渤中凹陷西次洼陡坡带427地区东营组高精度层序地层与岩性圈闭识别研究

杨 波,徐长贵王丽君,吴昊明,王改卫 (中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院,天津300452)

渤海海域渤中凹陷427地区包括石臼坨凸起向渤中凹陷的倾末端及其围区,位于渤中凹陷的西北部,西面和南面与渤中凹陷以石南二号断层相接、东面呈宽缓斜坡与渤中凹陷相接,区带三面环洼,包括西部陡坡带、凸起倾末端和东部缓坡带3个构造带 (见图1)。427构造目前已钻探井10余口,分别在新近系、古近系东营组、潜山都获得了不同程度的油气发现,揭示了该区具复式油气成藏的特点。但是经历了三十多年的勘探,在427构造上并没有突破性的发现,那么油气到底富集在什么地方?427构造上几乎所有的高点均有钻井,虽然有发现,但并没有发现油气富集区。显然,本区勘探必须转换思路,即坡上没有油气富集,需考虑在坡下寻找;构造圈闭没有油气富集,需考虑地层岩性圈闭[1～5]。下面,笔者以 427地区西部陡坡带为主,开展了石南陡坡带高精度层序地层格架下的沉积体系研究和岩性圈闭识别研究,并通过勘探实践获得了巨大成功,对渤海海域其他类似地区的岩性勘探提供了重要的借鉴。

图1 渤中凹陷 427地区区域位置图

1 地质背景

图2 427地区西部陡坡带坡折特征

427地区西部陡坡带处于石臼坨凸起与427构造带相交的夹角地带,一个特殊的坡折带位置,石南一号断裂和石南二号断裂在此处相交,组成一个 “墙角式”陡坡坡折带,这个陡坡坡折带并不是一个由2条单一的断裂组成的,而是由多个复杂断裂组成的一个复式墙角陡坡坡折带 (见图2)。从沉积角度来看,这种坡折带有利于水流的汇聚,从而有利于砂体富集[6～10]。

坡折带之上为石臼坨凸起,石臼坨凸起在东二段沉积之前长期处于剥蚀状态,是良好的物源区,主要母岩包括太古界变质岩、古生界碳酸盐岩以及中生界火山岩。427构造在沙河街组沉积时期处于剥蚀状态,大部分地区在东营组开始接受沉积,只有局部地区在沙一段沉积时期接受了沉积。广阔的长期剥蚀的物源区为该区砂岩富集提供了物质基础。

2 渐新世东营组高精度层序地层分析

渤海海域渤中凹陷渐新世东营组是二级层序,研究的主要对象是东二下亚段,在层序级次上相当于三级层序[6],该层序顶、底面均为大型不整合面,该层序之下为东三段,之上为新近系馆陶组,该地区缺失东二上亚段。

根据钻井、测井、古生物等资料进行单井高精度层序地层分析,单井层序进行联井对比,建立钻井层序地层格架,地震上根据地震反射特征进行地震层序的识别,同时进行井-震层序对比,建立综合层序地层格架。

2.1 高精度钻井层序地层及其沉积体系构成分析

从钻井资料分析,该区东二段层序可识别出3个4～5级基准面旋回,从下至上依次命名为SQ1、SQ2、SQ3(见图3)。

1)SQ1旋回 SQ1旋回是一个较为完整的对称的旋回,旋回底界面为不整合面,该旋回的顶界面为顶超面,从测井曲线和岩性组合特征看,该旋回总体表现为从退积到进积的的叠加样式,基准面上升到下降的转换位置表现为高值GR(γ曲线)和低值电阻的特征,岩性为大套浅灰色泥岩和灰色泥岩,古生物上藻类含量较高,具有湖泛沉积特征。上升半旋回下部为退积型辫状三角洲体系,下降半旋回上部为进积型辫状三角洲体系。在427构造区,该旋回砂体稳定发育 (见图3、图4)。

2)SQ2旋回 SQ2旋回为一进积叠加样式的半旋回,测井曲线呈漏斗型组合,岩性由细变粗,藻类含量由高到低,反映了水体逐渐变浅的一个过程。沉积体系主要为进积型辫状三角洲。427构造带由北向南,沉积体系离物源越来越远,该旋回砂岩含量和砂岩厚度逐渐减少 (见图3、图4)。

图3 BZ3-1-B井东营组层序精细划分

3)SQ3旋回 SQ3旋回顶部为不整合面,顶部遭受强烈剥蚀。该旋回多数井钻遇大套泥岩,虽然为一套泥岩,但从GR测井曲线仍能看出其水体由下至上逐渐变浅的过程,主要表现上部的曲线幅度较下部曲线幅度大,表明上部曲线泥质不纯;古生物上、下部藻类含量要略高于上部藻类含量,也表明了由下至上水体逐渐变浅的特征 (见图3、图4)。

从联井对比分析表明,这3个旋回在全区都有较好的发育,厚度稳定。总体来看,辫状三角洲在北部要比南部发育。

图4 427地区东营组高精度层序地层对比图

2.2 高精度地震层序格架及其沉积体系构成分析

在地震剖面上,根据地震反射终止方式和地震波组特征,同样可以识别出3个基准面旋回。通过钻井在地震上的标定,这3个基准面旋回与钻井上的旋回划分是一致的 (见图5)。

SQ1旋回在地震上底界面为一连续性较好的中强振幅同相轴,其上见前积反射,向凹陷方向,前积反射逐渐变成一套弱反射;顶界面为连续性较好的反射同相轴,该面之上见斜交前积反射,该界面对应钻井上的基准面上升半旋回到基准面下降半旋回转换的位置,应解释为最大洪泛面,其地震层序内的前积反射为辫状三角洲前缘沉积。SQ2顶界面也是一个顶超面,SQ3的顶界面为区域不整合面即馆陶组的底界面。SQ2旋回内部均见良好的前积反射,为不同期次的辫状三角洲前缘反射特征。SQ3旋回以中振幅的平行反射为主,局部见良好的前积反射,应解释为以浅湖沉积为主,局部夹辫状三角洲前缘沉积 (见图5)。

