应用坡折带理论寻找隐蔽油气藏-石油勘探与开发

文章编号:1000-0747(2003)03-0005-03应用坡折带理论寻找隐蔽油气藏张善文1,王英民2,李群2(1.中国石化胜利油田有限公司;2.石油大学(北京)盆地与油藏研究中心)基金项目:国家“十五”重大科技攻关项目(2001BA 605A09)摘要:以层序地层学理论为基础,提出应用坡折带理论勘探陆相湖盆斜坡带隐蔽油气藏的方法。

通过东营凹陷的中央隆起带北翼挠曲坡折带、陈家庄凸起南翼侵蚀坡折带、东营三角洲沉积坡折带勘探实例,分析和总结构造坡折带、沉积坡折带和侵蚀坡折带隐蔽圈闭的成因机制和特点。

陆相湖盆斜坡带是低位体系域发育地带,也是隐蔽油气藏发育部位,在高精度勘探地区,可以根据坡折带勘探理论寻找隐蔽油气藏,四级层序的体系域限定储油砂体的部位及规模更具体,有利于勘探部署。

图6参6关键词:坡折带;东营凹陷;隐蔽油气藏;层序地层学中图分类号:T E122.3 文献标识码:A 随着发现大型整装构造油气藏的概率日益变小,隐蔽油气藏的勘探快速发展[1,2 〗。

然而,勘探陆相湖盆有商业价值的隐蔽油气藏仍是需探索的难题,特别是在东营凹陷这样勘探程度已很高的探区,如何寻找隐蔽油气藏,是急待解决的问题。

1坡折带理论概述低位域是发育隐蔽油气藏的主要部位,最有利的是与坡折带相关的以低位扇和深切谷体系为特征的低位域[3,4]。

坡折带(slope break )原是地貌学概念,指地形坡度突变的地带。

不论在沉积盆地中还是在剥蚀区,都可能发育坡折带(王英民,2002)。

古坡折带上下的可容空间形态和演化复杂多变,往往使沉积相带和沉积厚度发生突变,对层序的发育具有重要控制意义。

没有坡折带的缓坡边缘一般只发育低水位楔形体,深切谷也主要在沉积滨线坡折以上(Wagoner ,1990);而坡折带部位由于坡度突变,对沉积基准面变化非常敏感。

低位期的基准面下降到坡折带以下时,坡折带以上成为剥蚀区或暴露区,形成不整合面和深切谷,坡折带以下成为沉积区,形成盆底扇、斜坡扇等陆坡体系和低水位楔形体,成为具陆架坡折边缘或具生长断层边缘(断裂坡折)盆地中的典型低位域(Posamiter ,1988;Vail ,1990,1991;Wagoner ,1990;M itchum ,1993)。

在南美、西非及墨西哥湾等海相被动大陆边缘盆地的低位域勘探中,勘探这种机制形成的油气藏获得了极大成功。

对陆架坡折的研究历史虽然已有几十年,但较系统地研究湖盆坡折带近几年才开始。

林畅松、李思田曾较系统地总结了济阳坳陷断裂坡折带的特征。

在近年对准噶尔盆地侏罗系的研究中,发现大型坳陷湖盆中不仅坡折带分布广泛,而且成因类型丰富(见图1)、组合样式复杂[3],其形成与盆地不同地区的复杂的动力学背景有密切关系,对层序和沉积有显著控制作用[4]。

图1　准噶尔盆地侏罗系中的坡折带类型 按成因机制,可将坡折带划分为3类:①构造坡折带是由于同沉积构造长期活动使地形坡度明显突变的地带,可细分为断裂坡折带和挠曲坡折带。

②沉积坡折带是因不同地区沉积速率差异而造成的地形坡度突变,三角洲平原与三角洲前缘的结合部一般可形成沉积坡折带。

③侵蚀坡折带是风化侵蚀等外动力地质作用造成的地形坡度突变,在持续时间较长但侵蚀还没有达到准平原化的不整合面下有可能发育侵蚀坡折带。

侵蚀坡折带在沉积之前形成。

构造坡折带和沉积坡折带都在同沉积期发育,或者由于同期深部断裂活动使浅层发生挠曲变形而产生,或者由于披覆作用产生于古梁、古断凸、古残丘之上。

随着构造活动强度增加,从沉积坡折到挠曲坡折再到断裂坡折,坡折带往往具有系列变化特点。

大型坳陷湖盆中可以发育多级坡5石　油　勘　探　与　开　发2003年6月 PET RO LEU M EX PLO RA T ION AN D DEV ELOP M EN T V ol .30　N o .3折带,如松辽盆地西部地区发育二级坡折带;多种坡折带可以同时出现,如准噶尔侏罗纪大型坳陷湖盆西北缘同时发育侵蚀坡折带、挠曲坡折带和断裂坡折带(见图1),以挠曲坡折带最为发育。

