埕北低凸起陡坡带下降盘地层特征研究

2014-06-27代黎明李建平杨波刘士磊刘晓健

长江大学学报(自科版) 2014年26期

关键词：陡坡古生物井段

代黎明,李建平,杨波刘士磊,刘晓健

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300452)

埕北低凸起陡坡带下降盘地层特征研究

代黎明,李建平,杨波刘士磊,刘晓健

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300452)

陡坡带是箕状凹陷中油气富集的一类重要构造带,具有物源影响大、相变迅速、地质条件特殊等特点。利用古生物、测井、地震等资料对渤海湾盆地埕北低凸起陡坡带下降盘地层特征进行了研究,结果表明,埕北低凸起陡坡带下降盘地层中沙河街组和东营组古生物化石共生现象普遍存在,该套地层的真实层位应该为东三段而不是沙一段;埕北低凸起陡坡带下降盘地层的形成比较特殊(通过快速的剥蚀、搬运、沉积过程而形成),且连续沉积的老地层可以在新地层中迅速再沉积(如沙一段可以在东三段沉积期迅速再沉积)。

埕北低凸起;陡坡带;下降盘;地层划分

渤海湾盆地属于典型的陆相断陷盆地,发育大量结构不对称的箕状凹陷,其中普遍发育有陡坡带。陡坡带往往依附边界大断裂,受多期构造运动与多物源的控制明显。此外,陡坡带紧邻凸起物源区,具有断坡陡峭、山高谷深、沟梁相间的古地貌特征[1]。自“十一五”以来,与渤海油田毗邻的胜利油田和辽河油田在陡坡带不断有新的发现,现已成为重要的增储阵地[2-3]。目前,在埕北低凸起南侧陡坡带先后钻探了3口探井,即CFD-C井、CFD-B井和CFD-A井,上述3口井属于同一个陡坡带下降盘不同位置。下面,笔者以CFD-B井和CFD-A井为例,对埕北低凸起陡坡带下降盘地层特征进行研究,以便为该地区的勘探开发提供参考。

1 区域概况

埕北低凸起位于渤海海域西南部,夹持在埕北凹陷和沙南凹陷之间,呈北西走向,面积660km2,凸起西段为地垒结构,东段为南断北超的单面山[4]。埕北低凸起南面是埕北凹陷,为一个狭窄型北断南超的箕状凹陷,面积700km2。埕北低凸起和埕北凹陷在构造单元划分上同属于埕宁隆起。1972年,在埕北低凸起的西端钻探海7井,该井在东营组上段发现二十多米的油层,从而发现了埕北油田;1988 年,在埕北低凸起的东南端钻探埕北12井并出油,由此发现埕岛油田。此后,在埕北低凸起南侧陡坡带又相继发现曹妃甸22-1、曹妃甸22-2、曹妃甸21-3等含油构造。

2 古生物特征

对CFD-B井2156～2414m井段进行古生物化石鉴定,结果显示该井段同时存在大量东营组和沙河街组的代表性古生物化石,具体情况如下(见图1):①2165～2235m段化石藻类丰富,种类和数量都比较多,东营组及沙一段的分子均有出现,如网面拟箱藻和细网拟箱藻、粒面球藻、穴面球藻、透明光面球藻等为东营组和沙一段共有的分子;伸长沧县藻和东营角凸藻为东三段的特征分子;而变异似菱球藻、裂棒似菱球藻、双饰多刺甲藻、分叉多刺甲藻、多刺甲藻则为沙一段藻类组合的领衔分子。②2256 ～2310m(其中2266.66～2285.66m为岩心段)段榆粉属(波形榆粉+小榆粉+三孔脊榆粉)含量明显高于栎粉属,为东营组的孢粉组合特征。然而在岩心段的2278.38m处见有渤海沙一段的典型介形虫组合,有惠民小豆介、坨庄玻璃介、近三角小星介、博兴假玻璃介等,同时也发现了中国辽河螺、底棱旋脊螺、习见恒河螺、优美狭口螺、静安堡中华狭口螺、强壮似渤海螺等沙一段的腹足类化石。③2330 ～2414m段化石组合特征为被子植物花粉含量大于裸子植物花粉。因此,从古生物特点来看,该井所处地层具有典型的东三段和沙一段古生物分子混生的特征。

