田文元 李曉光 寧松華 英紫娟 孫立志

摘要:為拓展遼河西部凹陷勘探領(lǐng)域,河道砂體儲(chǔ)層被列為勘探工作重點(diǎn)。利用遼河西部凹陷南部地區(qū)三維連片疊前時(shí)間偏移地震資料,在層序地層格架研究基礎(chǔ)上,應(yīng)用精細(xì)地震資料解釋及屬性分析等技術(shù),對(duì)西部凹陷南部古近系河道砂體分布進(jìn)行研究,總結(jié)沉積物源遷移規(guī)律,為沉積相研究及目標(biāo)優(yōu)選提供可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞:沉積物源;巖性油氣藏;地震屬性;河道砂體;西部凹陷;遼河坳陷

中圖分類號(hào):TE121.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

前 言

遼河坳陷西部凹陷南段總體構(gòu)造形態(tài)為北高南低,東陡西緩,是遼河盆地重要的生油氣凹陷,但該區(qū)構(gòu)造油氣藏勘探開發(fā)已進(jìn)入成熟期,巖性油氣藏已成為勘探重點(diǎn)。研究區(qū)古近系包括房身泡組、沙河街組和東營(yíng)組,本次研究以沙三段—東營(yíng)組為主要研究對(duì)象。沙河街組主要發(fā)育扇三角洲、濁積扇及湖相沉積,東營(yíng)組主要發(fā)育河流、扇三角洲和湖相沉積。由于儲(chǔ)層橫向變化大,垂向上砂層互相疊置,空間分布極其復(fù)雜,因此,識(shí)別沉積物源方向?qū)ρ芯繀^(qū)沉積相研究及巖性油氣藏勘探具有重要意義。

1 河道識(shí)別方法

1.1 地震剖面河道反射特征

西部凹陷河道地震剖面上表現(xiàn)為平直型和下凹型2種強(qiáng)反射特征[1]:平直型河道地震剖面同相軸平直,局部變粗、能量增強(qiáng),一般為地勢(shì)平坦、流速較緩的三角洲平原曲流河或辮狀河沉積,研究區(qū)大部分河道反射特征為平直型(圖1a、b、c);下凹型河道地震剖面同相軸明顯向下彎曲,呈鍋底狀(圖1d、f),一般為下切河谷河道反射[2-3],研究區(qū)內(nèi)目前尚未發(fā)現(xiàn)由于欠壓實(shí)作用形成的同相軸上拱型河道反射。

1.2 測(cè)井及錄井資料河道特征

西部凹陷鉆遇東營(yíng)組河道砂體的井較多,河道砂體沉積巖性以砂巖、礫巖為主,且多具有下粗上細(xì)的正韻律粒序,自然電位測(cè)井曲線為中—高幅度,曲線形態(tài)為箱形—鐘形組合,自然伽馬曲線和電阻率曲線呈鐘型。

1.3 河道橫向追蹤方法

在地震資料中追蹤與河道相關(guān)的地震等時(shí)界面是識(shí)別河道平面分布的關(guān)鍵。根據(jù)層序地層學(xué)原理,以井資料為基礎(chǔ)建立等時(shí)地層格架[4],再通過制作合成地震記錄,將等時(shí)地層格架轉(zhuǎn)換為地震等時(shí)格架,并通過等時(shí)層位追蹤得到地震等時(shí)界面,最終實(shí)現(xiàn)地震橫向追蹤識(shí)別河道平面展布。

目前,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)形成多種河道砂體橫向識(shí)別技術(shù),可以針對(duì)不同地區(qū)、不同品質(zhì)地震資料選用不同的識(shí)別技術(shù)。西部凹陷三維連片疊前時(shí)間偏移地震資料中淺層分辨率較高,3 000 ms以內(nèi)可以在地震剖面上清晰地識(shí)別出河道反射,可以采用最基本的地震振幅屬性預(yù)測(cè)河道平面展布[5],其中,均方根振幅屬性與最大波峰(谷)屬性(圖1e)最為有效。另外,利用頻譜分解和地震曲率屬性等地震技術(shù)也可以對(duì)河道進(jìn)行識(shí)別。

