白音查干凹陷南部斜坡带白垩系层序地层及其与油气藏的关系.pdf

收稿日期 200010 19 基金项目 中原石油勘探局重点科技攻关项目 作者简介 吴明荣 1972- , 男 汉族 , 甘肃民勤人, 在读博士研究生, 从事层序地层及储层沉积学研究。 文章编号 100058702001 050001 05 白音查干凹陷南部斜坡带白垩系 层序地层及其与油气藏的关系 吴明荣1, 姜在兴1, 邱隆伟1, 冯建辉2, 谈玉明2, 王立志2 1. 石油大学地球资源与信息学院, 山东东营 257061; 2. 中原石油勘探局, 河南濮阳 457001 摘要 运用层序地层学的原理与方法, 对白音查干凹陷西部地区南部斜坡带白垩系进行了地层单元的划分, 并 在此基础上研究了沉积体系的展布与演化特征, 建立了斜坡带层序地层充填模式。以勘探程度相对较高的达尔其 地区为例, 进行了层序地层、 沉积微相与地层含油性的分析, 论述了它们之间的内在联系, 揭示了本区地层含油性受 主要层序地层界面与沉积微相带的双重控制。建立了本区斜坡带油气藏形成与分布模式, 为下一步地质勘探提供 了依据。 关键词 白音查干凹陷; 白垩系; 层序地层; 成藏规律 中图分类号 TE 121. 3 文献标识码 A 1 概 述 白音查干凹陷位于二连盆地西缘, 川井坳陷北 部, 面积 3200 km2, 为中生代残留凹陷。其形态狭 长, 走向北北东, 与二连盆地轴向基本一致[1]。该 凹陷以毛呼潜山为界划分为东西两部分, 其西部地 区是凹陷的主体。凹陷基底主要由古生界变质岩和 岩浆岩组成, 沉积盖层自下而上由中生界下白垩统 阿尔善组、 腾格尔组、 都红木组、 赛汉塔拉组和上白 垩统二连达布苏组地层组成。西部地区南部斜坡带 达尔其构造是本区目前已发现的最主要的含油区 块, 弄清该区块的油气分布规律对下一步勘探部署 具有重要的意义。 2 层序地层与沉积体系 2. 1 层序地层划分 层序、 体系域、 准层序组及准层序在岩性、 岩相、 古生物及地球化学、 地球物理等方面均有不同的响 应, 可作为划分不同级别层序地层单元的依据。综 合分析岩心、 地震、 测井、 古生物及地球化学资料, 将 白音查干凹陷下白垩统划分为 3 个层序 图 1 。其 中白垩统巴颜花群 包括阿尔善组、 腾格尔组及都红 木组 为凹陷油气勘探的重点, 将其划分为 2 个层 序, 下分 6 个沉积体系域。 2. 2 南部斜坡带沉积体系类型及其演化 二连盆地分割性强, 各凹陷具有多物源、 近物 源、 粗碎屑、 窄相带的特点, 不同沉积凹陷具有相似 的沉积特征[2 4]。白音查干凹陷也具有上述主要 特征。 在层序 沉积早期, 凹陷古地理格局以早期地 形高差大、 沉积范围小, 晚期古地形趋向于相对平 缓、 沉积范围不断扩大为特征。沉积类型以粒度较 粗的砂砾岩与泥岩互层为主。 层序低水位时期为白音查干地区中生代凹陷 早期发育阶段。北部边界塔拉断裂活动, 形成单断 箕状构造格局; 凹陷南部白音断裂带等局部地区同 生断裂活动强烈, 古地形陡峭, 沉积一套以砂砾岩为 主的粗碎屑岩系。南部斜坡带主要发育冲积扇 河 流 冲积平原体系及扇三角洲 湖泊体系, 湖侵期凹 陷内的地形趋于相对平缓, 塔拉断裂、 白音断层活动 强度减弱。该时期在本区主要为扇三角洲 湖泊体 系, 沉积体系的分布基本继承了低水位期的格局, 冲 积扇 河流 冲积平原体系分布在南部斜坡带边缘 地区。进入高水位体系域沉积时期, 白音查干凹陷 的沉积范围在低水位期的基础上略有增大, 构造活 动逐渐减弱, 古地形变得更加平缓。扇三角洲 湖泊 体系分布在达尔其以南及以西地区, 深湖区发育远 源滑塌浊积扇体系。 2001 年 第 25 卷 石油大学学报 自然科学版 Vol. 25 No. 5 第 5 期 Journal of the University of Petroleum, China Oct. 2001 图 1 白音查干凹陷层序地层与沉积相综合剖面 在短时期的局部构造抬升之后迅速回返, 白音 查干凹陷进入了层序 沉积时期。层序 基本继承 了层序 沉积晚期的构造格局和古地理格局, 地形 更趋于平缓。沉积物粒度变细, 向上演变为较深湖 泥岩为主的碎屑岩系。 层序 低水位体系域沉积时期, 南部斜坡带边 缘地区以广泛发育的冲积扇 冲积平原体系为特征, 扇三角洲湖泊体系向北推进至达尔其一带, 并在其 前端发育水下滑塌浊积体系。湖侵体系域沉积时 期, 白音查干凹陷构造运动逐步减弱, 水深进一步增 大。至湖侵晚期, 凹陷沉积范围空前扩大, 南部斜坡 带沉积类型以扇三角洲 湖泊体系和前扇三角洲广 泛发育的浊积体系为主。高水位时期, 古地形逐渐 趋向平坦, 形成了开阔广水湖盆沉积格局。该时期 南部斜坡带以广泛分布的较深湖沉积和在较深湖背 景下广泛发育浊积体系为特征。 白音查干地区下白垩统从层序到层序 的演 化过程中, 古构造、 古地理格局有较强的继承性。整 个演化过程中沉积范围表现为不断扩张, 大部分地 区水深有持续加深的趋势, 沉积类型以从粗碎屑岩 系逐渐过渡为细粒物质为特点。 