（海洋地质专业论文）齐家——古龙地区黑帝庙油层成藏规律研究.pdf

摘要 齐家一古龙地区黑帝庙油层成藏规律研究主要应用含油气系统理论，在 大量钻井和地震资料研究的基础上，利用层序地层学方法，建立了盆地沉积体系 域格局，对松辽盆地中浅层地层进行了层序划分，确定了该盆地黑帝庙油层沉积 时期为高水位体系域早期，是形成岩性圈闭的最有利时期，为今后在盆地内开展 高分辨率层序地层学研究，寻找更多的地层岩性圈闭奠定了基础。在此基础上对 黑帝庙油层的沉积类型及储层展布特征进行了分析，认为到嫩江组沉积时期，南 部物源已经衰退近消失，只有北部物源发育，沉降中心位于盆地北部，因此，寻 找嫩江组中的黑帝庙油层的岩性油藏应以靠进盆地南部的三角洲前缘相带砂泥 岩过渡带为主；认为黑帝庙油层嫩三段沉积的三角洲前缘砂体、水下分流河道、 河口坝，有利于构造一岩性及断层一岩性油藏的形成，这与现已发现的黑帝庙油 层的探井分布带是吻合的。最后在构造、油源对比、生油能力、储盖组合条件等 综合研究的基础上，从控制油气成藏和分布的错综复杂的各种影响因素和关系 中，找出各层位、各层组控制油气成藏的主导因素，进行综合分析并结合实际地 质概况，建立成藏模式，阐明了齐家一古龙地区黑帝庙油层的成藏规律，并指出 下一步该区黑帝庙油层油气勘探的有利区。该课题所阐明的理论和研究的方法， 在陆相岩性油气藏中浅层勘探中有一定的理论和实际应用价值。 a b s t r a c t b a s e do nt h es t u d i e so fd r i l l i n ga n ds e i s m i cd a t a , m a i n l ya p p l i e st h et h e o r yo f p e t r o l e u ms y s t e ma n dt h em e t h o do fs e q u e n c es t r a t i g r a p h yt oe s t a b l i s ht h eb a s i n s s e d i m e n t a r ys y s t e md o m a i nf r a m e ，s t r a t i f yb o t hm e d i u ma n ds h a l l o wf o r m a t i o n s s e d i m e n t a r ya n di d e n t i f yt h a tt h ep e r i o do fh e i d i m i a oo i ll a y e r sb e l o n g st oe a r l yo n e o f1 1 i 吐w a t e rl e v e ls y s t e md o m a i n 删sp e r o i di st h em o s tf a v o r i t et i m et of o r m l i t h o l o g i c a lt r a p 砧lt h ea b o v es t u d yr e s u l t sh a v el a i das o u n df o u n d a t i o nf o rt h el a t e r h i g h - r e s o l u t i o ns e q u e n c es t r a t i g r a p h ys t u d ya n ds e e k i n gm o r ea n dm o r el i t h o l o g i c a l t r a p s a n df u r t h e r m o r e ，t h r o u g h t h es t u d i e st h et y p e so fs e d i m e n t a t i o na n dt h e c h a r a e t e r i s t i e so f 也er e s e r v o i r sd i s t r i b u t i o n , i tc o n s i d e r st h es o u t h e r nm a t e r i a ls o u r c e h a sa l m o s td i s p e a r e di nt h es e d i m e n t a r yp e r i o do fn e n j i a n gf o r m a t i o n , o n l yt l l e n o r t h e r no n ei sw e l ld e v e l o p e da n dt h ec e n t e ro fs u b s i d e n c ei sh e r e i n , t h e r e f o r et of i n d o u tt h el i t h o l o g i e a lo i lr e s e r v o i rm u s tb ed o n em a i n l yi nt h es a n d s t o n e a n d - m u d s t o n e t r a n s a t i o n a lb e l