低滲透致密油藏層序地層學(xué)研究
——以松遼盆地南部十屋油田營城組為例

許君玉

（中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京100083）

低滲透致密油藏層序地層學(xué)研究
——以松遼盆地南部十屋油田營城組為例

許君玉*

（中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京100083）

層序地層學(xué)是以研究一套不整合面或與之對(duì)應(yīng)的整合面為邊界的、具有成因聯(lián)系的年代地層格架內(nèi)巖性間相互關(guān)系的一門學(xué)科。根據(jù)沉積學(xué)、層序地層學(xué)原理，依據(jù)巖芯、測(cè)井及地震資料，進(jìn)行了各級(jí)層序單元的識(shí)別與劃分，建立了研究區(qū)各個(gè)層序界面的識(shí)別標(biāo)志，進(jìn)行了層序地層劃分對(duì)比。將十屋油田營城組劃分為1個(gè)2級(jí)層序，4個(gè)3級(jí)層序和38個(gè)4級(jí)層序，識(shí)別出了3種4級(jí)基準(zhǔn)面旋回層序的基本類型。在單井及聯(lián)井剖面相分析基礎(chǔ)上，總結(jié)了各層序地層單元特征，找出了研究區(qū)生油巖和儲(chǔ)集層所在的層序地層位置，為研究區(qū)及同類盆地的研究和有利區(qū)帶的預(yù)測(cè)提供了理論依據(jù)。

層序地層學(xué)；基準(zhǔn)面旋回；層序界面；十屋油田

層序地層學(xué)自20世紀(jì)80年代中后期引入我國，經(jīng)歷了30余年的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐，其理論和研究方法已逐步被我國大多數(shù)地質(zhì)工作者所接受并在石油勘探中取得了較好的應(yīng)用效果。應(yīng)用層序地層學(xué)技術(shù)對(duì)松遼盆地南部進(jìn)行了廣泛的研究，取得了多項(xiàng)成果［1-5］。以前的研究多為中淺部地層［6-9］，隨著油氣勘探的不斷深入和工業(yè)性油氣流越來越多的發(fā)現(xiàn)，深部油氣藏的勘探已成為重點(diǎn)。根據(jù)層序地層學(xué)理論，研究了深部地層營城組的層序地層學(xué)特征，對(duì)營城組地層進(jìn)行了等時(shí)劃分與對(duì)比，建立了層序地層格架，分析了各個(gè)層序地層單元的特點(diǎn)，為儲(chǔ)層精細(xì)描述、油氣預(yù)測(cè)打下良好的基礎(chǔ)。

1　十屋油田營城組層序界面的識(shí)別

層序是以不整合和與之對(duì)應(yīng)的整合為界的一套相對(duì)整一有成因聯(lián)系的地層序列。層序邊界的形成代表了某一時(shí)間段在一定地區(qū)的沉積間斷，其上下沉積巖層在巖性、沉積相組合、地震反射特征、測(cè)井曲線上都會(huì)產(chǎn)生一些特殊的響應(yīng)，這些響應(yīng)可以單獨(dú)或多個(gè)一起作為識(shí)別層序邊界的良好標(biāo)志。因此，層序界面的識(shí)別是根據(jù)地震剖面和測(cè)井曲線及巖芯和錄井資料綜合進(jìn)行分析的。

1.1地震相層序界面識(shí)別

地震層序是沉積層序的地震響應(yīng)，它能夠識(shí)別地層的不整合面。根據(jù)地震反射波終止關(guān)系（上超、削蝕和頂超）識(shí)別不整合面和與之對(duì)應(yīng)的整合面是劃分地震層序的基本方法［10］。

上超是指原始地層沿上傾方向依次超覆在原始傾斜更陡的界面上，它表示在水域不斷擴(kuò)大的情況下逐層超覆的現(xiàn)象，這是老的層序結(jié)束后新的層序發(fā)育的標(biāo)志，是層序底界面的可靠標(biāo)志［11-12］。

削蝕是層序頂部的反射終止方式，它既可以是下伏傾斜地層頂部與水平或傾斜地層的終止方式，又可以是水平地層頂部與上覆地層沉積初期因河流下切而造成的下伏地層的反射終止方式，說明在下伏地層沉積之后，經(jīng)過了強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)或切割侵蝕，它出現(xiàn)在層序頂界面，是劃分層序的可靠標(biāo)志［12-13］。

