孤北洼陷浊积水道砂体预测与岩性油气藏勘探

石世革

(中国石化胜利油田分公司，山东 东营 257000)



孤北洼陷浊积水道砂体预测与岩性油气藏勘探

石世革

(中国石化胜利油田分公司，山东 东营 257000)

针对孤北洼陷沙三段9砂岩组重力流浊积水道砂体预测问题，依据重力流沉积过程响应，对重力流沉积开展了期次划分与对比，将重力流自旋回划分为重力流势能向上减弱的退积旋回以及势能向上增强的进积旋回。浊积水道砂体发育于沉积不整合面之上的退积旋回之中，其在地震上主要表现为沿沉积不整合面之上的沟谷充填特征，据此将浊积水道砂体限定于等时地层格架之中。依据浊积水道砂体的地震响应特征，通过提取地震振幅厚度属性，预测了浊积水道砂体的分布。预测结果表明，浊积水道砂体不仅是形成岩性圈闭的有利储层，而且对油气分布具有重要的控制作用，是孤北洼陷开展岩性油气藏勘探的有利目标。该研究为孤北洼陷岩性油气藏的勘探指明了方向。

重力流；浊积水道；沉积不整合；岩性圈闭；岩性油气藏；孤北洼陷

0 引 言

孤北洼陷是济阳坳陷沾化凹陷的一个生油洼陷，洼陷内发育了一系列由重力流浊积水道砂体形成的岩性油气藏。近期部分探井、评价井在沙三段大套油页岩之中钻遇9砂岩组重力流浊积水道砂体而获得油气流，但由于9砂岩组的埋深都大于3 000 m，大套油页岩之中发育的储层较为致密，有利储层的分布难以确定，影响了该区岩性油气藏勘探的深入。

为明确孤北洼陷岩性油气藏的分布，利用岩心及测井所反映出的储层成因信息、重力流旋回划分与对比技术以及地震储层预测技术，精细预测并描述了浊积水道砂体与岩性油气藏的分布，为孤北洼陷岩性油气藏的勘探指明了方向。

1 重力流沉积过程响应

重力流注入湖盆后，依靠势能向湖盆内搬运[1-2]。重力流从产生到消亡，其沉积过程响应表现为：重力流产生阶段，随着其势能不断增强，高能的重力流向湖盆中心方向推进并形成反旋回的前积朵叶体沉积，同时重力流对下伏地层产生冲刷及下切作用，形成以发育沟谷为特征的沉积不整合[3-4]；重力流在消亡阶段，随着重力流势能的逐渐减弱，悬浮搬运的沉积物沿沟谷等古地貌低势区回填形成正旋回的浊积水道沉积[5]。早在20世纪60年代，Walker及Walton、Middleton等学者根据重力流能量变化提出，发育鲍马序列的浊积水道沉积(正旋回)是重力流能量逐渐衰减过程中形成的产物[6]。每一期重力流都有一个从产生到消亡的过程，因此，每一期完整的重力流沉积应由下部反旋回的前积朵叶体沉积以及上部正旋回的浊积水道沉积所组成，代表了不同期次与不同势能变化过程中的重力流在地层中留下的沉积记录[7]，具有时间和成因双重意义。因此，可以利用重力流沉积旋回中的能量变化开展重力流沉积期次划分与等时对比。

2 重力流沉积旋回划分与对比

受重力流沉积过积响应原理控制，不同成因类型的重力流沉积应分别属于不同时期、不同能量旋回作用下的产物。孤北洼陷沙三段9砂岩组发育的重力流自旋回沉积在旋回上具有明显的二分性，不同沉积旋回之中发育的储层具有不同的成因类型。

2.1 重力流沉积旋回划分

以研究区内目的层取心井Z76-2井为例，说明重力流沉积旋回划分。该井沙三段9砂岩组为深湖—半深湖相泥岩、油页岩中发育的一套重力流砂砾岩体。依据该井岩心、测井所反映出的旋回信息，将沙三段9砂岩组划分为Ⅰ、Ⅱ 2期不同成因的重力流沉积：Ⅰ小层的底部突变面为高能的重力流对湖相泥岩冲刷形成的沉积不整合SB1，Ⅰ小层顶部为重力流势能由弱到强的转换面mfs，该转换面之下为重力流势能由强转弱时形成的浊积水道沉积，岩心上发育向上变细的鲍马序列(正旋回)，SP测井上表现为钟型测井相组合；转换面mfs之上则为另一期重力流势能向上增强时形成的朵叶体沉积，在岩心上为反韵律沉积，在测井上表现为漏斗型测井相(图1)。

