田文元 李晓光 宁松华 英紫娟 孙立志

摘要:为拓展辽河西部凹陷勘探领域,河道砂体储层被列为勘探工作重点。利用辽河西部凹陷南部地区三维连片叠前时间偏移地震资料,在层序地层格架研究基础上,应用精细地震资料解释及属性分析等技术,对西部凹陷南部古近系河道砂体分布进行研究,总结沉积物源迁移规律,为沉积相研究及目标优选提供可靠依据。

关键词:沉积物源;岩性油气藏;地震属性;河道砂体;西部凹陷;辽河坳陷

中图分类号:TE121.3文献标识码:A

前 言

辽河坳陷西部凹陷南段总体构造形态为北高南低,东陡西缓,是辽河盆地重要的生油气凹陷,但该区构造油气藏勘探开发已进入成熟期,岩性油气藏已成为勘探重点。研究区古近系包括房身泡组、沙河街组和东营组,本次研究以沙三段—东营组为主要研究对象。沙河街组主要发育扇三角洲、浊积扇及湖相沉积,东营组主要发育河流、扇三角洲和湖相沉积。由于储层横向变化大,垂向上砂层互相叠置,空间分布极其复杂,因此,识别沉积物源方向对研究区沉积相研究及岩性油气藏勘探具有重要意义。

1 河道识别方法

1.1 地震剖面河道反射特征

西部凹陷河道地震剖面上表现为平直型和下凹型2种强反射特征[1]:平直型河道地震剖面同相轴平直,局部变粗、能量增强,一般为地势平坦、流速较缓的三角洲平原曲流河或辫状河沉积,研究区大部分河道反射特征为平直型(图1a、b、c);下凹型河道地震剖面同相轴明显向下弯曲,呈锅底状(图1d、f),一般为下切河谷河道反射[2-3],研究区内目前尚未发现由于欠压实作用形成的同相轴上拱型河道反射。

1.2 测井及录井资料河道特征

西部凹陷钻遇东营组河道砂体的井较多,河道砂体沉积岩性以砂岩、砾岩为主,且多具有下粗上细的正韵律粒序,自然电位测井曲线为中—高幅度,曲线形态为箱形—钟形组合,自然伽马曲线和电阻率曲线呈钟型。

1.3 河道横向追踪方法

在地震资料中追踪与河道相关的地震等时界面是识别河道平面分布的关键。根据层序地层学原理,以井资料为基础建立等时地层格架[4],再通过制作合成地震记录,将等时地层格架转换为地震等时格架,并通过等时层位追踪得到地震等时界面,最终实现地震横向追踪识别河道平面展布。

目前,国内外已经形成多种河道砂体横向识别技术,可以针对不同地区、不同品质地震资料选用不同的识别技术。西部凹陷三维连片叠前时间偏移地震资料中浅层分辨率较高,3 000 ms以内可以在地震剖面上清晰地识别出河道反射,可以采用最基本的地震振幅属性预测河道平面展布[5],其中,均方根振幅属性与最大波峰(谷)属性(图1e)最为有效。另外,利用频谱分解和地震曲率属性等地震技术也可以对河道进行识别。

2 沉积物源方向迁移研究

沉积物源研究应以构造演化为背景。沉积期河流流向即为沉积物源方向,因此,识别出古河道展布即可判断沉积物源方向。西部凹陷古近纪河流流向较易判断,以辽河坳陷为背景,河流均为由周边流向凹陷内。部分地震资料覆盖不全的地区判断河流流向较困难,需结合钻遇河道主体部位井所揭示岩性粗细判断河流流向。辽河坳陷新生代构造演化经历了地壳拱张、裂陷和坳陷3个阶段,其中,裂陷阶段又可进一步划分为初陷期、深陷期和持续—衰减期[6]。古近纪为辽河坳陷裂陷期,沙三段沉积前,辽河坳陷经历了拱张和初陷期,沙三段沉积期为辽河坳陷进一步快速扩张、大幅下陷的深陷期,沙二段、沙一段及东营组沉积期为辽河坳陷持续裂陷期。

