胡 立，鄧宏文，邵明禮

(1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)能源學(xué)院，北京 100083；3.吉林油田分公司勘探開發(fā)研究院，吉林 松原 138000)

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英臺(tái)斷陷龍深2井區(qū)營(yíng)城組二段儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

胡 立1，鄧宏文2，邵明禮3

(1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)能源學(xué)院，北京 100083；3.吉林油田分公司勘探開發(fā)研究院，吉林 松原 138000)

松遼盆地英臺(tái)斷陷天然氣儲(chǔ)量豐富，北部龍深2井區(qū)含氣儲(chǔ)層下白堊統(tǒng)營(yíng)城組二段為火山碎屑巖、沉積巖混雜堆積，儲(chǔ)層分布雜亂。通過營(yíng)城組二段的巖性、地震、測(cè)井等資料分析，認(rèn)為營(yíng)城組二段為火山沉積充填序列，區(qū)域火山作用與沉積作用同步，可劃分為5個(gè)四級(jí)層序；物源主要來自三個(gè)方向，自西向東的沿控陷斷裂上盤向下盤推進(jìn)的物源，自北向南的長(zhǎng)軸物源和區(qū)域火山間歇性噴發(fā)的點(diǎn)物源。結(jié)合儲(chǔ)層反演及古地貌恢復(fù)手段預(yù)測(cè)出儲(chǔ)層分布規(guī)律，在區(qū)域火山間歇期的C3、C4旋回儲(chǔ)層受控于優(yōu)勢(shì)沉積相，而在區(qū)域火山噴發(fā)期的C1、C2、C5旋回儲(chǔ)層主要受控于優(yōu)勢(shì)沉積相和盆地的古地貌特征。有利儲(chǔ)層為辮狀河三角洲、扇三角洲前緣以及受區(qū)域火山同沉積的古地貌洼地中的沉火山角礫巖、沉凝灰角礫巖、沉角礫凝灰質(zhì)巖、沉凝灰?guī)r。此次研究有效地預(yù)測(cè)了火山-沉積型盆地儲(chǔ)層的分布規(guī)律，同時(shí)創(chuàng)新并拓展了層序地層學(xué)的應(yīng)用范圍，對(duì)同類的火山-沉積型盆地分析起到指導(dǎo)和借鑒作用。

火山-沉積型；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)；營(yíng)城組二段；英臺(tái)斷陷

英臺(tái)斷陷位于松遼盆地南部，天然氣儲(chǔ)量豐富，是吉林油田重要的天然氣接替區(qū)。斷陷北部龍深2井區(qū)是近年來的重點(diǎn)勘探目標(biāo)，儲(chǔ)層為下白堊統(tǒng)營(yíng)城組，營(yíng)一段是火山巖裂縫儲(chǔ)層，研究相對(duì)透徹。營(yíng)二段為后續(xù)發(fā)現(xiàn)的有利層位，主要巖性為火山碎屑巖與沉積巖混雜堆積[1-2]，但儲(chǔ)層分布規(guī)律認(rèn)識(shí)不清。前人依據(jù)營(yíng)城組一段的火山機(jī)構(gòu)模式[3-6]分析營(yíng)二段特征，經(jīng)鉆井揭示，火山口位置均為斷層交匯泥質(zhì)充填并且未見油氣顯示，而在含煤地層和黑色泥巖中發(fā)現(xiàn)試氣效果較好的儲(chǔ)層，現(xiàn)今構(gòu)造高部位與有效儲(chǔ)層的分布位置不吻合，氣層分布不受現(xiàn)今構(gòu)造控制，此模式無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)營(yíng)城組二段的儲(chǔ)層分布規(guī)律。因此，本文針對(duì)龍深2井區(qū)營(yíng)二段開展儲(chǔ)層分布規(guī)律和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究，為該區(qū)天然氣勘探和開發(fā)提供依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

