李維
(江漢油田分公司江漢采油廠,湖北 潛江433123)
潛江凹陷是位于江漢盆地中部的重要富烴斷陷型鹽湖凹陷[1],凹陷內的潛江組以巨厚的鹽系地層為特征,沉積體系發(fā)育和分布受物源供給、古地貌以及鹽湖密度流等因素控制[2]。
周返(周磯—返湖灣)地區(qū)位于潛山凹陷中部,潛江組沉積期以湖盆咸化期和淡化期的交互沉積為特征,來自西北方向的三角洲前緣砂體在此處疊置,形成上傾尖滅型的巖性油氣藏[3]。因此,查明富砂沉積微相的分布對于儲層的精細描述和巖性圈閉識別至關重要。利用研究區(qū)內的高密度鉆井資料,對潛江組二段—四段開展高分辨率的層序地層研究,為砂體對比提供高精度的格架,明確了工區(qū)內的有利砂體時空演化規(guī)律。研究成果為油田的下階段勘探開展提供重要依據。
潛江凹陷構造樣式表現為箕狀凹陷,分別受北部的潛北斷層和東南部的通??跀鄬涌刂?。古近紀早期潛江組沉積中心緊鄰潛北斷層,白堊紀和古近紀早期沉積主要受控于通??跀鄬?。在邊界斷層及東荊河斷層的強烈活動以及凹陷內部的丫角—新溝、通??诤驮揽诘榷嗵幍屯蛊鸬目焖俾∩餐饔孟?,凹陷內部的沉積環(huán)境總體表現為封閉—半封閉的鹽湖。從邊界斷層向凹陷方向,表現為斷—凹—隆的組合結構。周返地區(qū)位于沉積盆地中部,屬于物源遠端的沉積古斜坡。潛江凹陷構造區(qū)劃如圖1 所示。
結合前人的研究成果并利用了區(qū)內最新的鉆測井資料,利用高分辨率層序地層學理論及其技術方法[4],在研究區(qū)內地層分布、巖性及沉積序列的發(fā)育特征理解基礎上,識別了不同級別旋回界面,精細劃分了長期、中期和短期基準面旋回,建立了高分辨率層序地層格架。
圖1 潛江凹陷構造區(qū)劃圖
主要受控于古水系、物源方向和沉積古地貌,潛江凹陷潛江組碎屑巖主要分布在凹陷北部和本部,除此之外的大部分地區(qū)為鹽系沉積,巖性主要包括鹽巖、膏鹽巖和泥膏巖。在不同的主要巖性發(fā)育區(qū),層序界面的識別標志有差異。在研究區(qū)內,自然伽馬(GR)、聲波時差(DT)和電阻率曲線(RD)是較為可靠的識別層序界面的測井曲線。層序地層界面在DT、GR 和RD 曲線上多表現為測井參數值或曲線形態(tài)的突變。
在碎屑巖發(fā)育區(qū),在精細的巖芯觀察基礎上,查明測井曲線與巖性的響應關系,進一步分析測井界面特征。識別工區(qū)層序邊界識別主要包括四種,即沖刷面、巖性巖相轉換面、突變面以及沉積結構轉換面。在鹽湖發(fā)育區(qū),研究區(qū)的鹽巖成因模式主要為深盆成巖模式,由于鹽巖層段未取心,因此主要依靠測井曲線識別層序界面和湖泛面。大多情況下,在泥巖—鹽巖/泥膏鹽的巖相突變面上,GR突然增大(可達120 API)、聲波聲差增高(大于等于250 μs/m)且電阻率增大。湖泛面在地層和測井曲線上具有清晰的標志,通常發(fā)育于膏鹽巖/鹽巖地層中,GR 曲線通常為箱形低值(20~40 API)、DT 值略微降低(200~250 μs/m)且電阻率較大。
