重要的生油層、蓋層，也是重要的儲集層，是江蘇油田勘探開發(fā)的主要含油層系之一，由于對阜二段地層底界的巖電特征掌握不好，對阜二段地層底界的劃分標(biāo)準(zhǔn)又難以把握，致使阜二段地層底界劃分不準(zhǔn)，給油田勘探開發(fā)部署產(chǎn)生很大影響。準(zhǔn)確劃分阜二段地層底界，對于提升測錄井資料品質(zhì)，強(qiáng)化油氣藏基礎(chǔ)研究工作，提高油田勘探開發(fā)整體效益，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

蘇北盆地；阜二段；巖性特征；電性特征；地層劃分

蘇北盆地阜寧組阜二段地層為半湖相—深湖相沉積，既是重要的生油層、蓋層，也是重要的儲集層，在油氣藏的形成過程中起了關(guān)鍵的作用，是江蘇油田勘探開發(fā)的主要含油層系之一，研究和分析阜二段地層具有非常重要的勘探意義。把握好阜二段地層底界的巖電特征和地層底界的劃分標(biāo)準(zhǔn)，可以提升測錄井資料品質(zhì)，強(qiáng)化油氣藏基礎(chǔ)研究工作，提高油田勘探開發(fā)整體效益。

1 阜二段地層及其底界劃分標(biāo)準(zhǔn)

1.1 阜二段地層

蘇北盆地一套完整的阜二段地層包括頂部低電阻率黑色泥巖層，俗稱“泥脖子段”，巖性為黑色泥巖，厚20～40m；上部中電阻率黑色泥巖、油頁巖、泥灰?guī)r段，俗稱“七尖峰泥灰?guī)r段”，巖性由黑色泥巖與灰黑色油頁巖、泥灰?guī)r互層組成，泥灰?guī)r、油頁巖通常有7個單層，局部可增減，厚12～35m；中上部中電阻率黑色泥巖夾泥灰?guī)r段，俗稱“四尖峰泥巖泥灰?guī)r段”，巖性由黑色泥巖夾四層灰黑色泥灰?guī)r組成，厚20～50m；下部中電阻率黑色泥巖夾泥灰?guī)r段，俗稱“山字形泥灰?guī)r泥巖段”，巖性由黑色泥巖夾多層灰黑色泥灰?guī)r組成，其中頂、中和下3層泥灰?guī)r分布穩(wěn)定，厚50～90m。

蘇北盆地古近系阜寧組阜二段下部（E1f23）和中部（E1f22），在盆地西部、中部和北緣低凸起的淺湖相、生物灘相區(qū)，廣泛沉積蟲管灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r及砂巖，是金湖凹陷、高郵凹陷西部及北斜坡上的主要含油層系；阜二段上部（E1f21）深湖相沉積了總厚度100～200m灰黑色泥巖夾中—薄層泥灰?guī)r、泥云巖、油頁巖，構(gòu)成蘇北盆地主要的生油層、蓋層。

1.2 阜二段地層底界劃分標(biāo)準(zhǔn)

地層劃分（stratigraphic division）是將油田內(nèi)的鉆井地層剖面根據(jù)地層接觸關(guān)系、沉積層序或旋回和巖性組合等特征細(xì)分成不同級次的地層單元，并建立全油田各井間各級地層單元的等時對比關(guān)系，在油田范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一分層。主要包括巖石地層單位劃分方法、生物地層劃分方法、區(qū)域年代地層單位的劃分方法、礦物地層單位劃分等方法。

