遼河灘海海南-月東緩坡帶地層巖性圈閉研究與預測

張凌達

（中國石油遼河油田公司科技處，遼寧盤錦 124010）

遼河灘海海南-月東緩坡帶地層巖性圈閉研究與預測

張凌達

（中國石油遼河油田公司科技處，遼寧盤錦 124010）

遼河灘海海南-月東構造帶以往發現的油氣均分布在構造的主體部位，主要為構造油氣藏，其東側的緩坡帶為大型斜坡背景，具有地層巖性油氣藏發育的有利條件，但勘探程度很低。針對緩坡帶探井稀少的現狀，充分利用構造主體的鉆井資料，結合地震反射特征，建立起了緩坡帶的層序地層格架。在層序框架下通過沉積相、地震相分析技術，對研究區的構造、沉積演化特征進行了系統研究，結合波阻抗反演和屬性分析等手段預測了儲層的發育和分布，提出了緩坡帶少井區地層巖性油氣藏識別和評價方法，并預測了有利發育層位和地區。

海南-月東構造帶；地層巖性油藏；構造特征；儲層預測

地層巖性油氣藏是目前油氣勘探中的熱點研究領域之一。而層序地層學是指導地層巖性油氣藏勘探的有效理論和方法［1-2］，同時精細儲層預測、屬性分析等技術是識別地層巖性油氣藏的有效手段，將他們結合起來開展系統的研究工作，既有理論意義，又有實用價值。遼河灘海是遼河油田重要的接替領域之一，而海月構造帶是灘海油氣最富集的二級構造帶。該構造帶以往發現的油氣藏主要為構造油氣藏，地層巖性油氣藏的勘探程度很低，隨著勘探的不斷深入，地層巖性油氣藏已成為該區最具潛力的目標。開展層序地層、沉積相、儲層預測、地層巖性油氣藏識別評價是該地區的重點研究工作。

國外對地層巖性油氣藏的研究已展開多年，已經形成了一套較為有效的勘探流程和勘探技術方法［3-4］。但目前國內大多數油田在進行地層巖性油氣藏勘探時，針對無井區地層巖性油氣藏的預測還沒有形成有效的方法。對于遼河灘海中部地區，雖然已經做過較為詳細的研究，但對海南月東緩坡帶地層巖性油氣藏研究較少。海南-月東構造帶具有斜坡背景，具備發育多種類型地層巖性油氣藏的條件，但由于該領域存在較大勘探風險，目前尚沒有實施鉆探，因此資料較少，地層巖性油氣藏的預測難度極大。

1 地層特征

海南-月東構造帶位于遼寧省大洼縣西南部的淺灘地區，水深0～5 m，是陸上中央凸起向渤海海域的自然延伸部分。構造帶東西兩側分別是灘海的主力生烴洼陷蓋州灘洼陷和海南洼陷，北部和西北部與陸上雙南油田和海外河油田相接，南部與錦州9-3油田毗鄰。自西向東包括仙鶴-月牙斷鼻構造帶、海南-月東潛山披覆構造帶和海南-月東超覆構造帶等三個二級構造單元，有效勘探面積約530 km2。本次研究重點區域為海南-月東緩坡帶，工區面積約300 km2（圖1）。

1.1 地層發育特征

根據鉆井資料結果，研究區揭示的地層自下而上分別為前古近系太古界、古生界、中生界，古近系沙河街組三段、沙河街組一、二段、東營組三段、東營組二段、東營組一段，新近系館陶組、明化鎮組及第四系平原組。古近系以前的地層構成古近紀-新近紀沉積盆地的基底。由于經歷了多期次的構造改造作用，前古近系與古近系-新近系相比，在地層層序和地層分布特征方面具有顯著的差異。表現在地層層序上，以巖石記錄的殘缺不全和區域分布的不整合面為特征；表現在地層分布上，以地層厚度、地層產狀變化大，巖性巖相多有突變，緊密相鄰的巖體地質時代迥異的特點［5-7］，本次主要研究古近系沙河街組和東營組。

沙河街組：沙三段沉積時期是灘海地區伸展構造作用最強烈的時期，基底沉降速率顯著加快，湖盆處于欠補償狀態。湖盆水體深，水域遼闊，沉降速度大于沉積速度，是生烴巖系發育的主要時期。該套地層中下部以大套深灰、褐灰色泥巖為主，夾重力流成因的不等粒砂巖和砂礫巖；上部主要為砂、泥巖互層，夾炭質泥巖和煤層。古生物類群以華北介-渤海藻-扁平高盤螺為特征。沙一、二段（E3S1＋2）：共同構成一個較完整的沉積旋回，巖性自下而上，由粗-細的旋回性明顯，部分井上部油頁巖發育，電阻率曲線特征低平，下部電阻率曲線特征為齒狀中阻。沙二段在區內分布比較局限，僅見于海南斷層下降盤，厚0～500 m，以灰白色、肉紅色砂礫巖、砂巖為主。該套地層在海月潛山帶和東部洼陷基本缺失。沙一期水域范圍廣，地層分布相對穩定。

