渤中凹陷西次洼陡坡帶427地區東營組高精度層序地層與巖性圈閉識別研究

2010-04-21 05:17:50徐長貴王麗君吳昊明王改衛中海石油中國有限公司天津分公司渤海油田勘探開發研究院天津300452

長江大學學報(自科版) 2010年4期

楊波,徐長貴王麗君,吳昊明,王改衛 (中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海油田勘探開發研究院,天津300452)

渤海海域渤中凹陷427地區包括石臼坨凸起向渤中凹陷的傾末端及其圍區,位于渤中凹陷的西北部,西面和南面與渤中凹陷以石南二號斷層相接、東面呈寬緩斜坡與渤中凹陷相接,區帶三面環洼,包括西部陡坡帶、凸起傾末端和東部緩坡帶3個構造帶 (見圖1)。427構造目前已鉆探井10余口,分別在新近系、古近系東營組、潛山都獲得了不同程度的油氣發現,揭示了該區具復式油氣成藏的特點。但是經歷了三十多年的勘探,在427構造上并沒有突破性的發現,那么油氣到底富集在什么地方?427構造上幾乎所有的高點均有鉆井,雖然有發現,但并沒有發現油氣富集區。顯然,本區勘探必須轉換思路,即坡上沒有油氣富集,需考慮在坡下尋找;構造圈閉沒有油氣富集,需考慮地層巖性圈閉[1～5]。下面,筆者以 427地區西部陡坡帶為主,開展了石南陡坡帶高精度層序地層格架下的沉積體系研究和巖性圈閉識別研究,并通過勘探實踐獲得了巨大成功,對渤海海域其他類似地區的巖性勘探提供了重要的借鑒。

圖1 渤中凹陷 427地區區域位置圖

1 地質背景

圖2 427地區西部陡坡帶坡折特征

427地區西部陡坡帶處于石臼坨凸起與427構造帶相交的夾角地帶,一個特殊的坡折帶位置,石南一號斷裂和石南二號斷裂在此處相交,組成一個 “墻角式”陡坡坡折帶,這個陡坡坡折帶并不是一個由2條單一的斷裂組成的,而是由多個復雜斷裂組成的一個復式墻角陡坡坡折帶 (見圖2)。從沉積角度來看,這種坡折帶有利于水流的匯聚,從而有利于砂體富集[6～10]。

坡折帶之上為石臼坨凸起,石臼坨凸起在東二段沉積之前長期處于剝蝕狀態,是良好的物源區,主要母巖包括太古界變質巖、古生界碳酸鹽巖以及中生界火山巖。427構造在沙河街組沉積時期處于剝蝕狀態,大部分地區在東營組開始接受沉積,只有局部地區在沙一段沉積時期接受了沉積。廣闊的長期剝蝕的物源區為該區砂巖富集提供了物質基礎。

2 漸新世東營組高精度層序地層分析

渤海海域渤中凹陷漸新世東營組是二級層序,研究的主要對象是東二下亞段,在層序級次上相當于三級層序[6],該層序頂、底面均為大型不整合面,該層序之下為東三段,之上為新近系館陶組,該地區缺失東二上亞段。

根據鉆井、測井、古生物等資料進行單井高精度層序地層分析,單井層序進行聯井對比,建立鉆井層序地層格架,地震上根據地震反射特征進行地震層序的識別,同時進行井-震層序對比,建立綜合層序地層格架。

2.1 高精度鉆井層序地層及其沉積體系構成分析

從鉆井資料分析,該區東二段層序可識別出3個4～5級基準面旋回,從下至上依次命名為SQ1、SQ2、SQ3(見圖3)。

1)SQ1旋回 SQ1旋回是一個較為完整的對稱的旋回,旋回底界面為不整合面,該旋回的頂界面為頂超面,從測井曲線和巖性組合特征看,該旋回總體表現為從退積到進積的的疊加樣式,基準面上升到下降的轉換位置表現為高值GR(γ曲線)和低值電阻的特征,巖性為大套淺灰色泥巖和灰色泥巖,古生物上藻類含量較高,具有湖泛沉積特征。上升半旋回下部為退積型辮狀三角洲體系,下降半旋回上部為進積型辮狀三角洲體系。在427構造區,該旋回砂體穩定發育 (見圖3、圖4)。

2)SQ2旋回 SQ2旋回為一進積疊加樣式的半旋回,測井曲線呈漏斗型組合,巖性由細變粗,藻類含量由高到低,反映了水體逐漸變淺的一個過程。沉積體系主要為進積型辮狀三角洲。427構造帶由北向南,沉積體系離物源越來越遠,該旋回砂巖含量和砂巖厚度逐漸減少 (見圖3、圖4)。

