维普资讯 http://www.cqvip.com 2007年第3期 刘海军等:辽河红星地区沙一段储集砂体展布特征研究 辽河红星地区沙一段储集砂体展布特征研究 刘海军 董志刚 张罗磊 路琳琳 王改卫 ( 同济大学海洋与地球科学学院,上海200092; 中油辽河油田分公司,辽宁 盘锦 124010) 摘要以层序地层学及沉积学等理论为指导,综合区域地质、地震、测井及岩心资料分析等,在辽河油田红星地区开展层序 地层和沉积体系研究。在已有的区域层序地层格架内,识别出三角洲前缘水下分流河道、河口坝、前缘席状砂坝、分 流间湾和滨浅湖等多种沉积微相类型,并总结了各种沉积微相的测井响应特征,进一步探讨了沙一段有利储集相带 的分布规律。结合四级湖平面变化,同沉积断裂,火山活动,沉积相分布等,分析了沙一段砂体分布的控制因素。 关键词红星地区 沙一段 沉积微相 有利储集砂体 红星地区是辽河油田东部洼陷的一部分,沙河街 泥岩互层为特征,并夹有多层呈层状分布的基性、中 组一段是区内的重要油气储层。到目前为止,红星地 基性火山碎屑岩层。沉积厚度和砂体厚度变化大, 区共上报原油探明地质储量311×10 t,天然气探明地 相变剧烈,横向对比困难。地层厚度大的部位呈条 质储量10.49×10 m 。已累积产油19.4×10 t,积累产 带状分布,明显受到驾掌寺断裂及其伴生的同沉积 气量3.3×10 1113。2002年完钻的红4—12与新红气1 断裂活动和物源体系的控制。 井,发现了沙一段较好的油层,表明研究区沙一段油气 沙一段可以根据岩性特征分为上,中,下三部 资源潜力巨大,具有良好的勘探前景。在区内开展砂 分。在对多井测井曲线形态和沉积相分析基础上, 体展布特征及其控制因素研究对进一步开展油气勘探 依据四、五级沉积基准面旋回(湖平面)变化,把沙 具有重要的理论和现实指导意义。 一段划分为4个三级层序,14~16个四级层序和数 十个五级层序(图2)。 1 研究区地质概况和地层分布 2沉积相类型及特征 研究区处于渤海湾盆地辽河东部凹陷驾掌寺洼陷 的东北部,属北东向展布的黄金构造带东部边缘的一 1)水下分流河道沉积 个次级构造(图1)。区内的断裂复杂,主要断裂和构造 主要由厚层、中厚层组成,一般厚4m~8m。分 线呈北东向,由驾掌寺断裂及次一级伴生断裂所组成, 选相对差,发育大型交错层理、内冲刷面以及内碎屑 总体上是一个由断裂所复杂化的背斜构造。 泥砾或透镜状泥砾层等。具有向上变细或多个向上 变细叠置的粒序结构,显示多种箱状的曲线形态,底 部明显冲刷。这些砂体主要分布于低位域。沙一中 段和沙一下中段相对发育,是区内重要的储集砂层。 2)河口坝沉积 收稿日期:2006一O1—09 第一作者作者简介:刘海军(1983一),男,2005年 图1 研究区位置及构造格局 毕业于中国地质大学(北京)资 Fig.1 The studied area and structure ̄amework 源勘察工程专业,现为同济大 本次研究主要涉及沙河街组一段。沙河街组一 学矿产普查与勘探专业在读硕 段在研究区厚1000余m。沙河街组主要由陆相湖 士研究生,主要研究方向为石 盆碎屑岩和火山碎屑岩组成,以中粗粒砂岩、砂岩和 油地质, - 维普资讯 http://www.cqvip.com ・2・ 上海地质 Shanghai Geology 总第103期 主要由砂岩和砂泥互层所组成,岩石类型包括 中粗砂岩、中粒砂岩、细砂和细粉砂岩等。总体具有 向上变粗,砂层变厚、层理规模变大的相序特征。在 垂向上可划分上部的近端砂坝和下部远端砂坝。近 端砂坝以中层、中厚层状中粗粒、中粒砂岩为主,发 育中、大型交错层理,分选较好,孑L隙度和渗透率较 高,是良好的储集砂层。远端砂坝主要砂泥互层组 成,以厚层细砂岩,粉砂岩或砂质泥岩组成,发育小 型交错层理和波状层理、遗迹化石等。河口坝总体 具有向上变粗的漏斗型测井曲线形态,可出现多段 漏斗型曲线的叠置,顶部上叠向上变细的分流河道 或水下分流河道沉积。这些砂体在区内沙一段中广 泛分布,是主要的沉积相类型和储集砂体。尤其是 沙一上段中下部、沙一中段以及沙一下段中上部较 为发育。 图2 红星地区沙一段综合柱状和层序划分图 Fig.2 The synthesis bar diagram and sequence partition map in Hongxing Area 3)三角洲前缘沉积中广泛发育有席状砂坝沉 积。一般由细粒、粗粉砂岩组成,厚1i11~3m,发育 水平层理、小型交错层理、低角度交错层理、波状交 错层理、相对丰富的潜穴和生物扰动构造等。具有 向上变粗的粒序,测井曲线呈齿状漏斗型,近端席状 砂坝向上变粗的序列,分选、磨圆好,受到波浪的明 显改造。这些砂体可形成三角洲前缘的单一砂体, 或属河口坝边缘变薄的席状砂,后者又称边缘砂坝 沉积。这些沉积分布于三角洲朵体或分流河道沉积 的边部,与滨浅湖泥质沉积共生。