高精度层序地层学在滩坝砂体勘探中的应用_以惠民凹陷沙四上亚段为例_郭艳东

󰀁[收稿日期]2009-06-10󰀁[作者简介]郭艳东(1984-),男,2004年大学毕业,硕士生,现主要从事油气田开发、开发地质方面的学习与研究工作。高精度层序地层学在滩坝砂体勘探中的应用

󰀁󰀁󰀁以惠民凹陷沙四上亚段为例

󰀁󰀁郭艳东,赵英杰,姜在兴󰀁(中国地质大学(北京)能源学院,北京100083)

[摘要]山东济阳坳陷的惠民凹陷目前以滩坝相的勘探为主。惠民凹陷内部各个区域沉积环境差异较大,

研究区沙四上亚段地层深度大,而且沉积砂体分布不连续,仅仅利用地震剖面来研究识别滩坝砂体存在

困难。在滩坝相的勘探中,首先利用高精度层序地层学方法建立高精度层序地层格架,再以层序地层格

架为单元,结合录井、测井和地震资料识别滩坝相。另外针对研究区的特点,采用󰀁分区选取重点井,

相邻井对比󰀁的方法,应用高精度层序地层学,将研究层位作为一个三级层序进行层序地层划分,结合

测井和岩心资料的综合分析,有效的将体系域界面识别出来,建立了全区的高精度层序地层格架。在格

架内对滩坝砂体进行研究识别。

[关键词]惠民凹陷;沙四上亚段;滩坝;高精度层序地层学

[中图分类号]TE121󰀁34[文献标识码]A󰀁󰀁[文章编号]1000-9752(2009)05-0209-

04

惠民凹陷为济阳坳陷内最大的次一级凹陷(图1),呈北北东向延伸,东西长约130km,南北宽30

~70km,面积约7000km2。惠民凹陷沙四上亚段沉积时期,为初始裂陷沉降期,中央隆起带还没有形

成,此时凹陷内的状态为山高盆深[1]。

󰀁󰀁图1󰀁研究区构造位置图前人对于惠民凹陷沙四段层序地层和沉积体系的研究较

少。绍鸣、范宜仁等将沙四段作为一个层序划分为3个体系

域:低位域、湖侵域和高位域[2]。杨剑萍等认为惠民凹陷南

部沙四上亚段仍发育洪水-漫湖沉积[3]。黄高健等认为临南

洼陷是惠民凹陷的主要生油洼陷,沙四上亚段烃源岩为较好

-好烃源岩,具备形成工业油气藏的潜力[4]。

经过对多口探井资料的研究分析认为,可将沙四上亚段

作为一个层序进行3个体系域的划分。因为沙四上亚段地处

深层,地震资料不完整,而且不清晰,用来标定层序界面难

免会使追踪困难,整个沙四段地层厚度较大,作为一个层序

划分已经不适应油田精细开采的要求。将沙四上亚段作为一

个层序进行高精度层序地层划分,将测井、岩性和泥岩颜色

的变化作为层序界面确定的依据,在层序内部重点对滩坝的沉积特点和展布方式进行了研究。

1󰀁高精度层序地层格架的建立

惠民凹陷沉积环境在全区范围内差异较大,而地震资料的精度不够,难以进行全区的体系域界面追

踪。利用高精度层序地层学理论并结合󰀁分区选取重点井,相邻井对比󰀁的方法来解决这一问题。在惠

民凹陷的各个次级构造中分别选取一口地层厚度大,岩性、测井等资料齐全的井作为标准井进行高精度󰀁209󰀁石油天然气学报(江汉石油学院学报)󰀁2009年10月󰀁第31卷󰀁第5期JournalofOilandGasTechnology(J󰀁JPI)󰀁Oct󰀁2009󰀁Vol󰀁31󰀁No󰀁5层序地层的划分,然后与这些标准井相邻的井可以对照进行层序地层的划分,做出垂向的连井剖面,从

