遼河灘海西部凹陷沙一、二段層序劃分與含油氣性分析

劉媛媛

(中國石油遼河油田勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦 124010)

?

遼河灘海西部凹陷沙一、二段層序劃分與含油氣性分析

劉媛媛

(中國石油遼河油田勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦 124010)

遼河灘海西部凹陷沙一、二段對應(yīng)一個完整的三級層序，可劃分為3個體系域5個準(zhǔn)層序組，各準(zhǔn)層序組全區(qū)地震可識別追蹤，砂體展布規(guī)律受基準(zhǔn)面旋回控制，低位期砂體沉積具有“填平補(bǔ)齊”特征，砂體廣泛發(fā)育；水進(jìn)域早期砂體在研究區(qū)北部較發(fā)育，晚期整體向岸收縮；高位期砂體規(guī)模有所擴(kuò)大。利用錄井、測井解釋成果及試油成果對各準(zhǔn)層序組含油氣性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析顯示，SQ3低位體系域準(zhǔn)層序組Ⅱ(沙二上)和水進(jìn)體系域準(zhǔn)層序組Ⅰ(沙一下)是主要的含油層系，尋找?guī)r性圈閉有利。

遼河灘海西部凹陷；層序地層；體系域；準(zhǔn)層序組；含油氣性

遼河灘海西部凹陷是陸域西部凹陷向海域的延伸，西部與陸域西斜坡相連，東部以海南-月東斷層為界，北部為東斷西超的箕狀斷陷，南部受葫蘆島凸起影響，轉(zhuǎn)變?yōu)?三凸兩洼"的構(gòu)造格局，整體包括西部斜坡帶、葫蘆島凸起、筆架嶺-嶺南構(gòu)造帶、仙鶴月牙構(gòu)造帶等多個次級構(gòu)造單元。

經(jīng)過多年勘探，灘海西部凹陷在正向構(gòu)造帶發(fā)現(xiàn)了東一段、東二段、東三段、沙一、二段和沙三段等多套含油層系，相繼建成了筆架嶺、海南-月東等多個大型油氣田。目前灘海西部正向構(gòu)造帶勘探已達(dá)到較高程度，要想尋求勘探突破，勘探方向不得不轉(zhuǎn)向斜坡帶-坡洼過渡帶的地層巖性油氣藏[1]。

1　層序格架及體系域劃分

遼河灘海西部凹陷古近系自下而上發(fā)育沙河街組沙四段、沙河街組三段、沙河街組二段、沙河街組一段、東營組。根據(jù)層序成因、古生物組合特征、巖性組合及電性特征、地震剖面反射終止關(guān)系等因素分析，古近系內(nèi)部共發(fā)育5個區(qū)域性不整合面，分別為沙四段底界面(地震反射T5界面)、沙三段底界面、沙一、二段底界面(地震反射T4界面)、東營組底界面(地震反射T3界面)及東營組頂界面(新近系館陶組底界面，地震反射T2界面)，5個區(qū)域性不整合面分別與盆地構(gòu)造演化過程中5次大的構(gòu)造事件造成的5個構(gòu)造界面對應(yīng)。古近系可以劃分為4個三級層序[2]，分別是SQ1(沙四段)、SQ2(沙三段)、SQ3(沙一、二段)和SQ4(東營組)。此次重點(diǎn)針對SQ3進(jìn)行細(xì)化研究。

通過對初始湖泛面、最大湖泛面的識別與追蹤，層序可劃分為低位體系域、水進(jìn)體系域和高位體系域。研究區(qū)SQ3初始湖泛面與最大湖泛面具有以下特點(diǎn)：

初始湖泛面：在地震反射特征上，其所對應(yīng)的同相軸表現(xiàn)為中強(qiáng)振幅連續(xù)性的反射特征，初始湖泛面之上同相軸大幅度上超，為平行、亞平行反射；初始湖泛面之下為沙二段大套砂礫巖組合，同相軸反射特征為雜亂或空白反射，測井曲線較為平直；巖相上，初始湖泛面對應(yīng)一套厚度30～50 m深灰色純泥巖，分布范圍廣。

