雙北地區沙三段層序充填樣式與目標選擇

劉媛媛

（中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦124010）

1 區域地質背景

雙北地區是遼河坳陷西部凹陷雙臺子背斜構造帶向北的傾末端，西起杜家臺-曙光斜坡低斷階帶，東至馬南低潛山西翼，北至雙155 井區，南至國家級自然保護區邊界，面積約100 km2（圖1）。雙北地區儲層較發育，大套厚層遠岸湖底扇砂體為油氣聚 集提供優質的儲集空間，同時，處于清水、盤山兩大 生烴洼陷的坡洼過渡部位，成藏地質條件優越。

圖1 研究區位置

目前雙北地區中淺層沙一段、沙二段、沙三上亞段已取得勘探成果，深層沙三中亞段仍存在較大的勘探潛力，但探井數量有限。本文以經典層序地層學理論為指導[1-2]，以地震層序解析為手段，以有限探井為控制點，對沙三段層序發育特點進行剖析，并在層序發育樣式的控制下，總結儲層的發育特點，為深層勘探目標選擇提供地質依據。

2 層序地層格架建立

雙北地區古近系自下而上發育沙河街組沙四段、沙三段、沙二段、沙一段及東營組。根據層序成因、古生物組合特征、巖性組合、電性特征、地震同相軸反射終止關系等因素，在古近系內部共識別出5個區域性的不整合面，劃分為4個三級層序。沙三段與其下伏沙四段及上覆沙二段之間均存在較為明顯的區域性不整合面，是一個完整的三級層序，在雙北地區最大沉積厚度可達2 000 m 左右。

地震層序是指上下統一的、相互連續的、成因上有聯系的一套地層，其頂底界面為不整合面或與之相當的整合面，是沉積層序在地震剖面上的反映。地震地層解釋工作包括劃分地震層序和解釋地震相等工作。

本文在地震層序解析過程中，忽略一些層間小斷層對層序及地質體的干擾，僅保留同沉積斷層及斷距較大的斷層，以求還原地層沉積時期的發育特點[3]。以過雙北地區重點探井及開發井的7 條橫測線、兩條縱測線進行地震層序解剖，除因構造位置的變化，層序內部特征略有差異外，9 條剖面基本反映了本區層序發育的共同特點，滿足對雙北地區層序充填樣式刻畫的要求[4-8]。

沙三段具有豐富的地震反射現象，根據地震同相軸的反射特征可知，沙三中亞段底界對應沙三段層序的初始湖泛面。沙三中亞段內部連續可追蹤，上下反射特征發生明顯變化的界面為最大湖泛面，地層界面與層序界面具有良好的對應關系，根據層序發育特點對層位解釋方案進行調整，最終，全區完全閉合。兩級湖泛面將沙三段層序劃分為三個體系域：低位體系域（沙三下亞段）、水進體系域（沙三中下亞段）、高位體系域（沙三中上亞段及沙三上亞段）。

低位體系域LST。與下伏沙四段產狀明顯不同，斜坡坡腳部位見丘型反射地質體，外部形態清晰，內部反射雜亂，為典型的低位扇反射特征（圖2）；斜坡部位地震反射同相軸具有中頻、中振幅、連續性差的特點，向斜坡下傾方向下超于丘型反射地質體之上，區內未有探井鉆遇。

水進體系域TST。形成于盤西同沉積斷層活躍期，也是沙三段湖盆的主要擴張期[4]，地層厚度向洼陷方向呈楔狀快速增厚。為了提高研究精度，以水進體系域內部較為連續的反射界面為界劃分為兩個準層序組，即下部的TST-1 準層序組和上部的TST-2 準層序組。其中，下部TST-1 準層序組斜坡低部位見透鏡狀地質體，內部為低頻、中弱振幅、連續性差的地震反射。該地質體內部可分為三期：第一期發育于遠岸坡腳部位，第二期退積至斜坡部位，第三期位于前兩期疊合的腰部。這種地震反射特征存在兩種地質解釋模式：滑塌于坡腳的多期滑塌扇沉積和側緣扇體河道的擺動沉積。上部TST-2準層序組靠近斷層一側，內部為低頻、中振幅、連續性較好的地震反射，逐層上超于斜坡之上。向盆地一側地層呈楔狀增厚，同相軸連續性變差，變為雜亂反射。

高位體系域HST。與湖泛面下部地層相比，該套地層反射特征明顯發生變化。盤西斷層兩側地層平穩增厚，地震反射同相軸具有低頻、中弱振幅、連續性好的特征，靠近斷層局部可見疊瓦狀前積反射，同相軸下超于湖泛面之上。高位體系域可自下而上進一步劃分為三個準層序組，分別為HST-1 準層序組、HST-2 準層序組和HST-3 準層序組（圖2）。