2. 3 层序地层充填模式 陆相盆地受构造和气候影响大, 具有近物源、 多 物源、 沉积旋回周期相对较短的特征, 从而决定了湖 盆中沉积和层序充填模式的复杂性与多样性[ 2]。 不同的沉积背景和不同的构造活动带都具有不同的 2 石油大学学报自然科学版 2001 年 10 月 层序地层模式特征。南部斜坡带构造类型属于断陷 湖盆缓坡带, 在层序发育的不同阶段具有不同的层 序地层充填特征 图 2 。 在低水位期, 凹陷缓坡带岸线以上发育冲积扇、 河流及河流下切谷等沉积类型, 岸线之下发育小规 模扇三角洲, 层序充填以低水位扇向凹陷方向逐级 前积为特征, 多形成进积式、 加积式准层序组充填。 湖侵期主要形成水进型扇三角洲, 远端发育浊 积扇沉积及较深湖泥岩沉积, 层序充填以向凹陷边 缘方向超覆为主, 发育退积式准层序组。 高水位期沉积体系以水退型扇三角洲的发育为 特征, 前端发育滑塌浊积扇和加积、 弱进积式准层序 组, 晚期也可能出现河流冲积扇沉积。 图 2 白音查干凹陷南部斜坡带层序地层充填模式 3 层序地层与地层含油气性 白音查干凹陷达尔其地区油气藏的分布明显地 受到初次湖泛面 FFS 、 最大湖泛面 MFS 等主要 层序地层界面的控制及影响, 主要的含油层段集中 分布在层序 低水位体系域的上部 图 3 和湖侵体 系域的下部 达 10 井、 达 12 井 , 油气层垂向分布与 初次湖泛面和最大湖泛面有密切的联系。在凹陷内 不同的构造位置, 层序地层单元的分布及充填模式 均不同, 对油气藏形成及分布的作用也不同。达尔 其含油气层段的垂向分布可以反映断陷湖盆缓坡带 油气藏形成与分布的一般特征。 图 3 达尔其地区层序 达 1达 3 井地层含油性对比考虑井口海拔 图 3 表明, 达尔其地区含油层段的垂向分布具 有向凹陷边缘不断攀升的特点。在达 1、 达 2 井一 带主要油层位于层序 低水位体系域上部准层序组 的中、 下部, 达 4 井油层位于该准层序组的上部, 至 达 3 井一带, 低水位体系域不含油。 结合本地区的层序地层充填模式, 对达尔其地 区的研究表明, 白音查干凹陷西部地区南斜坡油气 藏的形成与分布有如下规律 ∀ 层序 低水位时期 主要发育进积式准层序组, 砂体向深湖区不断推进, 为本区油气藏的形成提供丰富的储层, 湖侵早期初 次湖泛面的上超, 为油气藏形成提供盖层条件; 初 次湖泛面以上, 湖侵体系域准层序组以退积式为主, 主要的储层由准层序组向凹陷边缘斜坡带的不断上 超形成, 由最大湖泛面封盖或形成上倾尖灭油气藏。 3 第 25 卷 第 5 期 吴明荣等 白音查干凹陷南部斜坡带白垩系层序地层及其与油气藏的关系 4 沉积微相带的影响 为了进行平面预测, 对上述两个准层序组在达 尔其一带的平面沉积微相进行了研究与划分。该时 期层序 低水位体系域上部准层序组在达尔其地区 存在双物源, 即来自达 16 井一带的西南向物源和来 自达 8 井一带的东北向物源。达尔其构造中央一 带, 包括达 4 井以北、 达 17 井以南地区, 为河口坝及 远砂坝沉积。向东北方向及西南方向, 达 16 井一带 为扇三角洲前缘水下分支河道及间湾沉积; 向东北 方向, 达 8 井以东、 以北地区主要为扇三角洲陆上河 道沉积; 向凹陷外缘, 达 3 井一带仍为冲积平原沉 积; 向凹陷中央, 达 17 井一带演变为前扇三角洲沉 积 图 4 a 。 图 4 达尔其地区层序 平面沉积微相 层序 湖侵体系域下部准层序组对应于都红木 组的都一段下部。该时期沉积微相的展布特征及物 源体系较低水位期有了较大的变化, 达尔其地区主 要为一单向物源控制的扇三角洲体系, 物源方向由 达 6 井、 达 3井一带向西。达 6 井及其以西部分地 区为扇三角洲陆上河道微相, 向西至达 12、 达 3 井 一带发育扇三角洲水下分支河道, 达 5、 达 2、 达 9 井 一线为扇三角洲前缘河口坝及远砂坝微相沉积, 向 西至达 16、 达 10、 达 8 井一带已进入前扇三角洲沉 积环境, 达 1、 达 17井及其以远地区则为深湖 半深 湖沉积区, 在达 8 井前扇三角洲环境中, 发育由扇三 角洲前缘滑塌所形成的远源滑塌浊积扇。从砂岩分 布曲线及沉积微相特征可以看出, 进入湖侵域之后, 湖岸线向凹陷边缘东南方向迅速后退 图 4 b 。 从地层含油性的角度看, 上述两个准层序组含 油相带多为扇三角洲水下分流河道、 河口坝、 滑塌浊 积扇等, 说明沉积微相带的分布对地层含油性同样 具有重要的控制作用。在图 3 所示的剖面中, 达 1 至达 4 井一带所处相带为扇三角洲前缘水下分支河 道及河口坝微相, 向凹陷边缘方向相变为扇三角洲 陆上平原沉积, 物性、 含油性变差; 向凹陷方向相变 为物性稍差的远砂坝及缺乏储层的前扇三角洲沉 积, 含油性变差。 5 油气藏分布模式及油气远景评价 5. 1 油藏分布模式 达尔其地区白垩系地层含油性受层序地层界面 和沉积微相带的双重控制。