最大湖泛面：地震反射特征表現(xiàn)為一組中等強(qiáng)度、平行亞平行的反射同相軸，連續(xù)性好，平面上能進(jìn)行區(qū)域性追蹤；最大湖泛面之上，靠近物源區(qū)位置以疊瓦狀、頂超型前積反射為特征(如錦129-錦130井區(qū)附近)，湖區(qū)則以空白反射或低頻弱振幅席狀反射為特點(diǎn)，鉆井揭示為大套泥巖；測井曲線較為平直，鄰近基線；巖相上，最大湖泛面對應(yīng)一套灰色質(zhì)純泥巖，局部發(fā)育油頁巖。

2　準(zhǔn)層序組劃分及其沉積特點(diǎn)

2.1準(zhǔn)層序組劃分

準(zhǔn)層序是層序地層分析中最基本的沉積單元，是一個以海(湖)泛面或與之相對應(yīng)的層序界面為界面，在成因上有聯(lián)系的相對整一的一套巖層或巖層組。準(zhǔn)層序組是由一組成因相關(guān)的且具有特定疊加方式的準(zhǔn)層序構(gòu)成，厚度從幾米至幾百米，時間從幾萬至幾十萬年。 識別手段包括巖心、露頭、測井曲線等，一部分規(guī)模較大的準(zhǔn)層序組在地震資料上可以識別[3-5]。一個體系域可以包括一個或多個準(zhǔn)層序組。

此次劃分準(zhǔn)層序組，除考慮巖性組合、沉積旋回、測井曲線形態(tài)等標(biāo)識外，還考慮了地震資料的識別尺度，使劃分在地震資料上有可操作性。綜合分析將SQ3劃分為3個體系域5個準(zhǔn)層序組，其中低位體系域?qū)?yīng)沙二段劃分兩個準(zhǔn)層序組(沙二上、下)，水進(jìn)體系域?qū)?yīng)沙一中下段劃分兩個準(zhǔn)層序組(沙一中、下)，高位體系域?qū)?yīng)沙一上段為一個準(zhǔn)層序組，其中低位體系域下部準(zhǔn)層序組(沙二下)底界面為層序界面，其它為不同期次的湖泛面。各準(zhǔn)層序組界面全區(qū)地震可識別并能夠區(qū)域追蹤(圖1)。

研究區(qū)準(zhǔn)層序組可劃分為以下三種類型[6-7]:

圖1　準(zhǔn)層序組地震剖面特征

(1) 進(jìn)積式準(zhǔn)層序組，主要出現(xiàn)在低位體系域早期以及高位體系域時期。沉積物供給速率大于新增可容納空間的形成速率。自下而上沉積物粒度逐漸變粗，砂巖單層厚度增大，泥巖厚度減小，總體砂/泥比值增大。測井曲線為漏斗型-舌型組合。

(2)退積式準(zhǔn)層序組，主要出現(xiàn)在水進(jìn)體系域中，沉積物供給速率小于新增可容納空間的形成速率。自下而上沉積物粒度逐漸變細(xì)，砂巖單層減小，砂/泥比值有所變小。測井曲線多為箱型-齒化箱型-鐘型組合。

(3)加積式準(zhǔn)層序組，主要出現(xiàn)在湖侵體系域和高位體系域中，沉積物供給速率約等于新增可容納空間的形成速率，自下而上沉積物粒度、砂/泥比值沒有明顯變化。測井曲線形態(tài)多為齒化箱型-鐘型組合。

2.2沉積展布特征

SQ3沉積期，研究區(qū)古地貌相對平緩，湖盆水體較淺，總體以濱淺湖沉積環(huán)境為主，半深湖-深湖范圍較為局限。區(qū)內(nèi)受葫蘆島物源、西八千-歡喜嶺物源及中央凸起物源等多支物源供給，整體以扇三角洲-湖泊沉積體系為主，局部發(fā)育濱淺湖灘壩沉積[8]。