圖3 BZ3-1-B井東營組層序精細劃分

3)SQ3旋回 SQ3旋回頂部為不整合面,頂部遭受強烈剝蝕。該旋回多數井鉆遇大套泥巖,雖然為一套泥巖,但從GR測井曲線仍能看出其水體由下至上逐漸變淺的過程,主要表現上部的曲線幅度較下部曲線幅度大,表明上部曲線泥質不純;古生物上、下部藻類含量要略高于上部藻類含量,也表明了由下至上水體逐漸變淺的特征 (見圖3、圖4)。

從聯井對比分析表明,這3個旋回在全區都有較好的發育,厚度穩定。總體來看,辮狀三角洲在北部要比南部發育。

圖4 427地區東營組高精度層序地層對比圖

2.2 高精度地震層序格架及其沉積體系構成分析

在地震剖面上,根據地震反射終止方式和地震波組特征,同樣可以識別出3個基準面旋回。通過鉆井在地震上的標定,這3個基準面旋回與鉆井上的旋回劃分是一致的 (見圖5)。

SQ1旋回在地震上底界面為一連續性較好的中強振幅同相軸,其上見前積反射,向凹陷方向,前積反射逐漸變成一套弱反射;頂界面為連續性較好的反射同相軸,該面之上見斜交前積反射,該界面對應鉆井上的基準面上升半旋回到基準面下降半旋回轉換的位置,應解釋為最大洪泛面,其地震層序內的前積反射為辮狀三角洲前緣沉積。SQ2頂界面也是一個頂超面,SQ3的頂界面為區域不整合面即館陶組的底界面。SQ2旋回內部均見良好的前積反射,為不同期次的辮狀三角洲前緣反射特征。SQ3旋回以中振幅的平行反射為主,局部見良好的前積反射,應解釋為以淺湖沉積為主,局部夾辮狀三角洲前緣沉積 (見圖5)。

圖5 427地區西部陡坡帶東二下亞段地震層序格架

3 巖性圈閉的識別與特征

基于上述的研究,在不同的基準面旋回內,對其地震相、地震屬性、地震反演等地球物理屬性進行分析,精細確定每個旋回內沉積體邊界、頂面形態,分析其構成巖性圈閉的可能性,并對巖性圈閉的圈閉要素進行描述。

SQ1上升半旋回內,從其地震相特征看,主要以北東-南西方向的斜交前積反射為主,地震相在平面上呈扇形分布,向南西方向尖滅;沿SQ1旋回頂面提取振幅屬性,發現振幅異常,在平面上也呈扇形分布,從邊界斷層向南西方向,振幅由強變弱;沿SQ1頂面向下開20ms時窗提取平均絕對振幅,振幅異常,同樣也表現出扇形的外形特征。根據阻抗反演資料,該區東營組砂巖波阻抗偏低,泥巖波阻抗偏高,沿SQ1層序頂界面向下開40ms時窗,阻抗平面特征表明邊界斷層附近呈低阻抗異常,是砂巖的反映,外形同樣呈扇形展布 (見圖6)。綜合上述地震物理信息,可精確確定砂體分布范圍,通過阻抗反演追蹤出砂體頂面形態,巖性圈閉面積為16.2km2,閉合幅度580m,該砂體與斷層一起構成巖性圈閉 (見圖7(a)、(b))。

圖6 427地區西部陡坡帶SQ1層序上升半旋回地震相平面展布圖與地震屬性特征

與SQ1上升半旋回相似,根據SQ1下降半旋回、SQ2旋回綜合地震物理信息,可精確確定砂體分布范圍并追蹤出砂體頂面形態,砂體最大面積分別為18.6km2、16.7km2,閉合幅度分別為600m、295m,砂體與邊界斷層一起構成巖性圈閉 (見圖7(c)、(d)、(e)、(f))。

4 勘探實踐

該巖性圈閉實施鉆探后,成果顯示與鉆前預測相符,東二下亞段砂體發育、砂巖含量在30%左右,儲蓋組合良好,基本上有砂巖就見有油氣顯示。其中SQ1、SQ2層序砂巖最為發育,證實為辮狀三角洲前緣砂體,砂巖單層厚度平均12m左右,單層最大厚度達26m;測井解釋油層60余米,多數集中于SQ1、SQ2層序的砂巖中;在SQ2層序中油層段3020～3060m進行DST測試,采用?11.91mm油嘴獲得日產油200m3、日產氣10000m3的高產油氣流;整個巖性圈閉儲量規模可達3000km3以上,勘探實踐獲得了巨大成功。

5 結語

陡坡帶是箕狀凹陷油氣勘探的重要構造帶,隱蔽油氣藏發育,陸地油田已經做了很多有益的勘探實踐,取得了豐碩的成果。但是陡坡帶也具有構造、沉積相帶遷移變化和構造-巖性圈閉分布的控制因素復雜的難題。筆者通過對427地區西部陡坡帶東營組構造背景下的巖性圈閉精細雕刻,并付諸于勘探實踐,取得了巨大成功,打開了渤中凹陷古近系巖性圈閉勘探的新局面,這也為渤海海域其他類似地區的巖性勘探提供了重要的借鑒。