（古生物学与地层学专业论文）垦东北坡新近系地层精细划分与沉积特征研究.pdf

于两芰 勘探实践证实，垦东北坡新近系是一有利的含油气区，属于河流相沉积，储层纵横 向变化大且为薄互层，其预测的难度大。本论文以垦东3 4 块新近系，特别是馆上段为 目的层位，根据等时性原则、沉积相控制规律一致性原则和沉积旋回一致性原则，确定 对比标志，将研究区馆上段划分为6 个砂层组，2 8 个小层，并根据等高程模式、叠置砂 体对比模式和相变对比模式，对垦东3 4 块馆上段开展了剖面地层划分对比工作，在此 基础上建立了全区地层格架模型及垦东3 4 块馆上段各组顶面构造图和地层等厚图。 本文以岩心观察、粒度分析、薄片鉴定等为主要的研究手段，结合测井资料、古生 物等资料，由萨胡判别公式计算结果、河流宽深比与河流弯曲度计算结果及邻近区块的 资料进行了详细研究，确定本区为河流相，部分河道为高弯度，而部分又为低弯度：参 考有关学者对古今河流分类学说，明确提出垦东3 4 块新近系馆上段为分汊河沉积相， 而非传统认为的曲流河沉积。 在建立分汊河相模式的基础上，对主力砂层组和小层砂体的厚度、百分含量进行研 究，并进一步对主力砂层组和小层砂体沉积亚( 微) 相进行平面上精细刻画；对剖面地 层小层发育的沉积微相特征进行描述，总结了不同类型砂体的发育规律及其特征。结合 有效厚度分析，指出有利砂体发育位置及其展布规律，为油田勘探开发提供优选目标。 研究认为西南高部位垦东3 4 垦东3 4 a 5 井，垦东3 4 a - 4 井，垦东3 4 a _ l 井区的2 l 、 2 2 、3 4 、2 4 、3 3 层和中部垦东3 4 b 1 井，垦东3 4 4 一垦东3 4 c 3 井，垦东3 4 c z p 2 垦东 3 4 2 井区2 l 、2 3 层为优选目标。 关键词：垦东北坡，新近系馆上段，精细划分，沉积相，分汉河，有利砂体 f i n es t r a t i g r a p h i c a ld i v i s i o na n dt h es t u d yo fs e d i m e n t a r y c h a r a c t e r i s t i c so fn e o g e n es t r a t ao l lt h en o r t h e r ns l o p eo fk e n d o n g z h o n gq u a n y u ( p a l e o n t o l o g ya n ds t r a t i g r a p h y ) d i r e c t e db yp r o f y u a nj i n g a b s t r a c t t h ep r a c t i c eo fg e o l o g i c a lp r o s p e c t i n gh a sp r o v e dt h a tn e o g e n es t r a t ao nt h en o r t h e r n s l o po fk e n d o n gi saf a v o r a b l ea r e ac o n t a i n i n go i lo rg a s ，b e l o n g i n gt of l u v i a lf a c i e s h o w e v e r , t h ep r e d i c t i o no fr e s e r v o i ro nt h i sa r e ai sv e r yd i f f i c u l tb e c a u s et h a tt h er e s e r v o i rh a st h e r e l a t i v e l yl a r g eh o r i z o n t a la n dl m e r a lc h a n g e sa n db et h i ni n t e r b e d d i n g t or e g a r dt h e n e o g e n es t r a t ao fk e n d o n 9 3 4 一b l o c k ，e s p e c i a l l yt h eu p p e rm e m b e r o fg u a n t a of o r m a t i o na st h e t a r g e tf o r m a t i o n ，t h i sp a p e rd e t e r m i n e sc o r r e l a t i o nm a r k e ra c c o r d i n gt oi s o c h r o n i s m ， s e d i m e n t a r yf a c i e sc o n t r o lt a w sc o n s i s t e n c ya n dd e p o s i t i o n a lc y c l e sc o n s i s t e n c ya n dd i v i d e s t h eu p p e rm e m b e ro fg u a n t a of o r m a t i o ni n t os i xs a n dg r o u p sa n d2 8s u b l a y e