東營組（E3d）：東三段（E3d3）分布較沙一段廣泛，除月東和海外河潛山主體部位外，都有分布，為淺灰色不等粒砂巖、中細砂巖與灰色、褐灰色、綠灰色粉砂質泥巖和泥巖的互層，總體上構成粗-細-粗的完整旋回。東二段（E3d2）是東營期沉積旋回中期湖盆發育比較成熟的時期，水域遼闊，生物繁盛。巖石組合為細砂巖、粉砂巖與灰色、綠灰色泥巖互層。東一段（E3d1）形成于東營旋回末期湖盆消亡期，湖盆水體急劇收縮乃至消亡，水生生物大量滅絕。巖石組合為砂礫巖、含礫不等粒砂巖、中細砂巖與灰色、綠灰色粉砂質泥巖互層。整體呈現下細上粗的反韻律特征。電阻率曲線上部表現為剌刀狀高阻，中部表現為峰狀中阻，下部表現為峰狀中低阻。海月主體東一段地層厚度一般200～300 m，凸起區與洼陷區厚度差異小。

圖1 海南-月東構造區域位置

1.2 層序追蹤及地層層序格架的建立

SB1：層序I與層序Ⅱ的邊界，在月東、海南地區為一組強相位底部的反射特征，連續性好，可以進行全區追蹤。在海南東坡邊界下部有明顯的地層削蝕現象。

SB2：層序Ⅱ與層序Ⅲ的界面，大部分地區是一組中振幅、中等連續的地震反射特征。在月東潛山，該層序邊界局部發育下切谷充填。

SB3：層序Ⅲ與層序Ⅳ的界面，地震資料顯示具中強振幅反射特征，超覆現象明顯，月東潛山可見到地層的削截特征。

SB4：為古近系和新近系的分界面，該界面為一區域性不整合界面，地震剖面上表現為一組強振幅、高連續的反射特征，在整個地區分布。月東地區古近系系東一段地層被明顯削蝕。東部斜坡區新近系與下伏地層的不整合接觸的地震反射特征也十分明顯。

2 構造特征

2.1 斷裂特征

從本區的斷裂特征來看，構造帶主要發育近東西向南掉和北掉兩組斷層。其中北掉斷層主要發育在海南2號斷層下降盤，多為與海南斷層同時期發育的派生斷層，近東西向延伸，向西消失于斜坡部位或海南洼陷中。南掉斷層主要發育在海南洼陷西側，該組斷層多數與北掉斷層相交接，形成了極為復雜的交切關系。海南-月東構造帶斷裂系統相對簡單，除了靠近海南斷層一側發育有一系列北東向派生斷層外，其它地區均為發育晚、規模較小的次級斷層。海南東部斜坡中、上臺階發育的斷層數量相對較少，這些斷層多是由于基底抬升強度的差異或重力滑塌作用產生的小型臺階斷層，多為北東走向，延伸距離不大；下臺階主要發育蓋州灘斷裂派生的一系列次級斷層［7］。

2.2 蓋層構造特征

（1）海南-月東披覆構造帶：該帶是海南-月東地區二級構造帶的主體，整體呈北東向展布，南部的月東潛山為最高點，向北部傾沒，北接海外河潛山，南鄰錦州9-3潛山。沙河街組及部分東營組地層逐層向高部位超覆，形成地層超覆圈閉，東二后期，東西洼陷連為一體，沉積蓋層披覆其上，上覆地層產狀平緩，斷層較少，主要發育潛山背景下的斷鼻和小幅度背斜圈閉，構造形態完整，主要包括月東構造和海南構造。

（2）海南東坡超覆帶：指海南-月東披覆構造帶東側斜坡至蓋州灘斷裂之間的部分。受長期繼承性發育的基底斜坡背景控制，地層區域東傾，古近系地層自低部位逐層向上超覆于潛山之上。其中，上坡主要為東三段地層超覆區，下坡為沙河街組地層超覆區，有利面積約80 km2。該帶斷層發育數量較少，主要可分為北東向及近東西向兩種，前者屬于重力作用下的派生斷層，后者為蓋州灘斷層派生的次級斷層，近東西向發育，向東終止于斜坡之上。在長期發育的斜坡背景下，由于地層的逐層上超以及沉積儲層的變化，斜坡部位發育有地層超覆、斷塊和大量的巖性圈閉。同時，該區東側緊鄰蓋州灘生油洼陷，蓋州灘斷層可以作為良好的油源通道，是油氣聚集的有利場所。該帶勘探程度低，有很大勘探潛力。

