渤海海域沙东南构造带东二下亚段物源状况分析

2015-07-02于喜通韦阿娟

石油地质与工程 2015年5期

关键词：亚段井区东南

于喜通，韦阿娟，黄雷

(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津塘沽 300452)

渤海海域沙东南构造带东二下亚段物源状况分析

于喜通，韦阿娟，黄雷

(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津塘沽 300452)

为查明沙东南构造带东二下亚段物源状况、揭示沉积体系的分布格局，通过岩石碎屑组分特征、重矿物组合、砂岩百分含量分布以及典型地震前积结构特征分析等研究方法,对东二下亚段的物源进行了综合研究。结果表明，该地区主要受到西北部沙垒田凸起物源影响。在此分析的基础上，认为同向断阶坡折带对该地区砂体展布具有关键的控制作用,砂体主要分布在F1断裂下降盘。

渤海海域；沙东南构造带；东二下亚段；物源分析；砂体展布

1 地质概况

渤海海域是在前中生代基底之上发育的中、新生代叠合盆地，是渤海湾盆地的重要组成部分[1-4]。沙东南构造带位于渤海西部海域中南部，处于渤中凹陷和沙南东凹之间，整体为北西西向-近南北向的构造脊背景，是在太古代花岗岩潜山背景上经新生代北东向断裂活动形成的北西-南东向的断阶带，表现为长条状垒堑相间的构造格局(图1)。勘探实践表明，东二下亚段地层是沙东南构造带重要的含油气层位，目前已在该区发现F18-A、F18-B、Z13-A等多个油气田。但由于受到围区不同方向物源的影响而使得砂体展布变得复杂，给该区的勘探开发带来了难度。因此，对该地区进行物源分析，查明古物源与沉积砂体的空间配置关系，对油气储层的准确预测具有重要意义。通过大量的室内分析测试资料及地震资料，主要从岩石学、矿物学及地球物理等多种角度出发，对沙东南构造带东二下亚段的物源状况进行分析，阐明古物源与沉积砂体展布关系，旨在为该地区下一步的油气勘探提供依据。

图1 研究区构造位置

2 物源分析

在油气勘探开发过程中，物源体系关系到砂体的展布及岩性油气藏勘探的成果[5-6]。从岩石碎屑组分特征、重矿物组合、砂岩百分含量分布以及典型地震前积结构等方面对沙东南构造带东二下亚段进行了系统的物源研究。结果表明，该地区主要受西北部沙垒田凸起物源影响。

2.1 岩石碎屑组分特征

盆内陆源碎屑物是由物源区岩石提供的，因此碎屑物组分的组合特征与物源区有密切关系，一般石英含量由物源区向沉积区逐渐升高[7-9]。镜下观察统计，研究区东二下亚段岩石类型主要为长石砂岩和岩屑长石砂岩，石英含量一般为32%～58.6%，长石含量29.1%～43.3%，岩屑含量低，仅为12.3%～29.8%；研究区西南部F22-B-F23-A井区虽然薄片资料较少，但仍能较好地反映该地区的岩石组分特征，H8井钻遇砂岩为长石岩屑砂岩，岩屑含量高达52.5%，长石含量33.5%，石英含量仅为14%，具有“高岩屑、低石英”特征；研究区东南部Z19-D-Z26-B井区为相对石英含量高值区，石英含量一般为42%～56.3%，长石含量25.5%～39.5%，岩屑含量18.5%左右。另外，Z13-A井区存在一个明显的石英含量低值区，石英含量25%～40.3%(图2)。分析结果表明，研究区与其西南部F22-B-F23-A井区及东南部Z19-D-Z26-B井区岩石碎屑成分明显不同，且由西北向东南，石英含量从32%(F18-A-1井)增加到58.6%(F18-B-1井)，岩石矿物成熟度有增高趋势，由此判断研究区东二下段物源主要来自于其西北部的沙垒田凸起，Z13-A井区受双向物源影响，为西北和东南两个方向物源的交汇区。