在对准噶尔盆地侏罗系以挠曲坡折带为主线的研究中,已发现一批地层圈闭,总面积达280km2以上。

2济阳坳陷坡折带实例分析济阳坳陷古近纪存在大量潜山、底辟构造、构造挠曲和深部断裂等,具备产生挠曲坡折带的构造条件;断陷湖盆呈“千岛湖”式,剥蚀区与沉积区犬牙交错,湖平面升降频繁,侵蚀坡折带可能比较发育;此外,沙三段沉积期湖水很深,发育大型三角洲,沉积坡折带可能比较发育。

东营凹陷已识别出上述3种典型坡折带。

2.1东营凹陷中央隆起带北翼挠曲坡折带该坡折带位于东营凹陷中央隆起带北部主断裂之北的断层上盘,近东西向展布,发育在沙四段上部,在笔者解释的三维地震区内,从董集、胜坨到胜利村都有表现,推测董集以西和胜利村以东也有发育。

从图2可见,在沙四段向南总体减薄的背景上,底辟构造之上的挠曲坡折带部位沙四段上部急剧减薄,出现明显的超覆和削截。

该坡折带的发育主要受中央隆起带底辟构造活动影响,表明中央隆起带并非在沙二段沉积期才开始形成,而是在沙四段沉积晚期已出现雏形;此外,沙四段沉积期陈家庄边界大断裂的强烈活动也有一定影响。

对该坡折带的超覆线和削截线以及顶、底板进行追踪对比解释,在中央隆起北翼圈定出1个地层超覆圈闭,面积13.2km2,顶界埋深3800m 。

图2　东营凹陷中央隆起带北翼挠曲坡折带特征2.2陈家庄凸起南翼侵蚀坡折带该坡折带位于陈家庄南断裂之北的断层下盘,近东西向展布,在笔者解释的三维区内,从董集到胜坨都有表现,推测董集以西也有发育。

由图3可见,在陈家庄主断裂下盘,沙三上亚段底界是经受长期风化剥蚀的凸凹不平的不整合面,在沙三上亚段总体向北减薄的背景上,挠曲部位沙三上亚段在急剧减薄,并出现超覆和削截,超覆线主要发育在坡折带的下部。

该侵蚀坡折带发育在断裂坡折带之间,形成主要受陈家庄凸起被风化剥蚀的影响。

在该坡折带发现了1个地层超覆带,超覆线向西敞开,受资料所限,圈闭面积待定。

图3　陈家庄凸起南翼挠曲坡折带特征2.3东营三角洲(牛庄地区)沉积坡折带该沉积坡折带主要发育在沙三中亚段,是大型东营三角洲沉积体向前推进所形成的,具有明显的S型前积结构,坡折带底部发育的低位域沉积超覆在层序界面之上(见图4、图5、图6)。

图4　东营三角洲沉积坡折带钻井剖面图图5　东营三角洲沉积坡折带地震剖面图图6　东营三角洲沉积坡折带波阻抗反演剖面图 对该套砂体的成因主要有两种观点,一种认为是高位域滑塌浊积扇,一种认为是低位域浊积扇。

该套砂体究竟是什么成因,关系到如何勘探,因为滑塌浊积6石油勘探与开发·济阳坳陷古近系沉积体系与油气运聚机理研究论文专辑 Vol.30　No.3　扇对应透镜体岩性圈闭,低位域浊积扇对应地层圈闭,圈闭类型不同,采用的勘探思路和技术方法当然不同。

要正确认识砂体的成因,首先必须建立综合层序地层格架[5,6],其次应正确判断钻遇砂体的沉积相。

笔者先将钻井、测井资料与地震资料(二维地震剖面分辨率低可能导致地质认识有误,要充分发挥区域三维地震资料的优势)相结合,在三维研究区范围内将东营三角洲沙三段上、中部地层划分为4个四级层序,即Sq1、Sq2、Sq3、Sq4(见图4、图5),并识别每个层序的首次水进面,进而细分出低位域;在此基础上,结合岩心和录井资料,查明钻遇砂体的沉积相类型。

关键井N13井在沙三中亚段下部钻遇数十米厚的复合砂体,从该井电测曲线看,既有典型的滑塌浊积扇砂体(以与泥岩频繁互层的指状曲线为特征),也有明显具反旋回特征的较厚的复合砂体,据此推测复合砂体为水下扇或低位三角洲沉积。