而建立整个凹陷的高精度层序地层格架。

1󰀁1󰀁夏509井沙四上亚段高精度层序地层划分

夏509井位于凹陷西南部,沙四上亚段地层完整,将其作为一个三级层序划分为3个体系域

(见图2)。

󰀁󰀁图2󰀁惠民凹陷夏509单井层序地层分析

初泛面是湖平面在下降到最低点经一段稳定的时期以后快速回返的一个面,是低水位体系域和湖侵

体系域的分界面[5],该面上下盆地沉积环境具有明显的差异。夏509井低位域与湖侵域的分界面位于该

井3255m处,界面之下为滨浅湖-滩坝沉积,界面之上则变为较深水的半深湖-风暴岩沉积,表现为沉积

物粒度向上变细,岩石颜色变深。界面之下准层序叠加方式为进积式,界面之上准层序叠加方式为退积

式。该界面是一个明显的沉积转换面。

最大湖泛面是相对湖平面上升到最大时的一个相对平衡面[5],此时水域广阔,沉积以深灰色细粒泥

岩为主。夏509井3235m处为最大湖泛面,界面之下为表现为较深水的细粒沉积,界面之上则为滨浅

湖的滩坝沉积。该界面上下的沉积相从深湖-半深湖泥岩相突变为滨浅湖滩坝相,有明显的沉积间断。

另外界面之下准层序叠加方式为退积式,界面之上准层序叠加方式为进积式。另外,低位域与湖侵域的

界面确定方法还有泥岩颜色,如界面之下为红色或者绿色,界面之上泥岩颜色为深灰色,表明沉积环境

由氧化环境转变为还原环境,水深明显加大,为低位域与湖侵域的分界面。湖侵域与高位域的分界面即

最大湖泛面的识别在划分体系域中至关重要。

1󰀁2󰀁惠民凹陷沙四上亚段层序地层格架

在单井高精度层序地层分析的基础上,将与标准井相邻的井与之对比进行高精度层序地层划分,最

后作出一条贯穿全区的层序地层格架。以体系域为单位,根据沉积学和层序地层学原理,结合各种测井

和录井资料,将滩坝砂体识别出来。

从惠民凹陷沙四上亚段东西向的层序地层格架及沉积相对比剖面(图3)可以看出,沙四上亚段沉

积时期惠民凹陷位于基准面之下,属于滨浅湖沉积。低位域时期基准面下降,A/S比值较小(A为可

容纳空间;S为沉积物供给量),由砂泥岩频繁互层可以看出在低位域中存在若干个基准面的小幅升降󰀁210󰀁󰀁石油天然气学报(江汉石油学院学报)2009年10月过程,沉积砂体厚度大,连续性强,以三角洲和滩坝沉积为主。湖侵域时期A/S比值较大,可容空间