3 沉積儲層特征

在湖盆的地質發育過程中，由于受構造、物源、水介質等各種因素的影響，在不同時期，不同的構造位置湖盆的沉積環境特征不同，相應的沉積產物也不同。受古地貌的影響，區內古水流分為兩類：一類為來自工區東北方向的河流型水系，另一類為來自月東潛山的洪流型水系。古地形地貌決定了沉積物的物源方向，而沉積環境決定了沉積相類型。通過巖心觀察、測井相、地震相、沉積環境、物源供應及古水流體系分析，確認區內主要發育近岸水下扇、扇三角洲、三角洲、河流及湖相沉積相類型［8］。

區內碎屑巖儲層巖性主要為礫巖、砂礫巖、細砂巖和粉砂巖。從砂巖礦物成份定量統計結果看，砂巖主要為長石砂巖和巖屑長石砂巖。根據砂巖薄片鑒定，區內儲層穩定組份石英含量多在30%～50%之間，長石含量與石英接近，不穩定組份巖屑含量多在10%～30%之間，巖屑成份主要為中酸性噴出巖、花崗巖等，表明儲集巖成份成熟度較低。粒度分析表明，多數樣品常常是幾種不同粒級區間組份的混合體，僅有少數樣品在某一粒級區間內的含量超過50%，泥質含量多數大于5%，巖心觀察中某些粗碎屑巖幾乎包含了礫石-泥質的所有粒級區間的組份；薄片觀察表明，碎屑顆粒以次棱-次圓為主，分選好-中等，海南地區的巖石結構成熟度要好于月東地區。

4 儲層預測及地層巖性圈閉描述

工區已發現的油氣主要分布在海月構造帶的主體部位，分別在沙河街組、東營組和館陶組獲得工業油氣流。本次儲層預測的主要目標區為海南月東斜坡，主要目標層系為東營組。受來自南部月東潛山的扇三角洲和北東方向的三角洲沉積體系雙重控制，主要發育有水下分支流河道，前緣席狀砂和河口壩砂體。儲層為砂泥巖薄互層沉積，具有橫向上變化快，縱向上多期砂體疊置的特點。在基底潛山背景控制下，研究區主要發育有地層披覆、地層超覆、巖性上傾尖滅和砂巖透鏡體等多種類型圈閉。

4.1 儲層預測方法選擇

分析工區地質和測井資料，目的層段的沉積特征比較明顯，相鄰探井相同層位的密度和聲波測井曲線相關性較好；波阻抗對砂泥的區分性好；這表明各井目的層段的密度和聲波速度具有代表性。雖然區內探井的密度較為稀疏，但從地質統計學的角度可以用于對地震資料的約束反演。因此對本區的儲層預測，我們在三維地震精細解釋的基礎上，充分利用鄰區探井資料，采用基于地震的稀疏脈沖算法進行Jason波阻抗反演。同時結合地震屬性參數分析技術預測砂體的發育情況，并對有利砂體（或砂層組）進行了追蹤識別。

4.2 儲層預測的關鍵流程

工作流程大體分為兩大部分，即對地震資料和測井資料的處理工作。其中地震資料的處理工作主要包括地震資料的重采樣處理、地震資料解釋和地層框架的建立；測井資料的處理工作主要包括測井資料的標準化、子波選取及合成地震記錄制作；而基于兩者結合的工作主要包括層位的標定、初始模型的建立、三維體的反演，以及對反演結果的效果分析。針對工區資料情況及地質特點，結合反演方法原理，精細處理反演各主要環節，反演實現的主要流程如圖2。

圖2 波阻抗反演處理流程

在處理好以上各主要環節的基礎上，對各項反演參數進行井間試驗，選取合理的參數進行反演，并對反演處理得到的合成記錄與地震道殘差進行評估，確定最終反演方案。從波阻抗反演結果看，東二段以下地層逐層向斜坡部位上超，并且其阻抗值具有明顯的層次性。這說明了海月東坡可能存在分異性較好的多套疊置砂層組。結合反演剖面與地震波形特征分析，發現砂組的對接關系在斷層的轉換部位較差，砂體富集區主要分布在靠近蓋州灘斷層上升盤一側。

4.3 地震屬性提取及特征分析

地震屬性是研究地震波幾何形態、運動學特征、動力學特征和統計學特征等相關參數，它綜合反映了沉積環境、巖性、物性、孔隙流體的變化情況，通過對地震參數的研究，從多角度分析地質變化情況，預測儲層橫向變化規律。