tw h i c hi ss e a l t ot h ed e l t af r o n t a lf a c i e si nt h es o u t hp a r to ft h eb a s i n i na d d i t i o n , i ta l s op o i n t so u tt h es a n db o d i e so fd e l t af r o n t a lf a c e s ，s u b a q u e o u s d i s t r i b u t a r yc h a n n e la n dm o u t hb a rs e d i m e n t e di nn e n s e c t i o no fh e i d i m i a oo i l l a y e r s a r ea d v a n t a g e o u st ot h e f o r m i n g b o t hf o r s t r u c t u r a l 1 i t h o l o g i c a l a n d f a u l t 1 i t h o l o g i c a lr e s e r v o i r s m sc o i n c i d e n tw i t ht h ee x p l o r a t i o nw e l l s d i s t r i b u t i o n b e l t si nd i s c o v e r e dh e i d i m i a oo i ll a y e r s a tl a s t , b yc o m p r e h e n s i v ea n a l y s i so n s t r u c t u r e ，o i ls o u r c e ，p e t r o l e u mg e n e r a t i o nc a p a c i t y , t h er e s e r v o i ra n dc o v e rc o n d i t i o n s a n ds oo n ，t h ed o m i n a n tf a c t o r sc o n t r o l l i n gr e s e r v o i rf o r m i n go fe a c hh o r i z o na n d e a c hs e ta r ef o u n do u tt h r o u g ht h ea n a l y s i so fv a r i o u sc o m p l e xi n f l e c t i n gf a c t o r sa n d r e l a t i o n s a tt h em e a n t i m e ，b ym e a no fi n t e g r a t i n gw i t ht h ea c t u a lg e o l o g i e a l c o n d i t i o n sa n dc o m p r e h e n s i v ea n a l y s i s ，t h er e s e r v o i rf o r m i n gm o d e li se s t a b l i s h e d ， h e i d i m i a or e s e r v o i ri nq i j a - g u l o n ga r e af o r m i n gl a w sa r ee n l i g h t e n e d ，t h ep r o s p e c t i v e r e g i o i l so fp e t r o l e u me x p l o r a t i o na r ep o i n t e do u t n es t a t e dt h e o r ya n ds t u d i e d m e t h o d sh a v eac e r t a i nt h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a lv a l u e sf o r 也ee x p l o r a t i o no fm e d i u m a n ds h a l l o wf o r m a t i o ni nt h ec o n t i n e n t a ll i t h o l o g i c a lr e s e r v o i r s k e y w o r d s ：h e i d i m i a oo i ll a y e r s ；p e t r o l e u ms y s t e m ；s e q u e n c es t r a t i g r a p h y ； s y s t e md o m a i n ；s e d i m e n t a r yt y p e ；r e s e r v o i ra n dc o v e rc o m b i n a t i o n ； o i ls o u r c e ；r e s e r v o i rf o r m i n gl a w s 1 上j l 耳l j吾 该论文结合大庆油田有限责任公司技术发展部下达松辽盆地北部黑帝庙 油层成藏条件与勘探目标优选课题，经与同济大学海洋系导师共同协商确立。 