英臺(tái)斷陷具有不對(duì)稱的雙斷式地塹結(jié)構(gòu)特征，西部長(zhǎng)期活動(dòng)的五棵松控陷斷裂控制盆地的形成和演化，東部以四方坨子斷裂為邊界。工區(qū)內(nèi)營(yíng)城組下伏沙河子組、上覆登婁庫(kù)組，營(yíng)城組自下而上分為三段，營(yíng)一段為湖盆強(qiáng)烈斷陷期的酸性火山噴發(fā)巖；營(yíng)二段為盆地?cái)噗贽D(zhuǎn)換及坳陷期火山碎屑巖和正常碎屑巖混雜堆積，僅在主斷裂附近有部分火山侵入巖；營(yíng)三段為湖盆消亡期的粗粒陸源碎屑巖砂泥堆積。營(yíng)城組二段呈西陡東緩、西厚東薄的沉積特征(圖1)，營(yíng)城組晚期遭受剝蝕、夷平明顯，營(yíng)二、三段東部剝蝕嚴(yán)重，登婁庫(kù)組不整合上覆于營(yíng)城組之上。

圖1 英臺(tái)斷陷位置及結(jié)構(gòu)剖面圖

圖2 英臺(tái)斷陷營(yíng)二段巖性統(tǒng)計(jì)及巖心特征

2 營(yíng)二段充填模式分析

不同的充填機(jī)制對(duì)應(yīng)不同的理論模式，不同的模式預(yù)測(cè)出不同的儲(chǔ)層分布規(guī)律。針對(duì)營(yíng)二段特殊的堆積現(xiàn)象，首先需要尋找充分證據(jù)來認(rèn)識(shí)營(yíng)二段的充填機(jī)制，到底是火山型層序、火山-沉積型層序還是正常的沉積型層序。

2.1 巖性分析

營(yíng)城組二段巖性復(fù)雜，通過錄井巖性校正、統(tǒng)計(jì)、巖心薄片觀察及實(shí)驗(yàn)測(cè)試(圖2)認(rèn)為，研究區(qū)內(nèi)主要有三種巖性：

(1)陸源碎屑巖，主要巖性為雜色角礫巖、凝灰質(zhì)泥巖、泥巖和煤，占總含量的30%；

(2)沉火山碎屑巖，主要巖性為沉火山角礫巖、沉角礫凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r和泥質(zhì)凝灰?guī)r；占總含量的60%；

(3)火山碎屑巖，主要巖性為火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r和少量熔結(jié)凝灰?guī)r，占總含量的10%。

巖心水平層理發(fā)育，具有一定磨圓，泥礫定向排列。陸源碎屑巖與火山碎屑巖薄互層致測(cè)井曲線的高幅度齒化。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，南北火山碎屑巖比中間盆地含量多，推測(cè)火山口位于龍深2井區(qū)南部及北部的較遠(yuǎn)地方(圖2)。

2.2 地震相分析

龍深2井區(qū)的東西向地震剖面顯示，底部營(yíng)一段酸性火山巖為雜亂的地震反射特征，營(yíng)二段內(nèi)連續(xù)-較連續(xù)，平行-亞平行的地震反射特征占優(yōu)勢(shì)，反映地層受水體影響沉積而成。在沉火山碎屑巖參與沉積的部位，地震上顯示為強(qiáng)振幅、低頻反射特征，縱向上呈強(qiáng)-弱-強(qiáng)地震反射特征。

圖3 龍深2井區(qū)營(yíng)城組二段等時(shí)地層格架劃分方案

2.3 充填特征分析

從營(yíng)二段地層充填特征看，西邊靠近控陷斷裂一側(cè)沉積速率大于東部，地層向東減薄、反射雜亂，巖性為泥礫混合的雜色角礫巖，為短軸物源快速充填的扇體沉積特征，向盆地中心地震反射變成連續(xù)、較連續(xù)的反射特征，沉積物粒度逐漸變細(xì)，形成濱淺湖和深湖沉積特征。

