肯基亚克盐下油田二叠系层序地层及沉积特征

王一博 朱筱敏 王继平 李德江 杜金玲

1.中国石油大学石油天然气成藏机理教育部重点实验室 2.中国石油长庆油田公司勘探开发研究院3.中国石油勘探开发科学研究院廊坊分院 4.东方地球物理公司井中地震中心

肯基亚克盐下油田二叠系层序地层及沉积特征

王一博1朱筱敏1王继平2李德江3杜金玲4

1.中国石油大学石油天然气成藏机理教育部重点实验室 2.中国石油长庆油田公司勘探开发研究院3.中国石油勘探开发科学研究院廊坊分院 4.东方地球物理公司井中地震中心

哈萨克斯坦肯基亚克盐下油田二叠系为发育在石炭系碳酸盐岩台地上的一套陆源碎屑沉积,上覆巨厚的盐丘。目前在该区并没有建立起统一的层序地层格架,沉积相类型和分布规律尚不清楚,储层厚度薄、砂体形态多变,为盐下二叠系油气藏的勘探开发带来了困难。为此,在层序地层学理论的指导下,综合利用岩心、测井、三维地震资料,以层序边界特征为划分依据,将盐下二叠系划分为SⅠ、SⅡ、SⅢ3个三级层序。在建立等时地层格架的基础上,对该区的沉积相进行了研究,根据岩心相、测井相和地震相,识别出辫状河三角洲前缘、滨浅海和三角洲前缘滑塌浊积体等沉积相类型,同时分析了其沉积相特征,搞清了各层序内部沉积砂体的平面展布规律,明确了辫状河三角洲前缘和三角洲前缘滑塌浊积体为有利的储集体。

肯基亚克盐下油田 二叠纪 层序地层学 沉积特征 地震勘探 测井 岩心 研究

哈萨克斯坦肯基亚克盐下油田二叠系油气藏发现于1971年,油气资源丰富,具有较大的勘探潜力,1997年该油田转由中国方面开发。但近几年来一直没有形成统一的层序地层格架,沉积体系研究不明,为油田勘探开发带来了难度。因此,应用层序地层学的基础理论,综合利用岩心、钻井、地震、测井等资料,对肯基亚克盐下油田二叠系层序地层及沉积相展布进行研究,对油气勘探具有重要的理论和实际意义。

1 地质背景

肯基亚克油田位于滨里海盆地东缘的扎尔卡梅斯—延别克隆起区中部,盐下二叠系为一套陆源碎屑岩沉积,地层厚度467～787 m,为一向西北倾的单斜背景上发育的鼻状构造,面积约370 km2,钻井揭示自下而上地层依次为阿舍利阶(P1as)、萨克玛尔阶(P1s)、阿尔琴阶(P1ar),主要由砂泥岩、砂砾岩交互组成。盐下二叠系上覆为巨厚的孔谷阶盐丘,盐丘厚度变化大,从几十米到几千米不等,下伏为石炭系碳酸盐岩台地。石炭纪晚期由于延别克隆起区的抬升,使中上石炭统全部剥蚀殆尽,与上覆的盐下二叠系形成区域不整合接触关系。

2 层序地层划分及层序界面特征

根据岩心、测井、地震等资料的综合研究,可将肯基亚克盐下油田二叠系划分为SⅠ、SⅡ、SⅢ3个三级层序,相对应的4个层序界面分别为SB1、SB2、SB3、SB4(图1),层序SⅠ相当于阿舍利阶和萨克马尔阶下部,层序SⅡ相当于萨克马尔阶上部和阿尔琴阶下部,层序SⅢ相当于阿尔琴阶上部。每个层序的特征概述如下[1-2]。

SB1是较大的区域不整合面,由石炭纪晚期地层区域性抬升剥蚀造成的,地震剖面上对应一组连续性极好的强波谷,全区分布稳定,易于识别、追踪,界面之上上超现象明显,界面之下具有削截反射。在岩性剖面上,界面之上全区稳定分布30 m左右的泥岩,自然伽马和声波时差曲线均为高值齿化箱型,界面之下为碳酸盐岩,自然伽马和声波时差曲线突变为低值微齿化直线型。

SB2之上具有上超反射,之下具有顶超反射,界面上下常表现为岩性和电性的突变面,如界面之下为灰白色细砂、粉砂岩,自然伽马和声波时差曲线为齿状钟形或箱形,界面之上为灰色、深灰色泥岩,声波时差和自然伽马曲线为直线形。

