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,河道砂體儲層被列為勘探工作重點。利用遼河西部凹陷南部地區(qū)三維連片疊前時間偏移地震資料,在層序地層格架研究基礎(chǔ)上,應(yīng)用精細地震資料解釋及屬性分析等技術(shù),對西部凹陷南部古近系河道砂體分布進行研究,總結(jié)沉積物源遷移規(guī)律,為沉積相研究及目標優(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:TE121.3文獻標識碼: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)已進入成熟期,巖性油氣藏已成為勘探重點。研究區(qū)古近系包括房身泡組、沙河街組和東營組,本次研究以沙三段—東營組為主要研究對象。沙河街組主要發(fā)育扇三角洲、濁積扇及湖相沉積,東營組主要發(fā)育河流、扇三角洲和湖相沉積。由于儲層橫向變化大,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,一般為地勢平坦、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)由于欠壓實作用形成的同相軸上拱型河道反射。

1.2 測井及錄井資料河道特征

西部凹陷鉆遇東營組河道砂體的井較多,河道砂體沉積巖性以砂巖、礫巖為主,且多具有下粗上細的正韻律粒序,自然電位測井曲線為中—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)的地震等時界面是識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)建立等時地層格架[4],再通過制作合成地震記錄,將等時地層格架轉(zhuǎn)換為地震等時格架,并通過等時層位追蹤得到地震等時界面,最終實現(xiàn)地震橫向追蹤識別河道平面展布。

目前,國內(nèi)外已經(jīng)形成多種河道砂體橫向識別技術(shù),可以針對不同地區(qū)、不同品質(zhì)地震資料選用不同的識別技術(shù)。西部凹陷三維連片疊前時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別出河道反射,可以采用最基本的地震振幅屬性預(yù)測河道平面展布[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)也可以對河道進行識別。

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,識別出古河道展布即可判斷沉積物源方向。西部凹陷古近紀河流流向較易判斷,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個階段,其中,裂陷階段又可進一步劃分為初陷期、深陷期和持續(xù)—衰減期[6]。古近紀為遼河坳陷裂陷期,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一步快速擴張、大幅下陷的深陷期,沙二段、沙一段及東營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一步快速擴張、大幅下陷的深陷時期,臺安—大洼主干斷層活動劇烈,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。沙二段沉積期,沉積水體逐漸增大,沉積速率達到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 東營組沉積期

東營組沉積期,遼河裂谷再度擴張,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2 600 m[6]。差異沉降形成的南北地勢差使來自凹陷北部及北東方向的河流發(fā)生匯合,形成1條近似平行于臺安—大洼斷層的主河流,該河流受雙臺子構(gòu)造和臺安—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灘海地區(qū),該河流隨著時間推移逐漸向西遷移,直到東營組沉積末期(圖4)。該河流橫跨現(xiàn)今雙臺子構(gòu)造帶南端,說明雙臺子構(gòu)造帶形成時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,雙臺子構(gòu)造帶對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,但由于該時期西部凹陷內(nèi)東南側(cè)斷層活動頻繁,凹陷和水位持續(xù)大幅下陷,使沙三段下切河道隨時間向凹陷內(nèi)的延伸距離不斷增加(圖2),并保持至沙二段沉積期。受遼河坳陷不斷擴張的影響,西部凹陷基底南部下陷速度大于北部,南北地勢差導(dǎo)致西部斜坡沉積物源搬運方向逐漸按順時針方向往南旋轉(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,并相對于沙三段沉積期沉積物源方向順時針旋轉(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)育于臺安—大洼斷層一帶,東營組沉積期,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)今雙臺子河流向基本一致,臺安—大洼斷層和雙臺子構(gòu)造帶為該時期河流發(fā)育主控因素。

3 巖性油氣藏預(yù)測

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厚的條件。構(gòu)造活動的旋回性使不同地質(zhì)時期的沉積環(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)沉積物源沿斷裂帶快速注入凹陷,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)沉積物源沿斷裂帶在凹陷內(nèi)形成與沙三段沉積期類似的水下扇體;該時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,入湖處形成扇三角洲。東營組沉積期,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、扇三角洲等有利儲集體。

西部凹陷油源充足,斷裂發(fā)育,油源與有利儲集體連通較好,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,東營組沉積物源以北東—南西向長軸沉積物源為主。沙河街組沉積期到東營組沉積期,西部斜坡沉積物源方向順時針旋轉(zhuǎn)90°。

(3) 以河道研究為基礎(chǔ),同時落實沉積物源規(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)域進行巖性油氣藏勘探,并且能夠提高巖性油氣藏預(yù)測準確性。

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編輯 董志剛