馮 磊 姜在興 田繼軍

摘要：針對東營凹陷沙四上亞段濱淺湖灘壩砂體沉積特征，根據(jù)層序地層學理論，在綜合分析-地震、測井、巖G等資料的基礎上，采用地震層序、聲波時差和測井曲線疊合等方法進行層序界面識別，建立了東營凹陷沙四上亞段層序地層格架，將沙四上亞段劃分為一個三級層序，并根據(jù)層序內(nèi)低位體系域、湖侵體系域及高位體系域發(fā)育情況，細分為7個準層序組。

關鍵詞：東營凹陷；體系域；層序地層格架；灘壩砂體；層序界面

中圖分類號：TEl21.3文獻標識碼：A

前言

東營凹陷是濟陽坳陷的一個次級構(gòu)造單元，是印支期構(gòu)造運動背景下發(fā)展起來的中、新生代張扭型半地塹伸展盆地?；緲?gòu)造格局為北斷南超、北陡南緩，四周被凸起所圍繞。東營凹陷下第三系沙河街組沙四段上亞段主要發(fā)育濱淺湖灘壩沉積，灘壩砂體單層厚度小，儲層橫向變化快，沉積及分布規(guī)律復雜，建立合理的層序地層格架成為地層對比、沉積相分析及古地理再造等工作的基礎。

孫海龍根據(jù)Cross提出的高分辨層序地層學原理，通過基準面升降變化規(guī)律建立了東營凹陷南斜坡沙四段的層序格架。本次研究根據(jù)Vail、Posamentier等提出的經(jīng)典層序地層學理論，通過對不同體系域灘壩砂體沉積特征的研究，建立東營凹陷沙四段上亞段層序地層格架。

1沙四上亞段層序格架建立

東營凹陷沙四段沉積期為盆地發(fā)育初期斷陷階段的緩慢沉降期，為半干旱條件下的沉積，可劃分為上、下2個亞段，其中，沙四上亞段由于主要含油層位位于純化鎮(zhèn)地區(qū)，也稱“純化鎮(zhèn)組”，并可進一步細分為純上段和純下段。沙四上亞段巖性復雜，褐灰、灰色泥巖與薄層灰質(zhì)粉砂巖、砂巖、白云巖、油頁巖等互層，厚度一般為100～300m，受斜坡影響，向南逐漸減薄。沙四下亞段以含紅色泥巖為特征，又稱“紅層”段，厚度一般為幾十米，以沖擊扇、河流及淺湖碎屑沉積為主。

Vail等人依據(jù)水位變化周期，將沉積層序劃分為一至六級，其中，三級層序被作為層序地層的基本地層單位，具有重要意義，其時間區(qū)間為0.5～3.0Ma。根據(jù)姚益民的ESR測年等研究，東營凹陷沙四上亞段時間跨度為2.6Ma，可以為一個三級層序單元。

根據(jù)地層疊置樣式、巖性特征及巖相變化等，將沙四上亞段劃分為低位體系域、湖侵體系域和高位體系域，其中，低位體系域?qū)乘纳蟻喍渭兿露?，湖侵體系域?qū)乘纳蟻喍渭兩隙蜗虏?，高位體系域?qū)乘纳蟻喍渭兩隙紊喜?。低位體系域與湖侵體系域分界面為首次湖泛面，地震剖面上為第一個上超點所對應的反射界面，首次湖泛面是水位開始上升的標志，湖泛面之上沉積水深加深，發(fā)育退積式準層序，沉積物顏色加深。湖侵體系域與高位體系域的分界面為最大湖泛面，是水位上升至最高位置的界面，水體深度達到最大，沉積富含有機質(zhì)的暗色泥巖，稱為凝縮段(cs段)，沉積巖性一般為黑色泥巖、油頁巖等(圖1)。

由圖1可以看出：東營凹陷沙四上亞段低位體系域時期對應水體下降階段，多發(fā)育進積式準層序組，為濱淺湖灘壩砂體發(fā)育的主要時期，砂巖含量逐漸增加，自然電位曲線呈“漏斗形”，形成向上變粗的進積序列；湖侵體系域時期對應水體上升階段，水體較深，沉積巖性主要為半深湖相泥巖、風暴灘壩和油頁巖等，自然電位曲線呈“鐘形”，沉積序列為向上變細的退積序列；高位體系域早期水體深度相對穩(wěn)定，發(fā)育加積式準層序組，后期水位略有下降，發(fā)育進積式準層序組，沉積巖性主要為濱淺湖相泥巖、灘壩砂巖及白云巖，自然電位曲線基線無偏移，呈直線加積特征?？傮w上，沙四上亞段具有明顯的沉積韻律性，沉積物粒度由底部向上呈粗一細一粗變化，反映沉積水體由淺變深再變淺，形成一個完整的沉積旋回。

通過對東營凹陷300多口井的對比分析，建立了沙四段上亞段層序地層格架，將沙四上亞段劃分為7個準層序組：低位體系域包括3個準層序組，以進積序列為主，發(fā)育濱淺湖沉積；湖侵體系域包括2個準層序組，以退積序列為主，發(fā)育半深湖、深湖沉積；高位體系域由2個準層序組組成，以加積或進積序列為主，發(fā)育濱淺湖沉積(圖2)。

