遼河西部凹陷沙四段地層劃分與對(duì)比分析

田 璐

（中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦 124010）

圖1 西部凹陷中北部沙四段地層厚度等值線圖（地震資料編繪）

始新世沙四段沉積時(shí)期，西部凹陷總體為一個(gè)東陡西緩的箕狀斷陷，沉積厚度具有東厚西薄的特點(diǎn)（見圖1）。由于該時(shí)期凹陷處于強(qiáng)烈斷陷期，湖盆范圍較大，研究區(qū)的大部分區(qū)域都被湖水覆蓋并接受湖相沉積。從鉆井、錄井及各種分析化驗(yàn)資料來看，沙四段不論在縱向上還是橫向上都以細(xì)粒巖沉積為主，即主體以較深水的湖相泥頁巖、泥質(zhì)碳酸鹽巖、油頁巖為特征，僅在靠近凹陷東界的臺(tái)安-大洼斷層一線存在有來自于中央凸起的粗碎屑物質(zhì)堆積，在個(gè)別水下隆起區(qū)上分布有少量的粒屑碳酸鹽巖，來源于西部凸起的粗碎屑物質(zhì)分布十分局限。在過去相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，除高升地區(qū)和西斜坡的杜家臺(tái)、曙光地區(qū)外，沙四段一直是作為烴源巖來對(duì)待的，只是近年來隨著致密油勘探的興起，凹陷深部位的沙四段才引起了越來越多的重視。

從前人研究成果和勘探實(shí)踐中不難發(fā)現(xiàn)，沙四段的頂部界線和沙四段內(nèi)部各個(gè)次級(jí)層段的劃分標(biāo)準(zhǔn)都極其不統(tǒng)一。比如，沙四段高升油層的命名地是高升地區(qū)，是特指一套以粒屑灰?guī)r或粒屑云巖夾灰綠色泥巖、灰色泥巖的巖石組合；同樣，杜家臺(tái)油層段的命名地為西斜坡杜家臺(tái)地區(qū)，是特指一套灰白色砂巖、砂礫巖與灰、褐灰、棕紅色泥巖間互層，頂部灰色泥巖與油頁巖、鈣質(zhì)泥巖、白云質(zhì)石灰?guī)r薄層間互的巖石組合（引自遼河石油地質(zhì)志）。這兩套地層因相變?cè)诤芏痰木嚯x內(nèi)都發(fā)生了明顯變化，在凹陷深部更是變得面目全非，故其進(jìn)一步細(xì)分需要一些確定性或可操作性的標(biāo)志[1-4]。

1 沙四段各亞段的劃分和對(duì)比

由于研究區(qū)已經(jīng)過多年勘探，對(duì)地層層系的命名已形成體系。為方便生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用，在對(duì)沙四段內(nèi)部各個(gè)次級(jí)層段的劃分和對(duì)比時(shí)，在堅(jiān)持等時(shí)對(duì)比原則的基礎(chǔ)上，充分兼顧了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的原有地層名稱。即以五級(jí)旋回層序I 對(duì)應(yīng)于高升層（S4g），層序II 對(duì)應(yīng)于杜家臺(tái)油層的杜三層（S4d3），層序Ⅲ和層序Ⅳ的上升半旋回對(duì)應(yīng)于杜家臺(tái)油層的杜二層（S4d2），層序Ⅳ的下降半旋回對(duì)應(yīng)于杜家臺(tái)油層的杜一層（S4d1）。按照此方案，在本次研究工作中對(duì)全區(qū)百余口鉆井的沙四段進(jìn)行了詳細(xì)的劃分和對(duì)比，編制了詳細(xì)的地層分層數(shù)據(jù)表，實(shí)現(xiàn)了全區(qū)沙四段分層的統(tǒng)一。

2 沙四段地層對(duì)比結(jié)果分析

為了真實(shí)、客觀地描述研究區(qū)沙四段地層的變化規(guī)律，在研究的過程中，根據(jù)單井地層劃分的結(jié)果，還優(yōu)選了多口重點(diǎn)井，并繪制了多條連井地層對(duì)比剖面。

沿湖盆短軸方向繪制的數(shù)條連井剖面分別位于研究區(qū)的北部、中部及南部，從對(duì)比分析的結(jié)果可以看出：北部的高升地層比較平緩，地層的厚度變化較小，往東地層厚度略有增大，并且沙四段下部的高升地層厚度差異性最大，向上則差異性越來越小；中部地區(qū)從西往東地層的厚度越來越大，說明了湖盆基底具有西部較高東部較低的特征。高升層和杜三層的地層厚度差異比較明顯，向上則差異性越來越小，從而說明湖盆經(jīng)歷了緩慢充填的過程。南部地區(qū)的基底地形差異性最明顯，表現(xiàn)出隆凹相間的格局特征，從地層對(duì)比上可以清楚地看出沙四段底部的高升層地層厚度差異性非常大，厚度為0 m 的地方處于水上無沉積剝蝕狀態(tài)，而在深度最大的地方，地層厚度最大可達(dá)200 m 左右。杜三層、杜二層及杜一層均繼承了高升層的沉積格局，但至杜二層沉積時(shí)期，南部的三個(gè)水上隆起僅剩下東側(cè)的興隆臺(tái)潛山仍出露水面，其余兩個(gè)潛山均已沒于水下，并且由杜三層到杜一層地層厚度差異逐漸減小，呈現(xiàn)出湖盆逐漸填平的特征。

