（地质工程专业论文）现河牛100地区沙三段沉积体系和储层特征研究.pdf

中南大学硕士学位论文 摘要 在单井层序地层学分析的基础上，结合地震资料，利用钻井、测 井资料进行了剖面对比，通过追踪层序边界、准层序组、准层序等时 间单元来完成对现河采油厂牛i 0 0 地区下第三系沙河街组沙三段三角 洲前缘滑塌浊积砂体发育的有利区域进行了高分辨率层序地层学研究。 首先应用高分辨率层序地层学的原理和方法，建立了研究区高分辨率 等时地层格架，为该区的沉积体系和油气成藏规律的研究提供了有效的 地层约束。其次根据沉积学标志、地震相标志和测井相标志对研究区 三角洲前缘滑塌浊积砂体的沉积学特征进行了研究，建立了垂向序列 和沉积模式。最后在岩心描述、薄片观察、压汞试验分析等基础上， 对研究区的滑塌浊积砂体的储层特征进行了深入系统的分析研究。研 究结果表明三角洲前缘滑塌浊积砂体基本为大小不一的单砂体，砂体 之间相差较大，总体上单砂体厚度一般均小于2 0 m ，一般分布在三角 洲前缘的深湖一半深湖地区，围绕三角洲前缘呈环带状分布。滑塌浊 积砂体的发育规模受三角洲的规模以及水动力条件制约( 水动力强、 三角洲的进积作用强，则形成的滑塌浊积砂体厚度大、面积大、呈扇 形广布；反之，可能形成小的透镜状的砂体) 。在工区内浊积砂体的 数量多，但分布不均衡，平面上东部比西部发育，北部比南部发育。 关键词层序，储层，沉积相，储层物性特征 中南大学硕士学位论文英文摘要 a b s t r a c t o nt h eb a s i so fs e q u e n c es t r a t i g r a p h ya n a l y s i so fs i n g l ew e l l ，w e m a d es e c t i o n a lc o n t r a s tb yc o m b i n i n ge a r t h q u a k ed a t a , u t i l i z i n gd r i l l i n g a n dl o g g i n gd a t a t h r o u g ht r a c i n gt i m eu n i t ss u c ha ss e q u e n c eb o r d e r , p a r a s e q u e n e es e t sa n dp a r a s e q u e n c e ，w ef i n i s h e dh i g h - r e s o l u t i o nr a t i o s e q u e n c es t r a t i g r a p h ys t u d ys a n dd e l 诅t u r b i d t oa c c u m u l a t e s a n d b o d y t h e d e v e l o p m e n t so fi ns l u m pi nf o r e o r d a i n e da f f i n i t yo fm r e es e c t i o n st h e t h i r do i lr i v e ro i lr e c o v e r yf a c t o r ys t u d ya r e rc a r r y i n go n1 0 0o xa r e a t h e t h i r dm e m b e ro fs h a h e j i ef o r m a t i o no fe a r l yt e r t i a r y f i r s t l y , b yu s i n g h i g h - r e s o l u t i o nr a t i os e q u e n c es t r a t i g r a p h yp r i n c i p l ea n dm e t h o d ，s e tu p h i g h - r e s o l u t i o nc h r o n o f r a m e w o r k , p r o v