图2 沙东南构造带及围区东二下亚段岩石碎屑组分特征

2.2 重矿物组合特征

砂岩中的重矿物组合类型及其分布可作为物源区分析的重要依据。在物源相同、古水流体系一致的碎屑沉积物中，重矿物组合具有相似性，并且离物源区越远稳定重矿物的含量越高[10-12]。化验分析资料表明，研究区及其围区东二下亚段砂岩重矿物种类主要包括金红石、电气石、锆石、石榴子石、褐铁矿、黑云母，而重矿物组合主要分为三种类型：第一种为“锆石+褐铁矿”组合，这种组合集中在研究区及其西北部地区，并且自西北的F11-F-1井向东南的F18-B-2DS井处，超稳定重矿物(金红石+电气石+锆石)含量从33%增大到59.3%；第二种为“石榴子石+锆石+电气石”的重矿物组合，这种组合主要在研究区西南部发育，以H16井为代表；第三种为“石榴子石+锆石”的组合，石榴石占据绝对优势，主要分布于研究区东南部。另外，Z13-A井区为“锆石+石榴子石+褐铁矿”组合，兼具第一种和第二种重矿物组合特征，受到西北和东南双向物源影响的可能性较大(图3)。这种分布格局表明，研究区主要受西北部沙垒田凸起物源影响。

图3 沙东南构造带及围区东二下亚段重矿物组合特征

2.3 砂岩百分含量分布特征

砂岩百分含量等值线图可以用来推测岸线位置和古水流方向，从而为物源分析提供一定的证据。对同一个沉积体系而言，一般的规律是距离物源区越近，含砂率值越大，它们通常为沉积物的主要搬运通道[13]。编图结果显示，研究区及围区可识别出两支主要的三角洲朵体：研究区西南方向发育近北东-南西向的三角洲朵体，含砂率8%～54%，且规模较小；研究区及其西北部发育呈近北西-南东向展布的三角洲朵体，砂岩百分含量分布范围为5%～68%，分为明显的东、西两个分支砂体，其中东支砂体贯穿沙东南构造带，含砂率在研究区西北部的F11-E-1井处较大，达到 65%，而向东南方向的F18-B-2DS井处减少为6%。Z13-A井区可能受西北部及东南部双向物源影响，但其西南部地区以含砂率小于10%为主，说明Z13-A井区主要受到西北部物源影响(图4)。砂岩百分含量的这种分布特征是指示研究区物源主要来自其西北方向沙垒田凸起的又一重要证据。

图4 沙东南构造带及围区东二下亚段砂岩含量等值线图

2.4 地震反射特征分析

地震剖面的内部终端反射结构尤其是前积结构具有指示古水流方向的作用，因而可以作为判断物源方向的重要标志[14-15]。从沉积背景来看，东二下亚段沉积期是湖泊三角洲建设发育期，沉积作用以进积为主，在地震资料上这些进积作用也有明显的反映。地震资料分析结果显示，在东二下亚段地层中记录了典型的前积结构，前积方向多为由西北向东南方向，该反射结构被解释为三角洲沉积体系的进积结构，指示研究区物源来自北西方向，也进一步验证了前面的物源分析结果(图5)。

图5 地震资料内部前积结构特征

3 讨论

通过以上分析，明确了沙东南构造带东二下亚段物源主要来自于其西北部的沙垒田凸起。基于物源区的精确确定，对该区砂体展布获得新认识，认为同向断裂坡折带控制了该区东二下亚段砂体展布。

构造坡折带对沉积体系的发育和砂体分布起重要的控制作用[16-20]。按照徐长贵(2006)对渤海海域古近系坡折带的成因划分[21]，沙东南构造带归属于同向断阶坡折带，主要受F1和F2两条长期活动断裂控制，其中F18-A井区位于F1断裂下降盘，F18-B井区位于F2断裂下降盘(图6)。通常情况下，控制断裂坡折带的断裂生长系数越大，其控砂能力相对越强。林畅松等(2000)对渤海湾盆地沾化凹陷的研究表明，主控断裂的生长系数一般达到1.4～2.0时才可能起控制沉积体系和砂体展布的作用[22]。统计分析结果表明，东二下亚段沉积期F1断裂的生长系数为1.73，控制砂体分布的可能性较大，位于下降盘的F18-A井区钻遇良好的三角洲前缘主体细砂岩储层，而同时期F2断裂的生长系数仅为1.29，可能起不到控砂作用，这与其下降盘F18-B井区的实钻结果吻合，即在东二下亚段仅发育薄层三角洲前缘远端粉细砂岩储层；相比而言，F1和F2两条断裂在东三段沉积期的生长系数均较大，分别达到5.37 和4.17，对砂体分布起明显控制作用，两条断裂的下降盘钻井证实均发育良好的储层。因此，同向断阶坡折带主控断裂的活动强度对本区东二下亚段砂体分布具有明显的控制作用，使得优质储层仅在F1断裂下降盘发育。