2 沉積物源方向遷移研究

沉積物源研究應(yīng)以構(gòu)造演化為背景。沉積期河流流向即為沉積物源方向,因此,識(shí)別出古河道展布即可判斷沉積物源方向。西部凹陷古近紀(jì)河流流向較易判斷,以遼河坳陷為背景,河流均為由周邊流向凹陷內(nèi)。部分地震資料覆蓋不全的地區(qū)判斷河流流向較困難,需結(jié)合鉆遇河道主體部位井所揭示巖性粗細(xì)判斷河流流向。遼河坳陷新生代構(gòu)造演化經(jīng)歷了地殼拱張、裂陷和坳陷3個(gè)階段,其中,裂陷階段又可進(jìn)一步劃分為初陷期、深陷期和持續(xù)—衰減期[6]。古近紀(jì)為遼河坳陷裂陷期,沙三段沉積前,遼河坳陷經(jīng)歷了拱張和初陷期,沙三段沉積期為遼河坳陷進(jìn)一步快速擴(kuò)張、大幅下陷的深陷期,沙二段、沙一段及東營(yíng)組沉積期為遼河坳陷持續(xù)裂陷期。

2.1 沙三段沉積期

沙三段沉積前,遼河坳陷經(jīng)歷了拱張和初陷期,沙三段沉積期為遼河坳陷進(jìn)一步快速擴(kuò)張、大幅下陷的深陷時(shí)期,臺(tái)安—大洼主干斷層活動(dòng)劇烈,使西部凹陷東南側(cè)大幅下陷,形成典型箕狀洼陷,同期西部斜坡廣泛發(fā)育北西—南東走向向凹陷內(nèi)延伸的下切河道(圖2)。

2.2 沙二—沙一段沉積期

沙二段、沙一段及東營(yíng)組沉積期為遼河坳陷持續(xù)裂陷期[6]。漸新世早期,區(qū)域拉張裂陷再次增強(qiáng)。沙二段沉積期,沉積水體逐漸增大,沉積速率達(dá)到0.9 mm/a[6],遼河坳陷西部斜坡發(fā)育與沙三段相似的下切河道,來自北部及北東方向的河道也初具規(guī)模。沙一段沉積期,遼河坳陷西部斜坡河道逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛赡舷虮?而來自北部和東北部的2條北東—南西向河流成為了清水洼陷的主要沉積物源(圖3)。

2.3 東營(yíng)組沉積期

東營(yíng)組沉積期,遼河裂谷再度擴(kuò)張,西部凹陷基底發(fā)生差異沉陷,凹陷北段沉降幅度約為1 600 m,而凹陷南段沉降達(dá)2 600 m[6]。差異沉降形成的南北地勢(shì)差使來自凹陷北部及北東方向的河流發(fā)生匯合,形成1條近似平行于臺(tái)安—大洼斷層的主河流,該河流受雙臺(tái)子構(gòu)造和臺(tái)安—大洼斷層共同約束,在清水洼陷內(nèi)部遷移演變,并在東二段最為清晰。東三段沉積期海南地區(qū)發(fā)育1條由中央突起流經(jīng)仙鶴地區(qū)的河流。東三段沉積末期,雙96井區(qū)發(fā)育1條發(fā)源于清水洼陷橫跨現(xiàn)今雙臺(tái)子構(gòu)造帶南端的東西走向河流,與西部斜坡錦312井區(qū)的2條支流匯合后向南流向?yàn)┖５貐^(qū),該河流隨著時(shí)間推移逐漸向西遷移,直到東營(yíng)組沉積末期(圖4)。該河流橫跨現(xiàn)今雙臺(tái)子構(gòu)造帶南端,說明雙臺(tái)子構(gòu)造帶形成時(shí)期不早于東三段沉積末期。

隨著清水洼陷不斷接受沉積,至東二段沉積晚期,西部凹陷東西斜坡變緩,凹陷南北落差逐漸縮小,雙臺(tái)子構(gòu)造帶對(duì)河流約束作用逐漸消失,主河流由曲流河演變?yōu)檗p狀河—網(wǎng)狀河,水流速度緩慢,河道下切不深,且遷移頻繁,后期發(fā)育河流持續(xù)破壞前期河道沉積,保留下來的并可以在地震資料中識(shí)別的河道較少。東一段沉積期,西部凹陷逐漸演變?yōu)榉簽E平原沉積。

2.4 沉積物源遷移

縱觀遼河坳陷西部凹陷古近系主要河道的遷移演化過程可以看出,古近系凹陷內(nèi)發(fā)育2大沉積物源,其一為來自遼河坳陷中央凸起的東側(cè)沉積物源,其二為來自遼河坳陷西部斜坡的緩坡沉積物源,2大沉積物源方向均隨時(shí)間推移遷移演化。

