孤北地区沙三中—上亚段储层展布_张琳璞.pdf

投稿网址：年 第 卷 第 期，（）：科 学 技 术 与 工 程 引用格式：张琳璞，王蛟 孤北地区沙三中上亚段储层展布 科学技术与工程，（）：.，（）：.孤北地区沙三中上亚段储层展布张琳璞，王蛟（.中国石化胜利油田分公司石油开发中心，东营；.山东石油化工学院石油工程学院，东营）摘 要 孤岛凸起北部地区沙三中上亚段是重要的油气勘探开发层系，通过系统岩心观察和测井相分析，改变了以往研究区以孤岛凸起为物源发育近岸水下扇、扇三角洲沉积的认识，认为沙三中上亚段主要发育中细砂岩、粉砂岩，同时测井曲线可见明显反旋回特征，表现为三角洲前缘亚相的沉积特征，发育水下分流河道、河道间、河口坝、席状砂沉积微相。应用三角洲前缘沉积模式，通过连井对比、古地貌恢复及地震均方根（，）与振幅融合属性砂体刻画，明确了沙三中上亚段 砂层组的砂体平面展布，绘制了沉积微相平面分布图，认为水下分流河道、河口坝有利砂体呈朵叶状分布，由南东向北西延伸。研究结果为孤北地区油气精细勘探开发提供了地质依据，使砂体钻遇吻合率有了较大提高。关键词 孤北洼陷；沙三中上亚段；沉积相；三角洲；地震 属性中图法分类号.；文献标志码 收稿日期：；修订日期：基金项目：国家自然科学基金（）；国家科技重大专项（）第一作者：张琳璞（），男，汉族，山东荣成人，硕士，高级工程师。研究方向：石油地质勘探。：。通信作者：王蛟（），男，汉族，山东德州人，博士，教授。研究方向：沉积学、石油地质学。：。，（.，；.，），（），；孤北地区位于济阳坳陷沾化凹陷内孤岛凸起的北部，范围包括孤北洼陷西部和渤南洼陷东部，处于两个洼陷的结合部位，在沙三段沉积时期，主要受孤北断层控制，形成了一套以孤岛凸起为物源的碎屑沉积体系，而在洼陷带则沉积了一套优质烃源岩。沙三段的生、储、盖组合配置条件好，具有“近源存储”的特点，已发现构造岩性、上倾尖灭油气藏，是该区重要的油气勘探开发层系。随着勘探的不断深入，迫切需要准确的地质模型和精细的砂体刻画来进一步指导滚动勘探开发及剩余油预测挖潜，而针对研究区这种洼陷带结合部位的沉积微相及砂体刻画研究较少，且不同学者的研究成果投稿网址：存在分歧，沉积地质模型也不统一，如吴安彬等认为孤岛凸起北部斜坡带发育扇三角洲、近岸水下扇等大型粗粒砂砾岩沉积体；邱隆伟等认为孤岛凸起北部斜坡发育三角洲沉积，但未明确沉积微相有利于砂体展布；袁静等、姜超认为孤岛凸起西部斜坡沙三段发育扇三角洲、近岸水下扇和重力流沉积，但对所研究地区砂体综合刻画不足。同时，有利砂体展布的地质认识、地震资料、测井分析综合应用不足，年研究区滚动井目标层位砂体钻遇率不足，严重制约了滚动勘探开发。鉴于上述原因，现通过系统岩心观察，分析沙三中上亚段沉积微相类型，并结合连井对比、古地貌恢复、测井相分析及地震融合属性砂体刻画，明确沙三中上亚段水退旋回 砂层组的沉积微相骨架砂体平面展布，以期为孤北地区滚动开发井位部署提供地质依据。图 沾化凹陷构造背景及沙三段地层特征 地质概况研究区位于沾化凹陷内孤岛凸起北部，范围包括孤北洼陷西部和渤南洼陷东部，总体呈南西北东方向，西邻渤南四扣洼陷，东邻神仙沟，西南端接富林洼陷，东北端接孤北洼陷，如图（）所示。全区已探明钻井 余口，其中孤北洼陷已探明钻井 余口，渤南洼陷 余口。沙三中上亚段沉积时期，孤岛凸起北侧、西侧发育多条 向、向同沉积断层，形成多级构造坡折带，控制了砂体的展布和成藏条件。沙三段沉积时期，盆内主要凹陷进入快速裂陷阶段（裂陷期幕），沉积体顺断裂带快速沉降、堆积，并在湖盆深洼区带发育稳定的半深湖深湖相优质烃源岩层。