辽河西部凹陷沙四段地层划分与对比分析

田 璐

（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010）

图1 西部凹陷中北部沙四段地层厚度等值线图（地震资料编绘）

始新世沙四段沉积时期，西部凹陷总体为一个东陡西缓的箕状断陷，沉积厚度具有东厚西薄的特点（见图1）。由于该时期凹陷处于强烈断陷期，湖盆范围较大，研究区的大部分区域都被湖水覆盖并接受湖相沉积。从钻井、录井及各种分析化验资料来看，沙四段不论在纵向上还是横向上都以细粒岩沉积为主，即主体以较深水的湖相泥页岩、泥质碳酸盐岩、油页岩为特征，仅在靠近凹陷东界的台安-大洼断层一线存在有来自于中央凸起的粗碎屑物质堆积，在个别水下隆起区上分布有少量的粒屑碳酸盐岩，来源于西部凸起的粗碎屑物质分布十分局限。在过去相当长的时间内，除高升地区和西斜坡的杜家台、曙光地区外，沙四段一直是作为烃源岩来对待的，只是近年来随着致密油勘探的兴起，凹陷深部位的沙四段才引起了越来越多的重视。

从前人研究成果和勘探实践中不难发现，沙四段的顶部界线和沙四段内部各个次级层段的划分标准都极其不统一。比如，沙四段高升油层的命名地是高升地区，是特指一套以粒屑灰岩或粒屑云岩夹灰绿色泥岩、灰色泥岩的岩石组合；同样，杜家台油层段的命名地为西斜坡杜家台地区，是特指一套灰白色砂岩、砂砾岩与灰、褐灰、棕红色泥岩间互层，顶部灰色泥岩与油页岩、钙质泥岩、白云质石灰岩薄层间互的岩石组合（引自辽河石油地质志）。这两套地层因相变在很短的距离内都发生了明显变化，在凹陷深部更是变得面目全非，故其进一步细分需要一些确定性或可操作性的标志[1-4]。

1 沙四段各亚段的划分和对比

由于研究区已经过多年勘探，对地层层系的命名已形成体系。为方便生产现场的应用，在对沙四段内部各个次级层段的划分和对比时，在坚持等时对比原则的基础上，充分兼顾了生产现场的原有地层名称。即以五级旋回层序I 对应于高升层（S4g），层序II 对应于杜家台油层的杜三层（S4d3），层序Ⅲ和层序Ⅳ的上升半旋回对应于杜家台油层的杜二层（S4d2），层序Ⅳ的下降半旋回对应于杜家台油层的杜一层（S4d1）。按照此方案，在本次研究工作中对全区百余口钻井的沙四段进行了详细的划分和对比，编制了详细的地层分层数据表，实现了全区沙四段分层的统一。

2 沙四段地层对比结果分析

为了真实、客观地描述研究区沙四段地层的变化规律，在研究的过程中，根据单井地层划分的结果，还优选了多口重点井，并绘制了多条连井地层对比剖面。

沿湖盆短轴方向绘制的数条连井剖面分别位于研究区的北部、中部及南部，从对比分析的结果可以看出：北部的高升地层比较平缓，地层的厚度变化较小，往东地层厚度略有增大，并且沙四段下部的高升地层厚度差异性最大，向上则差异性越来越小；中部地区从西往东地层的厚度越来越大，说明了湖盆基底具有西部较高东部较低的特征。高升层和杜三层的地层厚度差异比较明显，向上则差异性越来越小，从而说明湖盆经历了缓慢充填的过程。南部地区的基底地形差异性最明显，表现出隆凹相间的格局特征，从地层对比上可以清楚地看出沙四段底部的高升层地层厚度差异性非常大，厚度为0 m 的地方处于水上无沉积剥蚀状态，而在深度最大的地方，地层厚度最大可达200 m 左右。杜三层、杜二层及杜一层均继承了高升层的沉积格局，但至杜二层沉积时期，南部的三个水上隆起仅剩下东侧的兴隆台潜山仍出露水面，其余两个潜山均已没于水下，并且由杜三层到杜一层地层厚度差异逐渐减小，呈现出湖盆逐渐填平的特征。

图2 过高古14-高40-高17-高31 井地震Vp/Vs 反演结果与钻井结果对比图

沿湖盆长轴分布的数条地层对比剖面分别位于研究区的东部、中部及中部偏西的位置，由其对比结果可知：受台安-大洼控凹主断裂和中央凸起的共同控制，东部地区沙四段地层沉积厚度较大，碎屑岩相对较发育。在高升层沉积时期，北部发育一个水上低隆，由北向南地层沉积厚度逐渐增大，反映了北高南低的基底地形特征。在北部以泥晶碳酸盐岩与泥岩互层沉积为主，向南过渡为大套泥质碳酸盐岩沉积。此外，研究区东南部还存在兴隆台古潜山，该潜山在沙四段沉积时出露水面，一直未接受沉积。

靠近西部边缘的曙131-曙123-曙古175-曙古168-雷93-雷88-雷3 地层对比剖面中各次级层段的厚度分布则相对比较稳定，但在南部可见高升层全部及杜三层下部在曙光古潜山的高部位超覆缺失现象。除了高升层之外，其余的杜三层至杜一层的地层厚度差异逐渐减小，反映了基底由隆凹相间到逐渐平缓的湖盆充填过程。

沙四段碳酸盐岩在横向上具有如下特征：沙四段主要以发育两套厚层碳酸盐岩为标志，第一套碳酸盐岩位于高升层下部。由于沙四段沉积初期的古地貌呈隆洼相间的格局，碳酸盐岩的分布在横向上并不十分连续，起初呈零星孤立状分布，而后随着水体的加深、隆相间的地貌差异性越来越小，局部地区叠置相连，沉积的面积越来越大，横向上连续性逐渐变强。第二套碳酸盐岩位于杜三层，在沉积的过程中，凹陷内隆洼相间的格局基本已经填平，湖盆的基底比较平缓，沉积物在横向上连续分布，岩性主要有褐灰色、褐黄色泥质碳酸盐岩夹灰褐色云（灰）质泥岩，到东部陡坡带区域，由于物源的作用，泥质的含量越来越多，岩性逐渐变为褐灰色、深灰色云（灰）质泥岩，而越靠近湖盆西部边缘区域，碳酸盐的含量越来越少，岩性转变为褐灰色碳酸盐岩与深灰色泥岩互层，并且发育了一套以灰色泥岩夹灰白色、灰色碳酸盐岩为主的岩性组合。因此，在杜三层沉积时期，由凹陷的中部地区到西部缓坡地区其沉积物从半深湖-深湖亚相褐灰色、褐黄色泥质碳酸盐岩相转变为浅湖泥岩，而在东部陡坡带地区，由于物源的作用，扇三角洲发育比较，陆源碎屑物质含量非常多，对碳酸盐岩的沉积起到一定的限制作用。因此，由凹陷中心到东部陡坡带地区其沉积物从半深湖-深湖亚相褐灰色、褐黄色泥质碳酸盐岩转变为半深湖-深湖亚相云（灰）质泥岩，并最终变成了扇三角洲相砂砾岩。

地震叠前Vp/Vs（纵/横波比值）反演资料对沙四段碳酸盐岩的反映较为敏感，根据对研究区地层对比剖面和相对应的连井地震反演剖面进行标定后发现，碳酸盐岩层往往对应于Vp/Vs 的高值，且从Vp/Vs 反演结果所展示出的沙四段碳酸盐岩层的纵横向分布特征与地层对比结果所反映的规律相一致。这也从侧面反映了本次地层对比结果的正确性（见图2）。