研究的地区为齐家一古龙地区，目的层为白垩系嫩江组三、四段地层( 黑帝庙 油层) 。 1 国内外研究现状及立题依据和意义 目前，国内外主要应用含油气系统理论，从沉积、构造结合断裂分布特征 及区域层序地层划分对比以及岩性预测等方面进行油气成藏条件研究嗍。在岩 性油藏研究方面，采用多种方法结合工区的实际特点进行砂体预测。我国石油 勘探家于六十年代初总结松辽盆地石油地质特征时，提出并应用了“成油系统 的概念，应当说是最早提出了。含油气系统一的基本思想。但“含油气系统一 作为学术概念和石油地质理论的重要组成部分在我国没能继续得到发展( 丁贵 明，1 9 9 8 ，3 ) 。历经二十余年的时间，国外学者们进行着艰苦的探索和追求， 终于取得了突破性进展c 劂，形成的概念和理论趋于完整【溯7 吒既嗍l 。 1 9 6 3 年，前人在总结和研究松辽盆地石油地质规律时对黑帝庙油层就有了 初步认识【3 研。8 0 年代初开展了有关该层位的油源、沉积、储层、成藏条件及初 步资源评价等5 个研究专题【1 6 3 1 硼i l 习嗍，对黑帝庙油层地质特征和成藏条件有了 基本的认识。这些都为在大量新的资料基础上开展进一步研究打下了良好的基 础。随着含油气系统理论、层序地层学理论的应用和发展为科学的认识和评价 齐家一古龙地区黑帝庙油层提供了理论和方法。目前齐家一古龙地区位于松辽 盆地北部中央坳陷区大庆长垣以西共有探井2 8 3 口，这些探井均钻穿黑帝庙油 层，其在黑帝庙油层共有2 l 口获得工业油流。近几年在吉龙凹陷的葡西区块【i l l 的黑帝庙油层提交了储量3 5 0 3 i ot ，展示出了该区黑帝庙油层的含油前景。 但是对于黑帝庙油层油藏，只是在勘探扶杨、萨、葡、高油层时附带勘探和发 现，缺乏系统的综合研究和区域的成藏规律的认识。因此，在近些年增加了大 量的钻井和地震资料的基础上，利用层序地层学 3 l i 和含油气系统理论，通过齐 家一古龙地区黑帝庙油层成藏规律研究对松辽盆地北部黑帝庙油层进行一次 整体系统的研究，就是在实际勘探中具体应用该理论并总结出一套适合岩性油 藏勘探的方法，这也是开设该课题的理论意义。就其实际意义来说，黑帝庙油 层位于萨、葡、高油层之上，埋藏浅、物性好、产量高、勘探成本低。在勘探 萨、葡、高的同时开展黑帝庙油层的研究，为今后立体勘探、多层位互补有重 要意义，这也是适应当前形势，实现效益型勘探的需要。 2主要研究内容及技术路线 主要研究内容有： l 、黑帝庙油层层序地层研究； 2 、齐家一古龙地区嫩江组分层沉积相研究； 3 、齐家一古龙地区嫩江组砂体分布及黑二组细分层砂体分布研究； 4 、齐家一古龙地区1 k 构造、断裂特征研究： 5 、齐家一古龙地区构造发育史研究； 6 、齐家一古龙地区生油能力分析及油源条件研究。 为了确保以上内容的完成，该论文主要采取以下学术构想与思路： 应用层序地层学和含油气系统理论综合分析黑帝庙油层构造特征，沉积特 征、油源、储盖组合及对黑帝庙油层油藏条件迸行综合分析。首先从生、储、 盖、构造等方面入手，应用含油气系统理论，通过层序地层学研究，对沉积及 砂体展布特征进行分析，优选有利储层；研究分析生油麓力及油源对比，确定 有利生油区范围；通过构造发育史和断裂发育史研究优选有利构造圈闭，进而 对有利目标区进行预测；通过以上几方面的研究对课题所涉及的工区黑帝庙油 层成藏条件有一个比较系统的认识。具体技术路线如下： 2 3 完成的工作量及主要认识 论文完成的具体工作如下： l 、建立探井资料数据库：( 1 ) 井位坐标库2 8 0 余口井；( 2 ) 地质录井分层 库2 8 0 余口井1 4 0 0 多个数据；( 3 ) 黑二组细分层数据库2 8 0 余口井8 0 0 多个数 据；( 4 ) 试油成果及分析化验数据库：( 5 ) 砂岩及细分层砂岩数据库2 2 0 0 多个 数据。 2 、完成黑帝庙油层油气储层厚度、岩性、沉积相类型、砂地比等方面的统 计工作。 3 、完成东吐平洋地区1 0 6 0 、1 0 7 0 线的层序地层解释工作。 4 、利用美国g e o g r a p h i x 公司研制的“g e s ”系列软件中的n d s m a p 软件将 六个地震工区等t d 图矢量化，完成断层组合及等值线网格化拼接，通过变速成 图及井点校正编制了黑帝庙油层顶面构造图。 5 、利用探井资料完成了嫩五段、四方台、明水、明二、现今共五层古构造 发育史平面图，嫩一、二、三、四、五共五层砂岩图及黑二组三层细分层砂体 预测图。 6 、通过岩芯观察、岩电对比，建立典型相模式，结合地震资料划分了嫩一、 二、三、四、五共五层沉积相图。 7 、编制各类基础图件共9 0 余张。 在以上工作的基础上取得以下几方面的认识t 1 、松辽盆地不同地质历史时期构造格局各不相同，决定体系域类型的不同。 2 、研究区黑帝庙油层沉积时期，是松辽盆地经由水进体系域向高水位体系 域转化期，因此，有其特定的沉积类型。 