綜上所述，沉火山碎屑巖占主導(dǎo)地位，表明研究區(qū)受沉積作用和火山作用的雙重控制。低頻、強(qiáng)振幅、連續(xù)的地震反射特征為火山碎屑巖和沉積巖薄互層沉積特征，反映沉積時(shí)期具有遠(yuǎn)距離的火山噴發(fā)，火山碎屑空落或再搬運(yùn)與陸源碎屑互層沉積。而中頻、弱振幅、斷續(xù)的地震反射特征為沉積巖連續(xù)沉積，則該時(shí)期為火山噴發(fā)間歇期，只存在陸源湖相沉積。營(yíng)城組二段地震縱向上整體呈強(qiáng)-弱-強(qiáng)地震反射特征，反映營(yíng)城組二段沉積過程中有兩期區(qū)域火山作用，同時(shí)也反映出火山影響強(qiáng)度與營(yíng)二段沉積演化的斷陷、坳陷、萎縮三個(gè)階段同步(表1)。

表1 營(yíng)城組二段井震結(jié)合的地質(zhì)意義分析表

3 營(yíng)二段儲(chǔ)層預(yù)測(cè)

營(yíng)城組二段整體以沉積作用為主，火山作用間歇性影響，準(zhǔn)確識(shí)別沉積作用和火山作用是預(yù)測(cè)儲(chǔ)層分布的基礎(chǔ)，而建立地層格架是關(guān)鍵。

3.1 層序、沉積特征

營(yíng)二段頂?shù)椎卣鸱瓷錇橄鹘靥卣鳎瑴y(cè)井曲線呈斷崖式變化，巖性也截然不同。通過巖心、井震結(jié)合及海平面升降曲線(圖3)分析，營(yíng)二段內(nèi)部可識(shí)別2個(gè)沉積界面，初始湖泛面，地震上為第一個(gè)上超反射軸的底界面，測(cè)井曲線界面上下突變，界面之下基值大，高幅度齒化狀，界面之上基值減小，齒化幅度減小，巖心顯示界面上部較界面下部層理增多，分選好；最大湖泛面，地震反射為最大上超軸的頂界面，界面之上還可以清楚的識(shí)別出三角洲前積的下超反射，測(cè)井曲線較平滑，泥巖最為發(fā)育。因此，營(yíng)城組二段為頂?shù)滓圆徽厦?、?nèi)部存在最大湖泛面和初始湖泛面的完整三級(jí)層序，自下而上為低位充填(分割性潛水洼地)、湖侵體系域和高位域。研究區(qū)只發(fā)育火山機(jī)構(gòu)模式中的火山沉積相，根據(jù)火山沉積界面的等時(shí)性，進(jìn)一步劃分兩個(gè)等時(shí)界面，進(jìn)而把營(yíng)城組二段劃分為3個(gè)體系域、5個(gè)四級(jí)旋回的等時(shí)地層格架，自下而上命名為C1～C5，各旋回呈現(xiàn)不同沉積特征。

低位充填C1旋回，主要為分割性的潛水洼地，火山影響強(qiáng)度大，靠近西部控陷斷裂發(fā)育小型扇三角洲，呈填平補(bǔ)齊的沉積特征(圖4a)。湖侵體系域早期C2旋回，南部火山持續(xù)噴發(fā)，火山碎屑以點(diǎn)物源方式自南向北影響研究區(qū)(圖4b)，扇三角洲沉積減少；湖侵體系域晚期C3旋回，火山處于間歇期，以較深水湖沉積相為主，是烴源巖發(fā)育的主要層位，

北部長(zhǎng)軸物源存在小型、退積辮狀河三角洲沉積(圖4c)。高位域早期C4旋回，辮狀河三角洲自北向南推進(jìn)，西部控陷斷裂扇體面積有所增大，整體表現(xiàn)為濱淺湖沉積特征(圖4d)。高位域晚期C5為湖盆萎縮晚期，扇體快速向湖盆推進(jìn)，區(qū)域火山再次活動(dòng)，湖盆環(huán)境穩(wěn)定且水體較淺，中部和西南形成兩塊沼澤沉積區(qū)(圖4e)。從沉積體系發(fā)育和演化分析，營(yíng)二段為典型的不對(duì)稱雙斷式火山-沉積型盆地沉積模式(圖4f)。