低位域時期是SQ3的發(fā)育初期，湖盆處于初始擴(kuò)張期，范圍較小，可容納空間的增長速率小于沉積物的供給速率，盆地沉積具有"填平補(bǔ)齊"的特點(diǎn)，形成進(jìn)積式準(zhǔn)層序組。低位域2個準(zhǔn)層序組扇體發(fā)育規(guī)模大，扇體前端北部延伸至?xí)r1-仙鶴5井連線附近，南部筆架嶺物源與中央凸起物源通過鞍部相連，半深湖-深湖區(qū)范圍局限(圖2a、b)。

水進(jìn)域時期，斷裂活動加劇，湖盆擴(kuò)張，湖平面快速上升，沉積地形平坦，沉積物的供給速度小于可容納空間的增長速率，形成退積式準(zhǔn)層序組。湖平面的升降變化使濱淺湖區(qū)向岸線方向遷移，濱淺湖相十分寬闊，沉積環(huán)境由低位域的扇三角洲前緣沉積轉(zhuǎn)為濱淺湖沉積環(huán)境，這一變化過程表現(xiàn)在巖相上為灰色泥巖含量增加，泥巖單層厚度增大，以砂泥薄互層轉(zhuǎn)化為純泥巖沉積為特點(diǎn)。水進(jìn)體系域準(zhǔn)層序組Ⅰ沉積時期，研究區(qū)北部仍有一支物源沿古地貌低洼地帶向盆地中心發(fā)育，在時1井區(qū)附近與中央凸起北部海外河物源交匯(圖2c)。水進(jìn)體系域準(zhǔn)層序組Ⅱ沉積期，扇體迅速向岸收縮，湖盆范圍達(dá)到最大(圖2d)。

高位域時期，沉積基準(zhǔn)面由上升轉(zhuǎn)為下降，可容納空間增長速率小于等于或小于沉積物供給速率，形成進(jìn)積/加積式準(zhǔn)層序組。研究區(qū)內(nèi)扇體規(guī)模較水進(jìn)域準(zhǔn)層序組Ⅱ沉積期變大(圖2e)，葫蘆島物源、歡喜嶺-西八千物源延伸至架東1-錦131-錦312井區(qū)，中央凸起供源能力增強(qiáng)，在其周緣發(fā)育小型扇體。

圖2　準(zhǔn)層序組沉積相平面圖

3　準(zhǔn)層序組與含油氣性關(guān)系分析

從錄井顯示及測井解釋成果來看，低位體系域準(zhǔn)層序組顯示較為活躍，顯示級別從熒光、油跡、油斑至富含油；從測井解釋成果及試油成果來看(圖3)，低位體系域準(zhǔn)層序Ⅱ(沙二上)含油氣性較準(zhǔn)層序組Ⅰ(沙二下)好，研究認(rèn)為，SQ3沉積初期，砂體較為發(fā)育，單層厚度較大，各砂層相互連通，對油氣封堵不利；低位域晚期，湖盆范圍有所擴(kuò)大，砂泥分異性明顯變好，單層厚度變薄，橫向變化較快，為巖性圈閉的形成提供有利條件。同時，初始湖泛面發(fā)育一套30～50 m厚度的泥巖，質(zhì)純且全區(qū)穩(wěn)定分布，是低位域準(zhǔn)層序組Ⅱ(沙二上)油氣成藏的重要因素。

對于水進(jìn)體系域及高位體系域來說，從錄井顯示、測井解釋成果及試油成果來看(圖3)，水進(jìn)體系域下部準(zhǔn)層組Ⅰ(沙一下)含油氣性明顯好于上部準(zhǔn)層序組Ⅱ(沙一中)。分析原因認(rèn)為，水進(jìn)體系域下部準(zhǔn)層序組砂體較上部發(fā)育，砂泥分異性好，有利于成藏，同時水進(jìn)域頂部為SQ3最大湖泛面，泥巖厚度大，封堵性較好，為油氣成藏的有利因素。