较大,盆地中部主要发育泥页岩,盆地边缘发育少量薄层滩坝砂体。高位域时期A/S比值较小,可容

空间变小,凹陷东部沉积地层厚度较大。滩坝砂体主要发育时期为基准面下降时期,此时可容空间小,

三角洲,缓坡浅水三角洲在湖浪的冲刷回流作用下搬运再沉积形成了滩坝。

图3󰀁惠民凹陷沙四上亚段层序地层格架

2󰀁相分析

在建立全区的高精度层序地层格架的的基础上,结合录井数据和岩心观察等资料,并根据高分辨率

层序地层学理论,做出沙四上亚段低位域沉积相图(图4(a))和高位域沉积相图(图4(b))。惠民凹

陷沙四上沉积时期,气候变得湿润,盆地由早期的洪水漫湖演化为正常湖泊,但以滨浅湖发育为特征,

深湖-半深湖分布范围极小。此时,大量陆源碎屑流入湖盆,凹陷西部发育三角洲沉积,临邑、宿安和

商河等大部分地区发育滨浅湖滩坝沉积,阳信洼陷发育扇三角洲。该时期最大沉积中心在阳信洼

陷[6~8]。

滩坝相发育在滨浅湖中,发育滩和坝两种微相。坝沉积主要岩性为厚度大于2m的灰色粉砂岩或细

砂岩,呈透镜状。垂向上与泥岩互层。单层砂体厚度大,粒度适中,分选好,是很好的油气储层。主要

分布于凹陷的中部,推测物源为三角洲前缘砂体。滩沉积的主要岩性为小于2m的灰色粉砂岩,呈席状

和较宽的条带状,一般分布于坝砂体的周围,常与滨浅湖的泥岩互层沉积。滩坝砂体沉积构造类型多

样,常见层理有平行层理、波状层理、砂纹层理、槽状交错层理、块状层理、水平层理等,以低角度多

向倾斜的浪成交错层理发育为特征。

3󰀁勘探前景预测

1)惠民凹陷深层勘探的重点是寻找以滩坝砂体为主的隐蔽油气藏,地震剖面的分辨率无法达到勘

探的要求,但通过对惠民凹陷沙四上亚段利用高精度层序地层学研究得出:滩坝砂体在惠民凹陷沙四上

亚段的低位体系域和高位体系域发育较多。滩坝砂体沉积的特点是砂体展布不连续,单层厚度较小,砂

体展布特点是平行于凹陷缓坡带的滨浅湖三角洲前缘发育。

2)惠民凹陷的临邑、宿安和商河等大部分地区沙四上亚段低位域和高位域发育滨浅湖滩坝沉积,

坝砂单层厚度大于2m,砂体分选磨圆好,是有利的油气储集层,可以作为下一步勘探的目标。󰀁211󰀁第31卷第5期郭艳东等:高精度层序地层学在滩坝砂体勘探中的应用󰀁

图4󰀁惠民凹陷沙四上亚段沉积相

4󰀁结󰀁󰀁论

1)通过对惠民凹陷沙四上亚段的高精度层序地层分析,可知滩坝相主要发育于基准面下降时期的

低位域和高位域时期,展布情况为不连续分布于大型三角洲前缘的滨浅湖内。

2)目前对于惠民凹陷中部沙四上亚段地层的开采度不高,滩坝砂体分选好,尤其是坝砂体单层厚

度大,是很好的储集层,并且距离滩坝砂体较近的临南洼陷沙四段有较好的烃源岩,故惠民凹陷沙四上

亚段的滩坝砂体可以形成较好的岩性油气藏。对惠民凹陷沙四上亚段以体系域为单位作出了滩坝展布

图,可以作为下一步勘探的目标。

[参考文献]

[1]姜在兴,操应长󰀁砂体层序地层及沉积学研究[M]󰀁北京:地质出版社,2000󰀁64~65󰀁

[2]邵鸣󰀁惠民凹陷深层层序格架特征与沉积体系分布预测[D]󰀁北京:中国石油大学,2007󰀁60~65󰀁

[3]杨剑萍󰀁山东惠民凹陷中央隆起带古近系沙河街组层序地层特征及控制因素研究[J]󰀁沉积学报,2003,21(4):67~73󰀁

[4]黄高健,孙钰,姜在兴󰀁惠民凹陷西部沙四段油气成藏条件分析[J]󰀁油气地质与采收率,2007,14(4):38~44󰀁

[5]姜在兴󰀁层序地层学原理及应用[M]󰀁北京:石油工业出版社,1996󰀁

[6]马士忠󰀁惠民凹陷古近纪构造与沉积演化及油气成藏模式[D]󰀁北京:中国地质大学(北京),2007󰀁

[7]张铭󰀁高分辫率层序地层学在惠民四陷下第三系隐蔽油气藏研究中的应用[D]󰀁北京:中国地质大学(北京),2002󰀁1~19󰀁

[8]赵省民,王计堂󰀁高分辨率层序地层学在东海古新近系油气地质条件预测中的应用[J]󰀁海洋地质与第四纪地质,2007,27(4):

61~65󰀁

[编辑]󰀁宋换新󰀁212󰀁󰀁石油天然气学报(江汉石油学院学报)2009年10月coefficientof0.3~0.5isthetype󰀁gas,energystoragecoefficientof0.1~0.3istype󰀁gasreservoir.Keywords:OrdosBasin;Suligegasfield;BlockSu20;gasreservoirdistribution;reservoirevaluation.

197AnalysisonControllingFactorsandReservoirCharacteristicsofChang3Formationin

YanwuHighlandinOrdosBasin

LIUJun-feng,ZHOUXue-jun󰀁(No.2OilProductionPlantofChangqingOilfield,Qingyang745000,Gansu,China)DIAOFan󰀁(DepartmentofGeochemistry,YangtzeUniversity,Jingzhou,434023Hubei,China)LIJie󰀁(InstituteofPetroleumExplorationandDevelopment,HuabeiOilfieldCompany,Renqiu062552,He-bei,China)Abstract:Byanalyzingthedataofcoreobservation,thinsectionsofsandstonesandintrusivemercurycurve,thepetro-logiccharacters,porecharacteristics,poretextureandporetypesofthereservoirinChang3FormationinOrdosBasinwerestudied,andthemajorfactorinfluencingreservoirperformancewereanalyzed󰀁Theresultindicatesthatthereser-voirsofChang3Formationaremainlyfeldspathic-lithicsandstonesanddebris-feldsparsandstones,thereservoirspaceisintergranularporeandintragranulardissolvedporeprimarily,thethinnesslarynxandmicrolarynxarethebasicseepagepassages,anditistypicallowhole,specialhypotonicreservoir󰀁Inplan,thereservoirphysicalpropertyiscon-trolledbysedimentaryfacieszone󰀁Inverticaldirections,thepoorreservoirphysicalpropertyisinducedbycompactionandcementation,thereservoirphysicalpropertyisimprovedbydissolutionatsomeextents.Keywords:reservoircharacteristics;controllingfactor;Chang3Formation;Yanwuhighland;OrdosBasin