2.1 沙三段沉积期

沙三段沉积前,辽河坳陷经历了拱张和初陷期,沙三段沉积期为辽河坳陷进一步快速扩张、大幅下陷的深陷时期,台安—大洼主干断层活动剧烈,使西部凹陷东南侧大幅下陷,形成典型箕状洼陷,同期西部斜坡广泛发育北西—南东走向向凹陷内延伸的下切河道(图2)。

2.2 沙二—沙一段沉积期

沙二段、沙一段及东营组沉积期为辽河坳陷持续裂陷期[6]。渐新世早期,区域拉张裂陷再次增强。沙二段沉积期,沉积水体逐渐增大,沉积速率达到0.9 mm/a[6],辽河坳陷西部斜坡发育与沙三段相似的下切河道,来自北部及北东方向的河道也初具规模。沙一段沉积期,辽河坳陷西部斜坡河道逐渐转变为由南向北,而来自北部和东北部的2条北东—南西向河流成为了清水洼陷的主要沉积物源(图3)。

2.3 东营组沉积期

东营组沉积期,辽河裂谷再度扩张,西部凹陷基底发生差异沉陷,凹陷北段沉降幅度约为1 600 m,而凹陷南段沉降达2 600 m[6]。差异沉降形成的南北地势差使来自凹陷北部及北东方向的河流发生汇合,形成1条近似平行于台安—大洼断层的主河流,该河流受双台子构造和台安—大洼断层共同约束,在清水洼陷内部迁移演变,并在东二段最为清晰。东三段沉积期海南地区发育1条由中央突起流经仙鹤地区的河流。东三段沉积末期,双96井区发育1条发源于清水洼陷横跨现今双台子构造带南端的东西走向河流,与西部斜坡锦312井区的2条支流汇合后向南流向滩海地区,该河流随着时间推移逐渐向西迁移,直到东营组沉积末期(图4)。该河流横跨现今双台子构造带南端,说明双台子构造带形成时期不早于东三段沉积末期。

随着清水洼陷不断接受沉积,至东二段沉积晚期,西部凹陷东西斜坡变缓,凹陷南北落差逐渐缩小,双台子构造带对河流约束作用逐渐消失,主河流由曲流河演变为辫状河—网状河,水流速度缓慢,河道下切不深,且迁移频繁,后期发育河流持续破坏前期河道沉积,保留下来的并可以在地震资料中识别的河道较少。东一段沉积期,西部凹陷逐渐演变为泛滥平原沉积。

2.4 沉积物源迁移

纵观辽河坳陷西部凹陷古近系主要河道的迁移演化过程可以看出,古近系凹陷内发育2大沉积物源,其一为来自辽河坳陷中央凸起的东侧沉积物源,其二为来自辽河坳陷西部斜坡的缓坡沉积物源,2大沉积物源方向均随时间推移迁移演化。

西部斜坡缓坡沉积物源沙三段沉积期基本保持北西—南东走向不变,但由于该时期西部凹陷内东南侧断层活动频繁,凹陷和水位持续大幅下陷,使沙三段下切河道随时间向凹陷内的延伸距离不断增加(图2),并保持至沙二段沉积期。受辽河坳陷不断扩张的影响,西部凹陷基底南部下陷速度大于北部,南北地势差导致西部斜坡沉积物源搬运方向逐渐按顺时针方向往南旋转,至沙一段沉积期已经基本转化为由北向南。东营组沉积期,西部凹陷发育一系列南掉正断裂,使现今渤海湾地区成为辽河坳陷沉降中心,来自西部斜坡的沉积物源逐渐汇集形成北东—南西走向沉积物源,并相对于沙三段沉积期沉积物源方向顺时针旋转约90°,现今大凌河保留了该沉积物源的部分演化特征。

