渤海海域新近系層序地層格架約束下巖性圈閉發育特征分析及精細刻畫
——以石臼坨凸起明下段為例

王德英 余宏忠 于海波 揣媛媛

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海油田勘探開發研究院)

渤海海域新近系層序地層格架約束下巖性圈閉發育特征分析及精細刻畫
——以石臼坨凸起明下段為例

王德英 余宏忠 于海波 揣媛媛

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海油田勘探開發研究院)

巖性圈閉預測與成藏研究是石臼坨凸起成熟區油氣勘探獲得新突破的關鍵。以石臼坨凸起明下段為例，在層序地層格架約束下開展沉積體系發育特征研究，創新提出并應用淺水三角洲發育模式，將研究區巖性圈閉劃分為沉積型巖性圈閉和改造型復合巖性圈閉2種類型;在此基礎上，通過層序地層格架約束下的砂體測井-地震響應特征分析，采用“五步法”砂體精細刻畫技術，實現了對研究區巖性圈閉的識別與精細刻畫。實際鉆井結果表明，在石臼坨凸起新近系應用本文提出的巖性圈閉識別與精細刻畫技術取得了豐碩的勘探成果，鉆井地質成功率達到了100%，而且指導了又一個億噸級油田的發現。

渤海海域石臼坨凸起明下段層序地層格架巖性圈閉發育特征分析精細刻畫

石臼坨凸起是渤海海域最重要的含油氣區帶之一，其南、北側緊鄰渤中凹陷和秦南凹陷，處于油氣運移指向的有利位置，已發現QHD32-6、NB35-2、QHD33-1等多個大中型構造圈閉型油氣田(圖1)。但隨著勘探程度的深入，石臼坨凸起可供勘探的構造圈閉數量越來越少，構造圈閉的面積也越來越小。因此，通過勘探思路的轉變及技術創新，在針對石臼坨凸起低幅構造背景下構造-巖性油氣藏成藏規律進行探索與研究時，面對石臼坨凸起新近系縱橫交錯的砂體，如何把握巖性圈閉的有利成藏層段及有利成藏位置，如何在層序地層格架約束下精細刻畫描述復雜巖性砂體，是石臼坨凸起能否取得有規模性的巖性油氣藏勘探突破所面臨的難題。

圖1 石臼坨凸起區域位置圖

1層序地層格架內巖性圈閉發育特征分析

1.1 沉積砂體發育特征

根據層序地層學理論，以鉆井巖心、錄井剖面和測井曲線分析為基礎，結合測井-地震標定結果，進行地震與鉆井的層序劃分對比，可將石臼坨凸起新近系明下段劃分為1個三級層序和6個四級層序，其中三級層序可進一步劃分為低位域、湖擴域和高位域(圖2)，在此基礎上建立等時層序地層格架，分析儲集砂體分布及與不同級別湖平面變化的關系［1-4］。石臼坨凸起層序地層格架內沉積砂體的發育具有如下特點:①低位體系域由SQ1四級層序組成，四級層序內湖平面變化表現為快速上升后又緩慢下降，水體較淺，凸起大多暴露地表;測井曲線整體表現為齒狀低平，自然伽馬曲線表現為高伽馬特征，呈現箱形和鐘形;發育淺水三角洲平原水上分流河道和分流間洼地沉積相，砂、泥巖呈不等厚互層。②湖擴體系域由SQ1—SQ4共3個四級層序疊加組成，三級層序內湖平面變化表現為持續上升后進入下降階段;測井曲線整體表現為齒狀低平曲線;發育前淺水三角洲—濱淺湖和淺水三角洲前緣水下分流河道及分流間灣沉積，整體表現為厚層泥巖夾砂巖的特征;在湖平面上升階段，可容納空間持續增加，沉積物供應逐漸減小，砂體呈退積結構，向上砂體厚度逐漸減薄，泥巖含量增加，以發育前淺水三角洲—濱淺湖沉積為主;在最大洪泛面附近，沉積物供給增加，砂體呈加積結構，發育淺水三角洲前緣水下分流河道砂體，橫向分布穩定，連續性好，在層序地層格架中具有很好的等時對比性;湖平面進入下降階段早期，可容納空間逐漸減小，沉積物供給逐漸增加，砂體呈進積結構，向上砂體逐漸增加，仍以發育淺水三角洲前緣水下分流河道砂體為主，橫向連續性較好。③高位體系域由SQ5—SQ6共2個四級層序疊加組成，三級層序內湖平面快速下降;測井曲線整體表現為漏斗型及齒狀低平曲線，為持續進積結構;發育淺水三角洲平原水上分流河道和分流間洼地沉積。