3 、庙油层的原油主要来自青山口组一段和嫩一段生油岩，具多源性。 4 、广泛发育的t 2 k 或t 。 断裂是黑帝庙油层原油运移的通道。 5 、构造、断裂、沉积等条件的有利配合是形成黑帝庙油层岩性和构造一岩 性油藏的基础。 本论文是在导师廖宗廷教授、副导师侯启军高级工程师的悉心指导下完成 的。在工作中得到了同济大学研究生处与海洋地质系的老师的极大帮助和关心， 他们是郭富根、马在田、周祖翼、王家林、曹景忠、熊慧珍、付强、邵磊、王 一新等；得到y ：i l 京地球物理研究所李幼铭教授的支持和鼓励，同时还得到了 大庆油田有限责任公司和勘探开发研究院各级领导和同事们的全力支持和帮 助，他们是萧德铭、吴永刚、王荣华、迟元林、金成志、王玉华、张文宾、陈 树民、蒙启安、门广田、杨玉峰、张革、 并表示感谢1 4 以及项目组全体同 第1 章区域地质背景分析 1 1 区域构造背景 松辽盆地是东北亚大型中新生代盆地，位于环太平洋构造域北段。地理位 置处于我国东北部，地跨黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古三省一区，面积2 6 万平 方公里。八十年代以来更多的地质学家认为该盆地为裂谷盆地，是中生代东北 亚裂谷盆地群的一部分。目前尽管关于裂谷是主动成因，还是被动成因仍然存 在分歧，但是由于太平洋板块向欧亚大陆之下俯冲，最终导致地幔隆起产生裂 谷的认识是一致的【2 8 】。 古生代末，北亚陆间区全部隆起成陆，使北亚大陆区与中轴大陆区连接共 同形成亚洲大陆的主体f 2 4 1 1 2 6 l ( 图 1 1 ) 。 白垩纪时期，尽管出现过世 界性的大规模海侵，引起海陆分 布的巨大变化，在东太平洋地 区，海水广泛侵入北美洲，在现 今的北美西岸形成大面积海相地 层。但是在西太平洋地区，海侵 的范围却很小，亚洲古陆始终存 在，除了环太平洋区内海相和海 陆交互相地层发育外，在现今中 国东部所处的亚洲大陆上，还没 有发现海相地层。 松辽盆地位于中国板块内 部，盆地由于几乎全被现代沉积 e 刁地层分区界限匿园 白垩纪盆地 刁现代海沟消亡带e 刁 晚白垩世海侵界限 囫自垩纪消亡带 刁 早白垩世海侵界限 图1 1 白垩纪亚洲海浸范围示意图 所覆盖，仅盆地边缘和松花江沿岸有零星露头。根据钻井和地震资料，盆地内 中新生代沉积岩总厚度超出1 0 0 0 0 m ，包括侏罗系、白垩系、第三系和第四系， 其中白垩系最为发育，总厚度大于7 0 0 0 m ，中自垩统为盆地最主要的含油岩系， 厚度一般为3 0 0 0 - - 3 5 0 0 m 。其中嫩江组位于白垩系中统上部。距今约8 6 百万年。 研究区基底岩性以板岩一碳酸盐岩为主。盆地东西缘分别由依兰一伊通壳断裂 和嫩江_ 白城壳断裂与两侧的山区分开，盆地南北边界也由深大断裂控制删( 图 1 - 2 ) 。 图1 - 2 松辽盆地区域构造背景图 盆地内沉积了厚达7 0 0 0 多米的中新生代地层。其盆底形状与莫霍面呈明显 的镜象反映，莫霍面的3 3 k i n 等深线圈闭与盆地的轮廓基本吻合，盆地中莫霍 面最浅处为2 9 k i n ( 图1 3 ) 。 囫回囹团 = 赚尊赳e 量 f 蕾，雌t t t 胃毫囊生1 9 4 鼻 图1 3 松辽盆地有利生油区、继承性 构造凹陷与莫霍面拱起关系图 6 自垩纪开始地幔隆起冷缩沉降，由于松辽盆地中央原为壳幔隆起主体部位， 因此后期连同周边地区整体沉降，形成松辽盆地大面积分布的坳陷沉积。白垩 纪末期由于日本海开始扩张本区左行剪切一挤压作用再次加强，盆地发展进 入了构造反转发育时期，松辽盆地总体上括开。这期间的构造运动称为燕山运 动( 1 3 5 0 6 3 亿年) 。嫩江组沉积末期的嫩江运动就是这一构造应力场强烈作 用下的表现( 06 3 亿年) 。明水组末期又是一次反转变形时期，明水运动之后， 盆地沉积中心向西迁移，主要集中于齐家一古龙凹陷之中，长垣一带及东部隆 起遭受剥蚀因此长垣构造带普遍缺失第三系地层。至老第三纪日本海全面扩 张形成环太平洋北段近东西向挤压的构造环境。 白垩纪时期的松辽湖泊是一个近海的内陆湖泊。白垩纪的海侵未侵入亚洲 古陆的内部，广泛的海侵只发生和海陆交互相地层分布。在现今东亚大陆的边 缘苏昌盆地有海相夹层。近几年的钻探证实，白垩纪的凡兰吟期和赛诺曼期的 两次最大海侵，只侵到三江盆地的东北角，还未内侵到三江盆地的里边，三江 盆地以西广大地区尚未发现海相夹层。因此，白垩纪亚洲东北部古陆上的湖泊 都属于内陆湖泊 1 2 齐家一古龙地区基本地质概况 研究区处于大庆长垣以西地区1 ，南边界及西边界以松花江为界，北边界 在他拉哈和敖包吐一线以南。此 次研究区研究的目的层主要是黑 帝庙油层( 黑二组地层) 属下白 垩统嫩江组三段( 图1 - 5 ) 厚度 在9 5 1 0 5 m ，垂向上明显地分 为三个反旋回，下部为黑色泥 岩，中上部为灰色粉砂岩及过渡 岩电阻率和自然电位曲线呈漏 斗状，电性特征明显，区域对比 性强分层标志清晰。每个旋回 底部稳定分布的l o m 左右的暗 色泥岩是下部储层较好的盖层。 她层 油 深 囊1 系 组 段层 度 g 。