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摘要:本文通过在研究曲堤地垒构造演化及地层圈闭的形成的基础上,通过运用钻、测井、地震资料,结合地球物理描述技术,精细刻画了曲堤地垒下第三系地层圈闭。研究表明,曲堤地垒下第三系地层圈闭主要形成于东营组末期,主要层位是沙三、沙二、沙一及东营组;从北向南,下第三系各层系储层依次遭受剥蚀;各层系地层圈闭展布特征表现为围绕鼻状构造高部位呈环带状展布,与断层相匹配,形成大规模、复杂的构造-地层圈闭发育带。该研究成果将指导下一步曲堤地垒地层油藏的勘探。
关键词:曲堤地垒 下第三系 地层圈闭 圈闭展布特征
1 区域概况
曲堤地垒位于惠民凹陷南斜坡中部,北起夏口断层,西邻白桥断层,南靠曲堤断层,西接钱官屯构造,发育东西基本对称的两个正向构造带:曲堤鼻状构造、曲堤东鼻状构造,勘探面积约380 Km2。目前已发现馆陶、沙二、沙三、沙四四套含油层系,建成曲堤油田。从所发现的储量类型来看,构造油藏占到了84%,构造岩性、地层等隐蔽油气藏所占比例很小,随着勘探程度的提高,地层圈闭将成为下阶段该地区的重点勘探对象。因此,十分有必要开展曲堤地垒构造演化及地层圈闭形成、地层圈闭空间展布特征研究。
2 曲堤地垒构造演化及地层圈闭的形成
通过平衡剖面以及主要断层的活动性,对曲堤地垒构造演化阶段及地层圈闭形成时期进行了分析,分析结果表明,曲堤地垒的形成可以分为三个阶段:地垒发育早期即孔店-沙四下时期、地垒形成期即沙四上到东营时期、地垒定型期即东营末-馆陶时期(图1)。
第一阶段,孔店-沙四下时期,为曲堤地垒发育早期,齐广断层为主要控盆断层,区域沉降稳定;第二阶段,沙四上到东营时期,为曲堤地垒形成期,主要断层活动差异性明显,分割性强。其中,沙四上时期,夏口断层和曲堤断层开始活动,曲堤地垒初具规模;沙三-沙二时期,为曲堤地垒主要形成期,夏口断层活动最为剧烈,地层掀斜作用强烈,下第三系各层系超覆,形成了下第三系多套不整合;沙一到东营时期,断层活动减弱,曲堤地垒基本形成;第三阶段,东营末-馆陶时期,为地垒定型期。东营末期地层整体抬升,下第三系各地层遭受强烈剥蚀,上下第三系不整合形成,曲堤地垒主要地层圈闭在此时期形成。上第三系馆陶组开始,区域沉降稳定,曲堤地垒定型。
以上分析表明,曲堤地垒的演化的阶段性,控制了不整合的发育期和地层圈闭的形成。正是由于不同时期断层活动的差异性,形成该区多套不整合,不整合发育主要层位是沙三、沙二、沙一及东营组,沙四上局部发育。
3 地层圈闭空间展布特征
3.1 下第三系储层剖面特征
通过地层和储层精细对比发现(图3、图4),纵向上,沙四段地层发育稳定,且沙四下亚段储集层最为发育,砂体连续性强,沙一段、东营组储层不发育,砂岩仅占地层厚度的0-30%;从沙三段开始,储层在顶部遭受削蚀,越向上,削蚀程度越强,东营组普遍遭受剥蚀,不同部位削蚀程度也存在差异。
横向上,沙四段到沙一段储层向西、向东侧向尖灭(图3),西部储层尖灭点主要分布在曲堤构造和钱官屯构造的鞍部夏80、曲17井一带,东部储层尖灭点主要分布在曲15与曲19井之间区域内。从北向南,沙四上、沙三段、沙二段、沙一段和东营组储层依次遭受剥蚀(图2)。
3.2 储层剥蚀尖灭线的确定
为了精确地确定各层系储层剥蚀线位置,本研究通过地震模型正演分析和地震资料特殊处理技术,对该区的储层剥蚀线进行了精细刻画。
3.2.1 地震正演分析
根据前人研究结果,馆陶组底部岩性组合的不同,曲堤地垒存在四种不整合地层的接触关系,分别为厚层泥岩段直接覆盖在不整合面上、厚层泥岩段局部夹砂岩透镜块覆盖于不整合面上、厚层砂岩段直接覆盖在不整合面上、厚层砂岩段局部夹泥岩透镜块覆盖于不整合面上。
根据不同层系的砂岩、泥岩速度特征,建立了上述四种不同结构特征的不整合地质模型(图4),进行地震正演模型分析,确定不同地层剥蚀区的地震反射特征。分析表明,储层的剥蚀点与上覆地层呈楔状接触关系,在储层厚度大于1/8λ即8米时,剥蚀点附近会产生振幅突变点,小于1/8λ时,储层剥蚀点在地震上没有反射特征,即地震能够识别的储层分布范围比实际的小,因此,根据地震描述位置按照实际地层倾向和倾角向前推算L=(1/8λ)/arctanα,确定储层的实际储层边界。