2地震資料層序界面識別

層序劃分的關鍵是層序界面、初始湖泛面及最大湖泛面的識別。地震資料具有較好的橫向分辨率，適用于層序界面的橫向識別。利用鉆井資料通過井震標定確定層序界面在地震剖面上對應的地震同相軸，并確定層序界面反射同相軸特征。根據(jù)東營凹陷樊137井離散合成地震記錄：T7對應沙四上亞段層序底界，中一強振幅，連續(xù)性較好；T6對應沙四上亞段層序頂界，振幅較弱，連續(xù)性較差；17對應沙四上亞段純上段與純下段分界，強振幅，連續(xù)性好，可連續(xù)追蹤(圖3)。

層序界面通常對應不整合面，包括平行不整合和角度不整合，平行不整合面在地震剖面上反射同相軸產(chǎn)狀平行，難以識別，角度不整合在地震剖面上特征明顯，常表現(xiàn)為削蝕、頂超、上超、下超等，因此，尋找角度不整合面是層序界面識別的重點。以東營凹陷50多口井的合成記錄井震標定為基礎進行全區(qū)層序追蹤。近盆地邊緣地區(qū)角度不整合較明顯，過濱634井南北向地震剖面上，沙四上亞段層序底界面(T7)表現(xiàn)為界面之上地震反射波的削蝕，為低位體系域時期湖平面長期下降河道下切侵蝕的結(jié)果；層序頂界面(T6)表現(xiàn)為界面之下地震反射波的頂超，頂超通常伴有較弱的侵蝕，通常出現(xiàn)于湖平面緩慢上升至開始下降時期，由于沉積物不能繼續(xù)向上傾方向加積而形成，多形成于高位體系域(圖4)。

3測井資料層序界面識別

3.1聲波時差識別

聲波時差是地層巖性、物性、孔隙度、流體性質(zhì)等因素的綜合響應，不整合將導致其中某些因素異常，使聲波時差曲線偏離正常趨勢線，這是利用聲波時差進行層序邊界識別的理論基礎。Magara K提出，理想條件或者正常埋藏壓實條件下，泥頁巖聲波時差對數(shù)與埋深存在線性關系，而不整合的存在將引起沉積地層缺失、沉積環(huán)境變化，造成湖侵泥巖覆蓋形成超壓帶抑制壓實作用等現(xiàn)象，導致聲波時差對數(shù)與深度線性回歸出現(xiàn)明顯錯斷或異常，即為層序界面(不整合面)。

圖5為東營凹陷東部王26井中泥頁巖聲波時差(對數(shù)刻度)與深度的關系。從圖中可以明顯看出，1664m處聲波時差對數(shù)與深度關系出現(xiàn)明顯斷點，可以判斷該位置為層序界面，分析認為是不整合的存在導致孔隙度等因素變化而使聲波時差曲線偏離正常趨勢線，確定該界面為沙四上亞段頂界面。同理，1840m處聲波時差對數(shù)與深度關系也存在較明顯斷點偏移，判斷為沙四上亞段底界面。

3.2聲波時差曲線與電阻率曲線疊合法

成熟的富含有機細粒烴源巖中，生成烴類替代巖石孔隙水，使巖石電阻率增大，將使測井的聲波時差曲線與電阻率曲線產(chǎn)生幅度差(定義該差值為AlogR)。聲波時差曲線與電阻率曲線疊合法將孔隙度曲線(一般為聲波時差曲線)疊加于電阻率曲線上之上，根據(jù)2條曲線間的幅度差可以進行層序邊界識別。AlogR一般與烴源巖中的有機碳總量(TOC)成正比。層序地層格架與烴源巖發(fā)育程度及有機碳豐度存在密切聯(lián)系：當湖盆水位上升至最高位置(即最大湖泛面)時，沉積凝縮段(cs段)，有機碳總量(TOC)較高，因此，TOC峰值常與最大湖泛面相對應。最大湖泛面上下，高位體系域陸源碎屑供應充足，而湖侵體系域及低位體系域水體相對較淺，導致TOC逐漸降低，使層序邊界對應AlogR低值。

圖6顯示了東營凹陷高897井AlogR與層序地層關系，可以明顯看出，AlogR與層序地層存在密切關系：AlogR低值段對應層序邊界，即沙四上亞段的頂?shù)捉缑鎸腁logR值迅速減少到最小；AlogR高值段對應層序中的最大湖泛面位置，且在層序內(nèi)部向上、向下均逐漸減小。

4結(jié)論

(1)根據(jù)經(jīng)典層序地層學理論，分析不同體系域?qū)某练e特征，建立了東營凹陷沙四上亞段層序地層格架，為深入研究東營凹陷沙四上亞段灘壩砂體沉積規(guī)律提供了較精確的等時地層單元。

(2)綜合地震層序識別、聲波時差識別、測井曲線疊合法進行層序界面及體系域界面的識別，建立了東營凹陷沙四上亞段層序地層格架，提高了層序界面的可靠程度。

(3)通過對東營凹陷沙四上亞段各體系域灘壩砂體發(fā)育特征進行分析，認為低位體系域是灘壩砂體發(fā)育的主要時期，由3個準層序組構(gòu)成，可以作為勘探有利目的層段。