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辽河油田J井区下第三系沙河街组沉积演化特征

2021-09-10曲美静

油气·石油与天然气科学 2021年7期
关键词:构造

曲美静

摘要:早第三纪是辽河断陷的主裂陷期,由此造成了盆地持续的大幅度沉降,为陆源碎屑的沉积提供巨大的可容纳空间。该时期的沉积作用与断裂活动是最重要的地质作用,并由此带动了其它一系列石油地质事件的相继发生,沉积作用在含油气盆地中具有举足轻重的地位。

关键词:构造 沉积旋回 扩张期 扇三角洲;

辽河油田J井区构造位置属辽河断陷西部凹陷西部斜坡南段,区内下第三系各层系储层发育并且储集性能优良。从上世纪七十年代至今,区完成各类井(探井、评价井、开发井、检查井等)超过220口,平均钻井密度大于3口/km2。研究该区块下第三系沙河街组沉积演化特征对找出该块潜在储量具有重要的指导意义。研究区块沉积特征,首先需要认识主力油层沉积时期的环境特征,这一步在西部凹陷的构造-沉积演化的格架中进行研究。

1.构造—沉积演化阶段划分

根据断裂活动性质、地层岩性组合、古生物特征等多方面综合研究成果,早第三纪西部凹陷可以划分为三个一级构造—沉积旋回(以下简称“旋回” ),由下至上分别为:第一旋回(E2S4上—E2S3)、第二旋回(E3S2—E3S1)、第三旋回(E3d)。旋回划分的依据:

在构造及沉积演化过程中,一般将影响全盆地范围的构造运动造就的构造单元(例如凹陷或隆起)称之为一级构造,与这对应的过程称为一级旋回。构造旋回具有由弱—强—弱的周期变化特点,與之对应的沉积旋回则表现为初始水进—最大水进—水退的过程。旋回的顶、低界面是区域不整合面。

因此,在地层层序中的不整合面具有十分重要的意义,下与上二个不整合面之间的地层不仅是层序地层学意义上的层序单元,同时也是完整记录了由初始水进、大规模水进(最大湖泛面)到水退(剥蚀)的一个沉积全过程,在这个过程中充填了丰富多彩的沉积体系。

下第三系存在三个旋回,表明有三次盆地扩引起的水进—水退过程,但每个沉积旋回都有各自的特点,这是因为造就旋回的断裂在发生的时间、空间、性质及活动强度等方面存在的差异必然影响到沉积环境。

2.环境演化特征

(一)第一旋回的环境特征

第一旋回的环境演化明显分为三个阶段。

1、早期阶段(S4上)

是指沙四上沉积时期的环境。该时期为初始扩张期,断裂活动具有继承性和新生性的特点。断裂活动形式以块断运动为主,发育一系列北东向西倾(继承和新生)断层和北东向东倾(新生的)断层呈垒堑相间状,断块翘倾幅度明显小于区外地区,而因随之而来的水进较为平缓,成为极浅水的湖泊及水陆交互带环境,甚至有的地区尚未被水体覆盖,处于非沉积状态。

该期的初始扩张、水进不仅强度较弱(块断翘倾幅度较弱),而且发生的时间也较迟,牛心坨油层、高升油层沉积时期在本区尚未水进,杜家台油层沉积时期发生的水进也未能形成广湖环境。

2、中期阶段(S33—S32)

西部凹陷在经历了前阶段缓慢水进后,莲花油层沉积时期开始较大规模水进,至大凌河油层沉积时期,剧烈地大幅度沉降使水进更为迅速,形成了分布范围广的深水湖盆环境。大幅度的沉降在区内虽有所影响,使之成为广泛的湖泊环境,但由于地处凹陷边缘,深水湖盆环境的特征不明显。

3、晚期阶段

晚期阶段是指热河台油层(S31)沉积时期,该期已开始发生水退,水体由西向东退出,致使凹陷西部斜坡边缘遭受剥蚀并逐渐向东扩大。

(二)第二旋回的环境特征

第二旋回是指沙二及沙一第二次扩张期,环境演化分为三个阶段。

1、早期阶段

沙二段是本旋回早期沉积物,曾有过将沙二段作为第一旋回末期沉积物的观点,认为沙二段是湖盆向南收缩的水退层序,是裂谷构造运动的收缩期。

事实是沙二沉积时期是新的一次扩张期的初始阶段,其沉积层序具有水进的特点,上超现象清楚,标志着新旋回的开始,沙二与下伏的沙三为不整合接触关系。

本区地处斜坡带上,扩张初期(沙二早期),水体未到达本区,区内(甚至西部凹陷)缺少沙二下部(S22)地层,但到沙二后期(S21)水体扩大很快使本区恢复到浅水湖泊环境,具低位体系域的特点。

2、中期阶段

是沙一下及沙一中早期沉积时期,是前阶段的继续水进过程。在进一步沉陷与扩张条件下,湖盆水域范围明显超过沙二沉积时期。但由于周边陆源碎屑供给充足,沉积与沉降呈均衡补偿,故这次大规模水进没有使之成为深水湖泊,而发育成一个典型的“浅水广盆”的环境。

3、晚期阶段

是指沙一中上部及沙一上部地层沉积时期,该期是前期达最大湖域范围基础上的继续,水体由最大转向水退,而且水退速度较快,本区大部分地区在水退后期遭受剥蚀。

(三)、第三旋回

下第三系东营组沉积时期为第三旋回,东营组属于滨浅胡沉积环境,围岩颜色为灰绿、绿灰、浅灰色,含油丰富的浅水生物化石,未见岸上暴露标志。

3.辽河油田J井区下第三系沙河街组沉积特征

沙河街组沉积时期是辽河断陷的主成盆期,不仅发育了良好的生油岩,为油气藏的形成提供了油源保障,同时还发育了不同环境中形成砂岩,为油气聚集提供储集空间。

作为陆相沉积环境的早第三纪辽河断陷内,在不同的时间、空间单元里分别发育了包括冲积扇、河流(泛滥平原)、三角洲、扇三角洲、深—浅湖、湖底扇等相带。因特殊的环境条件区内发育的湖底扇相(莲花油层、大凌河油层)既不广泛也不典型。

在J井区中,发育的沉积相类型以扇三角洲为主(于楼油层、兴隆台油层、杜家台油层等),扇三角洲主要由三亚相组成:(扇三角洲平原陆上冲积扇或辫状河)、水下前缘带、前扇三角洲。断陷湖盆中的扇三角洲体系,因其构造活动强烈而频繁,水上冲积扇大都很难保留下来,前扇三角洲与湖相泥岩基本相同。因此,在扇三角洲沉积体系中,最具代表意义的是前缘亚相,是辽河断陷中最重要的油气储层发育相带。本区扇三角洲前缘亚相,分别发育水下分支流河道、水下分支流河道侧缘、水下分支流河道间浅滩、河口砂坝、席状砂等微相类型。其它类型的微相,例如砂嘴、堡坝、远砂坝、天然堤等,因断陷湖盆中空间狭小往往不具备发育条件,可能在局部存在上述微相,但其特征与邻相难以区分。

参考文献:

[1]丁志刚,吴敬哲等.下辽河西部凹陷下第三系地层及沉积特征,辽宁工程技术大学学报(自然科学版) ,2011,30(04):30~31

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