在研究区内广泛 发育。 4)分流问湾和滨浅湖沉积 分流问湾主要是由分流河道问的砂体或滨、浅 湖泥质沉积组成,主要由灰色、绿色、粉砂岩、砂质泥 岩、薄层砂岩等互层组成,发育波状交错层理、小型 交错层理、水平层理等,大量生物扰动构造和遗迹化 石。这些沉积在本研究层段中广泛分布,与边缘砂 坝或河口坝、决口扇或水下分流河道等共生。 5)前三角洲及湖相泥岩沉积 前三角洲泥质沉积或滨浅湖泥质沉积由灰色、 暗灰色泥岩、粉砂岩组成,厚层状,发育水平层理或 块状层理,局部有少量的潜穴构造。测井曲线呈平 直型。局部含有薄层的浊积砂层。 3 主要层段的砂体展布及其控制因素 3.1主要层段的砂体平面展布 沙一段各砂岩组的砂体主要呈北东向展布,呈 宽朵状或宽条状,但各砂层组的最大厚度带围绕沉 积中心有明显的变化。Esl下一4和Esl下一5两 个砂层组的砂体均由北东向南延伸,Esl下-_4呈宽 朵状体,最大厚度带位于黄97井至新红气1井一 带,厚4O余m(见图3)。Esl下一5的主砂体向东 偏至黄85至驾15井之间,厚20m一30m。 图3 红星地区沙一段下4砂体厚度分布 Fig.3 The Fourth sandbodyg thickness distribution of the lower part of Esl in Hongxing Area 沙一段中7砂岩组砂体呈北东向的朵叶体,红3 井一带为朵叶的中心部位,厚20余ITI,以河口坝或三角 洲前缘沉积为主,北部红6~l4井一带也较厚,以分流 维普资讯 http://www.cqvip.com 2007年第3期 刘海军等:辽河红星地区沙一段储集砂体展布特征研究 ‘3・ 河道问或水下分流河道沉积为主。Esl中5,Esl中6 的砂层,而随后相对明显的水进发育了良好的圈闭盖 层;沙一下底部的ES1下4、5砂岩组、沙一上的ES1上 2、3砂岩组次之,其它相对较差。 砂岩组的砂体都显示近南北走向,Esl中5具向南分叉 的朵叶,具有典型的三角洲砂体形态。黄98至红18 井,红2~10至驾20井(Esl中5)一带砂体较厚。Esl 中4砂岩组的砂体展布又呈北东向分布,从红4~12, 黄97至红5井一线厚度较大,20m~30m。总之,沙一 (2)同沉积断裂活动对砂体发育分布的控制 从断裂分布与地层厚度,砂体展布关系等分析 表明,区内的驾掌寺断裂及伴生断裂的活动对沉积 充填和砂体分布具有重要的控制作用。从一系列同 段中、下各砂岩组的砂体展布以北东或近南北向为主, 物源应来自北东方向。 Esl上3砂岩组的砂体分布较为集中,在研究 区中部自北向南呈宽带状展布,北部较窄,砂体厚, 以水下分流河道沉积为主,向南散开,砂体分布范围 扩大,以三角洲前缘河口坝和席状砂沉积为主,在黄 85和红16井附近形成砂质沉积中心。Esl上2砂 岩组的砂体分布较广(图4),厚度也较大,以分流河 道和三角洲前缘砂坝沉积为主。桃10井、红18井 一带为砂质沉积中心,驾15一带也较厚。Esl上1 的砂岩厚度也较大,最大厚度分布于黄97至红16 井一带,西北部也较厚。显然,在Esl上段,区内除 了发育北东向的砂体外,研究区西北部的砂层也较 厚,可能存在西北方向注入的碎屑来源。 图4红星地区沙一段上2砂体厚度分布 Fig.4 The Second sand body§thickness distribution of the up— per part of Esl in Hongxing Area 3.2砂体分布的控制因素 (1)四级湖平面变化旋回的影响 区内多期次的火山和断裂活动以及湖平面变化, 导致了多套相间、圈闭规模的储盖组合。沙一段发育3 —4套储盖组合,受控于四级的沉积基准面(湖平面) 变化旋回。从储盖条件及钻控结果上看,沙一中下部 (SS3层序,ES1中4、5、7砂岩组)的储盖组合为最好, 四级旋回的水退期形成了储集物性相对好、厚度较大 沉积断裂与砂体厚度的分布图中可以看出,砂体的 展布,局部的加厚带等与同沉积断裂的分布密切相 关。在断裂带附近,下降盘砂体变厚显然与断裂活 动造成的差异沉降有关。 Esl下5砂岩组的砂体主要沿驾掌寺断裂背斜 的东侧分布,主要受到东侧断裂形成的洼陷带的控 制,这一时期驾掌寺断裂活动较弱,从Esl下4砂岩 组沉积开始驾掌寺断裂及其伴生断裂活动逐渐变 强,从Esl下4至Esl上各个砂岩组的砂体分布都 或多或少的受到这些断裂活动的影响。 图5 红星地区沙一段中砂体7厚度分布与断裂关系 Fig.5 The relationship between the seventh sand body ̄thick— ness Distribution of the middle part of Esl and the faults in Hongxing Area Esl中7的砂体分布存在两个较厚的地带(图 5),黄98井至红3井的最大厚度带明显与驾掌寺断 裂下降盘的沉降捕获三角洲砂体沉积有关。新红气 1井一带的水下分流河道的分布也可能受到红4— 14断裂的制约。 (3)火山活动和火山岩对砂体发育分布的影响 区内发育的火山岩以基性质的玄武岩为主,主 要是深部的岩浆岩沿断裂带喷溢的产物。多层火山 岩层的集中发育显然代表了断裂的明显活动期。这 些玄武岩大都分布于三级层序的下部或底部,代表 了一个层序发育的开始,也代表了断裂强烈活动的 维普资讯 http://www.cqvip.com
