利用地震相识别渤中凹陷沙河街组三段优质烃源岩

2022年7月10日07:25:57利用地震相识别渤中凹陷沙河街组三段优质烃源岩已关闭评论
摘要

夏文豪 杨飞 徐天鑫 李一超(1. 长江大学 地球物理与石油资源学院, 湖北 武汉 430100; 2. 长江大学 油气资源与勘探技术教育部重点实验室,湖北 武汉 430100)摘 ?????要: 利用地震资料,结合沙河街组三段精细地震层位标定的基础,对渤中凹陷沙河街组三段地震层位进行追踪解释。根据

    夏文豪 杨飞 徐天鑫 李一超

    

    

    

    (1. 长江大学 地球物理与石油资源学院, 湖北 武汉 430100; 2. 长江大学 油气资源与勘探技术教育部重点实验室,湖北 武汉 430100)

摘 ?????要: 利用地震资料,结合沙河街组三段精细地震层位标定的基础,对渤中凹陷沙河街组三段地震层位进行追踪解释。根据钻遇井中沙河街组三段岩心取样为深灰、黑灰泥岩夹褐色油页岩沉积并结合地震分析,识别出其优质烃源岩地震相主要呈低频、连续、中弱反射特征,主要沉积方式为滨浅湖和半深湖沉积。在地震相和沉积相分析的基础上,建立了渤中凹陷沙河街组三段优质烃源岩地震相—沉积相模式,确定渤中凹陷沙河街组三段优质烃源岩地震相分布特征。

关 ?键 ?词:渤中凹陷;地震相;优质烃源岩;沙河街三段

中图分类号:TE122.2+4 ??????文献标识码:?A ??????文章编号: 1671-0460(2020)01-0117-05

    Identification of High-quality Source Rocks?in the Third

    Member of Shahejie Formation in Bozhong Sag by Seismic Facies

    XIA Wen-hao1, YANG Fei1,2, XU Tian-xin1, LI Yi-chao1

    (1. School of Geophysics and Petroleum Resources, Yangtze University, Hubei Wuhan 430100, China;

    2. Key Laboratory of Oil and Gas Resources and Exploration Technology of Ministry of Education,

    Yangtze University, Hubei Wuhan 430100, China)

Abstract: Based on the seismic data and the fine seismic horizon calibration of the third section of Shahejie formation, the seismic horizon of the third section of Shahejie formation in Bozhong sag was tracked and interpreted. According to the samples taken from the three sections of Shahejie formation in the drilling well, it was found that the seismic facies of the high-quality hydrocarbon source rocks were characterized by low frequency, continuous and moderate and weak reflection. Based on the analysis of seismic facies and sedimentary facies, the seismic facies-sedimentary facies model of high-quality source rocks in the third member of Shahejie formation in Bozhong sag was established, and the distribution characteristics of high-quality source rocks in the third member of Shahejie formation in Bozhong sag were determined.

Key words: Bozhong sag; Seismic facies; High quality source rock; The third section of Shahejie formation

    近十年來,许多油气地质工作者对渤海湾盆地烃源岩的系统深入研究,有效推动了渤海湾盆地潜在富烃凹陷的勘探进程,并在南堡凹陷、歧口凹陷、沙南凹陷、埕北凹陷、辽西凹陷、渤东凹陷、庙西凹陷等取得了一系列重大突破。然而,目前对渤海海域的油气勘探具有明显的不均衡性。新近系油气主要源于下伏古近系烃源岩(沙三段、沙一段、东三段),其油气勘探进度显著滞后于周缘油气勘探,因此,有必要加大对渤中凹陷烃源岩研究力度。而近海油气探区的主要特点是探井少、取芯少、并且分布不均,同时代表性差,且探井一般位于构造的高部位,这些构造部位往往不是烃源岩的主要发育地区,利用传统的陆上探区确定烃源岩的研究方法在近海油气探区就有局限[1]。

    因而借助于地震解释分析方法对目的层位进行追踪确认,根据地震特征识别出优质烃源岩地震相特征,进而综合分析优质烃源岩沉积相,对近海探区的油气分布研究具有重要的理论及实践意义[1,3]。

    1 ?区域地质概况

    渤海海域位于渤海湾盆地中东部,表现为半封闭的陆表海,面积约为4.2×104km2。主要由“四坳一隆”构成,分别为辽东湾坳陷、渤中坳陷、济阳坳陷、黄骅坳陷和埕宁隆起。渤中坳陷位于渤海中部,是四个一级构造单元中唯一一个整体位于海域的一级构造单元。渤中坳陷内部又可分为渤东低凸起、渤南低凸起、庙西北凸起、庙西南凸起、渤中凹陷、渤东凹陷和庙西凹陷,总体上表现出开阔、平缓的特点(图1)。渤中凹陷整体呈矩形,是渤中坳陷的主体凹陷,也是渤海海域最大的凹陷,在地域上它又可划分为两个次洼陷即渤中西洼和渤中东洼。