沙三中上亚段对应沉积层序的高位体系域，该时期盆内活动断层数量减少，强度减弱，湖盆沉降速度变缓，可容空间随沉积充填作用逐渐变小，砂体展布范围逐渐扩大，地层厚度减薄，地层顶部在局部地区遭受剥蚀，形成不整合面。根据研究区测井曲线及岩性特征，将沙三中亚段划分为，共 个砂层组，砂组为一套油页岩；将沙三上亚段划分为 和，共 个砂层组，砂组部分地区遭受剥蚀而缺失，如图（）所示。研究主要以砂岩较为发育的沙三中上亚段 砂组为研究对象。沉积特征.沉积旋回发育特征以往的观点认为，研究区沙三中上亚段以孤岛凸起为物源发育了一套近岸水下扇、扇三角洲、三科 学 技 术 与 工 程 ，（）投稿网址：角洲及水下重力流沉积。在系统岩心观察中，并未发现厚层砂砾岩体、砂砾岩混杂堆积等与近岸水下扇相匹配的大套砂砾岩粗碎屑沉积，说明该区域主控断层砂体发育不同于传统陡坡带砂砾岩体；也未发现以砂砾岩、含砾粗砂岩体为底部水道冲刷面的扇三角洲辫状河道厚层正旋回砂体沉积；同时，也未发现事件重力流常见的完整鲍马旋回沉积序列，粉细砂岩中生物扰动发育，表现为正常滨浅湖沉积环境。岩心观察和测井相分析，认为研究区沙三中上亚段发育以中细砂岩、粉砂岩为特征的三角洲前缘砂体沉积，测井曲线中可见河口坝明显反旋回砂体特征图（），同时，砂岩粒度普遍偏细，分选、磨圆较好。图 泥岩岩心照片 沙三中亚段 砂组沉积于弱还原的滨浅湖环境，泥岩颜色表现为灰色、浅灰色，在粉砂岩与泥岩的薄互层中可见包卷层理和生物扰动构造（图），属于前三角洲亚相、滨浅湖亚相的典型岩性特征；砂岩表现为粉砂岩、细砂岩、中细砂岩为主，发育三角洲砂体常见平行层理、块状层理、低角度交错层理（图），岩石薄片镜下长石含量较高，粒度细，分选、磨圆较好（图），自然电位（）、自然伽马（）测井曲线表现为漏斗形反旋回河口坝砂体图（）。沉积旋回中亦可见表现为较强水动力条件的含泥砾中粗砂岩、细砾岩等水道沉积（图），岩石薄片镜下长石含量较高，分选中等，磨圆较好（图），粒度概率曲线表现为高斜两跳一悬式（图）所示，、曲线表现为钟形正旋回图（）。沙三上亚段、砂组沉积于氧化弱还原环境，孤北 井 砂组发育黑色碳质页岩（图），指示了浅水沼泽环境；砂岩以细砂岩粉细砂岩为主。、测井曲线表现为钟形正旋回水道砂体图（）。.沉积相类型通过多口钻井的岩心观察，配合测井曲线特征，认为研究区沙三中上亚段 砂组主要发育三角洲前缘亚相和前三角洲亚相。沉积微相类型如下。（）水下分流河道微相。水下分流河道是研究区三角洲前缘主要的微相类型，以厚层砂岩为主，发育平行层理，底部具冲刷面，常含砾石。曲线为中高幅箱形、钟形，具正韵律。（）水下分流河道间微相。水下分流河道之间，处于弱水动力条件的水下还原环境，水深一半较小。以厚层浅灰色泥岩、砂质泥岩和粉砂质泥岩为主，偶夹薄层粉砂岩，层内发育植物化石，见生物钻孔和生物扰动。曲线为低幅近泥岩基线。（）河口坝微相。由河流带来的砂泥物质在河口处因流速降低而迅速堆积而成，河口坝以中厚层粉细砂岩和粉砂岩为主要岩石类型，多为反韵律或，（）张琳璞，等：孤北地区沙三中上亚段储层展布投稿网址：图 砂岩岩心照片 图 砂岩薄片镜下照片 均质韵律。层内发育浪成砂纹层理、平行层理、爬升砂纹层理、波状层理和斜层理，层内发育植物化石、炭屑、生物扰动。曲线为漏斗形、箱形。（）席状砂微相。席状砂位于三角洲前缘远端，由远砂坝和部分河口坝经波浪充分改造而成，以厚约 内薄层粉砂岩和泥质粉砂岩为主。岩性质地纯净，分选性好。层内发育浪成砂纹层理、生物钻孔。电性曲线表现为尖齿形、指形起伏。古地貌恢复利用地震解释、钻井、测井等资料，在合成记录标定的基础上，通过时深转换计算地层厚度，用残科 学 技 术 与 工 程 ，（）投稿网址：图 义 井 .砂岩粒度概率累积曲线图（）.（）余厚度法，对研究区沙三中上亚段古地貌进行恢复。