・d・ 上海地质 Shanghai Geology 总第103期 开始。因此,多期次或幕式的火山活动与断裂的幕 式活动是一致的,它们可能控制了三级旋回的发育, 也控制了圈闭内的储盖组合发育。 通过大量的剖面分析对比可看出,区内同期发 育的火山岩与砂体的发育分布具有互为消长的关 系,较厚的火山岩发育地带其同期的砂体变薄。其 图6红星地区沙一段中砂体沉积相平面展布 Fig.6 The sedimentary facies distribution in the middle part of Esl in Hongxing Area 4 结 论 综上所述,本文在建立区域层序地层格架的基 互为消长是造成砂体横向分布变化的因素之一。 础上,进行了详细的沉积相研究,识别出水下分流河 (4)沉积相分布对砂体的控制 道,河口坝,前缘席状砂坝,分流问湾和滨浅湖沉积 不同沉积相或微相无疑是造成砂体形态、分布 等多种沉积微相类型,并总结了各种沉积微相的测 及储集性变化的直接影响因素。沙一段以扇三角洲 井相应特征。对区内主要层序的沉积微相平面编图 前缘的分流河道或水下分流河道相储层为主,粒度 表明,沙一段各四级层序的三角洲前缘水下分流河 粗,单一砂层厚度大。沉积相的分布格局控制着砂 道和河口坝沉积由北向南延伸,沉积微相的展布控 体类型的分布。 制了有利储集砂体的平面分布。 沙一中沉积期主要的碎屑体系来自北东方向,在 驾20井以北主要发育分流河道、水下分流河道、近端 参考文献 河口坝及分流间湾沉积。在研究区的中部以三角洲 [1] 蔡希源李思田等著陆相盆地高精度层序地层学 前缘砂坝、水下分流河道沉积组合为主,从红19井以 [M].北京:地质出版社2003。 南为前三角洲、半深湖至深湖沉积(见图6)。 [2] 邓宏文。美国层序地层研究中的新学派一高分辨率层序 地层学[J].石油与天然气地质,1995,16(2):89—9r7 [3] 纪友亮,张世奇.层序地层序原理及层序成因机制模 式[M].北京:地质出版社,1998 [4] 林畅松,,张燕梅,刘景彦,庞保成。高精度层序地层 学与储层预测[J].地学前缘2000.Vo1.7.no.3 [5] 于炳松,陈建强,林畅松,2001塔里木地台北部寒武 纪一奥陶纪层序地层及其与扬子地台和华北地台的 对比[J].中国科学,D辑,31(1):17~26 [6] 方晓思,司蒂曼斯P H,斯蒂尔M,1993湘中泥盆一 石1994炭系界线划分的进展[J].科学通报38(8): 732—736 [7] 王成源,泥盆系全球界线层型剖面(GSSP)[J].地层 学,18(1):69—77 Studies of the reservoir sandstones distribution characters of Esl in Hongxing Area LIU Haijun DONG Zhigang ZHANG Luolei LUO Linlin WANG Gaiwai ( Tong Ji University,Shanghai 200092 Liaohe Oilifeld Branch Company of PetroChina,Panjin,Liaoning 124010) Abstract:In the reference of sequence stratigraphy and sedimentology,this thesis combined with regional geological materials.seismic and well—logging data,it launched the research(下转第9页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 2007年第3期 孙海雷等:徐家围子断陷兴城地区营四段储层沉积特征研究 ・9・ Research on reservoir depositional character of Xujiaweizi fault depression forth fragment of Yingcheng formation in Xingcheng development region SUN Hailei LIU Chengzhi (Daqing petroleum Institute,Daqing Heilongjiang 