渤海海域古近系層序地層特征

渤海海域古近系層序地層特征

渤海海域是一個(gè)復(fù)雜的沉降盆地。近10年來(lái)，渤海海域在新系平面勘探中取得了巨大成功。隨著平坦勘探的增多，勘探難度逐漸增加。渤海必須保持儲(chǔ)量和產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。進(jìn)行深層和秘密勘探和勘探隱藏油氣藏是渤海油氣儲(chǔ)量替代的重要勘探領(lǐng)域。近幾年,通過(guò)攻關(guān)研究,厘定了渤海海域?qū)有虻貙痈窦?分析了渤海海域?qū)有虻貙痈窦芘c成藏要素之間的關(guān)系,在隱蔽油氣藏勘探上取得了一些重要的成果。根據(jù)A.I.Levorsen對(duì)隱蔽油氣藏的定義1盆地內(nèi)部構(gòu)造渤海海域礦區(qū)位于渤海灣含油氣盆地東部,是渤海灣含油氣盆地的組成部分,是一個(gè)以新生代為主要成盆期的陸相裂谷盆地。礦區(qū)北、西、南分別與陸上的遼河、大港、冀東、勝利油田相接,面積約為7.3×102地層結(jié)構(gòu)的古老序列渤海海域在第三紀(jì)構(gòu)造演化中發(fā)育了6個(gè)較大的區(qū)域性不整合面或局部不整合面,在地震剖面上相當(dāng)于地震標(biāo)準(zhǔn)層T4儲(chǔ)集體與油氣運(yùn)移通道渤海海域早第三紀(jì)復(fù)雜的構(gòu)造活動(dòng)、豐富的沉積體類(lèi)型導(dǎo)致本區(qū)油氣藏類(lèi)型繁多,除了主要的斷塊油氣藏、構(gòu)造油氣藏和古潛山油氣藏外,還發(fā)育了多種多樣的隱蔽油氣藏。主要的隱蔽油氣藏有砂巖透鏡體油氣藏、上傾尖滅油氣藏、超覆油氣藏、斷塊巖性油氣藏和構(gòu)造巖性油氣藏(圖4)。目前在渤海海域古近系勘探成功的隱蔽油氣藏多為中型、中小型油氣藏。要形成有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的隱蔽油氣藏必須滿(mǎn)足以下3個(gè)條件:①發(fā)育大型的儲(chǔ)集體,并且儲(chǔ)集體應(yīng)臨近富足的生油洼陷或者有暢通的運(yùn)移通道將富油凹陷的油氣運(yùn)移上來(lái);②區(qū)域或局部良好的蓋層條件,同時(shí),對(duì)于隱蔽油氣藏來(lái)說(shuō),大型的儲(chǔ)集體也是形成大型圈閉的必要條件之一;③若有良好的構(gòu)造背景配置,則更利于油氣成藏。不同類(lèi)型的隱蔽油氣藏在層序中出現(xiàn)的位置是有規(guī)律可循的,是可以預(yù)測(cè)的。在橫向上,沉積體系間橫向變化的地區(qū)以及向構(gòu)造高部位尖滅的地區(qū)易形成隱蔽油氣藏的富集區(qū),砂體尖滅方向與構(gòu)造抬起一致的地區(qū)易形成上傾尖滅油氣藏。在沉積體系發(fā)育的斷層與局部構(gòu)造內(nèi),構(gòu)造及斷層走向與儲(chǔ)層單元相交,易形成構(gòu)造-巖性油藏的富集。單一儲(chǔ)層單元控制的油藏主要是砂巖透鏡狀油氣藏。在垂向上,由于砂巖透鏡狀油氣藏屬于自生自?xún)?chǔ)自蓋類(lèi)油氣藏,儲(chǔ)集體需要“浸泡”在富油凹陷中,因此,LSC1旋回中部(東二段下亞段附近)、LSC3旋回的中部(沙三段中部附近)是形成砂巖透鏡狀隱蔽油氣藏的最佳位置。地層超覆油氣藏形成于各長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回的上升半旋回的底部即盆地水進(jìn)時(shí)期,如LSC2旋回的下部(沙二段)位置。砂巖上傾尖滅油氣藏多分布在基準(zhǔn)面上升半旋回和基準(zhǔn)面下降半旋回的中部,因?yàn)檫@些部位容易產(chǎn)生相變,在構(gòu)造作用下易形成砂巖尖滅油藏。