埕北低凸起陡坡帶下降盤地層特征研究

代黎明,李建平,楊波劉士磊,劉曉健

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300452)

埕北低凸起陡坡帶下降盤地層特征研究

代黎明,李建平,楊波劉士磊,劉曉健

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300452)

陡坡帶是箕狀凹陷中油氣富集的一類重要構造帶,具有物源影響大、相變迅速、地質條件特殊等特點。利用古生物、測井、地震等資料對渤海灣盆地埕北低凸起陡坡帶下降盤地層特征進行了研究,結果表明,埕北低凸起陡坡帶下降盤地層中沙河街組和東營組古生物化石共生現象普遍存在,該套地層的真實層位應該為東三段而不是沙一段;埕北低凸起陡坡帶下降盤地層的形成比較特殊(通過快速的剝蝕、搬運、沉積過程而形成),且連續(xù)沉積的老地層可以在新地層中迅速再沉積(如沙一段可以在東三段沉積期迅速再沉積)。

埕北低凸起;陡坡帶;下降盤;地層劃分

渤海灣盆地屬于典型的陸相斷陷盆地,發(fā)育大量結構不對稱的箕狀凹陷,其中普遍發(fā)育有陡坡帶。陡坡帶往往依附邊界大斷裂,受多期構造運動與多物源的控制明顯。此外,陡坡帶緊鄰凸起物源區(qū),具有斷坡陡峭、山高谷深、溝梁相間的古地貌特征[1]。自“十一五”以來,與渤海油田毗鄰的勝利油田和遼河油田在陡坡帶不斷有新的發(fā)現,現已成為重要的增儲陣地[2-3]。目前,在埕北低凸起南側陡坡帶先后鉆探了3口探井,即CFD-C井、CFD-B井和CFD-A井,上述3口井屬于同一個陡坡帶下降盤不同位置。下面,筆者以CFD-B井和CFD-A井為例,對埕北低凸起陡坡帶下降盤地層特征進行研究,以便為該地區(qū)的勘探開發(fā)提供參考。

1 區(qū)域概況

埕北低凸起位于渤海海域西南部,夾持在埕北凹陷和沙南凹陷之間,呈北西走向,面積660km2,凸起西段為地壘結構,東段為南斷北超的單面山[4]。埕北低凸起南面是埕北凹陷,為一個狹窄型北斷南超的箕狀凹陷,面積700km2。埕北低凸起和埕北凹陷在構造單元劃分上同屬于埕寧隆起。1972年,在埕北低凸起的西端鉆探海7井,該井在東營組上段發(fā)現二十多米的油層,從而發(fā)現了埕北油田;1988 年,在埕北低凸起的東南端鉆探埕北12井并出油,由此發(fā)現埕島油田。此后,在埕北低凸起南側陡坡帶又相繼發(fā)現曹妃甸22-1、曹妃甸22-2、曹妃甸21-3等含油構造。

2 古生物特征

對CFD-B井2156～2414m井段進行古生物化石鑒定,結果顯示該井段同時存在大量東營組和沙河街組的代表性古生物化石,具體情況如下(見圖1):①2165～2235m段化石藻類豐富,種類和數量都比較多,東營組及沙一段的分子均有出現,如網面擬箱藻和細網擬箱藻、粒面球藻、穴面球藻、透明光面球藻等為東營組和沙一段共有的分子;伸長滄縣藻和東營角凸藻為東三段的特征分子;而變異似菱球藻、裂棒似菱球藻、雙飾多刺甲藻、分叉多刺甲藻、多刺甲藻則為沙一段藻類組合的領銜分子。②2256 ～2310m(其中2266.66～2285.66m為巖心段)段榆粉屬(波形榆粉+小榆粉+三孔脊榆粉)含量明顯高于櫟粉屬,為東營組的孢粉組合特征。然而在巖心段的2278.38m處見有渤海沙一段的典型介形蟲組合,有惠民小豆介、坨莊玻璃介、近三角小星介、博興假玻璃介等,同時也發(fā)現了中國遼河螺、底棱旋脊螺、習見恒河螺、優(yōu)美狹口螺、靜安堡中華狹口螺、強壯似渤海螺等沙一段的腹足類化石。③2330 ～2414m段化石組合特征為被子植物花粉含量大于裸子植物花粉。因此,從古生物特點來看,該井所處地層具有典型的東三段和沙一段古生物分子混生的特征。

圖1 CFD-B井地層古生物綜合柱狀圖

對CFD-A井2075～2235m井段進行古生物化石鑒定(見圖2),結果顯示該井段上部大量出現胡桃科植物和云杉粉屬,且連續(xù)見到角凸藻屬和滄縣藻屬,符合東二段～東三段組合特征。此外,麻黃粉屬也同時連續(xù)出現;該井段下部(2230～2235m)以松科植物、藻類大量發(fā)育為特征,具有渤海海域東三段“波形榆粉-云杉粉屬-皺面球藻屬”組合特征。同時,大量出現具殼翼凸起的渤海藻屬、副渤海藻屬、錐藻屬化石,樺科植物和三溝類、三孔溝類含量較高,同時破隙杉粉、麻黃粉屬、櫟粉屬也較為常見,這符合沙河街組化石組合特點。因此,從古生物特點來看,該井所處地層表現為東營組和沙河街組的代表性分子共生的特征。

