济阳坳陷临南洼陷沙三、四段地层划分

2011-12-29王如良

中国石油大学胜利学院学报 2011年3期

关键词：洼陷亚段井段

王如良

（胜利地质录井公司地质研究解释中心，山东东营 257200）

济阳坳陷临南洼陷沙三、四段地层划分

王如良

（胜利地质录井公司地质研究解释中心，山东东营 257200）

针对临南洼陷沙三、四段及其各亚段地层界线与东营、沾化凹陷的分层不符、沙三上亚段、两套油页岩集中段、盘河砂岩层位归属存在争议等问题，对沙三段及其各亚段的地层界线进行厘定，以解决长期以来沙三段地层划分不统一问题。研究表明：沙三上亚段地层沉积模式上为一套进积地层，自然电位幅度组合包线类型为前积式；沙三中亚段具有反旋回准层序组特征；上油页岩集中段、下油页岩集中段、盘河砂岩段属沙三下亚段地层；沙二段与沙三段、沙三段与沙四段之间均为平行不整合接触关系。

临南洼陷；沙三段；亚段；地层界线；分层依据

临南洼陷位于惠民凹陷西南部，南北方向位于惠民中央隆起带与惠民南斜坡之间，西部与临清坳陷禹城凹陷相接，东部通过仁风鼻状构造低部位与里则镇洼陷相通。临南洼陷沙河街组沉积时期存在南部和北部两大物源体系，北部物源形成了如基山、盘河、临商三角洲砂体，南部物源形成了双丰、江家店、瓦屋三角洲砂体等。北部砂体发现了临盘油田、商河油田，南部砂体发现了临南、江家店、玉皇庙油田。先后发现馆陶组、东营组、沙一段、沙二段、沙三段和沙四段等6套含油层系。地层的划分和对比是油气田勘探决策制定的基础和关键。多年来，临南洼陷与东营、沾化凹陷分层不符，临南洼陷内部分层也不统一，近年来的探井在沙三、沙四段间的地层划分更不统一，层位归属存在疑问和争议，尤其是沙三上亚段、两套油页岩集中段、盘河砂岩层位归属问题争议很大，甚至建议将惠民凹陷沙四段与沙三段的分界放在沙三段上下油页岩段的底部，即位于上下油页岩与盘河砂岩之间［1］。因此，笔者对临南洼陷沙三、沙四段地层进行专题研究，确定地层界线的划分方法，对下一步勘探具有重要实际意义。

1 划分方案

地层分层的关键是按不同级别不整合面或相当不整合面的界线来划分不同级别的地层界线，即按沉积间断的时间长短来划分不同级别的地层界线［2－3］。应用岩性、古生物、构造、测井等地层对比方法，结合地震资料，参照各研究单位划分方法，考虑分层合理、使用方便、与区域统一，以济阳坳陷地层分层方法为依据，综合制订地层分层方案。

沙三上亚段地层沉积模式上为一套进积地层，自然电位幅度组合包线类型为前积式。沙三上亚段砂体顶部地震相位连续、等时，是地层由进积向退积沉积的转换面，同时也是沙二段与沙三上亚段地层分界面，在地震剖面上对应T3反射相位；沙三中亚段具有反旋回准层序组特征；上油页岩集中段、下油页岩集中段、盘河砂岩段属沙三下亚段地层。包括“后长页岩”段在内的一套灰色地层为沙四上亚段，沙四上亚段底界划至红层集中段顶。沙四上亚段地层在洼陷带低部位为“灰沙四”，洼陷边坡含少量红层。沙三段与沙四段的分界线位于盘河砂体底部的砂泥岩段结束处较合理，区域上也具有良好的对比性。在近物源区如洼陷边坡，由于砂泥比大，砂体厚度大，使地层划分困难，主要依据地震剖面来进行划分。在洼陷低部位，如各砂体中部－前缘部位，由于砂、泥岩集中段分布特征不同，分层易于识别。地层接触关系上，在洼陷边坡上沙三段顶、底与上覆沙二段、下伏沙四段均为角度不整合接触关系，斜坡带、洼陷带均应为平行不整合接触关系（图1）。

图1 临南洼陷沙河街组划分方案

2 分层依据

临南洼陷古近系构造沉积演化过程基本上与济阳坳陷其他凹陷具有相似的演化特征，地层分层也具有统一性。整个济阳坳陷沙三段沉积期经历了水体由浅－深－浅的沉积演化特征，其顶、底界存在二级层序界面，在地震上沉积间断面明显。