而古河道砂巖巖性地層油氣藏應(yīng)分布在各長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回的上升半旋回的底部,因?yàn)檫@些位置往往是河道下切形成下切谷的地方。相對(duì)而言,構(gòu)造巖性油氣藏和斷塊巖性油氣藏分布位置比較復(fù)雜,但有一點(diǎn)是共同的,即它們都是以巖性作為油氣藏形成的主控因素。形成這類(lèi)油藏的部位必須存在巖性滲透性的巨大差異,因此它們不會(huì)形成于5區(qū)域遼中洼陷西部天然氣勘探以JZA氣藏為例,該氣藏位于遼東灣地區(qū)遼中洼陷西南部,在該構(gòu)造鉆探第一口探井JZA-1井測(cè)井解釋氣層31m,探明天然氣儲(chǔ)量為38.96×106層序地層格架內(nèi)分析沉積體系渤海海域古近系隱蔽油氣藏勘探的曲折經(jīng)歷表明,復(fù)雜斷裂構(gòu)造帶下的隱蔽油氣藏勘探難度大,風(fēng)險(xiǎn)高。這種構(gòu)造背景下的隱蔽油氣藏勘探一定要重視層序地層學(xué)的分析,在精確的層序地層格架內(nèi)分析成藏要素的時(shí)空配置關(guān)系,預(yù)測(cè)有利的隱蔽油氣藏發(fā)育位置。同時(shí),在層序地層格架內(nèi)分析沉積體系有助于認(rèn)清儲(chǔ)集體性質(zhì),這樣能大大降低隱蔽油氣藏的勘探風(fēng)險(xiǎn)。渤海海域古近系隱蔽油氣藏的勘探表明,巖性油氣藏的勘探一定不能忽視構(gòu)造研究,在構(gòu)造背景下勘探巖性隱蔽油氣藏會(huì)大大提高勘探成功率。3層序地層格架內(nèi)的要素配置隱蔽油氣藏有幾個(gè)重要的成藏要素,生、儲(chǔ)、蓋、運(yùn)移的發(fā)育及其時(shí)空配置與層序地層格架有密切關(guān)系,層序地層格架內(nèi),這些要素及其配置關(guān)系是有規(guī)律的,是可以預(yù)測(cè)的。目前層序地層分析已經(jīng)成為陸相盆地中隱蔽油氣藏勘探的關(guān)鍵技術(shù)之一3.1成藏要素中的意義層序格架中密集段的分布決定了有效烴源巖的縱向分布和橫向展布以及生儲(chǔ)蓋組合型式。在渤海海域這樣的湖相層序中,由于其凹陷規(guī)模小、沉積速率大,其層序中密集段的意義與海相層序中的密集段的意義不盡相同,但其在成藏要素中的意義仍是一致的,是重要的生油巖發(fā)育段。渤海海域的勘探實(shí)踐表明,長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回LSC1、LSC2、LSC3、LSC4的基準(zhǔn)面上升半旋回至基準(zhǔn)面下降半旋回的轉(zhuǎn)換位置大致相當(dāng)于東三段中上部和東二段下部、沙一段上部、沙三段中部、沙四段中上部,這些是渤海海域主要的生油層,其中東三段中上部、沙一段上部、沙三段中部是最主要的生油層系。在這些旋回的轉(zhuǎn)換位置往往是厚達(dá)幾百米的泥巖,生物繁盛,有機(jī)質(zhì)豐富。有旋回轉(zhuǎn)換位置向上或向下古生物含量逐漸減少,有機(jī)碳逐漸降低,生油巖的質(zhì)量也隨之變差。3.2儲(chǔ)集層與儲(chǔ)蓋組合長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回控制了儲(chǔ)蓋層的發(fā)育位置。一般來(lái)說(shuō),在長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回上升半旋回的下部和下降半旋回的上部發(fā)育了大型的儲(chǔ)集體,上升半旋回至下降半旋回的轉(zhuǎn)換位置也常出現(xiàn)良好的儲(chǔ)集體(1)儲(chǔ)蓋組合Ⅰ:以東二上亞段三角洲平原泥巖或湖相泥巖)為蓋層,為東二段下亞段大型三角洲前緣砂體的下儲(chǔ)上蓋式組合,如綏中36-1油田、錦州9-3油田。