， 皇 五 奠 嫩 盛 自四 翼 a 既 萱 4 ： t 目 陲 垩 殷 2 ：于 秦 t 目 图i - 5 松辽盆地中浅层地层柱状图 圈16 黑帝庙油层( t 。) 勘探成果图 度进行了恢复】。 从t 0 6 构造图上看( 图1 6 ) 齐家一古龙凹陷包括三个完整的向 斜构造，北部的他拉哈东向斜、 中部的古龙向斜和南部的新站东向 斜，及界于他拉哈东和古龙向斜之 间的鼻状构造。由南向北三个向斜 深度逐渐增加，他拉哈东向斜最深 海拔一1 5 5 0 m 。最南端的最浅仅达一 1 1 5 。 为了进行古构造发育史研究 首先对该区嫩江组五段、四方台组、 明水组一段、明水组二段的剥蚀厚 1 2 1 剥蚀厚度的恢复 松辽靠地反转时间始于嫩江组末期的晚燕山一幕，形成褶皱隆起及褶皱凹 陷，反转构造于嫩江组末期形成构造雏形，明水组末构造运动使变形在原有基 础上加强并使构造定形。在褶皱隆起区，地层遭受剥蚀，在褶皱凹陷区，沉 积了四方台与明水组地层。 松辽盆地的地层被剥蚀的程度在一定意义上反映了盆地构造反转的程度， 剥蚀厚度恢复常见的方法有3 种：( 1 ) 地质对比法( 适用于角度不整合以下地 层剥蚀厚度的求取) ；( 2 ) 沉积速率法( 使用这种方法的前提条件是要知道剥蚀 面或不整合上下岩层的沉积速率和它们的绝对年龄) ：( 3 ) 各种测井和剖面测试 数据的非连续性方法( 可利用多种资料估算剥蚀厚度，如声波时差、密度、镜 质体反射率以及磷灰石裂变径迹等方法) 。目前常用声波时差外推法来估算剥蚀 厚度，针对本区的实际资料，本次采用声波时差外推法估算剥蚀厚度。 声波时差外推法是在研究地区古湖盆沉积物的地表声波时差t o 已知的前 提条件下，把各井实测t 的正常趋势线从现今向上延伸到t o 处，则古湖盆的 原始地表( t o 处的水平线) 至现今地表间的地层厚度，即代表该井所剥蚀的 地层厚度。 根据上述恢复剥蚀厚度的声波时差外推法对本区探井进行了剥蚀厚度估算 ( 图1 7 ) ，嫩五段剥蚀厚度一般0 - - l o m ，最大剥蚀厚度4 0 m ：四方台组剥蚀 厚度一般o - - - - l o m ，最大剥蚀厚度6 0 m ：明一段对应古龙凹陷区，剥蚀厚度为o 5 m ，隆起区1 0 - - 1 2 0 m ，最大剥蚀厚度1 2 5 m ：明二段剥蚀厚度一般0 - - 1 0 0 m ， 最大剥蚀厚度2 0 0 m 。可以看出，剥蚀程度在反转隆起区高，在向斜区低。 嫩五段剥蚀厚度四方台剥蚀厚度 明一段剥蚀厚度 明二段剥蚀厚度 图1 - 7 剥蚀厚度恢复等值图 9 1 2 2 大庆长垣以西地区嫩三段顶面( 相当于黑帝庙油层二组顶面) 古构造 发育史描述 ( 1 ) 嫩五段沉积前：嫩三段顶面整体表现为两凹、一脊、一鼻，沉降中心 位于新肇一葡南的葡3 2 井及古龙凹陷的英8 0 井区，葡西地区古1 0 9 井为一局 部构造，小庙子构造及大安鼻状构造连为一体，位于两凹陷的脊部。敖南鼻状 构造为全区的最高部位( 图1 8 ) 。 ( 2 ) 四方台组沉积前：松辽盆地构造反转初期，随大庆长垣隆起，凹陷中 心由东向西迁移，小庙子构造与大安鼻状构造分立，形成两个独立的鼻状构造， 葡西局部构造消失，四方坨子构造形成并向上隆起。长垣西翼形成向古龙凹陷 倾没的新肇鼻、葡西鼻、高西鼻，敖南鼻状构造继续隆升与大庆长垣连为一体。 1 0 ( 3 ) 明水组沉积前：在挤压褶皱构造运动的影响下，盆地沉降中心继续西 移至齐家古龙地区，大庆长垣继续向上隆起，大安鼻状构造迅速抬起，新肇鼻、 葡西鼻、高西鼻进一步隆升，新肇鼻与大安鼻将古龙凹陷分成两部分，凹陷中 心位于英8 0 井、古6 9 1 井附近。 ( 4 ) 明二段沉积前：大庆长垣继续抬升，盆地沉降中心继续西移古1 2 2 井， 敖南鼻、大安鼻、新肇鼻、葡西鼻、高西鼻进一步隆升，幅度增大。 ( 5 ) 现今：在现今构造图上，嫩三段顶面表现为五鼻一隆两凹，即高西鼻、 葡西鼻、新肇鼻、大安鼻、敖南鼻，大庆长垣隆起，古龙凹陷、新肇凹陷。凹 陷中心西移至古1 1 井区。 总体上看，大安鼻状构造为一继承性发育的古隆起，小庙子构造在反转作 用下从嫩江组末期开始逐渐消亡，至明水组中后期完全消失，表现为一与葡西 鼻相对的宽缓鼻状构造，葡西鼻状构造发育在一继承性古隆起之上，高西鼻、 新肇鼻、敖南鼻四方台组沉积前初具雏形，明水组沉积时期进一步隆升，古龙 凹陷中心由东向西，由南向北逐渐迁移( 图1 9 ) 。 丽 a i a a i a ai a 鬻竺歹v竺； 娶i ， 逝 i叫 曼! ：， 曼： i i 图1 - 9 齐家一吉龙凹陷沉降轴西移示意图 第2 章基本构造格局及体系域类型分析 2 1 松辽盆地不同地质历史时期构造格局分析 松辽盆地具有先裂后坳的特点，盆地的早期发展与大陆块初始张裂有关【1 3 】， 晚期发展受区域重力均衡和太平洋板块俯冲的影响。根据盆地的地史资料，可 将盆地的发展划分为四个阶段( 图2 1 ) ： 三叠纪一侏罗纪为热隆 张裂阶段； 早白垩世登娄库组沉积 时期为裂陷阶段； 中自垩世泉头组一嫩江 组沉积时期为陆内坳陷阶 段； 晚白垩世一第四纪为萎 缩褶皱阶段。 松辽盆地从早期断陷到 中期坳陷再到晚期萎缩的演 化模式，控制了沉积建造的 复合旋回性和旋回多级次 性。 