根据其构造特征, 可建 立本区油气藏形成与分布模式 图 5 。在初次湖泛 面之下, 进积砂体被覆盖并形成圈闭, 向上倾方向至 达 3 井一带超出了初泛面的范围, 缺乏有效的盖层, 因而在达 3 井一带低位域地层不含油; 在初次湖泛 面之上, 准层序向凹陷边缘方向逐级超覆, 其上为最 大湖泛面所覆盖, 形成超覆型油气藏或上倾尖灭油 气藏 达 3 井湖侵域中上部含油 , 这种分布模式与 勘探较为成熟的东部地区具有相似性[5], 达 8 井一 带发育的滑塌浊积岩可形成砂岩透镜体油藏。可 见, 白音查干凹陷西部次凹陷南部斜坡带发育的扇 三角洲砂体进积到深湖区, 容易形成近油源, 这有利 于各类圈闭的油气保存和聚集。 5. 2 层序地层单元与油气分布 白音查干凹陷白垩统垂向上含油层段主要位于 层序高位域和层序 低位域。层序 低位域地层 为凹陷发育初期的粗碎屑充填, 无论从物性和油源 4 石油大学学报自然科学版 2001 年 10 月 上都不利于油气的生成与保存; 层序 高位域为凹 陷发育坳陷期细碎屑物质充填, 缺乏有利的储层, 且 生油岩成熟度较低, 也不利于油气生成与聚集。勘 探事实证明, 白音查干凹陷下白垩统主要的含油层 段位于层序 低水位体系域的上部和湖侵体系域的 下部, 层序高水位体系域上部也有分布。总之, 白 音查干凹陷下白垩统粗碎屑相对较为发育, 故储层 的规模与数量并不是地层含油性的决定因素, 而储 层物性、 成岩作用的影响及油源岩的分布与丰度及 其与储集岩的空间配置关系则是更为重要的条件。 图 5 白音查干凹陷南部斜坡带油气藏分布模式 5. 3 沉积体系与油气分布 白音查干凹陷下白垩统各含油层段含油丰度不 尽相同, 其中层序 低水位体系域上部是经勘探与 生产实际所证实的含油气最丰富的层位, 湖侵域次 之, 层序高水位体系域较差。这种现象可以由凹 陷演化不同阶段的构造沉积特征作出解释。在凹陷 发生、 发展和消亡的过程中, 各演化阶段为油气的形 成、 聚集和保存提供了不同的构造、 沉积背景。在凹 陷演化的早期, 沉积范围小, 沉积厚度大, 沉积物以 粗碎屑为主, 缺乏必要的生油岩; 在凹陷演化的扩张 期, 沉积水域大、 水体深, 沉积物源丰富, 沉积厚度 大, 有利于生油岩的形成与转化, 同时其砂体分布广 泛, 储集类型丰富, 有利于工业油气藏的形成。层序 晚期到层序 早中期, 白音查干凹陷正处于快速 断陷扩张阶段, 从而具备油气形成和储集的有利条 件, 因而最富集油气。 油气富集带的分布与生油深凹陷和有利储集相 带的配置密切相关。白音查干凹陷西部地区南斜坡 一带发育的扇三角洲砂体和北部陡坡带发育的水下 扇砂体紧邻生油深洼陷, 储集性能良好, 易于接受深 洼带运移出来的油气, 形成油气藏。达尔其、 桑合两 个含油构造的发现为此提供了有力的证据。 6 结束语 油田勘探实践表明, 白音查干凹陷下白垩统已 发现的油气层多位于层序 低位域的上部和湖侵域 的下部, 故下步勘探的主要目标层位应该为层序 低位域和湖侵域, 层序 高位域油气层可以作为次 要目标。凹陷南部斜坡带下步的油气勘探工作应结 合平面沉积体系分布, 以相对较为成熟的区块 如达 尔其地区 为中心扩大勘探范围。达尔其以东, 即达 16 井以东、 以南地区与达尔其构造带具有相似的沉 积充填特点, 应作为下一步勘探的重点地区。 参考文献 [1] 常俊合, 张同周, 许书堂, 等. 白音查干凹陷稠油特征及 其成因[ J] . 西安石油学院学报, 1998, 13 4 21- 24. 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Taking Daerqi area with more mature exploration level as an example, sequence stratigraphy, microsedimentary facies and oiliness of Cretaceous are discussed. The relationship among these factors is summarized. It is indicated that the oiliness in this area is controlled by both first or maximal flooding surfaces and microsedimentary facies. A pattern model of ation and distribution of oil and gas reservoir in this area is developed. Some ideas for the further exploration are pro vided. Key words Baiyinchagan sag; Cretaceous; sequence stratigraphy; reservoir