r s a n da c c o r d i n g t oe q u a le l e v a t i o np a t t e r n s ，c o n t r a s tm o d e lo fo v e r r i d i n gs a n db o d i e sa n dc o n t r a s tm o d e lo f f a c i e sc h a n g e ，t h i sp a p e rc a r r i e so u tt h ew o r ko fs t r a t i g r a p h i cd i v i s i o na n dc o r r e l a t i o na g a i n s t t h eu p p e rm e m b e ro fg u a n t a of o r m a t i o no fk e n d o n 9 3 4 一b l o c k i nt h ee n d ，t h i sp a p e r e s t a b l i s h e ss t r a t i g r a p h i cf r a m e w o r km o d e lo ft h er e g i o na n ds t r a t i g r a p h i ci s o p a c hm a pa n dt o p s u r f a c es t r u c t u r a lm a po ft h eu p p e rm e m b e ro fg u a n t a of o r m a t i o no fk e n d o n 9 3 4 一b l o c ko nt h e b a s i so fa b o v ew o r k t h i sp a p e rm a k e sc o r eo b s e r v a t i o n , p a r t i c l es i z ea n a l y s i s ，t h i ns e c t i o na n a l y s i sa st h e m a i nr e s e a r c hm e t h o d s ，c o m b i n e sw i t hl o g g i n gd a t a ，p a l e o n t o l o g i c a ld a t a ，t h es a h uj u d g e b yt h er e s u l t so ff o r m u l a ，r i v e r sw i d ea n dd e e pf i v e rc u r v a t u r et h a nt h ec a l c u l a t e dr e s u l t sa n d t h em a t e r i a lr e s e a r c ho fn e i g h b o r i n gb l o c k ，d e t e r m i n et h ef l u v i a lz o n e ，p a r to ft h er i v e rf o rt h e h i g h - c u r v a t u r e ，a n ds o m ef o rl o w - c u r v a t u r e ；r e f e rt ot h es c h o l a r so ft h ea n c i e n tf i v e r c l a s s i f i c a t i o nt h e o r y , a n dd e f i n i t e l yp u tf o r w a r dt h a tt h eu p p e rm e m b e ro fg u a n t a of o r m a t i o n o nt h en o r t h e r ns l o po fk e n d o n gi st h ea n a b r a n c h e dc h a n n e lf a c i e s ，r a t h e rt h a nm e a n d e r i n g r i v e rs e d i m e n t a r yc o n s i d e r e dt r a d i t i o n a l l y o nb a s i so ft h ee s t a b l i s h m e n to fa n a b r a n c h e dc h a n n e lf a c i e sm o d e l ，o ft h em a i ns a n d a n ds m a l ll a y e ro fs a n db o d yt h i c k n e s s ，p e r c e n t a g eo fs t u d y , a n df u r t h e rt ot h em a i ns a n da n d s m a l ls u b l a y e rd e p o s i t i o no fs a n db o d y ( m i c r o ) p h a s ep l a n ep o r t r a i to ft h ef i n e ；l a y e ro nt h