3 巖電特征

CFD-B井2156～2414m井段巖性表現為上部是綠灰色泥巖,少量深灰色,下部是細砂巖夾薄層泥巖、粉砂質泥巖。電性特征表現為泥巖段自然伽馬較高(呈微齒化線性),自然電位為線性低值;砂巖段自然伽馬值較低(局部為微小漏斗形),自然電位值較高(見圖2)。CFD-A井2075～2235m井段巖性組合為灰色泥巖夾鈣質泥巖、灰質粉砂巖及油頁巖,電性特征表現為自然伽馬較高,呈低幅齒形,自然電位曲線以線形低值為主。

4 地層劃分情況分析

通過分析CFD-A井和CFD-B井相關井段的古生物資料,認為埕北低凸起陡坡帶下降盤東營組與沙河街組古生物分子共生的現象與特殊地質背景有關。一般而言,在2種情況下地層中會出現新老古生物分子共生的現象:一種情況是由于人為因素(如巖屑掉塊)導致上部地層的樣品混入到下部地層中,因而在較老地層中會出現一些較新時代的古生物化石;另一種情況是由于構造活動、沉積環(huán)境變遷等因素造成先期沉積地層遭受剝蝕、搬運,然后再沉積到新的地層中,使得某一段地層可以出現新老古生物化石共生的現象[5]。分析CFD-B井相關井段的古生物資料發(fā)現,盡管該井段不論在巖心還是巖屑中均有東三段和沙一段古生物混生的現象,而且在巖心中發(fā)現了非常典型的沙一段化石,但這些化石都發(fā)育于一塊較大的礫石之中(見圖3),這只能證明這一塊礫石的地層時代屬于沙一段。此外,縱觀整個井段的孢粉特征,裸子植物花粉占絕對優(yōu)勢,被子植物花粉中榆粉屬含量明顯的大于櫟粉屬。綜合分析認為,孢粉化石以東營組的分子為主,巖心段整體背景上為東營組。因此,CFD-B井相關井段巖心的地層歸屬應為東營組,而沙一段的古生物化石為再沉積所致。研究表明[6],渤海油田大多數地區(qū)新地層中出現的再沉積產物多來源于不整合面之下的各種潛山,而在埕北低凸起陡坡帶下降盤東三段中見到沙一段再沉積的礫石和古生物化石,且沙一段和東三段之間基本為連續(xù)沉積,這說明陡坡帶地層的形成有其特殊性,在地層劃分原則上也應有所調整。從理論上來說,早期沉積的地層在某種觸發(fā)機制下都可能作為較新地層的物源,而陡坡帶地質背景較為特殊,一般與邊界大斷層相伴生[7]。因此,隨著斷層的持續(xù)活動,埕北低凸起陡坡帶下降盤沙一段地層在東三段沉積期間迅速剝蝕后再沉積是完全可能的。

圖2 CFD-A井地層古生物綜合柱狀圖

圖3 CFD-B井巖心段礫石照片

上述結論可以在CFD-A井的地層研究中得到驗證。盡管CFD-A井2075～2235m井段的巖電特征上來說與渤海油田大多數地區(qū)沙一段特殊巖性段相吻合[8],但同時發(fā)現大量典型東三段的介形蟲化石組合,這表明這套地層的真實層位應該為東三段而不是沙一段。CFD-A井與CFD-B井具有相似的沉積背景(見圖4),說明2口井的相關層段應該同屬于東營組而非沙河街組。此外,除了礫石和古生物被再沉積之外,諸如油頁巖、鈣質頁巖等較軟的巖石也能再次沉積,這可能與陡坡帶地層沒有經歷長距離搬運改造有關。如CFD-A井東三段中類似“沙一段”的巖電特征都能被完整記錄下來,這種陡坡帶快速沉積在新的地層中巖性組合基本沒有變化,這種再沉積的“隱蔽性”很強,在地層劃分時應格外引起重視,避免出現誤解。

圖5 埕北低凸起陡坡帶下降盤連井地層對比圖

[1]孟瑋,鐘建華,李勇,等.東營凹陷北部陡坡帶砂礫巖體分布規(guī)律[J].特種油氣藏,2009,16(5):17-19.

[2]付輝,羅金華,趙東旭,等.西部凹陷東部陡坡帶斷坡控砂模式及其成藏特征研究[J].長江大學學報(自科版),2012,9(10):33-36.

[3]劉鑫金,宋國奇,劉惠民,等.東營凹陷北部陡坡帶砂礫巖油藏類型及序列模式[J].油氣地質與采收率,2012,19(5):20-23.

[4]夏慶龍,周心懷,李建平,等.渤海海域古近系層序沉積演化及儲層分布規(guī)律[M].北京:石油工業(yè)出版社,2012.

[5]王根照,牛成民,王亮,等.萊州灣凹陷勘探突破的啟示[J].石油天然氣學報(江漢石油學院學報),2012,34(5):39-43.

[6]尹麗娟.濟陽坳陷陡坡帶油氣富集特征[J].海洋石油,2012,32(1):45-48.

[7]陳寶寧,王寶言,李保,等.濟陽坳陷陡坡帶層序地層特征[J].油氣地質與采收率,2005,12(6):13-15.

[8]慕德梁,孟衛(wèi)工,李成,等.斷陷盆地陡坡帶構造樣式與油氣聚集——以渤海灣盆地遼河坳陷西部凹陷陡坡帶為例[J].石油與天然氣地質,2009,30(5):635-642.

[編輯]李啟棟

TE121.1

A

1673-1409(2014)26-0001-04

2014-03-14

國家科技重大專項(2011ZX05023-002)。

代黎明(1981-),男,碩士,工程師,現主要從事層序地層與沉積儲層方面的研究工作。