图2 1 松辽盆地地球动力学模式 中生代以来，克拉通内盆地的沉降有一定的规律。沉降幅度最大值发生时 间，基本上是一致的，并且与板块的扩张速度增加的时间吻合。这也是松辽盆 地可以应用层序地层学的一个原因。在中、晚白垩世，克拉通内盆地沉降幅度 的最大值出现两次，发生的时间分别为距今1 亿年和7 5 百万年。正是在这个时 间，许多盆地出现了“被盖式非补偿沉积，形成良好的生油层。松辽盆地有 两套分布广泛的黑色泥岩生油层，一个是青山口组一段，形成时间为阿尔必期 或赛诺曼期，距今l 亿年左右，另个是嫩江组一段，形成时间为土伦期或赛 诺曼早期，7 5 百万年左右。说明松辽盆地发展过程中出现的两次大幅度沉降， 引起广泛的湖侵，形成良好的生油岩层，与克拉通盆地的板块构造运动有密切 的关系。世界上许多地方在白垩系地层中普遍存在几层黑色泥岩，其中有两层 1 2 主要的黑色泥岩分布很广，其地质时代与松辽盆地的上述两层黑色泥岩相近。 墨西哥、委内瑞拉、尼日利亚、非洲和美洲大西洋沿岸的许多油田，也都属于 这个时代。 2 2 松辽盆地体系域格局的建立 坳陷阶段是盆地发育的全盛阶段，时间为早白垩世中晚期( 3 9 0 百万年) ， 沉积地层为泉头组、青山口组、姚家组和嫩江组。从以上的古构造发育史的研 究可以看出松辽盆地浅层经历了嫩江组末期、明水组末期、早第三纪末期三次 比较大的构造运动。这些构造运动控制了沉积建造的复合旋回性和旋回多级次 性。地壳运动由下降到上升的过程反映在沉积相的演变上就是“水进 到“水 退的完整沉积旋回。“水进 沉积标志着沉积区由原来的隆起转化为下降；“水 退沉积则标志着沉积区由下降转化为上升。在岩性上为粗一细一粗的递变： 岩石颜色为红一黑一红；岩相上为浅水一较深水、深水一浅水的递变；水介质 能量上为高能低能一较高能的演变；地球化学环境为酸性氧化一碱性还原一 酸性氧化的递变。这种由“水进”到“水退 沉积旋回组成了二级复合沉积旋 孢褂 莲奢 毫 囊 霎 牟 璐 铲季器 磊指番 竟山龙最 差盂 参，并 蓁薹 萋薹 藿 差 克i奠糟 聃 弋 砷啦 t i 一 千 千千 i 萋纂 蠢 曩库i 干- 宕：骱 器i - 毒l f 蕾 膏i 膏# 、|(f)、) 鞴 ( ，) ( 、 蠢 ( ， 童 l。f i 盂 、 ， ， 1 i ) 篓 量摩曩 f 图2 - 2 白垩纪松辽湖泊周围古气候分析图 回( 图2 2 ) ，二级复合旋回的起点应是以“水退 到“水进 的转变时刻，即 地壳由隆起转为下降并重新接受沉积的时刻，这个转变的时刻往往是剖面中的 不整合式沉积间断。在以往松辽盆地中浅层地层层序研究的基础上【2 l 】，本专题 重新对东吐莫一平洋剖面进行了层序地层解释( 图2 3 ) ，确定了该区的层序地 层格架( 表2 1 ) 。从姚家组一嫩江组完成了一次水体由浅到深的完整过程，其 中嫩二段沉积时期水体最深，沉积了一套区域性泥岩层。 表2 - 1 松辽盐地中浅层体系域与圈闭类型之间关系圈 地水拌捧糸壤 拦司类型 系姐盟段镕目 琢+ + 茂 矾 h s t 2 构造 嘏 四段景组h i h $ t 2 白 三殴黑二组m h s t l岩性、梅洁2 啦 江 蛆 二殴黑三组h 3 t s l 2 伊零组 s 0 垩柏 萨_ 组 s 1t s t l岩性 _ 萨二组 s 2 系 姚 = 萨三蛆 s 3h s t l 岩性、构诰岩性 寰 p 1 1 岩性 组喝葡萄芘p ip l ， p 1 ， “t拇造、构造l 雌 圈2 - 3 末吐莫一平洋地区1 0 60 线地震剖面 2 3 齐家一古龙地区黑帝庙油层的体系域类型 嫩一段包含两个完整层序，分别与萨零和萨一大致相当，在滨北地区厚度 较 大，河流、三角洲相发育，嫩二段底油页岩层为超层序的密集段，为一级标志 层，作为嫩二段底界，位置确定于最大湖泛面处，即有机质丰度最高处，电阻 率与声波时差迭合图上为尖峰处( 图2 - 4 ) 。 嫩二、三段为连续的进积旋回，表现为至少6 个层序的浅水相带逐渐向盆 屡 深 位 度 岩性声波时差与电阻率叠舍曲线屡序地廖解释 i 仨三 u 汀 1 5 5 0 嫩 二 声囔瓣 礤汀 段 l a 王；，_ 弓；：一3 墟盟 蚕 _ 匾缸釜；：= t s t 喜：差三 事薯= u 汀 专鏖 篓 h s r 2 。镬t s t 嫩 雾 翟 鼍匡 u ；t _ - 段 1 6 5 0 囊严 j 诞熹 n ) 一 塾 。：爹- t s t l u 污 。 姚 甄 主管 二 1 7 0 0 三 段 謇k 图2 4 英3 2 井嫩江组深湖一半深湖泥岩层序分析图 地中心延伸，层序界面均 为相对整合面，为三角洲 沉积与半深湖一深湖相泥 岩的分界面，每一层序的 密集段为灰黑色页岩，在 测井曲线上有独特的表 现，即电阻率异常低值和 自然伽玛异常高值j 按现在的划分方案， 嫩二、三段分界为嫩二段 泥岩顶部第一个反旋回的 顶部，以灰黑色页岩为标 志层，存在着明显的穿时 现象，因为在盆地边缘地 区的“第一个反旋回 属 三角洲成因，向盆地内渐 变为湖相泥岩，因此在盆 地内的“第一个反旋回”形成要晚于盆地边缘的，而非同时，在确定了6 个层 序的最大潮泛面与层序界面后，确定盆地中心部位分布广泛的“第一个反旋回 底部层序界面为嫩二、三段分界，这样在盆地边缘部位嫩二段上部两个层序包 含有边缘沉积，以低水位体系域为主。