i d e de f f e c t i v er e s t r a i nf o rt h e s t u d yo fd e p o s i t i o n a ls y s t e ma n dt h el a wo fh i d i n go i la n dg a si nt h i s d i s l r i c t s e c o n d l y , a c c o r d i n gt ot h es i g no fs e d i m e n t o l o g y , e a r t h q u a k e f a c i e sa n dl o g g i n gf a c i e s ，w es t u d i e ds e d i m e n t o l o g yc h a r a c t e r i s t i c0 n d e h af o r e o r d a i n e da f f i n i t ys l u m pt u r b i dt oa c c u m u l a t es a n db o d yi nt h i s d i s t r i c t , s e tu pi n t e r v a la r r a ya n dd e p o s i t i o nm o d e f i n a l l y , o nt h eb a s i so f o o r e d e s c r i b i n g ，t h i n s l i c eo b s e r v e s ，m e r c u r y p r e s s i n gt e s t , t u r b i d s e d i m e n t a r yc h a r a c t e r i s t i c so fa c c u m u l a t i n gs l u m ps a n d b o d yh a sc a r r i e d 0 1 1d e e p l ys y s t e m a t i ca n a l y s i sa n dr e s e a r c h t h er e s u l to fs t u d yi n d i c a t e d t h a ts i n g l ea c c u m u l a t i n gs l u m ps a n d b o d yd o e s n th a su n i f o r ms i z e ，s i n 百e s a n db o d yt h i c k n e s sg e n e r a l l ys m a l l e rt h a n2 0 r e , g e n e r a l l yd i s t r i b u t e do n t h ed e c pl a k eo f f o r e o r d a i n e da f r m i t yo f d e l t a - h a l f d e e pl a k ea r e a , p r e s e n t t h ec l i t e l l u m sf o r ma n dd i s t r i b u t ea r o u n dt h ef o r e o r d a i n e dd e l t a a f f i n i t y t h ed e v d o p m e ms c a l eo fa c c u m u l a t i n gs l u m ps a n d b o d yi sl i m i t e d b yt h e d e l t as c a l ea n dh y d r o d y n a m i cc o n d i t i o n ( i nt h ei n f l u e n c eo f s t r o n g e rh y d r o d y n a m i cp r e s s u r ea n dh i g h e rd e h ap r o g r a