圖2 石臼坨凸起明下段層序地層格架內砂體展布特征

1.2 淺水三角洲發育模式

與正常三角洲相比，淺水三角洲具有水體淺、水底地形平坦、地貌斜坡不明顯的特征［5］。通過對石臼坨凸起地質-地震綜合研究分析認為，研究區內新近系明下段主要發育分支河道型淺水三角洲和分流砂壩型淺水三角洲2種沉積模式［6］。

分支河道型淺水三角洲沉積模式(圖3a)發育在石臼坨凸起新近系明下段的低位體系域和高位體系域之中，沉積主體為分流河道和天然堤，三角洲外形呈現出明顯的樹枝狀，朵體分散、朵體間不連接或通過決口水道連接。河道為順直型分流河道，向湖內延伸且延伸較遠。天然堤分為水下和水上兩部分，兩者在寬度上差別不大，河口區波浪作用較弱，泥砂沿河道堆積延伸，形成長條形伸入湖中，使得三角洲前緣呈條帶狀。由于湖水的水動力較弱，這種河道比較穩定，兩側發育天然堤，天然堤又起著約束水流的作用，使得河道能繼續向湖里推進，天然堤沉積后迅速沼澤化出露水面。

圖3 石臼坨凸起明下段淺水三角洲沉積模式

分流砂壩型淺水三角洲沉積模式(圖3b)發育在石臼坨凸起新近系明下段湖擴體系域之中，沉積主體為分流砂壩，砂體受湖水改造作用影響，砂體席狀化程度高，呈現朵狀、坨狀，朵體之間部位會發育分流間灣沉積，但常常因朵體增長而被填充，最終表現為淺水沼澤;而在朵體內部，基本上是連續沉積，朵體內部主要由分流砂壩構成，在分流砂壩間是分流河道沉積。

1.3 巖性圈閉發育特征

石臼坨凸起新近系明下段低位域和高位域主要發育分支河道型淺水三角洲，湖擴域主要發育分流砂壩型淺水三角洲，不同體系域內不同類型的淺水三角洲中發育的巖性圈閉類型同樣存在一定的差異。根據巖性圈閉形成的主要成因類型，結合研究區巖性圈閉現今的特點，將石臼坨凸起新近系巖性圈閉劃分為兩大類:沉積型巖性圈閉和改造型復合巖性圈閉。

沉積型巖性圈閉可進一步劃分為上傾尖滅型和古河道型巖性圈閉。上傾尖滅型巖性圈閉在石臼坨凸起新近系明下段各體系域內均有分布，主要是指砂巖儲集體沿上傾方向尖滅、周圍被泥巖等非滲透性層包裹或砂巖儲集體上傾方向物性變差、自身側向遮擋形成的圈閉;古河道型巖性圈閉分布在石臼坨凸起新近系明下段低位域和高位域之中，是指儲集體主要為淺水三角洲分流河道型砂體，多呈寬度窄、狹長條帶狀特征，周圍為泥巖等非滲透性層所遮擋形成的圈閉。

改造型復合巖性圈閉主要是指在原始沉積的基礎上，受新構造運動的影響而改造形成復合巖性圈閉。該類圈閉主要分布在石臼坨凸起湖擴體系域中，砂體受湖水改造作用影響，席狀化程度高，平面展布范圍廣，晚期受新構造運動影響［7-8］，橫向展布廣的砂體容易受斷裂改造，可進一步劃分為斷層-巖性復合圈閉和構造-巖性復合圈閉。斷層-巖性復合巖性圈閉是指砂體儲集層沿上傾方向被斷層遮擋，其他方向被泥巖或物性因素等控制，或是受新構造運動影響而形成的晚期斷裂切割封堵性砂體形成的圈閉;構造-巖性復合巖性圈閉是指以砂巖儲集體為主要控制因素，在其高部位發育小型斷塊或斷鼻型構造圈閉，構造圈閉面積小、幅度低，砂體整體形態和高部位構造圈閉處于區域大的構造背景之上。