图1 Z76-2井沙三段9砂岩组重力流自旋回沉积期次划分

2.2 重力流沉积等时对比

同一期的重力流沉积形成于相同的能量旋回，不同成因类型的重力流沉积在等时地层格架中应分别属于不同的能量旋回。依据重力流能量旋回划分的成因地层在横向上具有较好的可对比性。在以旋回转换面mfs为沉积基准面、垂直于物源方向的连井对比剖面上，沙三段9砂岩组第Ⅰ期的湖底扇沉积由多个叠置的正旋回组成，每一个正旋回都代表了一期浊积水道充填。连井对比表明，不同井区浊积水道砂体的发育程度及物性与其所处部位的沟谷发育程度相关。与Z76-1、Z76-2井相比，处于沟谷发育程度越深的Zs2、Z76井，其正旋回的浊积水道砂体的发育程度越高，同时，储层在自然电位曲线上反映出来的渗透性也越好(图2)。

在过Zs2、Z76、Z76-2、Z76-1井的相对波阻抗地震剖面上(mfs层拉平)，发育于沉积不整合面SB1与旋回转换面mfs之间的I小层浊积水道砂体表现为不同程度的谷地充填特征，实际上，这些发育于沉积不整合面SB1之上的谷地正是重力流浊积水道砂体充填前水下残留的古地貌低势区，由于重力流具有优先充填古地貌低势区的规律，因此，谷地发育程度越深的部位，浊积水道砂体的充填程度越高。在相对波阻抗地震剖面上，谷地发育程度最高的部位位于Z76井附近，而Zs2、Z76-1、Z76-2井则处于谷地的侧缘(图3)。

图2 沙三段9砂岩组重力流旋回划分与小层对比

图3 沙三段9砂岩组浊积水道砂体在不同井区的地震响应特征

通过井震对比可以发现，第I期浊积水道砂体的发育程度及其储层物性都与谷地的发育程度及其充填程度具有较好的相关性。

在垂直重力流方向的地震剖面上可以看出，谷地的发育程度越深，则浊积水道砂体的发育程度越高；另外，在自然电位上所反映出来的储层物性上可以看出，谷地充填的程度越高，浊积水道砂体的渗透性也越好，如Z76井；而谷地侧缘或相邻2个谷地之间的部位，储层的发育程度不仅变差，储层的物性也明显变差，如Z76-2、Z76-1井。这表明，发育于谷地主体部位的浊积水道砂体，是形成岩性圈闭与岩性油气藏的有利储层[8-9]。

人本理念是以人为本，提倡人的自由并且关注人的价值。以人为本是科学发展观的核心，高校管理者必须确立有利于学生全面协调可持续发展的培养目标，不但要把学生培养成社会需要的人才，还要把学生培养成各种能力协调发展的人才。

3 浊积水道砂体分布预测

3.1 储层预测方法

浊积水道砂体的地震响应特征为开展沙三段9砂岩组有利储层预测提供了线索和依据。

首先，开展浊积水道砂体预测的前提是地震资料的精细处理。此次开展浊积水道砂体预测所采用的三维地震资料是经过处理的相对波阻抗数据体。李庆忠院士在“走向精确勘探的道路”一文中曾指出：开展地震储层预测应该采用相对波阻抗地震数据体，而不能用常规地震资料，原因是常规地震剖面上的同相轴代表的是地震反射系数在横向上的变化，而不是岩性在横向上的变化，只有彩色显示的相对波阻抗剖面上细微的颜色变化才反映了沉积界面上不同岩性的变化情况[10]；其次，开展浊积水道砂体预测的关键是要严格按照地震地层学的解释技术开展地震资料的层序地层学解释。既要保证沉积不整合面SB1在地震上不能穿时解释，又要保证在地震上解释的沉积旋回转换面mfs是上覆地震反射层的下超面。为此，在地震解释中要从有井钻遇的层位出发，按照合成地震记录标定的层位，沿彩色相对波阻抗剖面上浅蓝与深蓝色分界面追踪沉积不整合面SB1，同时，沿下超面追踪沉积旋回转换面mfs；最后，地震解释的网格密度要尽可能逐条解释，此次地震解释的网格密度为25 m×25 m，目的是防止在地震储层预测中浊积水道砂体的边界刻画不清，或漏掉某些浊积水道砂体，以提高储层预测的精度和质量。

3.2 储层预测结果

通过振幅厚度提取成像，较好地再现了沙三段9砂岩组浊积水道砂体在洼陷内的展布(图4)。

图中黄色、红色区域为地震上浊积水道砂体沿谷地发育充填的部位，从黄色到红色代表了谷地发育的程度与浊积水道砂体沿谷地充填的程度由低到高；从绿色到蓝色区域代表了谷地之间的水道间泥质粉砂与粉砂质泥以及湖相泥岩沉积。