嫩三段包含四个层序( 图2 5 ) ，即每一 “反旋回 砂组即为一个层序，每一层序分别由进积型的低水位体系域、2 3 个准层序构成的退积型水进体系域和加积型高水位体系域构成，最大湖泛面明 1 5 显，以进积型的低水位体系域为主，符合盆地中心部位的层序地层学模式。 目前，嫩四、五段 底界以出现于特定回旋 部位的灰黑色泥岩层和 灰色泥岩层为标志层进 行地层划分的，作为二 级标志层，具特殊的岩 性、电性特征，有一定 的分布范围( 高瑞祺、 程学儒，1 9 7 9 ) ，在对嫩 江组地层进行全盆地对 比分析认为，标志层划 分方法有以下缺点，一 是标志层并非是唯一 的，在嫩四段内部电性 异常低值有多处；二是 湖相泥岩平面上相变， 分布范围有限，不利于 大4 2 2 并古6 9 井敖1 1 并 图2 5 嫩三段进积型准层序类型图 区域对比；三是旋回对比具穿时性。因此依区域对比的需要，对嫩三、四段底 界进行了重新界定，嫩三段以上可识别出三个明显的相突变面，相当于层序组 的界面，表现为辫状河、曲流河沉积与湖相沉积层接触，代表三次重要的盆地 基准面下迁事件，分开了三个向上变细的正向旋回。 其中，下部的界面确定为嫩四段底面，在盆地中心部位位于原分层之上的 第一个层序界面，为嫩三段三角洲为主的层序之上第一次河流向盆地长距离推 进。上部的层序组界面在盆地中心部位位于原分层之上5 3 0 m ，为其上第一个 或第二个层序界面，作为嫩五段底界，这样嫩四段包含两个层序组，为两个总 体上变细的旋回，包含了4 个层序，以河流三角洲层序为主，嫩五段为一个 层序组，总体上构成向上变细的旋回，包含了5 个层序，以河流层序为主。 总之，在全盆地范围开展了层序地层学研究工作，用重要层序界面重新定 义了嫩三、四段和嫩五段底界面，修改了嫩江组底面，使之成为可操作性较强 的等时界面，明确了嫩二段底界的成因意义。 1 6 在实际生产中由于提交储量的工区范围比较小，因此层问对比多采用目的 层段顶界拉齐的方法进行小层对比。由于基础数据及工作延续性，本次研究除 分层上进行调整外充分尊重工作程序，尝试性采取一种折中的办法，既以嫩 二段最大湖泛面底部拉齐进行小层对比与分层( 图2 - 6 ) 。这是一种在科研上及 生产上均行得通的方法 j j i 卡e j 彰 色副置 ，- 罩_ 矗= ? 。 g 哆卜一 r 一 图2 - 6 大4 1 4 井龙2 1 井黑帝庙油层油藏对比图 第3 章沉积类型及储层展布特征 从上一章节的分析可以看出齐家一古龙地区黑帝庙油层沉积时期属于高水 位沉积时期。从齐家一古龙地区油藏剖面图( 图3 1 ) 可以看出该区主要储层 为嫩三段黑二组沉积旧。 置! 呵一帮 j p z 杠串 两 = = ；警。基 寸鼍 孺巧开i 专焉曝磊零兰# 翌掌兰# 量二疰蕈兰曼，i 寸一卜_ _ 7 可 型3 - 1 塔2 8 3 英3 7 井黑帝庙油层油藏剖面图 一个完整的层序包括低水位体系域、水进体系域和高水位体系域。体系域 的类型受控丁沉积基准面的升降、物源的供给以及气候因素。体系域的类型与 原生岩性圈闭的形成有一定的关系，它决定了原生岩性吲闭在纵向上的分布规 律。 对于陆相湖盆来说，低水位沉积时期，物源供给充足砂体较发育。因此， 砂体厚度较大，其连通性、稳定性均较好，形成岩性圈闭的难度较大，往往需 要与构造相配合才能形成圈闭。但由于其后发育水进体系域，因此，储盖组合 较好，往往能形成富油气的体系域。例如，松辽盆地姚家组底部的较厚层砂岩， 就属于这种类型的砂体。 水进体系域是基准面上迁，可容空间增大的过程中形成的。其物源供给有 限，水进体系域早期形成的三角洲常常经过湖浪的改造，三角洲前缘及其附近 以薄互层砂岩为主，有利于形成孤立状的砂体，进而形成岩性圈闭。 此外，在水进体系域沉秘时期，湖岸线砂体在上倾方向会被湖弯相泥岩所 代替，当被压实时。这种泥岩将成为阻捎油气向上倾运移很好的屏障。而且， 这种砂岩还要被水进体系域晚期的湖相泥岩所覆盖，形成有效的纵向封闭层a 松辽盆地萨尔图油层萨零、萨一砂体就属于水进体系域早期形成的砂体。 高水位体系域是水位达到昂大以后到下次低水位沉积之前沉积的地层序 列。高水位早期，由于水位刚刚达到最大，物源供给量不太充足，其形成的砂 体类似于水进体系域早期形成的砂体。 高水位体系域晚期的特征是各种沉积向湖盆方向退去。向湖盆方向退却的 标志为，沉积物的大量供给和活跃的三角洲及共生的三角洲前缘砂体向湖盆方 向发展。湖岸线砂体在上倾方向可以被三角洲沉积所代替。这种三角洲沉积， 由于包含许多类型的共生砂岩，特别是分流河道砂岩，其阻挡油气向上运移的 作用就比较差。因此高水位晚期不利于形成岩性圈闭，而需要与断裂、构造相 配合形成构造圈闭。 3 1 黑帝庙油层沉积时期特定的沉积类型 黑帝庙油层为嫩江组三、四段地层，为了充分分析其沉积类型，我们把嫩 江组作为一个整体来研究。 通过岩心观察，依据岩性组合、颜色、岩心分析等资料首先建立岩相模式， 然后根据岩性组合与电测曲线的对应关系，建立测井相模式，以便对每口井都 进行沉积微相划分【1 9 1 。 