图1 肯基亚克盐下油田二叠系地震层序解释图

SB3被上覆地层上超并被下伏地层顶超,在全工区为强振幅反射,界面上常表现为岩性和电性的突变,如界面之下的灰色粉砂质泥岩、泥岩向上突变为浅灰色含灰砾粉砂岩。声波时差和自然伽马曲线由界面之下的高幅直线形转变为界面之上的箱形。

SB4为岩性突变面,界面之上为高速含盐地层,界面之下为相对低速的砂泥岩地层,在地震剖面上为一个连续强反射同向轴,易于全区追踪对比。在反射结构上,界面上部为杂乱反射,界面下部多为平行或亚平行反射。

3 沉积相类型及其展布特征

通过岩心精细观察、结合测井曲线、地震反射特征及地震相分析,在研究区盐下二叠系识别出了辫状河三角洲前缘、滨浅海和浊积体等沉积类型,明确了沉积相的平面展布规律[3-4]。

3.1 沉积相类型特征

3.1.1 辫状河三角洲前缘亚相

辫状河三角洲前缘亚相在3个层序中均有分布,岩矿特征表明岩石成分成熟度和结构成熟度较低,稳定矿物石英含量约35%,岩屑含量较高,约50%。颗粒呈棱角—半圆状,分选中等—差,主要由浅灰色、灰色砾岩、含砾砂岩、粉—细砂岩和灰色、深灰色泥岩组成,砂岩中普遍含黄铁矿(1.96%)。

辫状河三角洲前缘亚相主要由水下分流河道、河口坝、远砂坝和水下分流河道间组成[5]。辫状河水下分流河道是辫状河道入海后在水下的延续部分,该区岩心上可清楚地显示出下粗上细的变化特征,一般从含砾砂岩到粉砂岩,河道底部冲刷特征明显,砾石和泥砾发育(图2),上部砂岩主要发育各种交错层理、平行层理和波纹层理,自然伽马和声波时差曲线表现为下粗上细的正韵律,主要为低幅、低齿化—齿化钟形、箱形。河口坝位于水下分流河道的前缘,底部为粉砂岩,向上主要为中、细砂岩,其中小型板状交错层理、小型波状层理和水平层理发育,自然伽马和声波时差曲线均为齿化漏斗形反韵律特征。远砂坝为辫状河三角洲前缘末端沉积,岩性以粉砂和细砂为主,厚度薄,可见透镜状层理,自然伽马和声波时差曲线也为齿化漏斗形反韵律特征。分流河道间沉积常为粉砂岩与泥岩,颜色较深,多为灰色及灰绿色,自然伽马和声波时差曲线为高幅平直形。在地震剖面上,辫状河三角洲沿倾向方向为前积反射,沿走向方向为透镜状或丘形反射[6]。

图2 J1井层序SⅠ辫状河三角洲前缘岩心序列图

3.1.2 滨浅海相

滨浅海沉积在岩心上由灰色、灰绿色泥岩、粉砂岩,泥质粉砂岩和粉砂质泥岩组成,发育水平层理、波状层理、块状层理,分选好。在测井曲线上自然伽马和声波时差均表现为高平值背景上的多个低值尖峰。在地震剖面上一般与平行和亚平行地震相相对应,代表了水动力条件相对较弱的沉积环境。

3.1.3 浊积体

浊积体为辫状河三角洲前缘沉积物发生滑动或滑塌而成的砂岩堆积体,往往位于三角洲前缘的主推进方向前方的古地形低洼处,通常规模较小,呈小型透镜体状,厚度也较薄,本区浊积体岩性细,以粉—细砂岩为主,发育段成砂泥岩薄互层,砂岩中见变形构造,并有冲刷面、递变层理、波纹层理、块状层理等,近底部含泥砾或砾石,具有典型的鲍玛序列,鲍玛序列一般发育不完整,A、C、E段较为多见(图3)。地震剖面上,响应于丘形或透镜状反射特征。

图3 J2井层序SⅢ辫状河三角洲前缘滑塌浊积体岩心序列图

3.2 沉积相的平面展布特征

在建立层序地层格架的基础上,通过对研究区岩心相、测井相、地震相综合分析,并结合区域地质资料,明确了肯基亚克盐下油田二叠系各个层序的沉积相展布规律。3个层序均发育辫状河三角洲前缘、滨浅海和浊积体沉积,各层序沉积相展布特征相似,表现为辫状河三角洲前缘从东南或东北方向由盆地边缘向盆地中心延伸,周围发育滨浅海沉积。在三角洲前缘向盆地延伸的前方,因三角洲前缘发生滑塌,形成了土豆状的前缘滑塌浊积体。总体上从盆地边缘向盆地中心,泥质含量增大、砂质含量减少、砂层变薄,层序SⅠ和SⅢ的物源来自东南方向,层序SⅡ的物源与层序SⅠ、SⅢ不同,为东北方向(图4)[7]。