3.2.2 地震常规处理
通过多种地震常规处理分析,地层剥蚀点在瞬时相位剖面(图6)上反射清晰,地层接触关系清楚,能够满足地层剥蚀线描述的要求。
3.2.3 储层平面展布特征
通过钻井统计分析,结合储层剥蚀尖灭线地震描述技术,绘制了各个层系砂岩等厚图(图7-1-7-4)。可以看出,总体上沙四、沙三、沙二、沙一段储层厚度向西、向东沿轴向逐渐减薄,自南向北依次遭受剥蚀。
沙四段储层厚度120-220m(图7-1),发育三个厚度中心,分别位于曲104-斜710区块、曲102-斜7区块西部和曲9-斜111区块北部,顶部储层在东南部曲9-斜111井一带遭受剥蚀。沙三段砂体较发育(图7-2),在曲堤鼻状构造脊上砂体累计厚度达到90多米,顶部砂体在曲901、曲斜9、曲3、曲古2井附近遭受剥蚀。沙二段砂岩存在5个厚度中心(图7-3),分别位于钱16井、曲古3井、曲斜104井、曲19井和判参1井附近,最大厚度为80米,最小厚度为40米,总体表现为西薄东厚的特点,在曲105、曲901、曲斜111、曲3井和曲2井附近遭受剥蚀。沙一段存在2个砂岩厚度中心(图7-5,一个位于钱斜19,厚度为30米,一个位于曲斜17井,厚度为40米,在曲901、曲斜14、曲105、曲3、曲2井一带遭受剥蚀。
3.3 地层圈闭分布特征
井震结合,对主要目的层系进行了精细的合成记录标定,在此基础上编绘了T8到T2标准层的构造图。
以T3构造图为例(图8),曲堤地垒地层圈闭表现为如下特征:
(1)曲堤地垒为一个大受夏口断层和曲堤断层控制的大型鼻状构造;主要发育近东西、北东向两组四五级断层。
(2)以曲9断层为界,西部断层以近东西、南北走向为主,为顺向断层为主的断阶带,东部断层以北东走向为主呈现垒堑式结构。
(3)下第三系各地层自北向南依次尖灭,尖灭线呈北东走向,与断层相匹配,形成大规模、复杂的构造-地层圈闭发育带。
综上研究表明:(1)曲堤地垒下第三系地层圈闭主要形成于东营组末期,不整合发育主要层位是沙三、沙二、沙一及东营组,沙四上局部发育;(2)从北向南,下第三系各层系储层依次遭受剥蚀,同一层位在不同构造部位剥蚀程度不尽相同;(3)下第三系各层系地层圈闭围绕鼻状构造高部位呈环带状展布,地层尖灭线呈北东向走向,与断层相匹配,形成大规模、复杂的构造-地层圈闭发育带。
关键词:曲堤地垒 下第三系 地层圈闭 圈闭展布特征
1 区域概况
曲堤地垒位于惠民凹陷南斜坡中部,北起夏口断层,西邻白桥断层,南靠曲堤断层,西接钱官屯构造,发育东西基本对称的两个正向构造带:曲堤鼻状构造、曲堤东鼻状构造,勘探面积约380 Km2。目前已发现馆陶、沙二、沙三、沙四四套含油层系,建成曲堤油田。从所发现的储量类型来看,构造油藏占到了84%,构造岩性、地层等隐蔽油气藏所占比例很小,随着勘探程度的提高,地层圈闭将成为下阶段该地区的重点勘探对象。因此,十分有必要开展曲堤地垒构造演化及地层圈闭形成、地层圈闭空间展布特征研究。
2 曲堤地垒构造演化及地层圈闭的形成
通过平衡剖面以及主要断层的活动性,对曲堤地垒构造演化阶段及地层圈闭形成时期进行了分析,分析结果表明,曲堤地垒的形成可以分为三个阶段:地垒发育早期即孔店-沙四下时期、地垒形成期即沙四上到东营时期、地垒定型期即东营末-馆陶时期(图1)。
第一阶段,孔店-沙四下时期,为曲堤地垒发育早期,齐广断层为主要控盆断层,区域沉降稳定;第二阶段,沙四上到东营时期,为曲堤地垒形成期,主要断层活动差异性明显,分割性强。其中,沙四上时期,夏口断层和曲堤断层开始活动,曲堤地垒初具规模;沙三-沙二时期,为曲堤地垒主要形成期,夏口断层活动最为剧烈,地层掀斜作用强烈,下第三系各层系超覆,形成了下第三系多套不整合;沙一到东营时期,断层活动减弱,曲堤地垒基本形成;第三阶段,东营末-馆陶时期,为地垒定型期。东营末期地层整体抬升,下第三系各地层遭受强烈剥蚀,上下第三系不整合形成,曲堤地垒主要地层圈闭在此时期形成。上第三系馆陶组开始,区域沉降稳定,曲堤地垒定型。