1.2測(cè)井相層序界面識(shí)別

測(cè)井資料具有精度高、連續(xù)性強(qiáng)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于層序地層的研究中［14-18］。測(cè)井層序界面識(shí)別是根據(jù)層序界面在測(cè)井曲線上有不同于層序內(nèi)部的測(cè)井響應(yīng)而識(shí)別的。層序界面在測(cè)井曲線的形態(tài)上有明顯的反映。一般有2種情況，一種情況是測(cè)井曲線基值發(fā)生明顯改變，由于層序界面上下地層巖相和壓實(shí)作用發(fā)生較大差異，因而其測(cè)井曲線的基值就會(huì)發(fā)生明顯的改變，在基值改變的轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，為不整合面或較大沉積間斷面；另一種情況是當(dāng)測(cè)井曲線形狀為進(jìn)積的“漏斗形”變?yōu)榧臃e的“箱狀”或退積的“鐘形”時(shí)，其變化處是沖刷侵蝕面，往往是層序界面的標(biāo)志。

2　十屋油田營城組層序級(jí)別確定

層序級(jí)別根據(jù)基準(zhǔn)面旋回確定。根據(jù)前人研究成果，松遼盆地的基準(zhǔn)面旋回可分為長(zhǎng)期旋回、中期旋回和短期旋回。長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回的形成、發(fā)育及衰減與不同時(shí)期的構(gòu)造幕有關(guān)［19］。長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回的界面對(duì)應(yīng)大的區(qū)域構(gòu)造事件。中期基準(zhǔn)面旋回主要是依據(jù)基準(zhǔn)面特征以及地層旋回內(nèi)短期旋回的疊加樣式確定，一個(gè)中期旋回相當(dāng)于層序地層單元的三級(jí)旋回，即一個(gè)層序。短期地層的旋回由進(jìn)積、退積、加積的地層單元組成，短期旋回主要依據(jù)相的結(jié)構(gòu)與相序變化確定。短期旋回是中期旋回的組成單元，一個(gè)短期旋回相當(dāng)于層序地層單元的“準(zhǔn)層序”［19］。

松遼盆地晚侏羅世—白堊紀(jì)地層在斷陷、坳陷和萎縮階段發(fā)育了8個(gè)較大的區(qū)域不整合面，在地震剖面上對(duì)應(yīng)的地震標(biāo)準(zhǔn)層為T5、T42、T41、T4、T3、T11、T03、T01（表1）［19］。長(zhǎng)期旋回自下而上發(fā)育7個(gè)旋回，其中營城組位于第三旋回，對(duì)應(yīng)的地震標(biāo)準(zhǔn)層為T41和T4，經(jīng)歷的年齡為124-120=4（Ma），與其下部的沙河子組和上部的登樓庫組均以上超和削截的不整合接觸。前人研究表明［20］，地震剖面上的削截和上超反射終止現(xiàn)象為反映地層不整合面的2級(jí)層序界面特征；另一方面，營城組經(jīng)歷的地層年齡4Ma也為二級(jí)層序范圍［21］。因此，整個(gè)營城組可劃分為1個(gè)2級(jí)層序，對(duì)營城組層序的劃分，實(shí)際上是在2級(jí)層序范圍內(nèi)劃分出3級(jí)和4級(jí)層序。

3　十屋油田營城組層序的地層劃分

研究區(qū)內(nèi)綜合應(yīng)用錄井、巖芯、測(cè)井曲線和地震資料，將十屋油田營城組劃分為4個(gè)3級(jí)層序，38個(gè)4級(jí)層序。

3.14級(jí)層序

4級(jí)層序是劃分的短期基準(zhǔn)面旋回層序，它記錄了短期基準(zhǔn)面旋回內(nèi)可容納空間由增大到減少的地層響應(yīng)過程。根據(jù)地層巖芯、錄井、測(cè)井的實(shí)際資料，識(shí)別出了3種4級(jí)基準(zhǔn)面旋回層序的基本類型，即向上“變深”的非對(duì)稱旋回、向上“變淺”的非對(duì)稱旋回和向上“變深”復(fù)“變淺”的對(duì)稱旋回。