图4 沙三段9砂岩组浊积水道砂体分布预测

在储层预测平面图上，沿Z75井向南至Zs2井一带、沿Z76井向南至Z57-1井区一带以及Z76-2井南缘一带发育了多条呈北东—南西向展布的浊积水道砂体(黄色区域)，这些浊积水道砂体与水道间沉积(绿色区域)相间展布。水道宽度变化较大，一般在100～500 m之间，沿走向上浊积水道存在分支与合并的现象，主水道发育于Z76井以及Z76-2井南缘一带的沟谷发育程度较深的部位。

3.3 储层预测效果分析

通过区内钻井的钻遇情况与试油结果对比，沙三段9砂岩组的地震储层预测结果与钻井所揭示的情况具有较好的一致性。

位于洼陷南部的Z57-1井和位于洼陷北部的Z75井设计目的与其他前期完钻的Z57、Z74-8-14、Z74-14-14、Z59-23、Z59-x20等评价井一样，均将发育于9砂岩组之下的沙三段10砂岩组作为找油的目标，但在钻探过程中却钻遇了沙三段9砂岩组的浊积水道砂体，经过试油后，Z57-1、Z75井均在沙三段9砂岩组(含砾粗砂岩)获得了工业油气流，后期对其他老井如Z57、Z74-8-14、Z74-14-14、Z59-23、Z59-x20等井进行复查，也发现了沙三段9砂岩组之中不同程度地发育泥质粉砂岩储层，但这些储层因含泥质较重、储层过于致密，虽经过压裂仍未取得明显成效。

Z57-1、Z75井的钻探发现，预示着孤北洼陷沙三段在大面积的湖相泥岩、油页岩以及致密泥质粉砂岩储层中仍有好的含油气储层——浊积水道砂体以及由浊积水道砂体形成的岩性油气藏发育。

通过储层展布规律研究与地震储层预测，在洼陷中部的构造低部位设计并钻探了Z76井。该井在沙三段大套油页岩之中钻遇了9砂岩组厚层的浊积水道砂体(含砾粗砂岩)并获得高产油气流，但在沿Z76井区浊积水道砂体向东甩开钻探的过程中，Z76-2、Z76-x12井却因钻遇水道间泥质粉砂岩致密储层而失利，之后沿Z76井浊积水道砂体向北东方向侧钻Z76-x3井，该井钻遇沙三段9砂岩组浊积水道砂体，但因构造位置较Z76井低而获得低产油流(含水)。Z57-1、Z76井以及Z76-x3井均钻遇浊积水道砂体而获得油气流，这在一定程度上证实了地震储层预测技术和方法在孤北洼陷具有较好的适用性，储层预测结果可靠，同时也表明，浊积水道砂体的发育程度正是造成孤北洼陷不同井区9砂组含油气性存在差异的重要原因[11-12]。这一认识为孤北洼陷开展岩性油气藏勘探指明了方向，Z76-2井南缘发育的大型浊积水道砂体是岩性油气藏发育的潜在部位(图4)。

4 结 论

(1) 重力流的沉积过程响应为开展重力流沉积期次划分以及与重力流成因有关的有利储层预测提供了方法和思路。

(2) 浊积水道砂体形成于重力流势能减弱时期、发育于沉积不整合面之上的沟谷回填部位，据此可在等时地层格架内利用振幅厚度预测重力流浊积水道砂体的分布。

(3) 孤北洼陷沙三段9砂岩组虽然埋藏较深，但在大面积的致密地层中仍有相对较好的储层发育，关键是要以储层的成因信息为线索，由点及面地开展有利储层预测。

(4) 有构造但无好储层发育并不能形成油气藏，但在生油洼陷之中即使构造圈闭不发育，被大套烃源岩包围的渗透性储层仍然可以形成岩性或岩性上倾尖灭油气藏。

(5) 发育于Z76-2井南缘的浊积水道砂体，具备与Z76井浊积水道砂体相似的油气成藏条件，是近期开展岩性油气藏勘探的有利目标。

致谢：在写作过程中，得到了胜利油田桩西采油厂地质研究所科研人员们的大力支持与协助，在此一并表示感谢！

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编辑 林树龙

20160107；改回日期：20160327

国家重点基础研究计划“973”资助项目“中国陆相致密油形成机理与富集规律”(2014CB239000)

石世革(1967-)，男，高级工程师，1989年毕业于成都地质学院石油地质专业，2008年毕业于中国科学院广州地球化学所油气地球化学专业，获博士学位，现主要从事石油地质综合研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.004

TE122

A

1006-6535(2016)03-0016-05