    渤中坳陷主要发育古近系孔店组、沙河街组、东营组和新近系馆陶组、明化镇组以及第四系,其中沙河街组发育烃源岩,是研究的目的层段。其中沙三段沉积时期是古近纪断陷盆地演化深陷期,地层发育表现为深断大凹的特点,地层在全区连续分布,范围广、厚度大、凹陷内部半深湖—深湖相沉积面积大,该时期凹陷发育中深湖相深灰色、灰褐色油页岩沉积,发育厚度大,是渤中凹陷主要烃源岩发育时期[2]。

    2 ?研究思路

    正由于研究区面积巨大,控制的井点不均匀的特点,明确了研究思路:利用地震资料结合单井进行标定,从而对各级层序界面进行识别与划分,进行追踪解释并确定渤中凹陷典型地震相;根据钻遇井优质烃源岩层段的地震反射内部结构和外部形态识别地震相类型,结合单井测井响应特点得到的沉积相,建立井上优质烃源岩地震相-沉积相的有机联系[4];依据井上优质烃源岩地震相-沉积相的有机联系,结合解释的层序界面得到凹陷内优质烃源岩层段的地震反射特征,确定优质烃源岩地震相类型;根据凹陷内的优质烃源岩与非优质烃源岩的地震相类型,编制地震相平面分布图。其中建立井上优质烃源岩地震相-沉积相有机联系对点面结合得到凹陷内优质烃源岩层段的地震反射特征起到重要作用。

    3 ?沙河街组层序地层划分

    本文以单井层序划分为基础,结合井震标定的地震层序界面,参照前人在湖平面相对变化特征、构造演化及层序地层方面对该区的研究成果,建立了渤中凹陷古近系沙河街组地震层序[1]。

    将渤中凹陷东营组分为3段,即东一段、东二段和东三段,由于目的层为沙河街组,因此仅确定T28和T30作为东三段顶、底地震反射界面;沙河街组分为4段,即沙一段、沙二段、沙三段、沙四段。由于研究区沙一和沙二段厚度很薄,沙一和沙二段地震分界面不易识别,因此将其划分为一个地震层序即SQs12进行研究[1,5];目的层段沙三段即为SQs3,以T50、T58和T60来代表沙三段顶面、沙三中上亚段底面和沙三段底面;沙四段厚度也较薄,作为第三个层序 SQs4。

    4 ?地震相类型及特征

4.1 ?典型地震相特征

    根据地震资料并结合其典型地震反射特征确定渤中凹陷典型地震相类型(图2)有如下六种:A、中-强振幅、差连续、楔状杂乱(图2A);B、中-弱振幅、断续、楔形前积(图2B);C、中振幅、连续性好,席状平行-亚平行(图2C);D、中振幅、连续性好,席状平行-亚平行(图2D);E、中-弱振幅、连续性好、席状平行-亚平行(图2E);F、中-強振幅、差连续、楔状乱岗(图2F)。

    根据地震相的特征分析,认为:A及B类一般代表着扇三角洲,C及D类一般代表滨浅湖沉积,E类一般代表着半深湖—深湖沉积,F类一般代表扇三角洲或辫状河三角洲[6,7]。

4.2 ?井旁优质烃源岩层段响应特征

    通过对4口钻遇井优质烃源岩层段进行地震相分析得出井旁优质烃源岩层段响应特征(图3):从QHD36-3-1井(图3.1)和BZ25-1-3井(图3.2)井旁烃源岩层段得出,这两口井井上优质烃源岩段的内部反射为中弱振幅、低频、连续性较好,外部形态为席状平行,对应沉积相为半深湖-深湖相;BZ33-1-1井(图3.3)井上优质烃源岩段的内部反射为中弱振幅、低频、连续性较好,外部形态为席状平行,对应沉积相为半深湖-深湖相;BZ8-4-1井(图3.4)井上优质烃源岩段的内部反射为振幅、低频、连续性较好,外部形态为楔状上超,对应沉积相为滨浅湖相[8]。

4.3 ?凹陷内优质烃源岩地震相特征

    针对工区的特点,为了准确地揭示渤中凹陷古近系沉积体系及地震相特征,研究过程中采用了“点-线-面”思路。依据井上优质烃源岩地震相-沉积相的有机联系,结合解释的层序界面得到凹陷内优质烃源岩层段的地震反射特征,确定烃源岩地震相类型。研究表明烃源岩主要发育在沙三中下段,该时期渤中凹陷主要为一套半深湖—深湖相沉积并存在部分滨浅湖沉积,烃源岩品质良好。