d a t i o n , s l u m p t u r b i d i t ys a n d b o d yt h i c k n e s sh e a v y ，t a k i n gt h ef o r mo ff a ni n 诵d ea r p a t o nt h ec o n t r a r y , m a yf o r ml i t t l el e n ss a n d b o d y ) t u r b i d i t ys a n d b o d y s 中南大学硕士学位论文 英文摘要 q u a n t i t yi sl a r g e ，b u td i s t r i b u t eu n b a l a n c e d ，i td e v e l o p e d m o r ei ne a s t t h a nw e s t e r na tl e v e li nw o r ka r e a , m o r ei nn o r t ht h a ns o u t h k e yw o r d s s e q u e n c e ，r e s e r v o i r , s e d i m e n t a r yf a c i e s ，r e s e r v o i r p h y s i c a l p r o p e r t yc h a r a c t e r i s t i c s 中南大学硕士学位论文 颤创性声明 原创性声明 本人声明，所里交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其它单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者躲盟 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，l i p 学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 中南大学硕士学位论文第一章前言 第一章前言 牛庄洼陷是东营凹陷内仅次于利津洼陷的一个重要的生油洼陷，其沙三段、沙四段总 资源量达7 2 6 0 8x1 0 8 t 。该洼陷主要目的层段发育有两种沉积体系，一种是自东向西推进 的三角洲体系，其中三角洲前缘亚相斜坡上的滑塌成因浊积砂体是沙三中亚段的主要勘探 目的层，广泛发育于牛庄洼陷的各个地区；二是来自南部物源的远岸湖底扇沉积体系，主 要发育于沙三下亚段和沙三中亚段沉积早期，如沙三下亚段的王5 0 扇体和沙三中亚段的 牛2 5 扇体等。 现河采油厂牛1 0 0 地区位于牛庄洼陷与东营凹陷南斜坡的结合部，沙三段沉积时期，东 营三角洲已经推进到该区，所以该区仍为三角洲前缘滑塌浊积砂体发育的有利区域。从已经完 钻的井的情况来看，大多数完钻井在沙三段见到良好的油气显示，且大多数试油都获得了工 业油流，其中牛1 0 0 井钻过沙三段储层4 0 余米，其中顶面纯油层5 3 m ，试油日油近2 0 t ， 所以工区内有巨大的勘探潜力。 但是该区沙三段油藏属于沉积于前三角洲一深湖相的滑塌浊积体岩性油藏，具有隐蔽 性强，埋深大，体积小，时空变化多样，成藏机理复杂，储层预测难度大等特点，所以给 现河采油厂的滚动勘探开发带来了很大的困难。本论文在前人研究工作的基础上，结合现 场的实际情况，以石油与天然气地质学、地震地层学、层序地层学以及沉积学等多学科理 论为指导，综合利用地质、地球物理、分析化验、测试等资料，在基础地质研究的基础上， 系统研究研究区油气藏地质特征、储层特征。 本论文论述的主要内容有以下几个方面： 1 、区域地质背景分析：首先根据钻井及地震资料，查明区域地层发育情况，搞清构 造演化史、沉积埋藏史。 2 、层序地层学研究及储集层划分对比：以高分辨率的层序地层学的基本原理为指导， 结合三维地震资料的地层解释，以及古生物、测井、录井、地球化学和其它实验分析资料， 建立高分辨率的等时地层格架。 