2層序地層格架約束下巖性圈閉識別及精細刻畫

在明確了石臼坨凸起明下段淺水三角洲內巖性圈閉發育特征的基礎上，通過砂體的測井-地震響應特征分析［9-11］，采取適用于研究區的“五步法”砂體精細刻畫技術組合，實現對巖性圈閉的識別及精細刻畫。

2.1 體系域內砂體的測井-地震響應特征分析

湖擴體系域內主要發育分流砂壩型淺水三角洲沉積，以改造型復合巖性圈閉發育為特征，湖平面上升與下降階段，巖性組合的差異性導致地震響應特征不同。在湖平面上升階段，巖性組合多為大套泥巖夾薄層砂巖(鉆井統計:砂巖厚度2～14 m;泥巖厚度3～40 m)，表現為退積樣式，地震振幅特征表現為弱振幅、中弱振幅(圖4a);在湖平面下降階段，巖性組合為泥巖夾砂巖(鉆井統計:砂巖厚度2～16 m;泥巖厚度3～40 m)，沉積物供給表現為加積和進積樣式，發育席狀砂-分流河道組合，地震反射特征表現為中-強振幅(圖4b)。料砂體描述困難較大。為了精細落實砂體形態，在明確砂體地震響應特征的基礎上，以“模式為指導、層序為約束、平面找范圍、剖面尋細節、屬性作質控”為原則，總結出適合于該區的“五步法”砂體精細刻畫技術組合，對巖性圈閉進行精細描述(圖5)。

圖4 石臼坨凸起砂體的測井-地震響應特征

圖5 石臼坨凸起區巖性圈閉精細刻畫

高位體系域和低位體系域內主要發育分支河道型淺水三角洲，發育沉積型、改造型巖性圈閉，沉積物供給表現為進積樣式，巖性組合整體上表現為砂巖與泥巖互層(鉆井統計泥巖厚于砂巖:砂巖厚度2～6 m;泥巖厚度3～12 m)，地震反射特征表現為中—弱振幅(圖4c)。

通過砂體的測井-地震響應特征分析，明確了石臼坨凸起測井巖性組合和地震反射之間的對應關系，在精細解釋時對砂體連通性的判別起到了重要作用，同時為不同體系域內地震屬性的提取提供了依據，減少了地震解釋的多解性與不確定性問題［12-13］。

2.2 巖性圈閉識別及精細刻畫

石臼坨凸起新近系明下段淺水三角洲砂體大量發育，縱橫交錯，巖性組合多樣，相變快，導致地震資

所謂“五步法”是指在區域沉積模式的指導下聯合使用常規疊后反演、多屬性地震反演、90°相移等多種地震數據，在層序約束下綜合運用相干體技術、地層切片技術和地震屬性分析等地球物理手段，由區域到具體、由面到點、由大到小、由粗到細地對砂體進行追蹤和描述，具體做法為:①切片技術，區域搜索。根據明下段不同體系域內巖性組合特征，選取合適的時窗，利用地層切片技術大范圍搜索砂體。如圖5a所示，根據巖性組合的地震反射特征，針對不同體系域內砂體發育特征均勻分割其厚度產生振幅地層切片，也就是近似的沉積等時面，由此來分析砂體發育規模和展布范圍。②綜合分析，多中選優。地質-地震聯合進行油氣成藏條件綜合分析，在眾多砂體中優選出有利于油氣成藏的砂體。③有利砂體，精雕細刻。平面上，利用分頻技術、屬性分析等多種地球物理手段整體控制砂體邊界(圖5b、c);剖面上，以反演地震數據為主，結合常規和90°相移地震數據，對有利砂體進行精細解釋(圖5d)。④潛力砂體，同期優先。在已鉆井圍區挖掘具有進一步勘探潛力的砂體，選取與已鉆井鉆遇的含油砂體為同期的砂體進行優先追蹤刻畫。⑤砂體挖潛，多層串聯。結合三維可視化分析技術，對砂體進行追蹤刻畫，在考慮砂體平面展布要有一定范圍的同時，綜合考量縱向上能夠更多兼顧相互疊置的砂體數量(圖5e)，優化井位部署(圖5f)。