pattern GENESIS TYPES OF LOW PERMEABILITY JURASSIC SANDSTONE RESERVOIRS AND PREDICTION OF FAVORABLE RESERVOIRS IN QIANGTANG BASIN/ ZHANG Liqiang, et al. Faculty of GeoRe source and Inf ormation in the University of Petroleum , China,Dongying 257061 Shiyou Daxue Xuebao 2001, 25 5 6 10 Jurassic reservoir sand body is widely developed in Qiangtang basin. T he porosity, permeability and pore struc ture of sandstone are all worse. The analysison available outcrop∃ ssamples reveals that the sand body mainly be longs to lowpermeability reservoir. By comprehensive analyses and investigations, the lowpermeability sand stone reservoirs in Jurassic are classified into six types based on their origin. Reservoir potential varies with the different reservoir types. Dissolved sandstone reservoirs with unstable components are the favorable goodquality sandstone reservoirs in Jurassic of Qiangtang Basin. Key words Qiangtang basin; Jurassic; sandstone reservoirs; diagenesis; reservoir classification; reservoir pre diction EVOLUTION OF JUNGGAR LATE CARBONIFEROUSPERMIAN FORELAND BASIN/ CHEN Shu ping, et al . Basin and Reservoir Research Center in the University of Petroleum, China, Beijing, 102200 Shiyou Daxue Xuebao, 2001, 255 11 15 T he delimitation and correlation of Permian group in Junggar basin are analyzed in terms of the outcrops, drilling and geophysical data. Combining with the geological analysesof the tectonic setting and basinfilling, the Permi an sequences of the basin are divided and compared. T he Junggar basin in the Late Carboniferous and Permian underwent foreland basin developing processes with three foreland basin systems, including the West Foreland Basin, the Kelameili Forland Basin and the Northern Tianshan. T hey are different in the distribution range, de veloped level and developing time. All of the structures in the basin are resulted from the pilingup and com pounding of the three systems. Key words Junggar basin; Late Carboniferous; Petmian; foreland basin; evolution Vol. 25 No. 5 Oct. 2001 Journal of the University of Petroleum, China Edition of Natural Science