    4.3.1 ?渤中西洼沙三段烃源岩地震相特征

    渤中西洼位于渤中凹陷西部,由于井资料有限西洼只有BZ8-4-1,BZ1-1-3两口井,钻遇古近系沙河街组的井只有BZ8-4-1,其中BZ8-4-1井只发育沙三中亚段厚度为500 m,下部为细粒砂泥岩沉积,上段为灰黑色泥岩沉积。可见该井优质烃源岩主要为中深湖-灰黑色泥岩沉积(图4)。

    从过BZ8-4-1井测线BZLP-trace3880可以看出井上发育A型地震相地震反射特征为中-强振幅、差连续、杂乱反射和C型地震相地震反射特征为弱振幅连续反射,其中A型地震相广泛在各凸起缓坡带发育反映辫状河三角洲或扇三角洲沉积,C型地震相部分在西洼发育而在东洼发育较广反映滨浅湖沉积环境。而渤中凹陷西洼沉积中心发育一套E型地震相其地震反射特征为中低频、中弱振幅、连续反射的特点,反映半深湖-深湖相泥岩沉积(图5),在凹陷内分布很广[9]。从该剖面可看出渤中西洼沙三中段烃源岩地震相反射特征为一套中低频、连续、弱振幅反射特征。

    4.3.2 ?渤中东洼沙三段烃源岩地震相特征

    渤中东洼位于渤中凹陷东北部,该区钻遇古近系沙河街组的井只有QHD35-2-1和QHD36-3-1井,从QHD36-3-1井所揭示的古近系沙河街组可以看出,沙三段主要为一套扇三角洲相砂砾岩沉积夹泥岩沉积,泥岩沉积主要分布在沙三下段,属于B型地震相表现为楔形杂乱,主要分布在近凸起缓坡带(图6)。

    因此研究中根据地震层序格架对凹陷内沙三段进行地震相分析,由过QHD36-3-1井测线BZLP-line4287并井旁优质烃源岩层段响应特征可以看出渤中凹陷东洼沙三段烃源岩位于东洼沉积中心,地震反射特征为中低频、中弱振幅、连续反射,反映深湖相泥岩沉积,属于E型地震相并广泛分布于东洼。往西北方向地震反射特征为低频、中弱振幅、连续反射,反映滨浅湖沉积环境,属于C型地震相且广泛分布。主要烃源岩分布在沙三段浅湖、半深湖-深湖相湖盆泥沉积。

4.4 ?优质烃源岩地震相分布预测

    根据单井层序划分和渤中凹陷沙三段地震层位追踪解释结果,确定了渤中凹陷典型地震相类型;并结合单井沉积相、井旁优质烃源岩层段响应特征和过井剖面,确定了渤中凹陷沙三段优质烃源岩的地震反射特征主要為两种:(1)地震反射特征为弱振幅连续反射,反映滨浅湖沉积;(2)地震反射特征为中低频、中弱振幅、连续反射,反映半深湖-深湖相泥岩沉积[10]。最后对渤中凹陷沙三段优质烃源岩地震相进行了平面分布预测(图7)。

    在石臼坨凸起、沙垒田凸起、渤南低凸起和渤东低凸起的缓坡带发育A型中-强振幅、差连续、楔状杂乱非烃源岩地震相;B型中-强振幅、差连续、楔状乱岗非烃源岩地震相主要存在于渤中低凸起周边;F型中-强振幅、差连续、楔状乱岗非烃源岩地震相发育在近QHD36-3-1井缓坡带。这三种非烃源岩地震相对应辫状河三角洲或扇三角洲沉积。

    渤中凹陷沙三段优质烃源岩地震相平面分布为:凹陷内C型中-弱振幅、较连续、席状充填地震相和D型中-弱振幅、连续、席状平行-亚平行地震相这两种优质烃源岩地震相广泛发育,对应滨浅湖,而E型中-弱振幅、连续性好、席状平行-亚平行优质烃源岩地震相主要发育在凹陷沉积中心,对应半深湖-深湖沉积。因此优质烃源岩主要分布在滨浅湖和半深湖-深湖沉积且相广泛分布[11,12]。

    5 ?结论

    (1)渤中凹陷发育六种典型地震相,结合单井测井资料和过井剖面确定优质烃源岩地震响应特征主要为C、D型地震相和E型地震相,其中C、D型地震相对应滨浅湖沉积,E型地震相对应半深湖-深湖沉积。

    (2)平面上优质烃源岩的形成受控于沉积环境和沉积中心,由沉积中心向外逐渐变薄;C、D型地震对应的滨浅湖沉积在渤中凹陷广泛分布,E型地震对应的半深湖-深湖沉积主要分布在渤中凹陷沉积中心。

    (3)优质烃源岩的半深湖-深湖和滨浅湖沉积模式控制了优质烃源岩的空间分布,进而控制了渤中凹陷的油气分布,在此基础上,渤中地区古近系油气勘可由烃源岩发育较少的构造凸起地区向凹陷近源斜坡带进行进一步油气开采。

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