1 633 1 8) Abstract:Based on recognization of structure evolution and sedimentary ground,in this region by observing and de— scribing carefully on cores,using contemporary sedimentology and logging seismic date synthetically,this article analyzed the type and character of depositional system and time——space evolution rule of deposi__ tional system about Xu jia wei zi fault depression Xingcheng development region and confirmed that this region is fan delta—lake depositional system,then set relevant depositional model to analyze and elaborate relation between sedimentary fancies band and oil—gas. Key words:Xujiaweizi fault depression,Yingcheng formation,fan—delta,depositional mode1. 石 、 彳 石 ;..、 石 ; 写 、 ;、 石 II、 ;、 、翰、 ・ 一 (上接第4页) of the sequence and depositional system.Based on the establishment of regional sequence stratigraphic framework,it identified several depositional microfacies such as the underwater distributary channel, iver moutrh bar,sheet bar,interdistributary bay,shallow lake and SO on.It also concluded the well— logging characters of different depositional microfacies.Furthermore,it probed into the distribution ulres of favorable reservoirs of Esl in Hongxing Area.In terms of the 4th lake—level changes,synde— positional faults,volcanic activity and sedimentary facies distribution,the dominant factors for Esl sandstones distribution are analyzed. Key words:hongxing area,shahejie formation,depositional mierofaeies,favorable reservoir sand 》 深水油气——资源勘探的新热点 》 近10年来,全球海洋石油勘探领域已从水深300m的浅海区扩展到3000m的深海区,目前已知的 》深水钻探最大水深为3050m,开发水深为2292m。未来世界油气总储量的44%将来自海洋的深水区。} 而目前受勘探技术及各种客观条件的制约,中国海洋油气勘探活动主要集中在陆架浅水区。 资料显示,截至2005年年底,中国近海六大沉积盆地共发现66个油气田,近海海域10个沉积盆地》 的石油地质资源量为107.4×10 t,可采资源量这29.3×10 t,天然气地质资源量为8.1×10 m ,可采¥ 《资源为5.3×10坦m 。而南海南部超过50%的石油资源和超过40%的天然气资源均分布于深水海域。《 我国的深水油气资源不断有新的发现:1999年,我国首次在南海北部西沙海槽区开展天然气水合¥ 《物前期试验性调查,在130km的地震剖面上识别出了天然气水合物矿藏显示标志BSR,推测矿层厚达 》80~300m;翌年在西沙海槽继续进行地震调查,大致圈出8000km 范围,初步估算这一海区天然气水合 《物总资源量达到643.5×10 t~772×10 t油当量。此外。对东海冲绳槽及陆区数千千米的地震剖面进《 2行特殊解释,其天然气水合物资源的计算结果约为65×10 t油当量。 》 《j 摘编自《中国石油报}2007年4月10日《1 e 。 g ‘