如图 所示，沙三中亚段古地貌整体呈现东西两侧高，中部相对较低，孤岛凸起边缘坡度大，沉积区坡度较缓，发育多级坡折带的特点，沙三中亚段沉积时期，以孤岛凸起为主要物源区，在孤岛凸起北、西两侧可识别出 个沟谷形物源通道，沉积区地势较为宽缓，湖盆表现为中深、宽湖；沙三上亚段古地貌仍具有东南高，西北低的特征，以孤岛凸起为主要物源，个沟谷形物源通道继承性发育，沙三上亚段沉积时期，整体地貌更为宽阔平缓，坡度减缓，相带展布变宽，沉积中心向北迁移，此时湖盆表现为浅水、窄湖。总体来看，沙三中亚段到沙三上亚段沉积时期，湖盆地形由陡变缓，水体范围变小，深度变浅，直观反映了盆地构造沉降减弱。地震属性特征分析.地层界面识别研究区沙河街组地层发育较全，通过沉积层序的地震响应，结合区内构造运动及演化，共识别出 个界面：、（图）。沙三下亚段地层顶底分别对应、，底部为区域不整合面；沙三中亚段地层对应顶底界面为 与，在盆地的大部分地区是一组高振幅、强连续的地震反射特征；沙三上亚段与沙二段地层顶底分别对应 与，地层顶界面对应地震剖面上的，在地震剖面上表现为上超面。.地震属性砂体识别三角洲前缘亚相储集砂体在平面上表现为条带状展布的水下分流河道砂体，片状、朵状分布的河口坝砂体及席状砂。依托三角洲前缘亚相沉积模式，因工区地震资料均方根（，）、绝对振幅属性较为稳定，且对砂体的横向展布及空间变化较为敏感，能有效揭示沉积砂体的边界，研究中优选 与绝对振幅融合属性对研究区沙三中上亚段 砂组砂体开展研究。.地层切片制作与选取地层切片处理使用了第三方地震沉积学 软件。研究层位地层内部无角度不整合，沉积物堆积速度在横向上基本线性变化，切片处理可遵循线性内插的地层切片原理。针对孤北地区实际的地质情况选取地层切片进行研究，以顶底等时面为约束，在等时面内部等比例插值得到一系列近似等时的曲面，共 片，、共 片，大致对应的地层切片从下往上（图）。.典型地层层段选取与解释（）砂组（、界面，、片）。由沙三段 砂组地层切片中可见，该阶段内凸起边缘西部、北部局部地区以及沉积中心所在的北端少部分区域呈现 振幅高值（主要范围为 ），其余地区振幅值均相对较低，主要范围为 （图）。研究区内砂体主要呈片状和点状形状零散分布，故研究区整体含砂率低，相对贫砂。结合勘探开发井认识，砂组地层整体贫砂，仅在孤岛凸起西侧的陡坡带与缓坡带交界处、研究区北部部分地区小范围展布。（）砂组（、界面，片）。由沙三段 砂组地层切片可见，此阶段整个研究区内 振幅值较低，除西部和北部部分区域偶有高 振幅值出现（最高值为 ），其余主体区域均呈低值，主要范围为 ，主要砂体呈 向条带状或片状分布，该时期研究区整体贫砂。（）砂组（、界面，、片）。由沙三段 砂组地层切片中可见，该阶段内主要沉积区所在的西部、西北部区域 振幅值较高，主要范围为 ，指示研究区西部、西北部富砂，其砂体主要呈扇状分布；次要沉积区（研究区中部、南部及东部）振幅值相对较低，值域为 ，说明研究区中部南部及东部区域贫砂，整体含砂率中等。，（）张琳璞，等：孤北地区沙三中上亚段储层展布投稿网址：图 沙三中上亚段古地貌恢复图 （）、砂组（界面，片）。由沙三段、砂组地层切片中可见，该阶段主要沉积区（即研究区西部、北部区域）振幅值较高，主要范围为 ，表明研究区西部、北部区域富砂，北部富砂区砂体主要呈扇状或点状分布，西部区域砂体多以条片状分布为主；顺凸起供源区外缘范围内区域（即研究区南部、东部）振幅值相对较低，主要范围为 ，紧邻凸起区域相对贫砂，区域内砂体主要呈点状分布。沉积微相平面展布综合岩心观察、测井相识别以及地震属性砂体科 学 技 术 与 工 程 ，（）投稿网址：图 井震标定地层界面 图 间地层切片图 刻画，对孤北洼陷西南部沙三中上亚段 砂组沉积微相平面展布进行分析。