e p r o f i l ef o r m a t i o n a n dd e v e l o p m e n to fs m a l l s e d i m e n t a r ym i c r o f a c i e s c h a r a c t e r i s t i c s d e s c r i b e d a n dt h e ns u m m a r i z et h ed e v e l o p m e n tl a wa n dc h a r a c t e r i s t i c so fd i f f e r e n tt y p e so f s a n d b o d i e s c o m b i n i n gw i t he f f e c t i v et h i c k n e s sa n a l y s i s ，p o i n to u tt h ed e v e l o p m e n tp o s i t i o n o fa d v a n t a g e o u ss a n d b o d i e sa n di t sd i s t r i b u t i o nl a w , a n db r i n gu pa no p t i m i z i n gt a r g e tf o r o i l f i e l dp r o s p e c t i n ga n de x p l o i t i n g s t u d i e ss u g g e s tt h a t21 ，2 2 ，3 4 ，2 4 ，3 3l a y e r so fk e n d o n 9 3 4 - k e n d o n 9 3 4 a - 5w e l l ， k e n d o n 9 3 4 a - 4w e l l ，k e n d o n 9 3 4 a 一1w e l lb l o c ko nt h es o u t h w e s th i g hp o s i t i o na n d2 1 ，2 3 l a y e r so fk e n d o n 9 3 4 b 1w e l l ，k e n d o n 9 3 4 4 一k e n d o n 9 3 4 c 一3 w e l l ，k e n d o n 9 3 4 c - z p 2 - k e n d o n g 3 4 2w e l l b l o c ki nt h em i d d l ea r e aa r et h eo p t i m i z i n gt a r g e t s k e yw o r d s ：t h en o r t h e r ns l o po fk e n d o n g ，t h eu p p e rm e m b e ro fg u a n t a of o r m a t i o no f n e o g e n es t r a t a , f i n ed i v i s i o n ，s e d i m e n t a r yf a c i e s ，a n a b r a n c h e dc h a n n e l ，a d v a n t a g e o u s s a n d b o d i e s 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所 取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以 标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人 或他人为获得中国石油大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的 说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：查釜玉日期：07 r 年上月3 0 日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限 于其印刷版和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向 国家有关部门( 机构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论 文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者 指导教师签名 日期：o7 年 日期： 叼年 j 月3 0 日 岁月；扩日 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 第一章绪言 1 1 立题依据 垦东凸起是一个在前第三系潜山背景上发育起来的新近系披覆、古近系超覆的高潜 山披覆构造带，具双层结构特征。 近年来的勘探实践证实垦东凸起北斜坡是一有利的含油气地区，新近系已有多口井 获高产工业油气流，展示了垦东地区第三系良好的勘探开发前景。由于新近系属河流相 沉积，储层纵横向变化大且为薄互层，储层预测难度大，油藏类型以岩性构造、岩性 油藏为主，勘探风险较大【1 1 。 