圖2 地震層序解析

3 沉積儲層特征

沙三段沉積期，遼河坳陷西部凹陷西斜坡繼承性發育扇三角洲-湖底扇-湖泊沉積體系，物源供給充足，扇體規模較大。雙北地區位于坡洼過渡部位，處于湖底扇中扇-外扇亞相范圍，儲集砂體以湖底扇中扇辮狀溝道為主，砂巖粒度粗、單層厚度大。根據雙北地區連井對比剖面分析（圖3），除受埋藏深度影響的低位體系域尚未有探井揭示外，以湖泛面為界，水進體系域與高位體系域的巖性組合及對應的曲線特征具有明顯的差異。

3.1 水進體系域（TST）

研究區內僅有8 口鉆井，其中6 口鉆至TST-2準層序組頂部，兩口井鉆至TST-1 準層序組。

TST-1 準層序組巖性以砂礫巖、細砂巖與泥巖薄互層為主（圖3），砂泥分異性較差。測井曲線幅度變化不大，齒化特征較為明顯，說明該套砂體內部分異性差，砂泥混雜，多為重力滑塌作用成因，與其地震雜亂反射特征相符。該段砂巖含量較高，但受埋藏深度影響，處于晚成巖階段，有效儲層占比有所降低，僅局部分異性變好的部位形成有效儲層。

已有探井資料表明，TST-2 準層序組上超反射特征對應巖性組合以砂礫巖與泥巖互層為主，測井曲線形態為頂底突變的箱形、底部突變頂部漸變的鐘形反射特征，砂泥分異性較好（圖3），儲層反演結果表明，該組砂巖向洼陷方向延伸較遠，向斜坡上傾方向快速尖滅。

3.2 高位體系域（HST）

HST-3 準層序組已有儲量發現，目前已進入開發階段，因此，本次重點針對沙三中亞段上部兩準層序組（HST-1、HST-2）展開研究，這兩個準層序組巖性組合相似，以砂礫巖與泥巖互層為主，砂泥分異性好，井間對比特征穩定，砂巖含量40%～60%。砂巖段自然電位值低、電阻率值高，曲線形態多為頂底突變的箱形或底部突變、頂部漸變的鐘形，泥巖段自然電位值高、電阻率值低，曲線平直，說明沉積時水體相對穩定，泥巖質地較純。儲層反演結果證實，高位體系域砂巖橫向較為連續，縱向成層性較好。高位體系域砂巖經過分異后，砂巖泥質含量降低，有效儲層厚度明顯增大，油氣顯示較活躍。

雙北地區儲層巖性組合的變化與層序基準面變化息息相關。水進期為基準面上升期，湖盆水體不斷擴張，水體較為動蕩，重力滑塌作用多發，辮狀溝道穩定性差；扇體分異性差；高位期湖盆水體范圍達到最大，較為穩定，湖底扇中扇辮狀溝道穩定發育且保存較好，單層砂體厚度增加，儲層物性變好；高位體系域末期，受物源供給影響，扇體萎縮，在雙北地區發育厚層穩定的湖相泥巖沉積。

4 勘探目標選擇

雙北地區位于雙臺子背斜構造帶向北的傾末端，其北側緊鄰盤山洼陷，東南側與清水洼陷相鄰，兩生烴洼陷在沙三段沉積期彼此連通，發育厚層暗色泥巖，油源充足。在構造形態上，洼中之隆的背斜圈閉有利于本區油氣的聚集，同時，本區發育湖底扇中扇辮狀溝道厚層砂礫巖儲層，形成了雙北地區優越的石油地質成藏條件。

圖3 雙北地區連井剖面

根據對雙北地區油氣成藏條件的綜合分析，明確該區存在兩種圈閉類型。第一種圈閉類型為背斜控制下的巖性-構造復合圈閉，雙北地區背斜縱向上繼承性發育至水進體系域，該區高位體系域頂部沙三上亞段的勘探成果表明此圈閉的有效性，因此，探索中深層的含油氣性具有現實意義，且勘探風險小、成功率高。第二種圈閉類型為水進體系域的巖性圈閉，湖泛面之下的水進體系域砂巖上傾尖滅圈閉、砂巖透鏡體圈閉較為發育（圖4），本區s32 井湖泛面下部的油藏即為砂巖上傾尖滅油藏，為本區下一步向洼陷方向拓展勘探成果的重要方向。

5 結論

（1）雙北地區沙三段層序可劃分為3個體系域6個準層序組。高位體系域地層厚度穩定增加，地震反射具有低頻、中振幅、連續性好的特征；砂巖段測 井曲線以箱形、鐘形為主，泥巖段曲線平直；鉆井揭示砂礫巖與泥巖互層，砂泥分異性好，砂體延伸較遠，井間對比特征穩定。

圖4 雙北地區預測油藏剖面

（2）水進體系域地層厚度向洼陷方向楔狀增厚特征明顯，地震反射以高頻、中低振幅、連續性差的特征為主，可識別出丘狀、透鏡狀、楔狀反射地質體及上超反射地震相；測井曲線齒化特征明顯，幅度變化小；鉆井揭示砂泥巖混雜，砂泥分異性差，泥質含量高，為滑塌作用成因。

（3）高位體系域以微幅度構造控制下的巖性-構造復合圈閉為勘探目標，水進體系域以砂巖上傾尖滅圈閉及砂巖透鏡體圈閉為勘探目標。