在不同級別層序界面和湖泛面識別的基礎上,結合區(qū)域沉積背景,確定了研究區(qū)潛江組潛二段—潛四段不同級次基準面旋回劃分方案(如表1 和表2 所示)。潛江組潛二段—潛四段可分為3 個長期短期基準面旋回層序,進一步內部可識別出11 個中期和56 個短期基準面旋回層序。其中潛四上段、潛三段和潛二段等3 個地層,基本上可以分別與長期基準面旋回層序SQ1、SQ3 和SQ3 相對應。SQ1(潛四上段)可進一步劃分為SQ1-1、SQ1-2、SQ1-3 等3 個中期基準面旋回層序,SQ2(潛三段) 內部可劃分為SQ2-1、SQ2-2、SQ2-3、SQ2-4 等4 個中期基準面旋回層序,SQ3(潛二段)則是由SQ3-1、SQ3-2、SQ3-3、SQ3-4 等4 個中期基準面旋回組成。
表1 潛江凹陷周返地區(qū)潛江組四上段不同級別的基準面旋回劃分方案
在中期基準面旋回層序內部,地層和測井曲線在垂向上表現為進積、加積和退積在內的不同的疊置樣式,據此,可在中期基準面旋回層序內部劃分出4~6 個短期基準面旋回層序。短期基準面旋回以對稱性為共同特征,即上升和下降兩個半旋回記錄的地層厚度接近。在中期基準面的上升半旋回中,主要發(fā)育C2 和C1 型短期基準面旋回,反映出退積的地層疊置樣式;而中期基準面下降半旋回主要由C3 型和C1 型短期旋回基準面旋回層序組成,反映出加積—進積的沉積趨勢。
研究區(qū)三角洲沉積體系發(fā)育的鉆井中,通常上升半旋回沉積厚度小,或僅表面上被侵蝕、沖刷,而下降半旋回厚度大。在濱淺湖沉積體系發(fā)育的鉆井中,層序結構的對稱性高。旋回的底、頂界面大多為具較強侵蝕作用的沖刷面或巖性轉換面。
表2 潛江凹陷周返地區(qū)古近系潛江組三段不同級別的基準面旋回劃分方案
旋回的底部和頂部是構成最有利儲層的砂體的主要發(fā)育位置,而中部則主要發(fā)育隔層,儲層質量差。中期基準面旋回界面主要表現為強烈的侵蝕和沖刷作用,研究發(fā)現這類界面在區(qū)內可很好地對比和追蹤,因此可作為建立等時層序地層格架的重要依據。
基于區(qū)內37 口單井相分析和高分辨率層序地層劃分,確定了網狀的鉆井間地層對比框架。主要在構造和沉積背景分析基礎上,兼顧了順物源方向(NW—SE)和垂直物源方向(SW—NE),形成了井字型的格架剖面??傮w上,各級別的層序在不同位置的鉆井中均可很好對比,從而建立了研究區(qū)潛江組潛二段—潛四上段高分辨率層序地層格架。
綜合研究區(qū)構造及沉積背景,在單井不同級次基準面旋回層序劃分基礎上綜合分析,主要劃分出SQ1-1、SQ1-3、SQ2-3、SQ2-4 共4 個砂層組,26 個小層砂體??傮w上砂體較薄,在縱向上分布穩(wěn)定,主要分布在潛四上段下部與上部,潛三段中上部,橫向上發(fā)育較穩(wěn)定,連通性一般。砂體主要分布在潛三段—潛四上段,潛二段基本為鹽湖沉積,不發(fā)育砂體。連井層序地層格架內的砂體分布如圖2 所示。
圖2 連井層序地層格架內的砂體分布
根據高分辨率層序地層學理論及其技術方法,結合潛江凹陷潛江組的沉積地質背景,通過精細分析測井和巖心資料,將潛二段—四段劃分為3 個長期、11 個中期以及56 個短期基準面旋回。區(qū)內砂巖主要發(fā)育在SQ1-1、SQ1-3、SQ2-3、SQ2-4 等4 個中期基準面旋回中,構成砂層組,進一步可分為26 個小層砂體,在高分辨率層序地層格架內查明了砂體的分布規(guī)律。