与N13井低位域砂体对应的波阻抗异常(见图6)清楚地揭示了低位扇展布的空间形态。

根据上述研究,认为:①在从王家岗到梁家楼约30km的长度范围,沙三中亚段至少可划分为4个层序,推测整个东营三角洲至少可划分出8～10个层序。

②每个层序都可划分出低位域,但低位域均发育在沉积坡折的转折带之下,并非在整个凹陷呈层状广泛分布,因此识别低位域的关键是沉积坡折带和首次水进面。

③沙三中亚段下部的砂体有3种主要成因类型。

分布最广泛的是高位域的前三角洲滑塌浊积扇砂体和深水浊积扇砂体,前者主要发育于斜坡,原始产状倾斜,后者主要发育在湖底,原始产状近于水平或呈披盖状,二者均以单层厚度薄、单砂体面积小为总体特征;另一种类型是低位域的水下扇或三角洲砂体,只发育在沉积坡折带之下的低位域,其特征是单层厚度较大,往往呈反旋回,单砂体面积相对较大。

此外,还可能存在水进体系域退积近缘三角洲砂体,该设想有待深入研究。

笔者以N13井低位域砂体为出发点,在东营三角洲Sq4层序中追索出坡折带控制的低位域地层圈闭,面积约10km2,其地震反射特征为:在主测线呈向物源方向上倾尖灭的透镜体,在联络测线呈南高北低的透镜体,厚度较均匀,有效圈闭范围近圆形。

3结论陆相湖盆斜坡带是低位体系域发育地带,也是隐蔽油气藏发育部位,坡折带勘探理论可以指导寻找隐蔽油气藏。

东营凹陷沙三中亚段下部的砂体有3种主要成因类型:高位域的前三角洲滑塌浊积扇砂体和深水浊积扇砂体;低位域的水下扇或三角洲砂体;水进体系域退积近缘三角洲砂体。

加强坡折带成因机制的研究和勘探,对于丰富石油地质理论有重要作用。

只要资料许可,建立四级层序的体系域,能更具体和有效地限定储油砂体的部位及规模,有利于勘探部署。

参考文献:[1]　杜贤樾,郑和荣,宋国奇.胜利复式油气区复杂类型油藏滚动勘探开发技术[A].胜利油区勘探开发论文集[C].北京:地质出版社,1999.3-8.[2]　王永诗,姜素华,秦永霞.斜坡带油气成藏特征与勘探方法———以济阳坳陷为例[A].胜利油区勘探开发论文集[C].北京:地质出版社,1999.34-39.[3]　王英民,刘豪,王媛,等.准噶尔大型坳陷湖盆坡折带的类型和分布特征[J].地球科学,2002,27(5):683-688.[4]　刘豪,王英民,王媛,等.准噶尔盆地侏罗系三工河组层序界面结构分析[J].新疆石油地质,2002,23(2):127-129.[5]　顾家裕.陆相盆地层序地层学格架概念及模式[J].石油勘探与开发,1995,22(4):6-10.[6]　薛良清.层序地层学研究现状、方法与前景[J].石油勘探与开发,1995,22(5):8-13.第一作者简介:张善文(1955-),男,山东威海人,胜利油田教授级高级工程师,从事石油地质研究和油田勘探管理工作。

地址:山东省东营市,胜利油田有限公司,邮政编码:257001。

收稿日期:2003-01-10(编辑、绘图　王孝陵)Searching su btle traps using the theory of slope breakZHANG Shan-wen1,WANG Ying-min2,LI Qun2(1. Shengli Oil Field L td.Co.,Sinopec,Shandong257001,P. R.China;2.Basin&Reservoir Research Center,University of Petroleum,Beijing102249,P.R.China)Abstract:Based on sequence stra tigraphy principles,an exploration method for the subtle traps in lake basin slope break of land facies was put forw ard by using the theo ry of slo pe break.By analyzing and summarizing the formation mechanisms and characteristics of structural slope break,sedimentary slope break and erosional slope break in the areas of torsion slope break belt in nor th of the central uplift,the erosional slope break belt in south of Chenjiazhuang salient,and the sedimentary slope break belt o f the Dongying delta in the Dongy ing Sag,it was sug gested that the lake basin slope break zone of land facies w as the developed area of low stand sy stem tracts and subtle traps,and the subtle traps directed by the theory of slope break in the ex ploring areas w ith hig h-level exploration could be found.The system tract of grade four can concretely co ntrol the lo cation and scale o f sandstone bodies,and it is satisfactory for oil ex plo ratio n.Key words:slope break;Do ngying Sag;subtle trap;sequence stratig raphy72003年6月 张善文等:应用坡折带理论寻找隐蔽油气藏。