西部斜坡緩坡沉積物源沙三段沉積期基本保持北西—南東走向不變,但由于該時(shí)期西部凹陷內(nèi)東南側(cè)斷層活動(dòng)頻繁,凹陷和水位持續(xù)大幅下陷,使沙三段下切河道隨時(shí)間向凹陷內(nèi)的延伸距離不斷增加(圖2),并保持至沙二段沉積期。受遼河坳陷不斷擴(kuò)張的影響,西部凹陷基底南部下陷速度大于北部,南北地勢(shì)差導(dǎo)致西部斜坡沉積物源搬運(yùn)方向逐漸按順時(shí)針方向往南旋轉(zhuǎn),至沙一段沉積期已經(jīng)基本轉(zhuǎn)化為由北向南。東營(yíng)組沉積期,西部凹陷發(fā)育一系列南掉正斷裂,使現(xiàn)今渤海灣地區(qū)成為遼河坳陷沉降中心,來自西部斜坡的沉積物源逐漸匯集形成北東—南西走向沉積物源,并相對(duì)于沙三段沉積期沉積物源方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)約90°,現(xiàn)今大凌河保留了該沉積物源的部分演化特征。

東側(cè)沉積物源沙河街組沉積期以濁積等短軸沉積物源形式發(fā)育于臺(tái)安—大洼斷層一帶,東營(yíng)組沉積期,東部陡坡逐漸消失,東側(cè)沉積物源匯集來自西部凹陷北段南北向沉積物源后形成北東—南西向沉積物源,與現(xiàn)今雙臺(tái)子河流向基本一致,臺(tái)安—大洼斷層和雙臺(tái)子構(gòu)造帶為該時(shí)期河流發(fā)育主控因素。

3 巖性油氣藏預(yù)測(cè)

遼河裂谷盆地的演化過程為巖性油氣藏的形成提供了得天獨(dú)厚的條件。構(gòu)造活動(dòng)的旋回性使不同地質(zhì)時(shí)期的沉積環(huán)境具有較大差異[7],形成眾多不同類型的巖性油氣藏。沙三段沉積期,西部凹陷東南側(cè)斷裂帶大幅下陷,東側(cè)沉積物源沿?cái)嗔褞Э焖僮⑷氚枷?形成深水濁積扇;西部凹陷西部斜坡發(fā)育數(shù)量較多,規(guī)模較小的短軸下切河道,注入較淺水體中形成沖積扇。沙二—沙一段沉積期,東側(cè)沉積物源沿?cái)嗔褞г诎枷輧?nèi)形成與沙三段沉積期類似的水下扇體;該時(shí)期西部凹陷西部斜坡下切河道逐漸匯集,河道數(shù)量減少,但河道規(guī)模增大,延伸距離加長(zhǎng),入湖處形成扇三角洲。東營(yíng)組沉積期,西部凹陷以河流相沉積為主,東西側(cè)沉積物源分別匯集成大型河流,貫穿整個(gè)凹陷。受河流頻繁改道控制,河道砂體廣泛分布,沿河道發(fā)育沖積扇、牛軛湖、扇三角洲等有利儲(chǔ)集體。

西部凹陷油源充足,斷裂發(fā)育,油源與有利儲(chǔ)集體連通較好,使巖性油氣藏廣泛發(fā)育且類型多樣。平面上,沿東南側(cè)斷裂帶發(fā)育濁積扇體、前積砂體、河道砂體等類型巖性油氣藏;西部凹陷西部斜坡廣泛發(fā)育河道砂體油氣藏,在河口發(fā)育各種扇體油氣藏。在落實(shí)沉積物源方向的基礎(chǔ)上,可以“順藤摸瓜”尋找更多有利巖性油氣藏。垂向上,不同沉積時(shí)期形成的砂體相互疊置,可以采用“串糖葫蘆”的勘探思路,提高巖性油氣藏預(yù)測(cè)精度。

4 結(jié) 論

(1) 遼河坳陷西部凹陷南段古近系河道砂體發(fā)育:東營(yíng)組主要為河流相沉積,其中,東三段與東二段河道以曲流河為主;沙河街組西部斜坡河道以短軸下切河谷為主;凹陷內(nèi)同時(shí)發(fā)育扇三角洲、湖泊等沉積相。

(2) 遼河坳陷西部凹陷南段古近系存在東、西側(cè)2大沉積物源,沙河街組西側(cè)沉積物源以北西—南東方向短軸沉積物源為主,東營(yíng)組沉積物源以北東—南西向長(zhǎng)軸沉積物源為主。沙河街組沉積期到東營(yíng)組沉積期,西部斜坡沉積物源方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°。

(3) 以河道研究為基礎(chǔ),同時(shí)落實(shí)沉積物源規(guī)律,即可在平面上采用“順藤摸瓜”的勘探思路,在垂向上采用“串糖葫蘆”的勘探思路在西部凹陷或類似區(qū)域進(jìn)行巖性油氣藏勘探,并且能夠提高巖性油氣藏預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。

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編輯 董志剛