3應用效果

石臼坨凸起新近系明下段整體表現為低幅構造背景，發育淺水三角洲沉積體系，有利于形成巖性圈閉。近幾年，針對該地區低幅構造背景下的巖性圈閉開展了一系列的勘探研究工作，取得了豐碩的勘探成果，鉆井地質成功率達100%，先后發現了QHD33-1S、QHD33-2、QHD33-3、QHD33-4等多個油田，獲三級石油地質儲量上億噸。例如，在QHD33-1S油田的發現過程中，地質綜合分析認為在明下段湖擴域內發育構造-巖性復合巖性圈閉，通過地質-地震綜合研究，采用“五步法”在地震剖面上進行精雕細刻，落實了一系列的巖性圈閉，并部署了井位，鉆探獲得成功(如在1—1 098 m砂體(圖5f)鉆遇9.8 m油氣層)。目前在石臼坨凸起新近系應用巖性圈閉識別及精細刻畫技術已經直接指導了一個新的億噸級油田的發現，該技術今后可在渤海海域沉積環境相似的凸起區進行推廣應用。

4結論

(1)石臼坨凸起新近系明下段可劃分為1個三級層序和6個四級層序，其中三級層序可進一步劃分為低位域、湖擴域和高位域。湖擴體系域以發育前淺水三角洲—濱淺湖沉積為主，在最大洪泛面附近發育淺水三角洲前緣水下分流河道砂體，橫向分布穩定，連續性好，是該地區巖性圈閉發育最有利的層段。

(2)石臼坨凸起新近系明下段主要發育分支河道型淺水三角洲和分流砂壩型淺水三角洲等2種沉積模式。根據地質-地震綜合研究分析，結合巖性圈閉形成的主要成因類型，可將石臼坨凸起新近系巖性圈閉劃分為兩大類:沉積型巖性圈閉和改造型復合巖性圈閉。

(3)根據石臼坨凸起新近系明下段不同體系域內砂體的巖性組合特點，建立了不同體系域砂體的測井-地震響應模型，并采用適用于該區的“五步法”砂體精細刻畫技術組合，實現了對該地區巖性圈閉的識別及精細刻畫，鉆井地質成功率達到了100%，而且指導了一個新的億噸級油田的發現。

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(編輯:周雯雯)

An analysis and refined depiction of lithologic trap development under the framework of Neogene sequence stratigraphy in Bohai water:a case of Lower Member of Minghuazhen Formation in Shijiutuo rise

Wang Deying Yu Hongzhong Yu Haibo Chuai Yuanyuan
(Bohai Oilfield Exploration and Development Research Institute，Tianjin Branch of CNOOC Ltd．，Tianjin，300452)

Lithologic trap prediction and hydrocarbon accumulation research are the key to making a new breakthrough of hydrocarbon exploration in the maturing zone of Shijiutuo rise．Taking Lower Member of Minghuazhen Formation in the rise as a case，the development characteristics of sedimentary systems was researched under the framework of sequence stratigraphy，and a model of shallow-water delta was proposed and applied innovatively so as to divide the lithologic traps into two types，i．e．the depositonal type and the reworked-compound type．Furthermore，through analyzing the logging-seismic responses of sand bodies under the framework of sequence stratigraphy，an identification and refined depiction of lithologic traps were achieved in the study area by using“the five-step method”of refined sandbody depiction．According to the drilling results，the application of the technique to identify and depict refinedly lithologic traps has led to rich achievements of Neogene exploration in Shijiutuo rise，with the geological drilling success ratio up to 100%，and the discovery of a hundred-million-ton-level oilfield been guided．

Bohai water;Shijiutuo rise;Lower Member of Minghuazhen Formation;sequence stratigraphy framework;lithologic trap;development characteristics analysis;refined depiction

王德英，女，高級地質師，主要研究方向為沉積學與石油地質。地址:天津市塘沽區609信箱(郵編:300452)。E-mail: wangdy2@cnooc．com．cn。

2012-07-17改回日期:2012-08-21