地層等時格架（Isochronal stratigraphic framework）為不同級別等時面所限定的巖性單元和地層單元在二維或三維空間上的分布及相互疊置關(guān)系。又稱等時地層格架。借助年代地層、古生物、沉積旋回、巖相變化各料資料確定不同級次地層單元的等時性，選擇不同級別地層界面為等時地層的年代追蹤對比標(biāo)志層，選擇不同級別地層為等時地層對比單元，利用多個剖面在空間上的追索與對比的基礎(chǔ)上建立起來的地層等時格架反映出不同級別的等時面所限定的沉積單元的幾何形態(tài)和結(jié)構(gòu)關(guān)系。識別等時界面、劃分地層單元、建立地層等時格架是地質(zhì)研究工作的基礎(chǔ)。以不同級別層序界面為等時地層界面，選擇不同級別層序等時地層對比單元建立地層等時格架是層序地層學(xué)研究的核心內(nèi)容。在地層等時格架中分析地層的形成條件、發(fā)育特征和展布規(guī)律，對于提高區(qū)域地層對比、沉積相分析、古地理再造、儲層預(yù)測和資源評價的精確度有重要作用。

《蘇北盆地地層厚度及劃分標(biāo)志》有關(guān)阜二段地層底界界線以早第三紀(jì)第一次最大湖浸所沉積的標(biāo)志-“山字形灰?guī)r泥巖段”底為界線。實(shí)際劃分過程中，由于“山字形灰?guī)r泥巖段”在整個蘇北盆地因沉積環(huán)境不同而有所差異。如盆地北部鹽城凹陷，盆地東部海安凹陷阜二段底部沉積的一套濱湖相暗色泥巖，“山字”形態(tài)不明顯，或根本就沒有“山”字形態(tài)，這樣依據(jù)“山字形灰?guī)r泥巖段”底來劃分阜二段地層底界就有一定的局限性。而錄井現(xiàn)場常根據(jù)巖性變化來劃分，以見棕色巖性“紅層”地層來劃分阜二段與阜一段界線，處于盆地邊緣的阜二段沉積時湖水淺或在水上沉積，阜二段巖性顏色呈棕色，這樣盆地邊緣地帶的阜二段地層厚度劃少了，而將盆地中央的阜二段見不到“紅層”而將阜二段地層厚度劃多了。

阜二段底界劃分不準(zhǔn)，影響了油田的勘探開發(fā)，如2011年9月2日在勘探處決定完井措施的重點(diǎn)油氣探井-許X34井阜二段地層底界的劃分，油田3家主要研究單位劃出了3種不同的結(jié)果，井深只有2180m，而阜二段底界最深與最淺的競出現(xiàn)了156m的誤差。

2 阜二段地層底界構(gòu)造運(yùn)動特征、地層沉積及巖電特征

2.1 阜二段地層底界構(gòu)造運(yùn)動特征、地層沉積特征

受板塊體制制約，區(qū)域構(gòu)造活動不穩(wěn)定性，導(dǎo)致張性剪切與拉張交替作用，使蘇北盆地在晚白堊系浦口組沉積時的坳陷盆地轉(zhuǎn)為泰州組—阜寧組沉積時的斷—坳型盆地。期間，多次發(fā)育由初始拉張→強(qiáng)烈拉張→壓扭性隆升及坳陷的完整構(gòu)造運(yùn)動旋回，湖盆經(jīng)歷3次地殼的升降，造成3次湖侵并伴有海水侵入，縱向上形成泰一段—泰二段、阜一段—阜二段，阜三段—阜四段地層，相序由湖退河流三角洲相轉(zhuǎn)為湖進(jìn)深—半深湖相。阜二段地層的沉積就是盆地由原來的壓扭性隆升轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)烈拉張沉降,沉積體系由湖退轉(zhuǎn)變?yōu)楹M(jìn),這樣無論是在盆地的邊緣還是在盆地中央都存在著同時沉積(等時面)這一地質(zhì)現(xiàn)象。所謂等時面是一種地層界面，理論上無厚度，界面上的所有點(diǎn)具有相同年代。從理論上講，任何2個年代地層單位之間的界線無論在什么地方都應(yīng)該是一個同時代的面，這個面叫做等時面。實(shí)際工作中等時面為一薄的、特征明顯的層段，可作為一個很好的時代對比面或時間參考面，如煤層、斑脫巖及其它生物界面。確定等時面，有效的方法是采用年代對比方法（包括古生物學(xué)方法、古地磁法、古氣候法、磁性反向法和古地理法等），力求使遠(yuǎn)離其界線層型剖面的年代地層單位的界線接近或達(dá)到理論上的等時面。依據(jù)等時面的概念，蘇北盆地阜二段地層底界無論是在盆地邊緣還是在盆地中央，都在同一界面上，見圖1。圖1表明，無論是在盆地邊緣還是盆地中央，無論是水上還是水下，阜二段底部都在同一界面上接受沉積。