圖2 過高古14-高40-高17-高31 井地震Vp/Vs 反演結(jié)果與鉆井結(jié)果對(duì)比圖

沿湖盆長軸分布的數(shù)條地層對(duì)比剖面分別位于研究區(qū)的東部、中部及中部偏西的位置，由其對(duì)比結(jié)果可知：受臺(tái)安-大洼控凹主斷裂和中央凸起的共同控制，東部地區(qū)沙四段地層沉積厚度較大，碎屑巖相對(duì)較發(fā)育。在高升層沉積時(shí)期，北部發(fā)育一個(gè)水上低隆，由北向南地層沉積厚度逐漸增大，反映了北高南低的基底地形特征。在北部以泥晶碳酸鹽巖與泥巖互層沉積為主，向南過渡為大套泥質(zhì)碳酸鹽巖沉積。此外，研究區(qū)東南部還存在興隆臺(tái)古潛山，該潛山在沙四段沉積時(shí)出露水面，一直未接受沉積。

靠近西部邊緣的曙131-曙123-曙古175-曙古168-雷93-雷88-雷3 地層對(duì)比剖面中各次級(jí)層段的厚度分布則相對(duì)比較穩(wěn)定，但在南部可見高升層全部及杜三層下部在曙光古潛山的高部位超覆缺失現(xiàn)象。除了高升層之外，其余的杜三層至杜一層的地層厚度差異逐漸減小，反映了基底由隆凹相間到逐漸平緩的湖盆充填過程。

沙四段碳酸鹽巖在橫向上具有如下特征：沙四段主要以發(fā)育兩套厚層碳酸鹽巖為標(biāo)志，第一套碳酸鹽巖位于高升層下部。由于沙四段沉積初期的古地貌呈隆洼相間的格局，碳酸鹽巖的分布在橫向上并不十分連續(xù)，起初呈零星孤立狀分布，而后隨著水體的加深、隆相間的地貌差異性越來越小，局部地區(qū)疊置相連，沉積的面積越來越大，橫向上連續(xù)性逐漸變強(qiáng)。第二套碳酸鹽巖位于杜三層，在沉積的過程中，凹陷內(nèi)隆洼相間的格局基本已經(jīng)填平，湖盆的基底比較平緩，沉積物在橫向上連續(xù)分布，巖性主要有褐灰色、褐黃色泥質(zhì)碳酸鹽巖夾灰褐色云（灰）質(zhì)泥巖，到東部陡坡帶區(qū)域，由于物源的作用，泥質(zhì)的含量越來越多，巖性逐漸變?yōu)楹只疑?、深灰色云（灰）質(zhì)泥巖，而越靠近湖盆西部邊緣區(qū)域，碳酸鹽的含量越來越少，巖性轉(zhuǎn)變?yōu)楹只疑妓猁}巖與深灰色泥巖互層，并且發(fā)育了一套以灰色泥巖夾灰白色、灰色碳酸鹽巖為主的巖性組合。因此，在杜三層沉積時(shí)期，由凹陷的中部地區(qū)到西部緩坡地區(qū)其沉積物從半深湖-深湖亞相褐灰色、褐黃色泥質(zhì)碳酸鹽巖相轉(zhuǎn)變?yōu)闇\湖泥巖，而在東部陡坡帶地區(qū)，由于物源的作用，扇三角洲發(fā)育比較，陸源碎屑物質(zhì)含量非常多，對(duì)碳酸鹽巖的沉積起到一定的限制作用。因此，由凹陷中心到東部陡坡帶地區(qū)其沉積物從半深湖-深湖亞相褐灰色、褐黃色泥質(zhì)碳酸鹽巖轉(zhuǎn)變?yōu)榘肷詈?深湖亞相云（灰）質(zhì)泥巖，并最終變成了扇三角洲相砂礫巖。

地震疊前Vp/Vs（縱/橫波比值）反演資料對(duì)沙四段碳酸鹽巖的反映較為敏感，根據(jù)對(duì)研究區(qū)地層對(duì)比剖面和相對(duì)應(yīng)的連井地震反演剖面進(jìn)行標(biāo)定后發(fā)現(xiàn)，碳酸鹽巖層往往對(duì)應(yīng)于Vp/Vs 的高值，且從Vp/Vs 反演結(jié)果所展示出的沙四段碳酸鹽巖層的縱橫向分布特征與地層對(duì)比結(jié)果所反映的規(guī)律相一致。這也從側(cè)面反映了本次地層對(duì)比結(jié)果的正確性（見圖2）。