3 、在对工区的岩芯进行精细的观察和描述的基础上，结合测并和地震资料的解释， 根据已有的沉积相和沉积体系研究成果，利用沉积学理论，对研究区沉积微相及空间展布 进行探讨，建立浊积砂体沉积的地质模式。 4 、在上述研究基础上，结合分析化验资料，对研究区储层成岩作用及储层物性进行 研究，划分成岩作用阶段，对储集体的空间类型、储层的非均质性以及影响因素进行分析。 中南大学硕士学位论文第二章地质特征 第二章地质特征 牛1 0 0 地区位于东营市东营区牛庄乡，地质构造归属于济阳坳陷东营凹陷中次级构造 单元的牛庄洼陷，是一个结构较单一的向斜构造，呈北陡南缓状。牛庄油田沙三段主要是 由一系列滑塌浊积砂岩体组成的岩性油藏，砂岩储集体分布在巨厚的泥岩之中，是一套深 湖一前三角洲沉积体系，是洼陷内沉积厚度最大、分布范围最广的有利生油相带。 2 1 构造特征 2 1 1 区域构造背景 牛庄洼陷是东营凹陷的一个次级负向构造单元，近东西方向延伸，北侧较陡、东侧和 东南侧为宽缓的斜坡。洼陷位于前第三纪的单斜背景上，是在基底拉张块断第三纪盆倾断 裂体制作用下，持续下陷形成的。牛1 0 0 地区位于该洼陷的南缘( 图2 - 1 ) 。 困2 - 1 牛庄洼陷及研究区位置图 2 1 2 洼陷内的构造特征 牛庄洼陷总体构造面貌比较简单，以向斜为主，除北部与中央断裂带北斜带分界处， 南部与南斜坡分界处断层比较发育外，洼陷中部断层较少，断层走向主要有近东硬向和北 东向两组，在1 3 条主要断层中，较大断层有四条，即西北部的牛3 1 - - 河1 2 3 和牛2 7 一河 1 2 2 两条北东走向断层和南部的牛1 一王3 9 、牛1 7 一王5 4 两条近东西向的断层。以上四 条断层均为北倾，自沙三早期开始发育，到沙三末期活动减弱，故属同沉积的盆倾断裂， 2 中南大学硕士学位论文 第二章地质特征 对洼陷内的沉积作用和局部构造的形成、分布都有控制作用。 2 2 沉积特征 东营凹陷最重要的沉积事件是东营古三角洲的产生发展和消亡。东营三角洲是典型的进积 型三角洲，在地震剖面上显示清晰的s 型前积特征。 在三角溯进积过程中，由于快速推进发生的沉积物再搬运作用，在三角洲前方的半深 湖一深水湖区形成了不同类型、不同规模的浊积扇体，构成三角洲浊积扇沉积体系。在 三角洲的演化过程中，受构造运动、古地形、物源补给与湖水面升降的影响，三角洲的沉 积范围、沉积特征也在不断发生变化，导致与三角洲沉积作用有关的深水浊积扇体的成因 类型、规模大小、分布位置与分布规律的变化，由此形成了分布面积大、规模不等、空间 上叠加连片的沉积特征，直接控制着浊积岩成因的岩性圈闭油气藏的勘探。 中南大学硕士学位论文第三章高分辨率层序地层学研究 第三章高分辨率层序地层学研究 早在1 9 4 8 年s l o s s 就提出了“层序”的概念，并在1 9 6 3 年加以使用。1 9 9 5 年后，以c r o s s 为代表，运用受控于海( 湖) 平面变化、构造沉降、沉积负荷、沉积物供给、地形等要素综 合影响的沉积基准面和可容纳空间变化的理论，通过反演多级次基准面旋回，进行多级次 时间地层单元划分，同时运用地层过程沉积响应动力学原理，把基准面变化导致的可容 纳空间变化与沉积物沉积过程和沉积学响应特征密切结合起来，创建了高分辨率层序地层 学。“高分辨率”指等时对比的沉积地层单元达到亚地震规模的准层序及更细级次。 3 1 层序地层格架 冯有良等根据岩相、测井相、地震相和古生物组合所反映的不整合面及其与之对应的 界面，把东营凹陷下第三系充填序列划分为3 个级别，即构造层序、层序组和层序。t 3 在 下第三系构造层序内，根据构造幕、气候、二级旋回和物源供给等因素，沉积基准面旋回 产生的不整合以及与之对应的界面，可划分出三个层序组( 图3 - 1 ) 。每个层序组中的三级 层序有着相同或相似的地层序列、气候、构造和物源供给等特征。 这三个层序组分别对应于下第三系的不同层位。其中，层序组二相当于沙三段和沙二 段下部地层，在该层序组内，根据发育的三个三级层序界面，可划分出四个三级层序，它 们分别相当于生物岩石地层单元中的沙三下、沙三中、沙三上和沙二下，每个层序大约 1m a ，它们代表了凹陷四期断陷活动和四期较大规模的三角洲进积作用。