4 结论

图4 肯基亚克盐下油田二叠系各层序沉积相分布图

1)根据岩心、测井和地震资料,依据层序边界特征,将肯基亚克盐下油田二叠系划分为SⅠ、SⅡ、SⅢ3个三级层序,层序SⅠ相当于阿舍利阶和萨克马尔阶下部,层序SⅡ相当于萨克马尔阶上部和阿尔琴阶下部,层序SⅢ相当于阿尔琴阶上部。

2)肯基亚克盐下油田二叠系主要发育辫状河三角洲前缘、浊积体和滨浅海沉积。层序SⅠ、SⅢ辫状河三角洲前缘从东南方由盆地边缘向中心延伸,层序SⅡ辫状河三角洲前缘从东北方由盆地边缘向中心延伸,周围为滨浅海沉积,在三角洲前缘向盆地延伸的前方发育了土豆状的三角洲前缘滑塌浊积体。

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[2]中国石油天然气集团公司油气储层重点实验室.陆相层序地层学应用指南[M].北京:石油工业出版社,2002.

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[4]徐安娜,郑红菊,董月霞,等.南堡凹陷东营组层序地层格架及沉积相预测[J].石油勘探与开发,2006,33(4):437-443.

[5]李熙喆,张满郎,谢武仁,等.川西南地区上三叠统须家河组沉积相特征[J].天然气工业,2008,28(2):54-57.

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Sequence stratigraphy and sedimentary features of the Perm ian in pre-salt Kenjiyake oilfield,Kazakhstan

Wang Yibo1,Zhu Xiaomin1,Wang Jiping2,Li Dejiang3,Du Jinling4
(1.Key Lab for H y drocarbon Accum ulation M echanism,M inistry of Education,China University of Petroleum,Beijing 102249,China;2.Exp loration and Development Research Institute,PetroChina Changqing Oilf ield Com pany,X i’an,Shaanxi 710021,China;3.L angfang B ranch,PetroChina Petroleum Ex p loration and Development Research Institute,L angfang,Hebei 065007,China;4.Borehole Seism ic Service Center, Bureau of Geophyisical Prospecting,CN PC,Zhuozhou,Hebei 072751,China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 30,ISSUE 1,pp.42-44,1/25/2010.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

The Permian in the p re-salt Kenjiyake oilfield,Kazakhstan,consistsof terrigenous detrital rocks deposited on the Carboniferous p latfo rm and is overlain by a super-thick salt dome.No unified sequence stratigraphic framewo rk has been established in the study area till now.The types and distribution of sedimentary facies are unclear.The reservoir sandstones are thin in thickness and variable in shape.A ll these factors are challenging the exploration and development of the p re-salt Permian oil and gas reservoirs. Under the guidance of sequence stratigraphy theo ries,co re,logging and 3D seismic data are integrated to divide the Permian into three third-order sequences,namely SⅠ,SⅡand SⅢ,acco rding to the characteristicsof sequence boundaries.Based on an isochronous stratigraphic framework,several types of sedimentary facies,including braided river delta front,littoral to neritic,delta front slump turbidite facies,are identified in the study area acco rding to core,logging and seismic facies.In addition,the featuresof each facies are analyzed,and the areal distribution of sandbodies in each sequence is identified.It is believed that the braided river delta f ront and delta front slump tuibidite are favorable reservoirs.

p re-salt Kenjiyake oilfield,Permian,sequence stratigraphy,sedimentary feature,seismic exp lo ration,logging,core,research

王一博,女,1978年生,博士研究生;主要从事层序地层学及测井地质学研究工作。地址:(102249)北京市昌平区中国石油大学291信箱。电话:(010)89733901,13126653525。E-mail:cup_w yb@yahoo.com.cn

王一博等.肯基亚克盐下油田二叠系层序地层及沉积特征.天然气工业,2010,30(1):42-44.

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.01.011

(修改回稿日期 2009-11-24 编辑 韩晓渝)

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.001.011

Wang Y ibo,bo rn in 1978,is now studying fo r a Ph.D degreew ith her interest in research of sequence stratigraphy and logging geology.

Add:Mail Box 291,Changping,Beijing 102249,P.R.China

Tel:+86-10-8973 3901 Mobile:+86-13126653525E-mail:cup_w yb@yahoo.com.cn