4.3.1地震屬性分析基本原理

地震屬性分析就是對地震數據的波形、頻、能、譜等特征屬性數據進行統計分析，將地震屬性轉換為地質特征的一套方法。該技術能從地震數據中提取其他方法無法得到的信息，這些信息有助于解釋人員對地質現象的正確認識。本次研究采用常規三維地震數據體提取了主要目的層：東一段、東二段、東三段和沙一二段的平均反射能量、平均瞬時頻率、波峰波谷數量比、地震反射弧長和有效帶寬等幾種地震屬性，并且進行了綜合分析，初步獲得了地震屬性在空間上的變化特征。

4.3.2地震屬性分析

沙一二段地層主要分布在海南-月東潛山兩側的圍斜部位，地震反射以中強能量為主。從東三下段和沙一二段的波峰波谷數量比平面圖上可以看到，圍繞潛山剝蝕區，有一系列呈環狀分布的高值區，砂體相對比較發育，反映月東潛山在這一地質時期可為東西兩側提供短軸物源。

東三中上段波峰波谷數量比平面圖表明，海南21-海南13井以北和海南東坡地區比值較高，砂體相對發育。反映這一時期除了月東潛山提供短軸物源外，還有來自于工區北東方向的長軸物源加入。

東二段地層分布比較廣泛，地震反射能量以中等振幅為特征，從東二段波峰波谷數量比平面圖上可以看到，強值區主要分布在工區的北側，呈北東向條帶狀展布，分析這一時期物源主要來自于工區北側。

東一段地震反射以中強能量交替變化為特征，連續性較差，從波峰波谷數量比平面圖可以看到，強值區總體上呈北東向條帶狀展布，砂體富集區主要分布在月東地區。

4.4 地層巖性圈閉預測

綜合應用波阻抗反演、層序地層研究及屬性分析成果，從單井的含油氣層出發，進行砂體的橫向追蹤，分別在海南20、海南24、海南8和海南7井區追蹤預測了9套有利砂體（圖3），疊合面積約為31 km2；在海月東坡預測3套巖性體，疊合面積約為52 km2（表1）。由于目標區砂體具有厚度薄、橫向變化快的特點，并且受到地震資料分辨率限制，本次追蹤的砂體主要以砂層組為單元。

5 結論

（1）研究區主要發育沙三中、東三中下和東二下三期湖泛面，縱向上將沙河街組一二段至東營組劃分為4個三級層序，在各層序識別出低位體系域、湖侵體系域、高位體系域及沖積體系域等4種域類型。

（2）研究區沙河街組主要物源來自中央潛山帶，主要發育扇三角洲沉積；東營組三段沉積體系發生改變，南側主要以短軸物源為主，發育扇三角洲沉積，北側主要受北東向長軸物源的影響，發育三角洲沉積；東營組二段以濱淺湖灘壩沉積為主，東一段主要發育河流相沉積。

（3）以層序地層學為指導，在等時框架內進行儲 層反演，并結合地震屬性分析和三維可視化技術，預測了不同目的層段砂體的展布特征，平面上不同層段的砂體具有分段發育、獨立性強的特點。

圖3 海月過渡區有利砂體分布圖

表1 砂體預測統計表

（4）在遼河灘海海南-月東緩坡帶帶識別出地層巖性圈閉9個，疊合面積52 km2，為灘海地區的勘探突破提供了有力支撐。

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It has been studied that the hydrocarbon once found in Hainan-Yuedong structural belt in beach area of Liaohe oilfield all distributes in the main body part，mainly of which are structural reservoirs.The gentle slope belt in the east is of favorable conditions for stratigraphic-lithologic reservoir development but the exploration degree is very low.Aiming at the present situation of few exploratory wells，fully making use of drilling wells data，in combination of seismic reflection characteristics，the sequence stratigraphic framework of the gentle slope zone has been established.Based on the sequence framework，through the sedimentary facies，seismic facies analysis technique，the study on area structure，sedimentary evolution characteristics has been carried out.Combined with wave impedance inversion and attribute analysis，and other means，the reservoir development and distribution have been predicted，the stratigraphic-lithologic reservoir identification and evaluation methods have been put forward，and the favorable development horizon and regions have been predicted.

24 Stratigraphic-lithologic traps study and prediction of Hainan-Yuedong gentle slope belt in beach area of Liaohe oilfield

Zhang Linda（Science and Technology Department of Liaohe Oilfield Company，PetroChina，Panjin，Liaoning 124010）

Hainan-Yuedong structural belt；stratigraphic-lithologic reservoir；structural characteristics；reservoir prediction 29 Controlling of palaeo-weathering crust formed in Tongwan movement towards upper Sinian reservoirs of south China

TE112

A

1673-8217（2012）06-0024-05

2012-08-20

張凌達，工程碩士，1979年生，2003年畢業于石油大學（華東）資源勘查工程專業，2011年畢業于東北石油大學地質工程專業，現從事科技管理工作。

李金華