圖1 蘇北盆地阜二段地層底界沉積環(huán)境示意圖

2.2 阜二段地層底界沉積物特征

研究表明，蘇北盆地阜一段地層沉積結(jié)束后，由于盆地的沉降，在等時面上，都同時接受了厚度不一、礦物成分相同或相近的細(xì)相沉積物，盆地的邊緣或凹陷的斜坡帶上，這些細(xì)狀泥質(zhì)類沉積少，表現(xiàn)在剖面上為厚度?。欢谂璧刂醒?，這些細(xì)狀泥質(zhì)類沉積物多，在剖面上表現(xiàn)為厚度大；由于沉積年代相同，沉積時的古生物、古氣候相同，無論厚度大小，等時面上沉積的礦物成分都相同或相近。

2.2.1 金湖凹陷阜二段地層底界巖性、電性特征

選取桃2-1井、關(guān)X7井、楊46井、河X3-1井、高1-4A井作為標(biāo)準(zhǔn)井研究，金湖凹陷處于蘇北盆地西部邊緣，接受阜二段地層沉積時，總體水位淺，斜坡帶往往在水上沉積，等時面巖性特征：巖屑錄井、鉆井取芯、井壁取芯資料表明，深凹帶為灰—深灰色泥巖，斜坡帶多為灰—棕色砂質(zhì)泥巖，泥巖質(zhì)不純，厚度薄為1～3m，等時面上下巖性為生物灰?guī)r、灰質(zhì)砂巖、砂巖。電性特征：自然伽馬曲線呈明顯高值，一般為150API，自然電位曲線具正幅度異常值，2.5m底部梯度視電阻率曲線呈“V”或“U”型，明顯低值為1.5～3.0Ω·m，組合特征明顯。

圖2 桃2-1井錄井剖面圖

2.2.2 高郵凹陷阜二段地層底界巖性、電性特征

選取許X34井、方4井、莊13-15井、沙X43-1井、花X27井、瓦6-12井作為標(biāo)準(zhǔn)井研究，高郵凹陷處于蘇北盆地中西部，接受阜二段地層沉積時，水體相對較深，等時面巖性特征：巖屑錄井、鉆井取芯、井壁取芯資料表明,深凹帶為灰—深灰色泥巖，南部斷階帶、北部斜坡帶多為灰色泥巖，泥巖質(zhì)純，等時面之上未見紅色巖性，厚度一般為3～5m,最厚可達(dá)10m，南部斷階帶、中西部及北部斜坡帶等時面之上巖性為生物灰?guī)r、灰質(zhì)砂巖、砂巖。深凹帶等時面上泥巖質(zhì)純。電性特征：自然伽馬曲線呈明顯高值，一般為130API，自然電位曲線具正幅度異常值，2.5m底部梯度視電阻率曲線多呈“U”型，局部呈“V”型，明顯低值為1.5～5.0Ω·m，組合特征非常明顯。