图5 427地区西部陡坡带东二下亚段地震层序格架

3 岩性圈闭的识别与特征

基于上述的研究,在不同的基准面旋回内,对其地震相、地震属性、地震反演等地球物理属性进行分析,精细确定每个旋回内沉积体边界、顶面形态,分析其构成岩性圈闭的可能性,并对岩性圈闭的圈闭要素进行描述。

SQ1上升半旋回内,从其地震相特征看,主要以北东-南西方向的斜交前积反射为主,地震相在平面上呈扇形分布,向南西方向尖灭;沿SQ1旋回顶面提取振幅属性,发现振幅异常,在平面上也呈扇形分布,从边界断层向南西方向,振幅由强变弱;沿SQ1顶面向下开20ms时窗提取平均绝对振幅,振幅异常,同样也表现出扇形的外形特征。根据阻抗反演资料,该区东营组砂岩波阻抗偏低,泥岩波阻抗偏高,沿SQ1层序顶界面向下开40ms时窗,阻抗平面特征表明边界断层附近呈低阻抗异常,是砂岩的反映,外形同样呈扇形展布 (见图6)。综合上述地震物理信息,可精确确定砂体分布范围,通过阻抗反演追踪出砂体顶面形态,岩性圈闭面积为16.2km2,闭合幅度580m,该砂体与断层一起构成岩性圈闭 (见图7(a)、(b))。

图6 427地区西部陡坡带SQ1层序上升半旋回地震相平面展布图与地震属性特征

与SQ1上升半旋回相似,根据SQ1下降半旋回、SQ2旋回综合地震物理信息,可精确确定砂体分布范围并追踪出砂体顶面形态,砂体最大面积分别为18.6km2、16.7km2,闭合幅度分别为600m、295m,砂体与边界断层一起构成岩性圈闭 (见图7(c)、(d)、(e)、(f))。

4 勘探实践

该岩性圈闭实施钻探后,成果显示与钻前预测相符,东二下亚段砂体发育、砂岩含量在30%左右,储盖组合良好,基本上有砂岩就见有油气显示。其中SQ1、SQ2层序砂岩最为发育,证实为辫状三角洲前缘砂体,砂岩单层厚度平均12m左右,单层最大厚度达26m;测井解释油层60余米,多数集中于SQ1、SQ2层序的砂岩中;在SQ2层序中油层段3020～3060m进行DST测试,采用∅11.91mm油嘴获得日产油200m3、日产气10000m3的高产油气流;整个岩性圈闭储量规模可达3000km3以上,勘探实践获得了巨大成功。

5 结 语

陡坡带是箕状凹陷油气勘探的重要构造带,隐蔽油气藏发育,陆地油田已经做了很多有益的勘探实践,取得了丰硕的成果。但是陡坡带也具有构造、沉积相带迁移变化和构造-岩性圈闭分布的控制因素复杂的难题。笔者通过对427地区西部陡坡带东营组构造背景下的岩性圈闭精细雕刻,并付诸于勘探实践,取得了巨大成功,打开了渤中凹陷古近系岩性圈闭勘探的新局面,这也为渤海海域其他类似地区的岩性勘探提供了重要的借鉴。

图7 427地区西部陡坡带不同层序沉积体系分布及其顶面形态图

[1]夏东领,林社卿,全书进,等.泌阳凹陷南部陡坡带隐蔽油气藏形成条件与勘探技术 [J].石油天然气学报,2007,29(5):63～65.

[2]李素梅,庞雄奇,邱桂强,等.东营凹陷北部陡坡带隐蔽油气藏的形成与分布 [J].石油与天然气地质,2004,25(4):416～421.

[3]陈业全,陈发亮,杨小波.东濮断陷湖盆兰聊陡坡带扇体形成机制及成藏规律研究 [J].地球物理学进展,2004,19(2):348～356.

[4]温志新,王红漫,陈春强,等.南襄盆地泌阳凹陷南部陡坡带隐蔽油气藏形成与分布 [J].石油实验地质,2006,28(2):117～122.

[5]孔凡仙.东营凹陷北带砂砾岩扇体勘探技术与发展 [J].石油学报,2000,21(5):27～31.

[6]徐长贵.渤海古近系坡折带成因类型及其对沉积体系的控制作用 [J].中国海上油气,2006,18(6):365～370.

[7]徐长贵,于水,林畅松,等.渤海海域古近系湖盆边缘构造样式对沉积层序的控制作用[J].古地理学报,2008,10(6):633～640.

[8]徐长贵,周心怀,杨波,等.渤中凹陷石南陡坡带构造-岩性复合圈闭的形成及分布规律 [J].现代地质,2009,23(5):887～893.

[9]张善文,隋风贵,陈宝宁,等.济阳凹陷下第三系陡陡岸沉积模式[J].沉积学报,2001,19(2):219～223.

[10]肖焕钦,王宝言,陈宝宁,等.济阳凹陷陡坡带断裂控砂模式[J].油气地质与采收率,2002,9(5):20～22.