3.1.1向上“變深”的非對(duì)稱旋回

這種類型發(fā)育在三角洲前緣水下分流河道沉積區(qū)，為研究區(qū)普遍的沉積層序類型。這種類型是層序中僅保存上升半旋回的沉積記錄，在下降半旋回中由于河道的侵蝕作用而沒有保存其沉積記錄。分為高可容納空間和低可容納空間2種情況，高可容納空間的沉積組合為沖刷面或巖相突變面→水下分流河道→水下分流間灣→沖刷面，表明伴隨著基準(zhǔn)面上升和可容納空間的增大，地層沉積具有向上變細(xì)變薄的沉積方式向垂向加積轉(zhuǎn)化的過程。這是由于沉積速率與基準(zhǔn)面上升速率幾乎相等，基準(zhǔn)面下降時(shí)對(duì)沉積物的沖刷侵蝕作用較弱，水下分流河道的橫向遷移作用也較弱，因而上升半旋回的沉積記錄得到了完整保存。低可容納空間的沉積組合為由一系列向上變細(xì)的水下分流河道組成，表明在基準(zhǔn)面上升和可容納空間增大的過程中，地層沉積周期性地出現(xiàn)向上變細(xì)變薄的沉積方式。

3.1.2向上“變淺”的非對(duì)稱旋回

這種類型發(fā)育在三角洲前緣河口壩和遠(yuǎn)砂壩沉積區(qū)，在研究區(qū)河口壩和遠(yuǎn)砂壩的發(fā)育低于水下分流河道的發(fā)育。這種類型是層序中主要保存下降半旋回的沉積記錄，上升半旋回表現(xiàn)為欠補(bǔ)償沉積或無沉積的間斷面。垂向上主要由河口壩、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂、水下分流間灣組成，或由泥巖、粉砂巖逐漸過渡到粗砂巖，單個(gè)砂體具有粒度向上變粗的反韻律特征。表明伴隨著基準(zhǔn)面下降和可容納空間減少，沉積物增多、沉積厚度變大、粒度變粗、水體變淺的進(jìn)積過程。

3.1.3向上“變深”復(fù)“變淺”的對(duì)稱旋回

這種類型是水下分流河道和河口壩沉積均有發(fā)育，層序中同時(shí)發(fā)育基準(zhǔn)面上升半旋回和下降半旋回的沉積記錄，其沉積旋回為向上變深之后又變淺的對(duì)稱性旋回。這種情況在研究區(qū)不發(fā)育。

3.23級(jí)層序

通過對(duì)4級(jí)層序的研究與劃分，研究區(qū)內(nèi)識(shí)別出了4個(gè)3級(jí)層序，自下而上分別命名為SQ1、SQ2、SQ3和SQ4，這4個(gè)3級(jí)層序的界面為區(qū)域性沖刷侵蝕面和最大湖泛面，區(qū)域性侵蝕沖刷面代表3級(jí)層序基準(zhǔn)面下降到最低點(diǎn)位置時(shí)發(fā)育的具有一定規(guī)模的沖刷面，一般為河口壩與水下分流河道的界面，最大湖泛面為3級(jí)層序基準(zhǔn)面上升達(dá)到最高點(diǎn)位置時(shí)的前三角洲或?yàn)I湖沉積的頂面。

3級(jí)層序基準(zhǔn)面旋回是在4級(jí)層序基準(zhǔn)面旋回的基礎(chǔ)上劃分的，其上升半旋回主要由一系列代表水體逐漸加深的4級(jí)基準(zhǔn)面旋回層序疊加而成，下降半旋回主要由一系列代表水體逐漸變淺的4級(jí)基準(zhǔn)面旋回層序疊加而成。3級(jí)層序基準(zhǔn)面旋回SQ1由8個(gè)4級(jí)層序基準(zhǔn)面旋回疊加而成，SQ2由12個(gè)4級(jí)層序基準(zhǔn)面旋回疊加而成，SQ3和SQ4均由9個(gè)4級(jí)層序基準(zhǔn)面旋回疊加而成。每個(gè)3級(jí)基準(zhǔn)面旋回的頂、底界均為由侵蝕沖刷面組成的層序界面。一般底部為河口壩，頂部為水下分流河道，內(nèi)部由水下分流河道、水下分流間灣、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂、濱淺湖泥及半深湖—深湖泥巖組成。

表1　松遼盆地地層與長(zhǎng)期旋回劃分表［19］

3.32級(jí)層序

2級(jí)層序由3級(jí)層序疊加而成。通過對(duì)4級(jí)、3級(jí)層序的研究與劃分，研究區(qū)劃分為1個(gè)2及層序。上升半旋回由3級(jí)基準(zhǔn)面旋回SQ4、SQ3和SQ2的上升半旋回組成，下降半旋回由SQ2的下降半旋回和SQ1組成。整個(gè)2級(jí)層序就是1個(gè)由漏斗形和鐘形組成的長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回。