所以这四个三级 层序也可看作是由东营复合三角洲沉积控制的等时地层单元，由下部较薄的加积单元和上 部较厚的进积单元组成。 本次牛l o o 地区的研究目的层段一沙三段就是位于层序组二中的三个三级层序。 东营三角洲在钻井、测井资料和地震反射特征上有清晰的三层结构，成为研究地层关 系的基础。分析牛庄油田的三角洲前缘亚相发现，单井一般可钻遇l 3 个反韵律组合， 其间以厚度较大( 一般大于l o m ) 的湖相泥岩、砂质泥岩分隔，反映了与三角洲迸积朵状 体废弃后沉积的薄层泥质岩不同的特点，意味着三角洲在较长时间段内的推进速率可能降 低或停滞。这种厚层泥质岩在三角洲前缘部分具有较大的稳定分布范围，向下具有沉积环 境上的重要变化，即转变为代表着水深突然变浅的前缘河口坝组合或三角洲平原河流沉 积，这些泥质岩与下部砂岩的声波速度差值一般可达2 0 0 m s ，在三维地震上表现为一到 两个连续性较好的强反射，横向上可以较好地标定和追踪( 图3 2 ) 。很明显，这种强反 射具有划分三角洲等时地层单元重要意义，可以作为三角洲高频地层单元界面。 4 中南大学硕士学位论文第三章高分辨率层序地层学研究 麓髹革梵宣环境曲媲 薹耄 蚕 总 怒 攫廖蝰魁拘删 重 捧 抽 麓 反彝 詹 薹妻 墨 麓越段 雌k 螺震甯辫 精平匪升 m 射撼序嚣 撵瞎嫂 上 蓬 毫 囊毫羊基 i 耋 张境哦辩t誊z 一 酬 f 热瓣 扳鹅 囊 甜 ) 77 簟麓簟 矗t o慨 一 嚣重 暮朝 主麓 綦 中 馕 主 | 蠹 i 卑 甓 h 嚣t 1糌 囊 精 篡 l黼 p _ _ 聂 蘑 辩 壤蛆 下 篡警￥ 嘲8 嘞 嚣岈吁n t l i i m t 一 臻 一 i s 素 一麓 、 、 ， ； 霸1 r 粤一 瓤 鬟 督疆 瓴 三投 麓 7 f一瞪 麓 一 一 侈 - 二上 l 霸h 雠 爱 节 ， 犁 弘辅鲶舶 t 露一 一 ? 1 黼 端 t l c 拇 ”圭 八 r 坊 酷 璐 l t 蛳1鼬 k 、 s 0 毒 蜷 ； 一 j 誉# 、一一一 i 鬈1 i +g a i s i睦 审 羞 段一 鬻 f 、 黼 麓 一 一 l 纂。l l 强 “ 曩 舞 土 薹 曩 一 霉每i 摹塞i l 畸 鹞 8 t i 毒鲞i t 艟 赡 麓 辍下 l | 羞善1 s $ 雏 _ 段 7 | 粤融jl 猛“ k 醚 臆 笺 i 荔 赫 勰l麓 二囊 胃 h 审 07 y 苗 t o l 摹h 生 、 鼻 图3 一l 东营凹陷下第三系层序地层综合柱状图 图3 2 地震连井剖面 5 中南大学硕士学位论文 第三章高分辨率层序地层学研究 所以，我们在建立地震层序格架的基础上，综合应用测井及录井等资料建立了高分辨 率等时地层格架，以此为标准来进行层序地层的研究。 3 1 1 地层层序划分原则 据地震地层学和地震相的研究，地震波反射信息如反射界面的连续性、地震波组结构、 振幅强弱、频率高低与地下地层产状和沉积环境相结合，是划分出不同的沉积类型和地层 层序的重要依据。 1 反射结构类型 牛庄洼陷沙三段地震波射反射特征有以下6 种。 ( 1 ) 加积和前积反射结构 反射波界面呈“s ”形或斜层，有底超顶削现象，本区东西剖面上斜层角度最大，也 十分发育，振幅强度中至弱，反射层自东向西叠置，说明水流自东向西推进( 图3 3 ) 。 纵向上跨3 0 0 - 4 0 0 m s ，主要分布于沙三中层段之内。 ( 2 ) 平行和亚平行反射结构，反射界面连续性好，振幅强度、频率中至高，反射同 相轴较稳定，界面间呈平行和亚平行 ( 3 ) 弱反射及无反射结构 反射波没有连续的反射界面，振幅能量较弱，剖面上反映出大层段的弱而杂的反射( 乱 反射) ，无连续的同相轴，沙三上的反射多出现此种类型。 ( 4 ) 迭瓦状反射结构 反射同相轴呈短而强的斜同向轴，且夹于两平行界面之间似迭瓦状，一般是侧向加积 和岩性间互变化的响应。 ( 5 ) 透镜状反射结构 此类结构中，弱或强的反射均有，反射轴向两端或极性反转，可能是小型砂体( 岩性 体) 的反射响应，但也有可能是灰质泥岩的反射。沙三中、下段的浊积体常出现此类反射 结构( 图3 4 ) 。 ( 6 ) 三角洲沉积体系在地震反射中的三层反射结构 地震反射结构上部三角洲前缘河口坝和分流河道组成的厚层砂岩集中段，中部为三角 洲斜前缘斜坡远砂坝和前三角洲滑塌浊积发育带，下部为前三洲泥质岩夹深水浊积扇发育 段。三个层段在数模地震剖面上分别为：上部三角洲前缘相为极弱的上平行反射或无反射 层段、三角洲前缘斜坡和前三角洲滑塌浊积岩发育区为“s ”形前积反射层段以及下部深 水浊积区稳定泥质岩的下平行反射层段。其中前积反射层段中“s ”形反射同相轴的顶端 6 中南大学硕士学位论文 第三章高分辨率层序地层学研究 与弱反射层段呈顶剥关系，“s ”形反射同相轴下端底超于下平行反射层段之上。其下 部是滑塌浊积岩发育带，延续较长的“s ”形反射同相轴则是沉积等时界面的响应。这一 反演模型比较清晰地显示出三角洲沉积体系中顶积层、前积层和底积层三个沉积相带的地 震响应。 2 地层接触关系 用地震和钻井资料相结合的方法划分地层层序，主要依据地震资料上反映的地层接触 关系，这些接触关系的特征如下。 ( 1 ) 整合接触 在地震剖面上，反射波组为平行、亚平行或发散状反射特征，在钻井、测井中无岩电 性规律性井段的缺失。 ( 2 ) 顶削和底超 顶削和底超反射在地震剖面上多数反映因构造活动产生的地层产状变化、沉积间断等 不整合接触关系( 图3 5 ) 。沉积过程中由于沉积条件( 古地貌、水动力条件或湖水深、 浅等) 的变化也可形成顶削、底超等现象，如三角洲体系前缘相可向前三角洲底超，三角 洲前缘相( 或前缘斜坡相) 顶部也出现顶削现象。前者为地质构造运动造成，后者是沉积 现象造成。在地层层序划分中均可作划分的依据，但一般情况下由构造造成的地层层序所 经历的地史时期长，划分为大的构造层，而沉积层序一般属大层序中的次级层序，反映沉 积条件、相带的变迁，是一个大型的沉积旋回，不一定形成地层明显的间断 图3 3 加积和前积反射结构 中南大学硕士学位论文 第三章高分辨率层序地层学研究 图3 4 透镜愀反射结构 牛庄洼陷在t 6 、t 4 之间存在的顶超( 顶削) 和底超现象，就是反映沉积层序的 图3 5 研究区顶削和底超特征 3 1 2 地震层位的标定 地震地质层位标定的有效方法是利用过井地震剖面将钻井资料和地震资料进行层位 对比，明确地震反射界面的地质层位的意义。在东营凹陷，它们之间的对应关系为：t l 对 应馆陶组底，即上、下第三系的分界面；t 2 对应于沙一段底，即沙一段与沙二段的分界面； t 3 对应于沙二段的底，即沙二段与沙三段的分界面；t 4 对应于沙三上亚段底，即沙三上亚 8 中南大学硕士学位论文第三章高分辨率层序地层学研究 段与沙三中亚段的分界面；t 6 对应于沙三中亚段与沙三下亚段的分界面；b 对应于沙 河街组与孔店组的分界面；t r 对应于中、新生界的分界面( 图3 1 ) 。对于以三角洲快速进 积为特征的倾斜沉积地层，传统的按岩性地层单元作为划分依据的“平对”分层方法不适合， 而以地震资料为基础，结合岩性、测井、古生物等资料进行综合对比，克服单纯用岩性资料或 测井资料进行地层对比所带来的片面性，这样的对比效果更好，也更加科学。 根据层序地层学中各层序的划分原则及识别标志、沉积、测井及地震资料上的特征， 通过对牛1 0 0 地区的钻井、地震、测井等资料的综合分析，我们将工区沙三段划分出三个 层序，分别为：层序i ( 沙三下亚段) 、层序( 沙三中亚段) 和层序( 沙三上亚段) ， 各层序的界面在岩性、地球物理特征等方面均有不同的反应。具体划分如表3 - 1 所示。 