辽西低凸起中段古近系东营组第二段沉积模式与勘探新发现

2011-07-06周心怀赖维成李建平石文龙

成都理工大学学报（自然科学版） 2011年6期

郭涛周心怀赖维成李建平石文龙

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津塘沽300452）

储层因素在渤海油气成藏要素中占据着越来越重要的地位，尤其是制约隐蔽油气藏勘探成败的关键［1，2］。因此，利用地质、地震等综合技术加强重点层位储层精细化研究是进一步发展渤海油气勘探的迫切需要。前人在辽西低凸起做过大量富有成效的区域沉积相储层研究，但是难以满足日益精确的油田范围内的滚动勘探需要，笔者将从SZ36－1－A井区重点含油层段的沉积体系研究中，探讨储层分布的主控因素及其成藏意义。

1 地质背景

1.1 工区概况

SZ36－1－A井区位于辽西低凸起中段，东北与绥中36－1、旅大5－2油田相接，西南与旅大4－2油田相接（图1）。该区目前已钻井3口，即SZ36－1－A1井、SZ36－1－A2井和SZ36－1－A3井。这3口井在东二段分别钻遇油层7.3m／5层，18.5m／3层和10.7m／8层。其中主要特点是油层较薄，横向对比性差，综合分析认为油层为受构造控制的中差岩性油藏。SZ36－1－A 井区与绥中36－1油田，实属同一构造，具有相似的构造背景与成藏条件。为什么A井区没有形成大规模成藏呢？综合分析储层是控制本区成藏的一个主要因素，过去认为A井区和36－1油田区东营组沉积来自一个物源（图2），同属于一个辫状河三角洲，A井区位于远端，储层相对不发育，这样使得A井区难以有大的勘探潜力。从 SZ36－1－A3～SZ36－1－B4井南北向剖面也可以看出，由北向南的前积现象明显（图3），似乎也印证了沉积体是从北向南展布的。

图1 SZ36－1－A井区及其围区构造位置Fig.1 The tectonic location in the wellarea of SZ36－1－A

图2 辽西低凸起中段区域沉积相图Fig.2 Regional depositional facies map of the middle section of the Liaoxi lower arch

1.2 研究思路

对SZ36－1－A井区新一轮的评价有了新的认识，SZ36－1－A井区主要含油气层位位于东二层序低位域，对于易受古地貌控制的低位域来说，沉积体没有沿着断层下降盘低部位沟谷向南推进，而是顺着低凸起向南部展布，前期沉积相认识显然有矛盾（图2）。而且通过对绥中36－1油田精细沉积相分析，表明油田主体区东二段沉积时期物源主要来自西部绥中水系。那么和绥中36－1油田具有相似构造背景的A井区是不是也可能来自西部的物源呢？如果物源来自西部，那么A井区离物源相对较近，靠近断层附近砂体会相对富集，就非常有可能存在大规模的构造－岩性油气藏聚集。带着这样的思路，综合运用渤海油田应用效果良好的“层序地层、古地貌、物源体系等多因素控砂理论”［4］，细致地对SZ36－1－A 井区及其围区储层进行综合研究，以期获得勘探的转机。

2 古沉积环境分析

综合应用层序地层学、古地貌分析、物源体系分析等确定沉积体系展布以及富砂位置，是适合于陆相盆地储层预测的一套技术，这在渤海油田近几年的勘探中已日趋成熟［2－4］。在储层预测中，如果从动力控制的角度来看层序地层学［5，6］和“坡折、调节带控砂［6－9］”，层序地层学解决的是在层序地层格架内什么时间是控制潜在砂体发育的最佳时期；而对沟谷、坡折和断层调节带等古地貌的分析则可以确定什么地点是控制潜在砂体发育的最佳空间位置。物源控制因素是指物源供给体系［10］，对沉积盆地物源区系统的正确分析，将有助于对沉积体系的准确恢复以及对远景区油气生、储和盖层的准确预测。多种地质因素的耦合匹配，才能确定砂体发育的最佳条件，任何单一因素都不是控制砂体发育的绝对条件。

2.1 层序分析

结合岩性、电性、古生物及地震特征，对SZ36－1－A井区及其围区钻井进行精细层序划分，将东二层序划分为低位域、湖泛域和高位域3个体系域。钻井显示富砂位置和主要成藏层位均集中在低位域，故本次研究将主要针对东二层序低位域进行。低位域层位划分比较清晰，地震和钻井特征明显，井震对比效果良好（图4）。

图3 过SZ36－1－A3～SZ36－1－B4井剖面图Fig.3 Seismic section through Well SZ36－1－A3and Well SZ36－1－B4

图4 SZ36－1－A井区及其围区钻井地震划分对比图Fig.4 Comparison of the drilling and seismic data in the well area of SZ36－1－A

2.2 古地貌特征分析

2.2.1 断层调节带分类

断层调节带的概念最早是在挤压变形研究中提出来的（Dahlstrom，1970）。重叠的构造末端能使缩短保持平衡或使这种缩短呈规则、平滑变化，这样的构造称为“传递带”。近年来众多学者所认同的断裂调节带以及转换斜坡［11］则是指两条相互平行、平面上相互重叠但不共线的正断层之间的区域。徐长贵（2005）等从油气勘探的角度出发，按照控砂的差异性，将渤海海域断层调节带简单地分为走向斜坡型和横向凸起型两种类型。