东侧沉积物源沙河街组沉积期以浊积等短轴沉积物源形式发育于台安—大洼断层一带,东营组沉积期,东部陡坡逐渐消失,东侧沉积物源汇集来自西部凹陷北段南北向沉积物源后形成北东—南西向沉积物源,与现今双台子河流向基本一致,台安—大洼断层和双台子构造带为该时期河流发育主控因素。

3 岩性油气藏预测

辽河裂谷盆地的演化过程为岩性油气藏的形成提供了得天独厚的条件。构造活动的旋回性使不同地质时期的沉积环境具有较大差异[7],形成众多不同类型的岩性油气藏。沙三段沉积期,西部凹陷东南侧断裂带大幅下陷,东侧沉积物源沿断裂带快速注入凹陷,形成深水浊积扇;西部凹陷西部斜坡发育数量较多,规模较小的短轴下切河道,注入较浅水体中形成冲积扇。沙二—沙一段沉积期,东侧沉积物源沿断裂带在凹陷内形成与沙三段沉积期类似的水下扇体;该时期西部凹陷西部斜坡下切河道逐渐汇集,河道数量减少,但河道规模增大,延伸距离加长,入湖处形成扇三角洲。东营组沉积期,西部凹陷以河流相沉积为主,东西侧沉积物源分别汇集成大型河流,贯穿整个凹陷。受河流频繁改道控制,河道砂体广泛分布,沿河道发育冲积扇、牛轭湖、扇三角洲等有利储集体。

西部凹陷油源充足,断裂发育,油源与有利储集体连通较好,使岩性油气藏广泛发育且类型多样。平面上,沿东南侧断裂带发育浊积扇体、前积砂体、河道砂体等类型岩性油气藏;西部凹陷西部斜坡广泛发育河道砂体油气藏,在河口发育各种扇体油气藏。在落实沉积物源方向的基础上,可以“顺藤摸瓜”寻找更多有利岩性油气藏。垂向上,不同沉积时期形成的砂体相互叠置,可以采用“串糖葫芦”的勘探思路,提高岩性油气藏预测精度。

4 结 论

(1) 辽河坳陷西部凹陷南段古近系河道砂体发育:东营组主要为河流相沉积,其中,东三段与东二段河道以曲流河为主;沙河街组西部斜坡河道以短轴下切河谷为主;凹陷内同时发育扇三角洲、湖泊等沉积相。

(2) 辽河坳陷西部凹陷南段古近系存在东、西侧2大沉积物源,沙河街组西侧沉积物源以北西—南东方向短轴沉积物源为主,东营组沉积物源以北东—南西向长轴沉积物源为主。沙河街组沉积期到东营组沉积期,西部斜坡沉积物源方向顺时针旋转90°。

(3) 以河道研究为基础,同时落实沉积物源规律,即可在平面上采用“顺藤摸瓜”的勘探思路,在垂向上采用“串糖葫芦”的勘探思路在西部凹陷或类似区域进行岩性油气藏勘探,并且能够提高岩性油气藏预测准确性。

参考文献:

[1] 李庆忠,张进.岩性油气田勘探:河道砂储集层的研究方法[M].青岛:中国海洋大学出版社,2006:6-7.

[2] 岳延波,马洪,李慧勇.辽河滩海仙鹤地区东三段水下分流河道沉积体的地震多参数识别[J].大庆石油地质与开发,2006,25(3):97-99.

[3] 范军侠,梁锋,田永.海南地区东三段水下分流河道砂体的识别与预测[J].地球物理学进展,2007,22(5):1527-1532.

[4] 王世瑞,王树平,狄帮让,等.基于地震属性特征的河道砂体预测方法[J].石油地球物理勘探,2009,44(3):304-313.

[5] 纪彤洲,丘津,王冰.应用地球物理信息预测河道砂体方法及应用效果分析[J].特种油气藏,2003,10(S1):5-6.

[6] 张巨星,蔡国刚.辽河油田岩性地层油气藏勘探理论与实践[M].北京:石油工业出版社,2007:19-22.

[7] 谷团.辽河盆地深层油气成藏条件及勘探前景[J].天然气地质,2008,19(5):597-603.

编辑 董志刚