由于這一套儲(chǔ)蓋組合分布面積廣、埋深淺及儲(chǔ)集物性好,是渤海海域古近系最主要的儲(chǔ)蓋組合,在已發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)量中,有78%的儲(chǔ)量來(lái)自該儲(chǔ)蓋組合。(2)儲(chǔ)蓋組合Ⅱ:東三段內(nèi)部自?xún)?chǔ)自蓋式,儲(chǔ)層為旋回轉(zhuǎn)換位置高,可容納空間的濁積扇或濁積水道砂體,由于此類(lèi)組合儲(chǔ)集體“浸泡”在烴源巖中,極易捕獲油氣,因此這套組合易于形成巖性油氣藏,如錦州31-1氣田。(3)儲(chǔ)蓋組合Ⅲ:儲(chǔ)層為L(zhǎng)SC2旋回(沙一段、沙二段)上升半旋回下部的扇三角洲、灘壩、碳酸鹽巖臺(tái)地,扇三角洲是該組合中最主要的儲(chǔ)層,在渤海海域以扇三角洲為儲(chǔ)層的油藏的儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量的50%。沙二段碳酸鹽巖儲(chǔ)層也是本組合中優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層,以碳酸鹽巖為儲(chǔ)層的圈閉勘探成功率高達(dá)100%,但分布比較局限且難以預(yù)測(cè)。該組合蓋層為L(zhǎng)SC2旋回上部(沙一段上部)的湖泛泥巖和LSC1旋回(東三段)的湖泛泥巖,為下儲(chǔ)上蓋式組合,如錦州20-2氣田、秦皇島30-1氣田,這套儲(chǔ)蓋組合是渤海海域一套重要的勘探層系。(4)儲(chǔ)蓋組合Ⅳ:LSC3旋回(沙三段)的自?xún)?chǔ)自蓋式或下儲(chǔ)上蓋式組合及其混合式,儲(chǔ)層為沙三段的扇三角洲或湖底扇砂體。蓋層為沙三段內(nèi)部的深湖-半深湖相泥巖,如渤中25-1油田。局部地區(qū)LSC3旋回下降半旋回的上部(沙三上亞段)的三角洲砂體與LSC2旋回的泥巖構(gòu)成下儲(chǔ)上蓋式儲(chǔ)蓋組合或與其本身三角洲平原泥巖構(gòu)成自?xún)?chǔ)自蓋式,如歧口18-2油田。(5)儲(chǔ)蓋組合Ⅴ:以沙四段頂部的膏巖層為區(qū)域蓋層,沙四段和孔店組的砂體為主要儲(chǔ)集層,在渤海海域還未見(jiàn)這類(lèi)儲(chǔ)蓋組合的油氣田,這是一個(gè)潛在的有利儲(chǔ)蓋組合類(lèi)型。從凹陷到斜坡再到凸起,可容納空間隨地理位置的遷移而變化,導(dǎo)致沉積物以不同的體積分配到不同的相域,這就形成了不同的地區(qū)儲(chǔ)蓋組合的差異。渤海海域在高凸起區(qū)常缺失沙河街組(LSC2、3、4旋回)層序和東三段(LSC1上升半旋回)層序,因此不發(fā)育儲(chǔ)蓋組合Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,低凸起區(qū)僅存在較薄LSC2層序,但LSC1下降半旋回發(fā)育,因此在低凸起區(qū),儲(chǔ)蓋組合Ⅰ、Ⅲ是主要的勘探層系,傾沒(méi)端、斷階帶和斜坡區(qū)沙二段(Ⅲ組合)和沙三中段組合(Ⅳ組合)、東三段組合東二下組合發(fā)育較齊全,是較有利的勘探區(qū)。層序組合樣式從凹陷向斜坡存在明顯的遷移變化,決定了油氣成藏的不同特點(diǎn),低凸起、斷階帶、凹中隆是渤海海域古近系有利的勘探地區(qū)。3.3油氣聚集體系層序界面分析層序地層的研究從兩個(gè)方面為油氣的成藏目標(biāo)的預(yù)測(cè)提供了依據(jù)。一方面,層序構(gòu)成與沉積體系的