表3 - 1 牛1 0 0 地区e s 3 层序地层格架 地层 地震反射三级层序体系域准层序组( 砂层组) 系组段 沙 t 3 1 砂层组 三 低位体系域进积2 砂层组 上 3 砂层组 古 沙 燃隰缀 t l 进黼删 河沙 积 近三 高位体系域 l麟孱、缀 加 街 中 积黼缀 黝燃 系 组 麟艨糕 沙 t 6 1 砂层组 三i湖侵体系域加积 2 砂层组 下 3 1 3 各层序地层边界识别标志及特征 层序是以不整合面或与之相应的整合面作为边界的一套相对整一的有成因联系的地 层序列，因此层序界面在盆地边缘表现为不整合面，在盆地中心则由不整合面过渡为整合 面由此可见，层序边界的识别关键在于识别不整合面或与其相应的整合面。实际上，不 整合面的形成是受湖平面升降控制的。它形成于湖平面的快速下降期，早期沉积出露水面 遭受剥蚀。因而，层序界面上下沉积在岩性组分、地震反射特征、古生物、地球化学、测 井曲线上均有明显的特征反应。 9 中南大学硕士学位论文第三章高分辨率层序地层学研究 ( 1 ) 层序i ( 沙三下亚段) 边界的识别 层序i 底界面为沙四段顶部，地震反射上对应为t 67 反射层。由于本次研究的目的层 段为沙三段，层段跨度较小，沙四段已超出了本研究所涉及的目的层范围，所以，这里对 层序i 底界面的识别特征不做讨论。 层序i 顶界面位于沙三中亚段和下亚段的分界面，地震反射上对应于t 6 反射层。具体 识别标志如下： 地震反射：t 6 反射为工区的特征标志层，为2 3 个相位的强振幅、连续性好、中频 率的反射，全区分布稳定。在层序边界处主要表现为上超、削蚀等不整合的反射类型。 沉积学特征：岩石类型主要为褐、深褐色油页岩，水平层理发育，有机质含量高。 测井响应：在工区，t 6 地震反射所对应的油页岩密集段在微电极、电阻率、自然电位 ( s p ) 、感应测井曲线上均有十分明显的特征显示。油页岩密集段在微电极曲线上为无幅 度差别的高幅齿化，电阻率曲线上显示为高阻，感应测井曲线上显示为低值，而s p 曲线 则为平直段( 图3 6 ) 。 ( 2 ) 层序i i ( 沙三中亚段) 边界的识别 沙三中亚段沉积时期，构造运动剧烈，该期三角洲的发育达到鼎盛时期。层序顶界 面位于沙三中亚段和上亚段的分界面，对应于t 4 地震标准反射层；层序i i 底界面为层序i 顶界面，对应于t 6 地震标准反射层。t 4 反射对应于沙三中亚段沉积，该层序的具体识别的 标志如下： t 6 牛1 8牛1 5 8 0 一。 3 3 0 0 一 2 0 _ 尹 一 寸 4 p 一 6 0 - 一 bu一 一 8 0 - 3 3 0 0 _ 亨 专 专 毒 图3 6 层序i 顶界面在测井上的特征 t 6 地震反射响应：以前积的楔形及s 形、楔形反射为特征，2 3 个相位。 沉积学特征；岩性以大段泥岩夹薄层灰质砂岩、粉砂岩及砂质泥岩。 测井响应：自然电位为中幅负异常平直( 图3 - - 7 ) ，视电阻率为中阻峰状。 1 0 中南大学硕士学位论文 第三章高分辨率层序地层学研究 t 4 史1 0 8 0 毛2 6 0 0 - - 专 ，“一 专 芝4 0 一 一 、 6 0 j j 8 0 一 牛8 4 0 一。 手 一 6 0 一 一 口n 一 广 一 2 6 0 0 一 主气 、 一 2 0 一 一 4 0 一 一一 t 4 图3 7 层序h 顶界面在测井上的特征 ( 3 ) 层序h i ( 沙三上亚段) 边界的识别 沙三上亚段沉积时期，随着沙三中三角洲不断向西推进，湖盆体积的进一步退缩，物 源供给充足，使得工区主要以多水系、多物源的河流三角洲平原相沉积为主。层序顶界面 位于沙三段与沙二段的分界面，对应予t 3 地震标准反射层；层序底界面为层序顶界面， 对应于t 4 地震标准反射层。t 3 反射对应于沙三上亚段沉积，该层序边界识别的标志如下： 地震反射响应：平行的弱反射段，总体上仍表现为前积的反射结构。 沉积学特征：以中砂岩、细砂岩及粉细砂岩为主，泥岩及砂质泥岩次之。 测井响应：s p 曲线以中高幅微齿化箱形钟形组合为主( 图3 8 ) ；视电阻率中阻尖 峰状低、中阻齿状。 t 牛8 9 2 4 0 0 - 1 弓 7 2 一 主 4 p 1 一 喜 j6 0 _ 一j 一 耋 8 0 _ 一 一2 5 0 0 _ 9 耋 气 一 4 0 二 6 0 - ； 一 ，8 0 _ 一 2 4 0 0 - ， 一 图3 8 层序顸界面在测井上的特征 3 3 1 4 沙三中准层序组类型及特征 准层序组是一组成因上相关且具有特征叠加方式的准层序，包括一个或多个准层序。 