垦东3 4 块新近系已有多口井获得高产工业油气流，垦东北坡浅海地区有望成为埕 岛油田的一个有利接替阵地。垦东地区勘探面积ll o o k m 2 ，已完钻探井7 8 口：上报探 明和控制石油地质储量达4 4 0 0 余万吨，已建产能2 0 余万吨，展示了垦东地区第三系良 好的勘探开发前景。因此，本文立题目的是在建立垦东北坡新近系( 主要是馆上段) 精 细地层格架基础上，分析其沉积特征和沉积规律。对落实该地区新近系地层展布、沉积 特征和有利砂体分布规律，指导下一步的勘探和开发具有重要的意义。 1 2 研究区概况 研究区所在的垦东地区位于山东省东营市河口区，构造属于渤海湾盆地济阳坳陷的 垦东凸起。垦东凸起为一北北东向的大型潜山披覆构造，总体构造呈南西高、北东低。 西以垦东断层与沾化凹陷的富林凹陷相接，东以莱西断层与莱州湾凹陷相连，北部倾没 于桩东凹陷，油源充足，成藏条件非常有利【2 1 。 垦东凸起自1 9 7 5 年钻探第一口探井垦东1 井以来，至今共完成钻探井8 4 口， 探井成功率为6 9 ，发现了明化镇组、馆上段和馆下段3 套含油层系3 1 。2 0 0 6 年1 2 月 在垦东凸起北部斜坡带发现了新北油田。 垦东3 4 块位于垦东凸起北部斜坡带的研究区西南部，为受2 条小断层控制的断鼻 构造，地层向北东逐渐倾伏。 受构造运动影响，本区不同层系地层的分布范围差异较大，同一层系在不同的构造 位置厚度变化亦较大。古生界分布范围较小，只在西南部的垦古1 井钻遇；中生界分布 于大部分地区，岩性以硬砂岩、含砾砂岩、安山岩、凝灰岩为主。早第三纪早期垦东凸 起翼部超覆沉积了较厚的地层，晚期( 东营末期) 区域性抬升，使其顶部遭受剥蚀，形成 古近系“底超顶剥”的地层分布特征【4 】。 第一章绪言 馆陶组下段( 馆下段) 充填沉积于古地形低洼处，受古地形控制形成厚薄相间的分布 格局。研究区馆上段地层埋藏深度在1 2 8 0 - - - 1 6 9 7 5 m ，地层厚度最大约4 1 7 m 左右，沉 积厚度稳定，平均厚度约2 7 0 m 。具有由南向北、由西向东逐渐变厚的趋势。前人根据 垦东地区现有资料及区域沉积相分析，馆陶组上段为一套砂泥互层的河流相沉积，其沉 积受古地形形态控制作用较小，覆盖全区，厚度变化小。岩性以粉砂岩、细砂岩及含砾 砂岩为主。明化镇组为一套砂泥岩互层的曲流河泛滥平原沉积，是垦东凸起的区域性 盖层【5 1 。 1 3 河流相研究现状 13 1 现阶段河流相地层划分与对比方法 储层划分与对比是油气储层描述最基础的工作之一，是研究沉积相特征的基础。储 层划分的基本原则有等时性原则、沉积相控制规律一致性原则、沉积旋回规模一致性原 则【6 】o 精细划分地层一般要综合运用地质、测并、地震各种资料及方法，对研究区的地层 进行反复对比校正，确定研究区标志层的特征等，能有效达到准确细分地层的目的。如 测井曲线自动分层的方法( 采用的数学方法如方差分析法、活度函数分析法、有序最优 化极差法等等进行分析) 【7 l 、趋势对比法( 所有的沉积事件发生时都有其特定的沉积背 景如水流方向和大小、古地貌、水体深度等，而产生特定的沉积趋势) ，趋势对比包括 构造趋势对比、沉积趋势对比、高程趋势对比、厚度趋势对比等( 8 1 。地震控制测井对比 法，该方法有两种：一种就是通过测井合成记录( 或v s p ) 标定结果，结合上、下层及标 定地层所反映出的反射同相轴的关系，确定约束合成记录标定地层，通过地震同相轴良 好的横向连续性进行对比( 在高分辨率地震剖面中，可以实现小于5 m 的地层单元对比) ； 另一种方法是根据测井标定地层所反映出的地震反射外部形态、终端类型和内部反射结 构，控制测井进行对比。 目前河流相地层精细划分与对比主要采用如下对比模式：等高程( 等厚) 对比模式、 叠置砂体对比模式、相变对比模式。 在上述对比模式下，采用地质、测井资料等分析，进行具体的对比方法有多种。如 组合测井曲线特征对比法，分单一曲线特征对比和多曲线特征对比，单一曲线对比对横 向岩性变化不大，对纵向地层组合较稳定的地区比较适用。多曲线对比即利用多条曲线 构成的深度序列组合特征进行对比。在单一曲线特征不明显，无法确定对比标志时，可 以通过多条曲线的多种特征共同判断。相控对比法是在没有断层或剥蚀的条件下，相邻 中国石油火学( 华东) 硕士学位论文 区域沉积相出现的顺序不可超越，这就是相序原则；相序原则是相控对比的基础，也是 推测相邻沉积相存在、分析对比曲线变化规律的关键。旋回对比法是在一个大沉积环境 内，任何一种沉积体系的存在，对其周围的沉积环境都会产生一定的影响，把相互关联 的沉积体系联合起来建立一个系统，系统内的沉积环境是相互影响，相互制约的；根据 这种制约关系，按照某一个旋回级别划分各个系统就是旋回对比。 1 3 2 研究区所在区域的地层划分对比情况 国景星等以层序地层学理论为指导，将济阳坳陷馆陶组和明化镇组划分出1 0 个准 层序组；其中下部的4 个准层序组相当于馆陶组，上部的6 个准层序组相当于明化镇组【9 1 。 董春梅在研究济阳坳陷孤东油田提出基于河水位变化的层序地层模式【1 0 j 。 