图1 CFD-B井地层古生物综合柱状图

对CFD-A井2075～2235m井段进行古生物化石鉴定(见图2),结果显示该井段上部大量出现胡桃科植物和云杉粉属,且连续见到角凸藻属和沧县藻属,符合东二段～东三段组合特征。此外,麻黄粉属也同时连续出现;该井段下部(2230～2235m)以松科植物、藻类大量发育为特征,具有渤海海域东三段“波形榆粉-云杉粉属-皱面球藻属”组合特征。同时,大量出现具壳翼凸起的渤海藻属、副渤海藻属、锥藻属化石,桦科植物和三沟类、三孔沟类含量较高,同时破隙杉粉、麻黄粉属、栎粉属也较为常见,这符合沙河街组化石组合特点。因此,从古生物特点来看,该井所处地层表现为东营组和沙河街组的代表性分子共生的特征。

3 岩电特征

CFD-B井2156～2414m井段岩性表现为上部是绿灰色泥岩,少量深灰色,下部是细砂岩夹薄层泥岩、粉砂质泥岩。电性特征表现为泥岩段自然伽马较高(呈微齿化线性),自然电位为线性低值;砂岩段自然伽马值较低(局部为微小漏斗形),自然电位值较高(见图2)。CFD-A井2075～2235m井段岩性组合为灰色泥岩夹钙质泥岩、灰质粉砂岩及油页岩,电性特征表现为自然伽马较高,呈低幅齿形,自然电位曲线以线形低值为主。

4 地层划分情况分析

通过分析CFD-A井和CFD-B井相关井段的古生物资料,认为埕北低凸起陡坡带下降盘东营组与沙河街组古生物分子共生的现象与特殊地质背景有关。一般而言,在2种情况下地层中会出现新老古生物分子共生的现象:一种情况是由于人为因素(如岩屑掉块)导致上部地层的样品混入到下部地层中,因而在较老地层中会出现一些较新时代的古生物化石;另一种情况是由于构造活动、沉积环境变迁等因素造成先期沉积地层遭受剥蚀、搬运,然后再沉积到新的地层中,使得某一段地层可以出现新老古生物化石共生的现象[5]。分析CFD-B井相关井段的古生物资料发现,尽管该井段不论在岩心还是岩屑中均有东三段和沙一段古生物混生的现象,而且在岩心中发现了非常典型的沙一段化石,但这些化石都发育于一块较大的砾石之中(见图3),这只能证明这一块砾石的地层时代属于沙一段。此外,纵观整个井段的孢粉特征,裸子植物花粉占绝对优势,被子植物花粉中榆粉属含量明显的大于栎粉属。综合分析认为,孢粉化石以东营组的分子为主,岩心段整体背景上为东营组。因此,CFD-B井相关井段岩心的地层归属应为东营组,而沙一段的古生物化石为再沉积所致。研究表明[6],渤海油田大多数地区新地层中出现的再沉积产物多来源于不整合面之下的各种潜山,而在埕北低凸起陡坡带下降盘东三段中见到沙一段再沉积的砾石和古生物化石,且沙一段和东三段之间基本为连续沉积,这说明陡坡带地层的形成有其特殊性,在地层划分原则上也应有所调整。从理论上来说,早期沉积的地层在某种触发机制下都可能作为较新地层的物源,而陡坡带地质背景较为特殊,一般与边界大断层相伴生[7]。因此,随着断层的持续活动,埕北低凸起陡坡带下降盘沙一段地层在东三段沉积期间迅速剥蚀后再沉积是完全可能的。

图2 CFD-A井地层古生物综合柱状图

图3 CFD-B井岩心段砾石照片

上述结论可以在CFD-A井的地层研究中得到验证。尽管CFD-A井2075～2235m井段的岩电特征上来说与渤海油田大多数地区沙一段特殊岩性段相吻合[8],但同时发现大量典型东三段的介形虫化石组合,这表明这套地层的真实层位应该为东三段而不是沙一段。CFD-A井与CFD-B井具有相似的沉积背景(见图4),说明2口井的相关层段应该同属于东营组而非沙河街组。此外,除了砾石和古生物被再沉积之外,诸如油页岩、钙质页岩等较软的岩石也能再次沉积,这可能与陡坡带地层没有经历长距离搬运改造有关。如CFD-A井东三段中类似“沙一段”的岩电特征都能被完整记录下来,这种陡坡带快速沉积在新的地层中岩性组合基本没有变化,这种再沉积的“隐蔽性”很强,在地层划分时应格外引起重视,避免出现误解。