以上分析表明,曲堤地垒的演化的阶段性,控制了不整合的发育期和地层圈闭的形成。正是由于不同时期断层活动的差异性,形成该区多套不整合,不整合发育主要层位是沙三、沙二、沙一及东营组,沙四上局部发育。
3 地层圈闭空间展布特征
3.1 下第三系储层剖面特征
通过地层和储层精细对比发现(图3、图4),纵向上,沙四段地层发育稳定,且沙四下亚段储集层最为发育,砂体连续性强,沙一段、东营组储层不发育,砂岩仅占地层厚度的0-30%;从沙三段开始,储层在顶部遭受削蚀,越向上,削蚀程度越强,东营组普遍遭受剥蚀,不同部位削蚀程度也存在差异。
横向上,沙四段到沙一段储层向西、向东侧向尖灭(图3),西部储层尖灭点主要分布在曲堤构造和钱官屯构造的鞍部夏80、曲17井一带,东部储层尖灭点主要分布在曲15与曲19井之间区域内。从北向南,沙四上、沙三段、沙二段、沙一段和东营组储层依次遭受剥蚀(图2)。
3.2 储层剥蚀尖灭线的确定
为了精确地确定各层系储层剥蚀线位置,本研究通过地震模型正演分析和地震资料特殊处理技术,对该区的储层剥蚀线进行了精细刻画。
3.2.1 地震正演分析
根据前人研究结果,馆陶组底部岩性组合的不同,曲堤地垒存在四种不整合地层的接触关系,分别为厚层泥岩段直接覆盖在不整合面上、厚层泥岩段局部夹砂岩透镜块覆盖于不整合面上、厚层砂岩段直接覆盖在不整合面上、厚层砂岩段局部夹泥岩透镜块覆盖于不整合面上。
根据不同层系的砂岩、泥岩速度特征,建立了上述四种不同结构特征的不整合地质模型(图4),进行地震正演模型分析,确定不同地层剥蚀区的地震反射特征。分析表明,储层的剥蚀点与上覆地层呈楔状接触关系,在储层厚度大于1/8λ即8米时,剥蚀点附近会产生振幅突变点,小于1/8λ时,储层剥蚀点在地震上没有反射特征,即地震能够识别的储层分布范围比实际的小,因此,根据地震描述位置按照实际地层倾向和倾角向前推算L=(1/8λ)/arctanα,确定储层的实际储层边界。
3.2.2 地震常规处理
通过多种地震常规处理分析,地层剥蚀点在瞬时相位剖面(图6)上反射清晰,地层接触关系清楚,能够满足地层剥蚀线描述的要求。
3.2.3 储层平面展布特征
通过钻井统计分析,结合储层剥蚀尖灭线地震描述技术,绘制了各个层系砂岩等厚图(图7-1-7-4)。可以看出,总体上沙四、沙三、沙二、沙一段储层厚度向西、向东沿轴向逐渐减薄,自南向北依次遭受剥蚀。
沙四段储层厚度120-220m(图7-1),发育三个厚度中心,分别位于曲104-斜710区块、曲102-斜7区块西部和曲9-斜111区块北部,顶部储层在东南部曲9-斜111井一带遭受剥蚀。沙三段砂体较发育(图7-2),在曲堤鼻状构造脊上砂体累计厚度达到90多米,顶部砂体在曲901、曲斜9、曲3、曲古2井附近遭受剥蚀。沙二段砂岩存在5个厚度中心(图7-3),分别位于钱16井、曲古3井、曲斜104井、曲19井和判参1井附近,最大厚度为80米,最小厚度为40米,总体表现为西薄东厚的特点,在曲105、曲901、曲斜111、曲3井和曲2井附近遭受剥蚀。沙一段存在2个砂岩厚度中心(图7-5,一个位于钱斜19,厚度为30米,一个位于曲斜17井,厚度为40米,在曲901、曲斜14、曲105、曲3、曲2井一带遭受剥蚀。
3.3 地层圈闭分布特征
井震结合,对主要目的层系进行了精细的合成记录标定,在此基础上编绘了T8到T2标准层的构造图。
以T3构造图为例(图8),曲堤地垒地层圈闭表现为如下特征:
(1)曲堤地垒为一个大受夏口断层和曲堤断层控制的大型鼻状构造;主要发育近东西、北东向两组四五级断层。
(2)以曲9断层为界,西部断层以近东西、南北走向为主,为顺向断层为主的断阶带,东部断层以北东走向为主呈现垒堑式结构。
(3)下第三系各地层自北向南依次尖灭,尖灭线呈北东走向,与断层相匹配,形成大规模、复杂的构造-地层圈闭发育带。
综上研究表明:(1)曲堤地垒下第三系地层圈闭主要形成于东营组末期,不整合发育主要层位是沙三、沙二、沙一及东营组,沙四上局部发育;(2)从北向南,下第三系各层系储层依次遭受剥蚀,同一层位在不同构造部位剥蚀程度不尽相同;(3)下第三系各层系地层圈闭围绕鼻状构造高部位呈环带状展布,地层尖灭线呈北东向走向,与断层相匹配,形成大规模、复杂的构造-地层圈闭发育带。