3.2 儲(chǔ)層反演預(yù)測(cè)

在4 000～5 500 m/s的速度分布范圍內(nèi)，儲(chǔ)層和干層存在較大范圍的重疊，造成常規(guī)的聲波阻抗反演手段難以適用。單層儲(chǔ)層厚度較薄，5 m以下的占85%，5～10 m的占11%，大于10 m的只占4%。一般情況下，疊后地震資料能夠識(shí)別的調(diào)諧厚度約為40 m(假定地層速度為4 300 m/s)，難以有效地提取儲(chǔ)層信息，且由于火山巖放射性強(qiáng)，GR曲線已經(jīng)不再適用。因此，本文參考孔隙度和電阻率特征，融合以密度曲線為基礎(chǔ)的高頻信息和用聲波曲線的低頻趨勢(shì)背景，進(jìn)行廣義聲波曲線重構(gòu)。通過原始聲波和重構(gòu)聲波曲線的交匯對(duì)比得出，研究區(qū)廣義重構(gòu)曲線能夠較好地區(qū)分煤層、儲(chǔ)層及非儲(chǔ)層，儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層的聲波時(shí)差門檻值約為230 us/m，很好地解決了縱向的反演精度，并采用基于模型的測(cè)井約束反演，用協(xié)同地質(zhì)模型的構(gòu)建[7]提高反演的橫向預(yù)測(cè)精度。

在營(yíng)二段的層序格架內(nèi)，反演預(yù)測(cè)各旋回儲(chǔ)層的有效厚度，經(jīng)與沉積相對(duì)比發(fā)現(xiàn)，火山間歇期沉積旋回C3、C4有效儲(chǔ)層分布完全受沉積相控制，然而在火山噴發(fā)期沉積旋回C1、C2、C5的有效儲(chǔ)層的分布與沉積相并不完全吻合，火山巖儲(chǔ)層還受其它因素控制。

火山碎屑沉積的主要控制因素有研究區(qū)據(jù)火山口的距離，古地貌決定火山碎屑沉積空間大小。研究區(qū)火山碎屑是通過空落或水流再搬運(yùn)沉積，表明火山口的距離不是影響該研究區(qū)的關(guān)鍵因素，而營(yíng)城組二段火山噴發(fā)期，古地貌特征控制火山碎屑巖分布和有利儲(chǔ)層的位置。對(duì)火山噴發(fā)期地層進(jìn)行古構(gòu)造恢復(fù)(以C5為例)，應(yīng)用鉆井資料，根據(jù)壓實(shí)過程中孔隙度隨深度變化關(guān)系的指數(shù)模型(Sclater & Christie，1980)擬合壓實(shí)系數(shù)公式，英臺(tái)斷陷壓實(shí)系數(shù)公式擬合為：

泥巖：Φ=0.657exp(-0.000 57Z)

砂巖：Φ=0.405exp(-0.000 43Z) (Φ-為孔隙度、Z-為埋深)

統(tǒng)計(jì)該區(qū)各旋回砂巖、泥巖比例，采用逐層回?fù)艿姆椒ㄟM(jìn)行壓實(shí)恢復(fù)(忽略了沉積時(shí)期的古水深)，得到古地貌圖(圖5b)。對(duì)比沉積相(圖5a)、古地貌(圖5c)和反演厚度圖，可見沉積相和古地貌洼地共同控制了火山噴發(fā)期的儲(chǔ)層分布。

C2旋回北高南低的古地貌特征控制了該期有效儲(chǔ)層南厚北薄的特征。對(duì)于C1的分割性淺水洼地，火山作用強(qiáng)烈，沖積形成的扇體分選性差，不能作為有效儲(chǔ)層，所以沉積相控制的儲(chǔ)層差，而區(qū)域火山控制的洼地沉積儲(chǔ)層較好。