（）沙三中上亚段 砂层组。沙三中上亚段砂层组沉积时期，研究区沙三中亚段沙三中上亚段 砂层组发育砂体进积旋回，旋回下部以河口坝砂体为主，岩性主要为细砂岩、粉砂岩，旋回上部水下分流河道砂体发育，岩性主要为含泥砾中粗砂岩、中细砂岩。三角洲前缘砂体受物源影响，主要呈南东北西向朵叶状展布（图），发育于义 孤北孤北 一线、义 井义 之间，最大厚度出现在义 井，约.。（）沙三中上亚段 砂层组。沙三中上亚段，（）张琳璞，等：孤北地区沙三中上亚段储层展布投稿网址：图 沙三中上亚段 砂组 与绝对振幅融合属性图 砂层组沉积时期，研究区沙三中亚段沙三中上亚段 砂层组主要发育三角洲前缘水下分流河道、河口坝微相，岩性主要以细砂岩，局部见粉砂岩，砂体主要呈南东北西向朵叶状展布，发育在孤北、义 井义 井、义 井及义 井区，最大厚度出现在义 井，约 。（）沙三中上亚段 砂层组。沙三中上亚段砂层组沉积时期，研究区沙三中亚段 砂层组主要发育三角洲前缘水下分流河道、河口坝微相，岩性主要以粉砂岩为主，细砂岩次之，砂体主要呈北东南西向和南东北西向朵叶状展布，砂体面积较少，主要发育孤北 孤北古 一线、孤北 一侧、义 井，最大厚度出现在义 井，约 。（）沙三中上亚段 砂层组。沙三中上亚段砂层组沉积时期，研究区沙三上亚段沙三中上亚段 砂层组发育三角洲前缘水下分流河道微相，岩性主要是含砾砂岩、中粗砂岩，砂体受物源影响，主要呈南东北西向展布，研究区砂体面积相对较大，主要发育义 井南侧、义 井义 井、义 义 及孤北孤北古 一线，最大厚度出现在义 井，约.。年以来运用本次砂体精细刻画和沉积微相展布的研究成果，在孤北地区部署滚动井、开发井目标层位（沙三中上亚段 砂层组）砂体钻遇率达到 以上，有效指导了该区油气精细滚动勘探开发井位部署。结论（）通过系统岩心观察和测井相分析，改变了以往认为孤岛凸起北侧、西侧沙三中上亚段发育近岸水下扇、扇三角洲、浊积扇沉积的认识，认为研究区沙三中上亚段发育以中细砂岩、粉砂岩为特征的三角洲前缘沉积，沉积微相有水下分流河道、河道间、河口坝、席状砂微相。（）运用三角洲前缘亚相沉积模式，结合古地貌演化和物源通道分析，优选地震 与绝对振幅融合属性，在地层界面顶底约束的条件下，井震结合制作与砂层组对应的等时地层切片，完成了沙三中上亚段富砂 砂组沉积微相、骨架砂体展布研究，认为水下分流河道、河口坝有利砂体主要由南东向北西延伸，呈条带状、朵叶状展布，是进一步油气勘探开发挖潜的主要方向。科 学 技 术 与 工 程 ，（）投稿网址：图 沙河街组三段 砂层组沉积相平面展布平面图 参考文献 王子轶，高志前，李汶桓，等 辽河油田 块兴隆台段扇三角洲储层构型精细解剖 科学技术与工程，（）：.，（）：.孔省吾，于正军，宋璠，等 东营凹陷永北地区沙四上亚段砂砾岩储层构型特征及分布样式 科学技术与工程，（）：.，（）：.吴安彬，罗群，崔倩，等 断陷盆地顺向断坡油气优势运移通道及聚油模式 以渤海湾盆地沾化凹陷孤北斜坡为例东北石油大学学报，（）：，.，：，（）：，.邱隆伟，杜双虎，代莉，等 孤北洼陷沙三段沉积特征及其控制因素 新疆石油地质，（）：.，（）：.邱隆伟，王义，代莉，等 沾化凹陷孤北洼陷沙二段沙三中亚段上部沉积体系分析 东北石油大学学报，（）：.，（）：.袁静，钟剑辉，宋明水，等 沾化凹陷孤岛西部斜坡带沙三段重力流沉积特征与源汇体系 沉积学报，（）：.，（）张琳璞，等：孤北地区沙三中上亚段储层展布投稿网址：，（）：.姜超 断陷湖盆斜坡带重力流砂体沉积特征及沉积模式 以沾化凹陷渤南洼陷南部斜坡带沙三段为例 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