走向斜坡发育于倾向相同叠覆断层的叠覆段，连接一条断层的上盘和另一条断层的下盘，通过变形和重新定向使叠覆段地层在两条断层的上盘和下盘之间保持连续。由于转换斜坡连接了一条断层的上盘和另一条断层的下盘，使二者平缓过渡，断层系的下盘代表构造低带，所以走向斜坡带是山间河流进入盆地的入口处，因此走向斜坡应是富砂质碎屑沉积非常发育的场所。横向凸起型断层调节带是两条背向的传递断层缺乏横向位移所产生的，横向凸起传递带构造幅度很大，地形相应也高，它常常分隔开两个凹陷，并起阻碍粗碎屑物注入的障壁作用，表现为第一个凹陷分布砂质岩，另一个凹陷分布泥质岩［7］。

2.2.2 SZ36－1－A井区及其围区古地貌分析

通过SZ36－1－A井区及其围区古地貌恢复图及其方差图（图5）可以看出，从南向北的LD10－1、LD4－2和LD5－2构造附近均为走向斜坡型断层调节带发育的典型位置，这也是高分辨率三维地震勘探后，精细构造解释的结果。其实在勘探初期可能判定的平直型边界大断层，经过三维地震勘探之后，发现这些边界大断层实际上有很明显的分段性，段与段之间常常发育较好的走向斜坡型坡折带。对于受古地貌严格控制的低位域来说，如果西部有物源注入的话，那么这种类型调节带将是物源水系的主出口处。这在后面的物源分析中将被证实。LD4－2－B2井低位域就是周围钻井中最富砂的一口井，也是旅大4－2油田的主力油层。

2.3 物源体系分析

物源方向的判定方法很多，主要包括前积方向法、砂岩百分含量分析法、砾岩分布特征和分析法、稳定与不稳定矿物组分含量变化分析法、微量元素分布特征法等。实践表明，任何一种研究方法，只要其理论基础正确，测试或鉴定方法无误，均有其不可取代的优越性和难以避免的局限性，在应用中应该综合考虑、合理分析。

根据本区资料情况，对稳定矿物组分含量变化和砂岩百分含量2项进行分析，新划分低位域统计井区钻井砂岩成分成熟度结果显示：西侧下降盘钻井砂岩成熟度较低，到东侧上升盘砂岩成分成熟度明显升高（图6－A）。对井区钻井低位域砂岩百分含量（质量分数）统计，显示西侧靠近断层调节带处砂岩百分含量较高，向东依次降低（图6－B）。从北向南统计这些数据，则变化没有任何规律性，这意味着物源从北部而来根本说不通。物源从西部向东部推进，则比较可靠。

图5 SZ36－1－A井区及其围区古地貌恢复图和1 200ms方差图Fig.5 Paleogeomorphic restoring diagram and variogram of 1 200ms in the well area of SZ36－1－A

图6 SZ36－1－A井区及其围区低位域砂岩成分成熟度及砂岩百分含量（质量分数）Fig.6 The compositional maturity and percentage content of the sandstone in the LST sequence of Dongying Formation in the well area of SZ36－1－A

物源从西部而来，这不是和图3所示的从北到南的前积方向矛盾吗？通过简单的构造恢复（对低位域顶部层拉平）可以看出，SZ36－1－A3～SZ36－1－B4井南北向剖面并非真正的前积现象，而是典型的丘型形态（图7）。这也说明了SZ36－1－A3～SZ36－1－B4井方向为垂直物源方向。

3 新的沉积模式及勘探潜力

3.1 新的沉积模式

在多因素控砂理论的指导下，对单井、联井沉积相、分析化验资料、地震相特征综合分析表明：工区东二段低位域沉积相为由西至东的LD4－2辫状河三角洲体系，三角洲前端发育2期浊积扇（图8－A）。东二层序低位域沉积时期，辽西低凸起并未完全形成，沉积体完全可以通过断层调节带向东部A井区推进，断层调节带部位沉积砂体富集。A井区SZ 3 6－1－A 1井和SZ 3 6－1－A 3井在LD4－2辫状河三角洲的边缘，而 SZ36－1－A2井则位于绥中36－1油田的LD5－2辫状河三角洲边缘。SZ36－1－A1钻遇的近10m 和SZ36－1－A3的15.5 m砂层是LD4－2辫状河三角洲前方的浊积扇体，因此3口井东二下段储层不发育，横向对比性差。

图7 构造恢复后SZ36－1－A3～SZ36－1－B4井剖面图Fig.7 Seismic section through Well SZ36－1－A3and Well SZ36－1－B4after structure recovery

图8 SZ36－1－A井区及其围区沉积模式图Fig.8 Depositional models of LST sequence of Dongying Formation in the well area of SZ36－1－A

LD4－2油田东部上升盘（A井区西南侧）靠近断层调节带部位，为物源水系出口对应位置，砂体较为发育，砂体侧向尖灭和断层有效配置易形成构造－岩性圈闭，为极有利的钻探区（图8－B）。另外2期浊积扇体在工区南部有变厚的趋势，也是有利的钻探区域。

3.2 勘探潜力及成藏意义

SZ36－1－A井区和绥中36－1油田东营组是2个独立的辫状河三角洲。由于A井区与绥中36－1油田东营组具备相似的成藏条件，多个砂体的发现使之具备成藏的可能性极大，初步计算资源量为29.616×106m3，展现了新的勘探前景；已钻SZ36－1－A1／A2／A3三口井已经发现三级石油地质储量为8.179×106m3，该区累计石油资源规模为37.795×106m3。如果勘探一旦获得突破，与绥中36－1油田联合开发，对渤海的高产稳产将做出积极的贡献。

在新的沉积模式指导下，在SZ36－1－A2井西南侧钻探了SZ36－1S－A井，钻后目的层段储层较之前几口井明显变厚；砂岩明显变粗，为中细砂岩；砂岩含油荧光级别变高。初步测井解释油层15.4m，差油层28.6m，储层预测效果良好。