在洼陷边坡，T6下界面上可见下超，界面以下见削截，是一典型的角度不整合面，为二级层序界面（图2）。在洼陷斜坡带、洼陷带沙四段与沙三段呈平行不整合接触关系。

图2 临南洼陷街201、夏36井区沙三段与沙四段角度不整合接触关系

在洼陷边坡，沙三上亚段与上覆沙二段呈角度不整合接触关系（图3），在洼陷斜坡带、洼陷带与上覆沙二段呈平行不整合接触关系［4－5］，与下伏沙三中亚段呈整合接触关系。

2.1 沙四上亚段

图3 临南洼陷临98－临86井区沙二段与沙三段角度不整合接触关系

临南洼陷南部及西部湖盆边缘以灰色、灰褐色砂泥岩互层为主，夹少量灰色、紫红色泥岩。在洼陷低部位为灰色砂泥岩互层沉积。该套地层称为“灰沙四”，见光滑南星介、纯洁真星介、坡形玻璃介、纯化真星介、纯化玻璃介，其中夏66井岩屑介形虫分析表明，井段3 550～3 670 m首次见纯洁真星介、坡形玻璃介沙四段上部化石。中央隆起带上的盘2井，在井段1 648～1 658 m岩屑中见后长金星介18粒，为沙四上亚段；井段1 659 m见坡形玻璃介1粒，为沙三下－沙四上亚段标准化石；盘4井在井段1 806～1 810 m岩屑中见后长金星介2粒，为沙四上亚段；盘7井在井段2 092～2 094 m岩屑中见后长金星介1粒，在井段2 094 m见光滑南星介1粒，为沙四上亚段，井段2 109～2 123 m为沙四上亚段的厚层灰色石灰岩沉积，井段2 100～2 282 m见坡形玻璃介6粒，为沙三下－沙四上亚段标准化石。含后长金星介的这套地层被称为 “后长页岩”段（图4）；夏99井 “灰沙四”岩心中，井深4 618.2 m首次见纯洁真星介、纯化玻璃介沙四段上部化石。孢粉分析中，见有真蕨目、水龙骨科、金毛狗属、裸子类的松属、雪松属、杉科、麻黄属、被子类的胡桃属、榛属、栎属、榆属、枫香属、木兰属、唇形科等孢粉化石。自然电位呈指状偏负，幅度中－低值，电阻率为中－低阻，呈“刺刀”状，具弱振幅中－弱连续席状充填地震相，其底界为T7反射层，在边坡部位较易识别。

2.2 沙三下亚段

图4 中央隆起带盘2－盘4－盘7井沙河街组地层对比

在湖盆边缘以灰白色粉细砂岩和灰色泥岩为主；在洼陷低部位，上部为油页岩集中段，中部为灰色粉砂岩，向下泥质含量增多。见有惠东华北介、平滑玻璃介、小型拟星介、肥大玻璃介、坡形玻璃介等介形虫化石，其中夏99井在“盘河砂岩”岩心中井深4 244.87 m见小型拟星介，层位为沙三中亚段－沙三下亚段。孢粉组合表现为被子植物占绝对优势，裸子植物次之，蕨类孢子甚少。藻类以沟鞭藻类为主，还见有疑源类的粒面球藻属、光面球藻属和棒球藻属等。自然电位呈尖峰状偏负，幅度小，中部为大套砂岩，自然电位呈指状偏负，幅度大。电阻率顶部为高阻－特高阻，向下为低阻－中阻，呈齿状（图5）。具有较强振幅较高连续性席状充填地震相。其底界为T6下反射界面，为沙三下亚段与沙四段的分界，在惠民凹陷大部分地区可追踪对比。洼陷内由于该界线埋深较大，目前被钻孔揭示的不多，且地震反射特征不明显，但在斜坡带，界线的特征较清晰。

图5 临南洼陷夏72－夏99－夏66井沙三、沙四段地层对比

2.3 沙三中亚段

在西部湖盆边缘以灰色细砂岩、粉砂岩为主；在洼陷低部位，上部以粉砂岩为主，下部为深灰色泥岩。见大量中国华北介、惠东华北介、后斜华北介、细长玻璃介、微弯玻璃介、平滑玻璃介、坚实玻璃介等介形虫化石。孢粉组合同沙三下亚段相似，麻黄粉属更少，栎粉属含量增加。自然电位总体表现为靠近泥岩基线，较高砂岩含量处表现为幅度高，呈指状或箱状。电阻率曲线上部较低，呈小齿状，下部电阻率曲线中高阻呈尖峰状。地震上总体表现为中等－较弱振幅中等－较弱连续性席状充填地震相。夏103－夏99井区为一套前积反射体地震反射结构，内部无分层界线（图6）。其底界T6上反射界面在绝大部分地区可以追踪对比，是惠民凹陷层序地层追踪和地震解释的标志界面。在地震剖面上，T6上发育于2～3个强振幅、连续反射同向轴，在岩性组合上，对应于高阻油页岩集中段顶。总体上本地层为一套反旋回沉积体，底界划分于反旋回底中－低阻泥岩集中段结束处，即沙三下亚段特高阻电阻率顶。与下伏沙三下亚段呈整合接触关系。

图6 临南洼陷夏103、夏99井区地震剖面

2.4 沙三上亚段

在湖盆边缘以灰色细砂岩、粉砂岩为主；在洼陷低部位，上部以灰色粉砂岩为主，下部为深灰色泥岩。夏66及田306井是见沙三段化石层位最新的井之一，其中夏66井岩屑介形虫分析，井段2 580～2 620 m首次见较多中国华北介沙三段化石，化石分布于反旋回粉砂岩的底部；田306井在井段2 910～2 920 m见少量卵形拱星介沙三段化石，化石分布层位与夏66井相当。自然电位偏负，总体呈指状－漏斗状，幅度组合包线类型为前积式，电阻率曲线中低阻齿状。具有中强振幅中等连续性席状充填地震相。其顶界为T3反射界面，界面附近发育强振幅、连续反射的同向轴。其底界为T4反射界面，在惠民凹陷大部分地区可以追踪对比，该界面为大规模湖泊进积型碎屑沉积组合与稳定的较深湖－深湖沉积组合的分界线。总体上，本套地层为一套反旋回沉积体，顶界划分于反旋回厚层砂岩顶，底界划分于反旋回底泥岩集中段结束处（图5）。