4　3級(jí)層序地層內(nèi)砂體與油氣分析

4.1SQ1層序

SQ1層序沉積時(shí)期是水體下降時(shí)期，水體較淺，物源供給充足。底界為營五段底部，頂界為營五段頂部，與上部層序的分界為侵蝕基準(zhǔn)面。SQ1層序由9個(gè)4級(jí)層序組成，主要發(fā)育扇三角洲沉積。由于扇三角洲是在近物源、快速堆積下形成的，因而巖性粗，磨圓度、分選性較差。研究區(qū)北部和東南部發(fā)育扇三角洲沉積，西南、西北和東北部發(fā)育半深湖沉積。扇三角洲前緣水下分流河道在整個(gè)SQ1中下部普遍發(fā)育，粒度粗，厚度大；上部發(fā)育河口壩，頂部發(fā)育席狀砂，頂部的東南部局部發(fā)育前扇三角洲。巖性自下而上逐漸變細(xì)，扇三角洲前緣水下分流河道和河口壩是重要的巖相類型。SQ1層序在研究區(qū)發(fā)育重要的儲(chǔ)集層。

4.2SQ2層序

SQ2層序沉積時(shí)期，水體由開始上升到上升到最大位置。水體加深，物源供給匱乏，水體能量減弱，沉積物粒度變細(xì)，整體呈欠補(bǔ)償環(huán)境特征。SQ2層序底界為營五段頂部，頂界為營四段頂部，局部井在營四段上部，與上、下部層序的分界為侵蝕基準(zhǔn)面。SQ2層序由9個(gè)4級(jí)層序組成，研究區(qū)大部分面積發(fā)育半深湖—深湖和濱淺湖沉積；半深湖—深湖沉積在研究區(qū)西南部，濱淺湖沉積在研究區(qū)東部、西北部和南部偏東。北部和東部偏南為辮狀河三角洲沉積。這一時(shí)期沉積了巨厚的生油巖，是研究區(qū)重要的生油層。

4.3SQ3層序

SQ3層序形成于水體下降時(shí)期，其底界為營四段頂部，頂界在營三段頂部附近，與上、下部層序的分界為侵蝕基準(zhǔn)面。SQ3層序由12個(gè)4級(jí)層序組成。研究區(qū)分選性、磨圓度較好，西北部為辮狀河三角洲前緣的水下分流河道、河口壩、席狀砂沉積，東部、南部及東南部為濱淺湖沉積，西部的中部為辮狀河三角洲的水下分流間灣沉積。辮狀河三角洲前緣的水下分流河道、河口壩、席狀砂沉積微相是研究區(qū)又一重要儲(chǔ)集層類型，該層序儲(chǔ)集層發(fā)育。

4.4SQ4層序

SQ4層序也是形成于水體下降時(shí)期，底界為營三段頂部，頂界為營一段頂部，與上、下部層序的分界均為侵蝕基準(zhǔn)面。SQ4層序由8個(gè)4級(jí)層序組成。研究區(qū)西南部為辮狀河三角洲前緣水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂沉積，北部為濱淺湖沉積，東南部及其過渡帶為辮狀河三角洲的水下分流間灣沉積，該層序也是重要的儲(chǔ)集層發(fā)育區(qū)。

5　結(jié)論

（1）以地震、測(cè)井和地質(zhì)相結(jié)合的方法對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了層序地層研究。對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了層序界面的識(shí)別，將研究區(qū)劃分出了1個(gè)2級(jí)層序，4個(gè)3級(jí)層序，38個(gè)4級(jí)層序。并識(shí)別出了3種4級(jí)基準(zhǔn)面旋回層序的基本類型，即向上“變深”的非對(duì)稱旋回、向上“變淺”的非對(duì)稱旋回和向上“變深”復(fù)“變淺”的對(duì)稱旋回，并對(duì)每種旋回特征進(jìn)行了分析。

（2）選擇了典型剖面進(jìn)行了層序地層研究。從劃分出的4個(gè)3級(jí)層序SQ1—SQ4看到，SQ1為扇三角洲和濱淺湖沉積，SQ2主要為濱淺湖和半深湖—深湖沉積，SQ3和SQ4均為辮狀河三角洲和濱淺湖沉積。其中SQ2的濱淺湖和半深湖—深湖沉積發(fā)育重要的生油巖沉積，其余3個(gè)3級(jí)層序的扇三角洲、辮狀河三角洲的水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩是重要的儲(chǔ)集層類型。

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TE34

A

1004-5716（2016）07-0026-05

2015-07-15

2015-07-29

許君玉（1964-），女（漢族），山東濰坊人，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事油氣勘探研究工作。