通過細(xì)化層序，提高了研究精度，進(jìn)一步明確了SQ3低位體系域準(zhǔn)層序組Ⅱ(沙二上)和水進(jìn)體系域準(zhǔn)層序組Ⅰ(沙一下)為研究區(qū)主要的含油層系，是下一步尋找?guī)r性目標(biāo)的重點(diǎn)勘探層系。

圖3　準(zhǔn)層序組連井剖面

4　結(jié)論

(1)遼河灘海西部凹陷古近系發(fā)育5個區(qū)域不整合面，劃分為4個三級層序，分別是SQ1(對應(yīng)沙河街組沙四段)、SQ2(對應(yīng)沙河街組沙三段)、SQ3(對應(yīng)沙河街組沙一、二段)和SQ4(對應(yīng)東營組)。

(2)綜合巖性旋回、測井曲線形態(tài)組合及地震資料的識別尺度等因素，將重點(diǎn)層序SQ3(相當(dāng)于沙一、二段)分為3個體系域5個準(zhǔn)層序組，其中低位體系域?qū)?yīng)沙二段，發(fā)育兩個準(zhǔn)層序組；水進(jìn)體系域?qū)?yīng)沙一中下段，發(fā)育兩個準(zhǔn)層序組；高位體系域?qū)?yīng)沙一上段，發(fā)育一個準(zhǔn)層序組，各準(zhǔn)層序組全區(qū)地震可識別追蹤。

(3)各準(zhǔn)層序組砂體展布規(guī)律受基準(zhǔn)面旋回控制，低位期砂體沉積具有“填平補(bǔ)齊”特征，砂體發(fā)育廣泛；水進(jìn)域早期砂體僅在研究區(qū)北部較發(fā)育，晚期整體向岸收縮；高位期砂體規(guī)模有所擴(kuò)大。

(4)低位體系域準(zhǔn)層序組Ⅱ(沙二上)及水進(jìn)體系域準(zhǔn)層序組Ⅰ(沙一下)單層砂體厚度小，砂體橫向變化快，砂泥巖比值適中，同時受初始湖泛面及最大湖泛面的控制作用，其含油性較好，是尋找?guī)r性圈閉的有利層位。

[1]蔡希源，李思田.陸相盆地高精度層序地層學(xué)——隱蔽油氣藏勘探基礎(chǔ)、方法與實(shí)踐[M]. 北京：地質(zhì)出版社，2003：1-271.

[2]林暢松，劉景彥，劉麗軍，等.高精度層序地層分析建立沉積相和儲層規(guī)模的等時地層格架[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2002，31(1)：28-30.

[3]鄧宏文.高分辨率層序地層學(xué)應(yīng)用中的問題探析[J].古地理學(xué)報，2009，11(5)：471-480.

[4]王凱.遼河西部凹陷西南部沙一、二段沉積體系與層序地層特征[J].特種油氣藏，2002，9(5)：22-26.

[5]賀萍，王海波，張朝陽，等.棗北孔一段Ⅱ-Ⅲ油組高分辨率層序地層特征及其意義[J].石油地質(zhì)與工程，2014，28(3)：20-23.

[6]劉海富，沈亞琴，沈亞琴，等.北大港沙一段高精度層序地層學(xué)研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2007，29(3)：141-142.

[7]秦剛.大民屯凹陷勝25井區(qū)沙四段層序地層學(xué)研究[J].石油地質(zhì)與工程，2014，28(1)：15-21.

[8]陳秀艷，姜在興，杜偉，等.東營洼陷遼河西部凹陷西南部沙一、二段沉積體系與層序地層特征[J].沉積學(xué)報，2014，32(2)：344-352

編輯：趙川喜

1673-8217(2016)04-0050-04

2015-12-28

劉媛媛，工程師， 1982年生，2009年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)(北京)礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)，現(xiàn)從事層序地層及沉積儲層方面的研究工作。

TE111.3

A