1 3 3 河流类型划分与河流相沉积微相特征研究 依据不同的标准，曾产生过的河型分类主要有区域自然地理模式分类、根据沉积物 搬运方式的河型分类j ，以河道和河间地相对沉积速率为标准的河型系列分类和河流平 面形态分类【1 2 】等，其中以r u s t 和钱宁等为代表的河道平面形态分类是目前最为人们所关 注的分类。r u s t 依据弯曲度和辫( 状) 指数参数将河道分为曲流河、顺直河、辫状河 和网状河四类型式【1 3 】。钱宁等把河流分为游荡型、弯曲型、顺直型和分汊型四判1 4 l 。钱 宁等认为分汊河流相当于b r i c e 所称的“a n a b r a n c h e dc h a n n e lp a t t e r n ”，大都以出现 单河道与双( 或多) 河道的交替分布为特征。王随继等在讨论了分别以侵蚀阶段、沉积 物搬运方向、河道和河间地的相对沉积速率以及河道平面形态等为标准的代表性河流分 类方案的不足之处后，提出一个新的河型分类，依据河流平面形态和沉积物特征的河型 新分类：把冲积河流分为辫状河、曲流河、分汊河、网状河和直流河五类l b l 。 分析河流相砂体的沉积微相特征，常用的研究方法是：首先对研究区内各单井目的 层位统一分层，并系统研究取心井沉积学特征，准确划分其沉积微相。在上述基础上通 过对不同沉积微相对应的测井曲线特征进行研究，确定出各类沉积微相所特有的测井曲 线特征，建立研究区内“测井相”与“沉积相”的转换关系，从而实现对未取心井研究 层位的沉积微相划分和确定。接下工作是选取有代表性的数条剖面( 包括横向和纵向) ， 形成能够覆盖整个研究区的剖面网络( 以尽可能通过取心井为原则) ，通过单井间沉积微 相对比，确定沉积微相在垂向上和在横向上的变化，进而进行对不同剖面方向上沉积微 相展布特点的研究。根据河流的沉积微相展布规律，结合对覆盖全区的地震资料的精细 研究，确定不同沉积时期内沉积微相的展布特征。 第一章绪言 用来确定沉积微相的标志主要包括沉积学标志、测井相和地震相标志。沉积学标志 包括取心井段岩石的颜色、成分、结构、构造、剖面结构等方面1 1 6 1 。利用岩，f l , 观察、薄 片鉴定、粒度分析等手段，结合单井剖面组合特征，根据沉积学原理，判断不同层段的 河流相类型，确定出主要沉积微相类型【1 7 l 。测井相分析的基本原理就是从一组能够反映 地层特征的测井响应中，提取测井曲线的变化特征，包括幅度、形态等定性方面的曲线 特征以及定量方面的测并参数值来描述地层的地质相，运用各种模式识别方法，利用测 井相进行地层的岩性、沉积环境等方面的研究1 1 8 1 。利用测井曲线进行沉积微相研究可以 确定未取心井不同层位的沉积微相类型，而且可以反映出沉积微相在垂向上的演化规 律。地震相标志研究是在对地震参数与岩性参数( 砂岩厚度和砂泥比参数) 相关分析的基 础上，根据相关关系，选取相关性最好的地震参数和岩性参数计算出研究区内不同层位 的地震相因子，它包含地震与地质的综合信息，能够更客观地以地震相来反映沉积相特 征，对无钻井地区沉积微相的确定提供依据，可大大提高了河流相砂体沉积微相研究的 质量【1 9 l 。 1 3 4 研究区所在区域河流相沉积微相特征研究进展 陈清华等对东部的济阳坳陷某油田新近系馆陶组河流相储层进行研究时提出要加 大准确开发或者提高对剩余油的开采，对河流的河流成因砂体类型、单一河道的识别等 是关键。其研究思路是：充分利用密井网条件下丰富的组合测井和取心资料，对主河道、 废弃河道、决口水道、天然堤及河漫滩等基本成因砂体的岩性、沉积特征、电性特征及 平面和剖面几何形态等进行了综合识别( 2 0 l 。 王巍等在研究渤海新近系河流相油田的沉积微相与砂体规模、储层物性及地质储量 的关系时，提出河流相油田地质储量分布与构造部位、砂体规模及储层物性有密切关系： 砂体规模大、储层物性较好的边滩微相地质储量丰度甜2 。 1 4 研究内容与主要解决的问题 以垦东北坡新近系特别是馆上段为目的层位，从地层细分、构造解释和沉积特征等 方面对垦东北坡新近系( 主要是垦东3 4 块) 开展基础地质研究，为进一步认识该区油 气成藏规律提供依据。具体研究内容包括如下几个方面： 1 4 1 地层精细划分与对比 首先从区域地层发育特点出发，以研究区岩心分析为基础，依据各组段沉积层序、 旋回性与岩性、电性和厚度特征进行井点地层层序划分。其次，以井点层序研究为基础， 4 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 综合利用区内的地球物理资料，包括测井曲线资料及三维地震资料，建立剖面宏观层序 体和三维立体空间层序体分布研究。在开展地层对比划分的基础上，结合分层数据对研 究区n g l 、n 9 2 、n 9 3 顶面构造进行精细解释，确定各层顶面构造特征，编制构造图。 l 。4 2 沉积相模式与沉积砂体展布研究 从岩心观察、薄片分析入手，确定岩石类型、原生沉积构造、垂向序列特征，总结 不同环境中所形成的岩石记录特征；结合粒度分析，根据岩石结构特征分析沉积环境； 总结各类沉积单元在电测曲线上的特殊响应，建立测井相与沉积相的对应关系。 结合岩心、测井和分析化验资料，确定重点井的单井相类型，通过连井剖面进行沉 积相对比，分析沉积相类型及其纵向和横向上的特征，建立综合相模式。 在单井和连井剖面沉积相研究的基础上，根据沉积相空间展布特征，结合古物源、 古水系特征，以主力砂层组和小层为单元，研究沉积体的空间展布特征及演化规律，从 沉积的角度探讨油气藏的形成与分布规律。