2.2.3 海安凹陷阜二段地層底界巖性、電性特征

選取孫X1井、安14-1井、梁X14井、祝1-1井、臺14-1井、堡6井作為標(biāo)準(zhǔn)井研究，海安凹陷處于蘇北盆地中部，接受阜二段地層沉積時，水體深，等時面巖性特征：巖屑錄井、鉆井取芯、井壁取芯資料表明，整個凹陷為灰—深灰色泥巖，泥巖質(zhì)純，厚度為1～2m,等時面上下多為純泥巖。電性特征：自然伽馬曲線呈明顯高值，一般為95API，自然電位曲線具正幅度異常值，2.5m底部梯度視電阻率曲線多呈“V”型，明顯低值為0.5～1.5Ω·m，組合特征明顯。

2.2.4 蘇北盆地阜二段地層底界巖性、電性縱橫向變化特征

研究表明，盆地西部金湖凹陷及北緣低凸起，阜二段地層底界等時面上接受以棕色為主的雜色不純的泥巖沉積，厚度薄，但很明顯，電性組合特征以高伽馬值和低電阻率值呈“V”型，變化明顯。盆地中西部及深凹帶，阜二段地層底界等時面上接受以灰—深灰色為主的泥巖沉積，厚度大，電性組合特征以高伽馬值和低電阻率值呈“U”型，變化明顯。而在盆地中東部，阜二段地層底界等時面上完全接受以灰—深灰色為主的泥巖沉積，質(zhì)很純，厚度不大，電性組合特征以高伽馬值和低電阻率值呈“U”型，變化相對不明顯。研究表明,蘇北盆地阜二段地層底界等時面上的沉積物相對較細(xì),電性特征表現(xiàn)為電阻率值極低,明顯低于上下同類地層，視電阻率曲線呈“U”或“V”字形；自然電位正異常,自然伽馬顯高值的組合特征,這是劃分阜二段底界的典型依據(jù)。

圖3 莊13-15井錄井剖面圖

圖4 臺14-1井錄井剖面圖

3 結(jié)束語

蘇北盆地古近系阜寧組阜二段下部地層，由于沉積環(huán)境的不同，“山字形灰?guī)r泥巖段”測井曲線特征存在著差異，盆地西部，“山字形灰?guī)r泥巖段”難以把握準(zhǔn)，盆地中東部和盆地中央這一特征不明顯，完全依靠這一標(biāo)志很難劃準(zhǔn)阜二段地層底界。

研究表明，蘇北盆地阜二段底界地層接受沉積，盆地由壓扭性隆升進(jìn)入強(qiáng)烈拉張沉降運(yùn)動期，無論是在盆地邊緣還是在盆地中央都具有明顯的同沉積等時面這一地質(zhì)現(xiàn)象，在等時面上，都同時接受了厚度不一,礦物成分相同或相近的細(xì)相沉積物，盆地的邊緣或凹陷的斜坡帶上，這些細(xì)狀泥質(zhì)類沉積少，表現(xiàn)在剖面上為厚度薄；而在盆地中部，這些細(xì)狀泥質(zhì)類沉積物多，在剖面上表現(xiàn)為厚度大；由于沉積年代相同，沉積時的古生物、古氣候相同，無論厚度大小，在這等時面上沉積的礦物成分都相同或相近，表現(xiàn)在電性特上，組合特征具有一致性，即自然伽馬曲線顯相應(yīng)高值，自然電位為正幅度異常，2.5m底部梯度視電阻率曲線具明顯低值且多呈“V”型或“U”型，這是創(chuàng)新劃分阜二段底界的標(biāo)志性特征。

[1]劉寶和.中國石油勘探開發(fā)百科全書·勘探卷[M].北京：石油工業(yè)出版社，2008.

[2]王金渝，周荔青，郭念發(fā)，等.蘇浙皖石油天然氣地質(zhì)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.

[3]毛鳳鳴，戴靖.復(fù)雜小斷塊石油勘探開發(fā)技術(shù)[M].北京：中國石化出版社，2005.

P624.6

A

1004-5716(2015)12-0078-05

2014-11-26

柳春松（1966-），男（漢族），江蘇如東人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)錄井工作。