4 結(jié)語

(1)營(yíng)城組二段為完整的三級(jí)層序，結(jié)合火山噴發(fā)作用可劃分為5個(gè)四級(jí)層序；

(2)營(yíng)城組二段有效儲(chǔ)層的形成受控于3個(gè)物源：自西向東的沿控陷斷裂上盤向下盤推進(jìn)的物源，自北向南的長(zhǎng)軸物源，區(qū)域火山間歇性噴發(fā)的點(diǎn)物源；

(3)受區(qū)域火山影響的C1、C2、C5旋回的有效儲(chǔ)層受古地貌(沉積厚度)和優(yōu)勢(shì)沉積相共同控制，無區(qū)域火山影響的C3、C4旋回的儲(chǔ)層主要受優(yōu)勢(shì)沉積相控制；

(4)有利儲(chǔ)層主要分布在辮狀河三角洲、扇三角洲前緣以及受區(qū)域火山同沉積的古地貌洼地，儲(chǔ)層巖性為沉角礫巖、沉凝灰角礫巖、沉角礫凝灰質(zhì)巖、沉凝灰?guī)r；

(5)火山沉積相研究中，層序地層學(xué)方法較火山機(jī)構(gòu)模式更具有實(shí)用性。

[1]程日輝,劉萬洙,王璞珺,等.松遼盆地東緣下白堊統(tǒng)營(yíng)城組二段火山碎屑沉積的過程、相和結(jié)構(gòu)[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版).2007,37(6):1165-1175.

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The Reservoir Prediction Of The Second Member Of YingCheng Formation In LongShen2 Well Area,YingTai Fault Depression

HU Li1，DENG Hong-wen2，SHAO Ming-li3

(1.State Key Laboratory of Continental Dynamics,Department of Geology,Northwestern University,Xi’an 710069 Shaanxi；2.China University of Geosciences,School of Enemy Resources,Beijing 100083, China；3.Exploration and Development research institute,Jilin oilfield Company,Songyuan 138000, Jilin)

The resource of natural gas is abundant in Yingtai fault depression,Songliao Basin and in it’s north part LongShen2 well area gas-bearing reservoir is the second member of Yingcheng formation of Lower Cretaceous,with chaotic melange of pyroclastic rocks and sedimentary rocks and random reservoirs distribution.Based on the analysis of the data of lithology,seismic and logging and so on,it is found that the filling sequence of the second member of Yingcheng formation is volcanic-sedimentary type,with regional volcanism and sedimentation synchronized, which is divided into 5 four-stage sequences.There are mainly 3 source directions,the source from west to east and along the controlling-depression fault from upper wall to bottom wall,the long axis source from north to south and the point source in the intermittent eruption period of regional volcano.Combining reservoir inversion with ancient landscape restoration method, reservoir distribution is predicted that the effective reservoir of C3 and C4,which is in the intermittent period of regional volcano,is mainly controlled by preponderant sediment facies,while the effective reservoir of C1,C2 and C5,which is in the eruption period of regional volcano,is mainly controlled by preponderant sediment facies and the ancient landscape features of the basin.Favorable reservoir is sedimentary volcanic breccia,sedimentary tuff breccia,sedimentary breccia tuffaceous rocks and sedimentary tuff,which is in the braided river delta,the fan delta front and The ancient landform depressions in the eruption period of regional volcano.Through this research,reservoir distribution in volcanic-sedimentary basin is effectively predicted,Meantime, application range of sequence stratigraphy is innovated and expanded,which has great implication to identify and analyze volcano-sedimentary basin of the same type.

Volcanic-sedimentary type；reservoir prediction；the second member of Yingcheng for- mation and Yingtai fault depression

2016-06-02

“英臺(tái)斷陷營(yíng)二段沉積特征與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)”(JS12-W-13-JG-33-66)

胡立(1985-)，女，重慶石柱人，在讀碩士研究生，主攻方向：油氣地質(zhì)學(xué)。

TE122.2

A

1004-1184(2016)06-0148-04