结合试油试采资料、钻井油气显示资料及区 域构造特征、沉积微相展布特征，分析研究区成藏条件，指出有利勘探层位和优选目标。 1 4 3 需解决的问题 前人认为研究区新近系馆上段为曲流河，但是按照此沉积模式为依据对有利砂体进 行预测时，其准确性较差。拟结合前人对古今河流相的研究成果，依据对研究区新近系 沉积特征的深入研究，并依此建立适合研究区新近系馆上段的沉积相模式，分析有利砂 体分布规律，指出油气分布有利区带。 第二章区域地质概况 第二章区域地质概况 垦东凸起位于渤海湾盆地济阳坳陷东部，是一个以中、古生界为基底，以新近系为 披覆盖层的大型凸起。垦东地区为渤海湾西南部浅海海域、黄河入海i d 的两侧，为黄河 入海口新淤积的滩涂地带，西邻孤东油田和红柳油田( 图2 - 1 ) 。 图2 一l 垦东地区区带分布图( 据方旭庆，2 0 0 6 ) 垦东北坡隶属新北油田，位于山东省东营市垦利县境内，黄河入海口处的滩涂地带及0 1 5 m 水深极浅海水域，北、东两面环海，西临孤东油田、南临新滩油田，主力含油层系为新近系馆陶组、 明化镇组地层。本文以垦东3 4 块为主要研究对象( 图2 2 ) 。 2 1 构造特征 该凸起为主要由中、古生界基底组成的潜山( 潜山埋深1 2 0 0 - - - - 3 5 0 0 m ) 与其上覆地 6 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 层( 新近系和第四系) ，即为前第三系潜山构造和在此背景上发育起来的浅层披覆构造。 其潜山披覆构造带在平面上可以分为2 部分：西南部的主体带，东北部的斜坡带。在主 体带，新近系馆陶组地层直接覆盖于中、古生界地层之上，并且受中、古生界地层长期 的风化剥蚀及构造运动的影响，使馆陶组的构造形态表现为构造幅度小、断层不发育； 在斜坡带，古近系残缺不全的沙河街组地层和新近系的馆陶组地层超覆和披覆在中、古 生界潜山之上，并进一步由北至南被近东西走向的垦东1 垦东3 0 和垦东1 2 南二条反 向断层切割，形成3 个反向断块带1 2 2 1 。整体上潜山披覆构造带的构造形态表现为由东到 西、由南到北迅速变低的趋势( 图2 3 ) 。 目团圆目圈囝 泥岩砂岩 砂砾岩沙泥岩火山岩碳酸岩 图2 3 垦东地区区带分布图( 据方旭庆，2 0 0 6 2 3 1 ) 2 2 地层特征 根据钻井资料分析，垦东地区钻遇地层从下至上依次为古生界、中生界、第三系以 及第四系。新近系包括馆陶组和明化镇组，在全区均有分布。表层为第四系沉积物和海 水所覆盖。 受构造运动的影响，垦东凸起不同层系地层的分布范围差异较大，同一层系在不同 的构造位置厚度变化亦较大。前第三系：古生界分布范围较小，只在西南部的垦古l 井 钻遇；中生界分布于大部分地区，岩性以硬砂岩、含砾砂岩、安山岩、凝灰岩为主。早 第- - r e 早期垦东凸起翼部超覆沉积了较厚的地层，晚期( 东营末期) 区域性抬升，使其顶 部遭受剥蚀，形成古近系“底超顶剥”的地层分布特征【2 4 1 。 第二章区域地质概况 新近系覆披沉积全区分布，为河流相沉积。馆陶组下段( 馆下段) 充填沉积于古地 形低洼处，明显受古地形控制，形成厚薄相间的分布格局，一般认为是辫状河沉积的大 套砂岩。馆陶组上段( 馆上段) 沉积是本区主力含油层段，受古地形控制作用变小。新 近系地层的特征表现为：明化镇组是灰绿色粉砂岩及棕红色泥岩，厚度4 0 0 - - - 8 0 0 m ；新 近系馆陶组的上段为灰绿色粉砂岩与棕红色泥岩互层，厚度约1 0 0 3 0 0 m ；下段为灰白色 块状含砾砂岩夹浅灰色泥岩，厚度约1 5 0 4 0 0 m t 2 5 1 。 2 3 沉积特征 济阳坳陷新近系河流相沉积体系的演化经历了早期的冲积扇一辫状河阶段、中期的 过渡性河流阶段和晚期的高弯度曲流河阶段：受构造运动影响，表现为同一层系在不同 的构造位置厚度变化较大，并且各时期沉积相的平面展布在很大程度上受到古构造和古 地形的控制【2 6 】。 垦东凸起新近系馆下段为辫状河沉积，充填于古地形低注处，明显受古地形控制， 形成厚薄相间的分布格局，主要发育一套厚层块状粗砂岩、含砾砂岩和砾岩，单层厚 度大，岩石孑l 隙度最大值达4 0 左右，平均值为2 9 ，渗透率为2 7 x lo 3 - 2 8 8 x 10 。肛m 2 。 局部层内发育一定厚度( 最厚可达1 2 m ) 的泥岩，可与其下的块状砂、砾岩组成一套有效 的储盖组创2 7 1 。 馆上段沉积受古地形的控制作用变小，具有由南向北、由东向西逐渐变厚的趋势。 馆上段砂泥岩互层沉积具有下粗上细正粒序特征，单个砂体厚度一般为3 - - - 8 m ，储集物性 较好，最大孔隙度达4 1 7 ，平均为3 5 7 ，最大渗透率为9 9 2 0x1 0 弓m 2 ，平均为3 2 8 5 x1 0 。um 2 。中上部岩性为厚层棕红色、浅灰色泥岩、粉砂质泥岩夹浅灰色、灰绿色粉 砂岩、泥质粉砂岩，下部以浅灰色、灰白色含砾砂岩为主，夹浅灰色泥岩，整段岩性粒 度自下而上逐渐变细，具有明显的正旋回特征。主要发育河道、堤岸、泛滥平原等3 个 亚相，其中河道亚相中的河道砂坝是本区最好、最主要的储集体。 