本区黑帝庙油层主要分三角洲和湖泊两种相，三角洲又细分为三角洲内前 缘、外前缘和前三角洲三个亚相9 个微相。主力储油层主要为水下分流河道、 河口坝、席状砂微相。典型相模式见图3 2 。 水下分流河道及分流问湾近端席状砂 河口坝 远端席状砂 _成因 微 颜 岩心柱 石 色 相单元相 1 3 溺 -1 分潼 问湾 、4 、t 水 3 ，、 i 、t 2 t 浔 一l 、y l 遭 、 一：、 1 3 潮 颜 稚晃 微 色 岩心柱 相 ” 习 ：司 ：- ：司 s r i 。、is t 2 河 “。i s e 、 s r 口 n _冬 诺 旷 - 墨l 埙 1 ：j s d i l ：匀s r s - 1 2 图3 - 2 三角洲前缘微相类型 颜 山 成囡微 色 岩心柱 石 相单元相 1 2 乳 互远端 t r 斗 席状 一| 翱3 移 1 3 剖 阳 酋三 角湖 。i5 ， 2 1 3 ；剖 f i i远 蠕 ：= l 摩 状 ih l 砂 _ r r 1 2 雾 3 1 1 水下分流河道 晚期的成因单元对早期的冲刷很弱，说明当时受湖水作用的影响，不同的成因 1 9 单元之间可夹薄层泥质岩或具生物扰动，指示出砂质供应的间歇性，顶部可见 浪成波状交错层理。该微相发育于三角洲前缘泥质沉积之上，项部有时被古土 壤层覆盖而呈现向上变浅的特征。砂岩厚度一般为3 - - - 6 m ，由于受河流和湖泊 的双重作用，同时砂岩的分选磨圆较好，平面上呈断续条带状，长度1 2 0 0 - - - , 1 8 0 0 m ，宽度小于5 0 0 m ，剖面上呈顶平下略凸的特点，其孔隙度一般为2 2 2 7 ，渗透率为1 0 0 - - 4 0 0 1 0 3l am 2 。 3 1 2 河口坝 由于湖水的冲刷和簸箕作用，使泥质物被带走，砂质沉积物被保存下来。因此， 砂岩的分选、磨圆都较好，单层厚度一般为2 m 左右，呈透镜状，向湖和两侧 迅速变薄，孔隙度2 2 - 2 7 ，渗透率为1 0 0 - , 7 0 0 x1 0 3l am 2 。 3 1 3 近端席状砂 以粉砂岩为主，湖浪岸流作用对已沉积的水下分流河道、河口砂坝进行破坏， 在分流河道问沉积而成，内部可见强烈的生物扰动，覆于前三角洲或浅湖泥质 岩之上。砂体单层厚度一般为1 - - 2 m ，平面上呈席状，可与水下分流河道砂相 接，也可独立分布于分流河道间，孔隙度为1 5 - 2 5 ，渗透率为5 0 , - - - 2 0 0 1 0 3l am 2 。 3 1 4 远端席状砂 砂层厚度显著减薄，虫孔以水平分布为主，是水下分流河道能量减弱将尽时， 其细粒碎屑沉积物质被波浪、潮流及风暴改造后而沉积下来。砂体呈席状，单 层厚度一般为l m ，由于远离岸线，泥质含量较高，储层物性较差，孔隙度一般 为1 0 - 1 5 ，渗透率为2 - - 4 0 1 0 3l am 2 。 3 1 5 滨浅湖砂坝沉积 形成于浪迹面附近，沉积物来源于波浪对下伏沉积物的改造或对被逸散的 水下河道的搬动物质的聚集。主要位于介壳滩向湖一侧，由介壳碎片、壳体和 陆源粉砂混合组成，不同成分含量变化较大。常发育有波状交错层理和冲洗层 理。可由一个或多个成因单元组成进积型式，顶部往往被钙质结核或植物根系 的粉砂质泥岩覆盖，标志砂坝的生长和湖水退却造成的地表出露。砂体单层厚 2 0 度一般为l - - 3 m ，纵向上呈透镜状，孔隙度一般1 5 - - - 2 2 ，渗透率为1 0 - 8 0 1 0 3l ar n 2 - o 测井曲线呈漏斗形。 3 2 黑帝庙油层沉积展布特征 嫩一段是在深湖一半深湖的背景下出现了两次三角洲进积事件，总体上构 成退积型沉积序列，相带展布明显不对称，河流三角洲相仅发育于盆地北部( 图 3 - 3 ) 。 湖岸线位于讷河一克山一绥陵一线，以北地区为分别来自嫩江、北安两支 水系形成的三角洲平原，三角洲前缘向南达到泰康一喇嘛甸一望奎一线，以南 地区均为湖相沉积。在古9 5 一萨5 井区至龙虎泡北部，沿大庆长垣两侧地区和 齐齐哈尔至敖古拉地区发育有低水位河流一三角洲沉积，突出于平均三角洲前 缘线之外，条带状砂体夹于湖相泥岩之中。嫩二段以半深湖一深湖相沉积为主， 上部在盆地北部边缘三角洲渐次向湖泊推进，在盆地北部一角出现三角洲前缘 沉积( 图3 4 ) 。 图3 - 4 齐家一古龙地区嫩二段沉积相图 嫩江组三、四、五段总体上为进积过程，北部水系起主要控制作用( 图3 5 、 图3 - 6 、图3 7 ) ，河流三角洲体系长距离向湖中心推进，形成了辽阔的三角洲 2 l 前缘相带，相带明显不对称。嫩三段三角洲前缘分布于中央坳陷区内，三角洲 型层序发育河口坝、水下河道沉积，嫩四段湖岸线明显向南退却，收缩近6 0 k i n ， 三角洲前缘相相应拓展，发育分 流河道、水下河道沉积。北部物 源河流相区以辫状河、曲流河平 原为特征，分布于滨北地区，并 有齐齐哈尔物源加入。嫩五段以 曲流河平原为特征，在松花江以 北地区发育冲积平原和分流平 原，发源于齐齐哈尔、林甸和黑 鱼泡地区的三大水系近并行沿南 东方向向湖泊延伸，三角洲前缘 相主要分布于松花江以南地区。 从相分布的不完整性和区域 地质资料分析，嫩江组沉积