明化镇组为一套砂泥岩互层的曲流河一泛滥平原沉积，相对馆上段来说，其泥岩更 为发育，是垦东凸起的区域性盖层。 2 4 古气候特征 对古生物等资料的研究表明：济阳坳陷新近系馆陶组时期古气候为北亚热带型，其 中孢粉分析是恢复古植被的主要手段。在孢粉化石组合中，被子植物主要是栎粉属、芸 香粉属、榆粉属，裸子植物以麻黄粉属为主；芸香粉属是代表亚热带特征的分子，麻黄 8 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 粉属反映较干旱气候，故推测当时古气候为亚热带型炎热干旱气候【2 8 】。 2 5 成藏特征 垦东凸起本身没有生烃能力，其油气来源于周围的孤南洼陷、莱州湾凹陷、桩东凹 陷和青东凹陷，具有油源多、距离远( 5 - - - 4 5 k m ) 的特点。长期继承性活动的断层及区 域性不整合面为油气的运移提供了良好的通道。多层系、多类型的圈闭又为油气聚集提 供了有利场所，形成了不同层系、不同类型的油藏。垦东凸起已发现的油藏类型以岩性、 构造岩性油藏为主f 2 9 1 。已经发现馆下段、馆上段和明化镇组三套含油层系，主要分布 在披覆构造带主体的低幅背斜圈闭和斜坡带的岩性、断鼻圈闭中 3 0 - 3 1 1 。 9 第三章地层精细划分与对比 第三章地层精细划分与对比 地层划分和对比是相辅相成、不可分割的整体。合理的层组划分是正确对比的基础， 只有通过反复对比，才能在一定范围内实现统一的分层。地层划分的基本原则是沉积层 序、旋回性与储层的岩性、电性相结合。不同级次的沉积层序和旋回性是储层层系沉积 历史不同级次的构造事件和沉积事件的反应，只有客观地按固有的沉积层序及旋回性划 分层组，才能正确地进行等时对比。 3 1 垦东地区地层层序 据钻井资料分析，垦东地区钻遇地层自下至上依次为古生界、中生界、古近系、新 近系以及第四系。由于受构造运动的影响，同一层系在不同的构造位置厚度变化较大， 不同层系的分布范围也有较大差异。可划分为前第三系基底层和在此背景上发育起来的 第三系超覆披覆层。 前第三系：前第三系古生界地层只出露于西南部的垦古l 井区，以下古生界寒武、 奥陶系的灰岩、泥岩、白云岩为主，分布范围较小，而广大地区则出露中生界地层，以 硬砂岩、含砾砂岩、安山岩、凝灰岩为主。其中以垦东4 旺垦东3 3 一垦东2 9 一垦东1 1 一线为火成岩分布区，两侧为含砾砂岩及砂岩分布区，西侧安山岩、凝灰岩被剥蚀殆尽， 东侧保存完好。古生界的最大厚度约1 3 0 0 m ，最小约9 0 0 m ，从西南部向东北向逐渐变 厚，剥蚀程度逐渐变低。 中生界地层分布特征与古生界相似，最大厚度约1 2 0 0 m ，垦古1 井区被剥蚀殆尽， 垦东古1 井钻遇厚度4 2 5 m 1 3 2 1 。 古近系；新生代早期垦东断层活动较弱，断层下降盘的孤南一富林洼陷缺失孔店组 及沙四段地层。自沙四末期，垦东、垦东南、莱西断层持续强烈活动，使周边洼陷沉积 了较厚的古近系地层，孤南一富林洼陷约1 8 0 0 m ，青东凹陷约1 3 0 0 m ，与此同时，垦东 凸起北东翼超覆沉积了较厚的沙三段地层，垦东2 3 井钻遇沙三中下地层约2 0 0 m ( 未穿) ， 据地震资料推测，东部斜坡带发育了三个沉积厚度中心，分别是垦东2 3 东厚度约1 2 0 0 m ， 垦东3 0 东厚度约4 0 0 m ，垦东1 北的桩东凹陷厚度约1 2 0 0 m 。沙一段( 沙二段) 东营 沉积时期，区内发育两个沉积厚度中心，分别是垦东1 2 东，厚度约4 0 0 m ，垦东l 北的 桩东凹陷，厚度约1 0 0 0 m 。受东营运动影响，垦东地区区域性抬升，使古近系顶部遭受 剥蚀，地震剖面上具有“底超顶剥”的地层分布特征，即沙三段地层的分布范围大于东 营沙一段的地层分布范围。残留地层主要为沙三段地层。 1 0 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 新近系：新近系的披覆层全区均有分布，为河流相砂泥岩互层沉积，区内馆下段地 层沉积不全，充填沉积于古地形低洼处，明显受控于古地形形态，形成厚薄相间的地层 分布格局。由于馆下段的填平补齐作用，馆上段沉积受古地形形态控制作用变小，全区 均有分布，且厚度变化小，具有由南向北，由西向东逐渐变厚的趋势。以河漫滩冲积平 原沉积为主的明化镇组地层，底部砂岩较发育，中上部以泥岩为主，在整个垦东地区普 遍发育1 3 3 1 。 3 2 垦东3 4 块精细地层划分与对比 本论文重点研究垦东3 4 块新近系馆上段地层精细划分与对比。 3 - 2 1 对比原则及对比程序 储层划分和对比是油气储层描述最基础的工作之一。只有合理的划分储层单元，建 立正确的等时地层格架，才能搞清各级层组储层的空间变化规律，准确解释沉积相及微 相，预测有利砂体，并正确地实施分层开采的各种措施。不同级次的沉积层序和旋回性 是不同级次构造事件和沉积事件的反映，只有客观地按固有的沉积层序及旋回性划分层 组，才能正确地进行等时对比【3 4 l 。因此，储层划分的基本原则应遵从以下原则。 ( 1 ) 等时性原则 各地层单元为同期沉积，为同一期幕式旋回形成的地质单元，即确保等时性。 ( 2 ) 沉积相控制规律一致性原则 遵循沃尔索相律，避免相变引起穿时现象。 ( 3 ) 沉积旋回规模一致性原则 遵照沉积旋回的可比性，同期沉积旋回类型及分布基本一致的原则，通过不同尺度 的沉积旋回体划分和对比。 开展地层层序划分对比研究，首先从区域地层发育特点出发，以研究区岩心分析为 基础，依据各组段沉积层序、旋回性与岩性、电性和厚度特征进行井点地层层序划分。 对于纵横向变化较大的河流相沉积，单井层序划分中还应考虑垂向上的相序组合。其次， 以井点层序研究为基础，综合利用区内的地球物理资料，包括测井曲线资料及三维地震 资料，建立剖面宏观层序体和三维立体空间层序体分布研究。井间对比工作应遵循对比 级次的由大到小，从点到线、面，继而进行等时层序体三维形态和空间特征分析的思路 陋3 6 1 。 第三章地层精细划分与对比 3 2 2 对比标志 垦东3 4 块已钻井共有3 41 2 1 井，其中取心井有31 ：3 。依据岩心观察分析和电性特征 分析，发现本区有2 个标准层和3 个辅助标志层： 棕红色厚层低平泥岩：岩性以棕红色泥岩为主，厚度约6 - - - - 1 0 m 。自然电位和深浅 侧向曲线上为低平状，自然伽玛曲线基线微起伏。本段泥岩地层标志清楚，横向稳定， 是本区对比很好的标准层( 图3 1 ) 。 灰绿色泥岩：本区仅垦东3 4 、垦东8 0 、垦东3 4 1 、垦东4 7 1 、垦东3 4 3 井钻至馆下 段地层。结合三口井岩心、测井和区域地质资料分析，馆下段顶部发育灰绿色泥岩，厚 度约4 - 1 0 m 。自然电位曲线为低平直线，自然伽玛曲线基线微起伏，灰绿色泥岩标志 清楚，其横向分布较馆上段顶部棕红色泥岩的稳定性差，在不同井中厚薄不一，但仍不 失为本区对比的标准层( 图3 2 ) 。 k d 3 4 2 og r1 5 0 o jl i d1 0 0 8 0 s p 一2 0 0 1r si o o 骂 咀皿 雷 逆 棕红色 上生n 霄厚层泥岩 u 手 且蛆 藿 h g i 0超 k d 3 4 1 0 c r 1 5 0 o 1r d1 0 0 一i l os p一2 1 00 1r s1 0 0 - 泥岩绿色 一 一 1 9 6 6 【6 2 0 一 一 一 - 图3 1棕红色厚层低平泥岩标准层示意图图3 - 2 灰绿色泥岩标准层不葸图 棕红色泥岩：分布于馆上段n g l 砂层组和n 9 2 砂层组之间，n 9 2 1 小层顶部。据馆 3 4 井资料分析，岩性为棕红色泥岩，自然电位、自然伽玛和双侧向测井曲线上显示低平 直线，标志较清楚。但其横向分布局限，特别在两期砂体叠置部位不发育该岩层，可作 为该区辅助标志层( 图3 3 ) 。 薄层泥岩：分布于馆上段n 配砂层组和n 9 3 砂层组之间，厚度约2 - - 5 m 。在研究 区自然伽玛曲线上多呈指状，具有明显的高值回返，多数井中标志较清楚，可作为该区 辅助标志层( 图3 - 4 ) 。 厚层棕红色泥岩：分布于n 9 6 砂层组顶部，据钻遇该层的垦东3 4 、垦东8 0 、垦东 3 4 1 、垦东4 7 1 、垦东3 4 3 井资料分析，岩性为棕红色泥岩，在四口井中厚度基本相近， 约1 0 m 。在自然电位、自然伽玛和双侧向测井曲线上显示低平直线，标志较清楚。在可 作为该区辅助标志层( 图3 5 ) 。 1 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 图3 3棕红色泥岩辅助标志层示意图 图3 4 薄层指状泥岩辅助标志层示意图 图3 5棕红色泥岩辅助标志层示意图 3 2 3 关键井地层划分 根据上述原则及对比标志，选择工区31 2 1 井取心井，结合前人所做的工作基础，进 行了单井垂向地层层序细分，将工区内馆上段划分为6 个砂层组、2 8 个小层( 图3 6 ) 。 第三章地层精细划分与对比 _ j 、 一 g 棕红色泥 臻 强岩标准层 n l 多 馆 = ! ：口= 爹 1 _ 型= = j - - q b 三b 移 = = = j 暖 蝈 馆 1 二：= _ 妒棒红色泥 2 。1 掌志 移 。i 。_ 。l 一，- l z 组 事 ? 鲁。1善霎譬套i 图3 - 6 垦东3 4 井单井地层划分及对比标志示意图 3 。2 。4 剖面地层对比及对比模式 以垦东3 4 、垦东3 4 4 、垦东8 0 、垦东3 4 2 井的地层划分为基础，开展了剖面地层划 分与对比工作，建立了三条骨架剖面图( 图3 7 图3 9 ) 。在具体对比工作中，结合河 流相沉积的特点，采用了如下对比模式。 ( 1 ) 等高程( 等厚) 对比模式 1 4 ；暑_ # 咀 言寓 ，南 。曼 害皇 鸯叠 _ 曼孕 曩南 - 墨 暑蕾 _ i 翕 _ a 曲 2 s 昌 一 丘誓 0 j 以薹- f ：= = = ，计 ，、，7 、，一一一 7 、，、，一 j 兰： ：叠、 j 三l ；- ，i = ， ， t ，一扩。 一1 中r - t 、 藿 ；f 一； ；r n 女 ) 吲，仄， 五，扎、一 距 秆译潞j 墨弭 、卜囊， 一； 丑丑茛啦鹤n寸n_譬：。寸n誓：卜寸no譬，。_寸nn譬，寸ni 卜n 匝 f_土一奎葛 孥麦基 宁苎口聋 i 卉o ：暑 o i l l 譬蝎 - 、 。 三，1 一 ， q ， k 一 ；h f y f 晕一百口 议秘q扑书匿长崭v扑k器匝乎 = _ 蔓：以! o j ：? 立 、”