其边界划分标准是：( 1 ) 把典型的准层序叠加方式分开；( 2 ) 可与层序边界一致；( 3 ) 可 中南大学硕士学位论文 第三章高分辨率层序地层学研究 以是体系域的下超界面或边界。研究区沙三中主要为进积式和加积式准层序组。 ( 1 ) 进积式准层序组 2 0 4 0 6 0 8 0 2 7 0 0 2 0 图3 - 9 进积式准层序组( 史1 0 井) 在一个进积式准层序组中，向着湖盆中心堆积一系列连续新的准层序组，这是由于沉 积速率大于新增空间速率造成的，研究区沙三中亚段三角洲进积式准层序组非常发育( 图 3 - 9 ) 。 ( 2 ) 加积式准层序组 在加积式准层序中，一系列新的准层序组一个个叠加，而没有明显的横向移动，新增 可容空间的速率大约等于沉积速率( 图3 1 0 ) 。 2 5 图3 - 1 0 加积式准层序组( 牛6 井) 中南大学硕士学位论文第三章高分辨率层序地层学研究 3 1 5 沙三中准层序边界的识别标志 准层序边界是指湖泛面或与之对应的层面，是在局部的因素影响下，湖平面短时间内 快速上升，湖水加深所形成的层面。一般情况下主要是通过岩性、测井等标志来进行识别 的。 测井响应：s p 曲线由负异常突变为泥岩基线或正异常。 沉积学标志：颜色上变为深色，反映水深突然增加；岩性突然变细，由砂岩变为泥岩 或页岩。 3 1 6 层序的地层结构分析( 体系域分析) 最大湖泛面是在湖平面快速上升，岸线不断向陆迁移，退至最大限度时湖平面所处的 位置。由于此时新增可容空间足够大，陆源碎屑物质供应不足，湖盆整体处于欠补偿沉积 状态，此时湖盆大部分地区处于较深水一深水环境。沙三下沉积时期，湖盆的构造沉降使 可容空间增大，湖平面大规模上升，所以该期为典型的湖侵体系域沉积期。 沙三中的准层序在地震剖面上一般具s 形斜交复合型前积反射结构，由下而上，反 射结构由更具斜交形特点向更具s 形特点变化。准层序垂向上表现为自下向上砂含量、粒 度、砂岩单层厚度、测井曲线的反旋回特征，反映向上水深变浅。在三角洲平原部分，准 层序一般表现为砂岩含量、砂岩粒度和单层砂岩厚度变化的旋回性，底部多见灰色和灰绿 色泥岩，上部河流相砂岩更为发育；在前三角洲部分，测井曲线和浊积砂岩含量上也存在 弱的旋回变化，但这种变化远不如三角洲前缘清楚，其底部一般可见到加积叠置的泥岩、 灰质泥岩；在三角洲前缘部分，准层序表现为强烈的进积特征，以其中的薄泥岩隔层和岩 电组合关系可以分为多个前积叠置的层组，每个层组代表了一个或几个三角洲的前积朵状 体，在三维地震上为具顶削和底超结构的弱反射，小范围内可以识别和追踪。 3 2 沙三段储集层的精细划分与对比 储集层的精细划分与对比是油田地质研究的基础，通过对比，可以掌握地层及油气层 的岩性、厚度、分布特征及其变化规律，对于油气勘探和开发都具有重要的意义。 3 2 1 储集层的精细划分 上述沙三段层序地层格架的建立是指导我们进行沙三段储集层精细划分和对比的基 础。东营三角洲是典型的进积型三角洲，沉积物组合和地震反射特征上都具有明显的三层 结构。在三角洲进积过程中，受构造运动强度、湖水面升降、古地形以及物源供给方向等 因素所控制，三角洲的沉积规模及沉积特征也在不断发生变化。依据上述等时地层的划分 原则，我们将沙三段东营三角洲的发育过程划分为1 1 个期次，其中沙三下2 期、沙三中6 期、沙三上3 期。地震剖面上，在沙三段内部对应了1 0 个沉积等时面，每个期次对应一 中南大学硕士学位论文第三章高分辨率层序地层学研究 个准层序组( 砂层组) ，这样可将整个沙三段划分为1 1 个准层序组( 砂层组) ( 表3 - 1 ) ， 从而建立了储集层段的精细对比格架。由于沙三中为我们研究的重点，所以在岩芯观察和 测井资料分析的基础上，我们又把沙三中的6 个准层序组进行了进一步的细分( 表3 2 ) 。 3 2 2 储集层对比的主要方法和步骤 本次对比采用的主要方法：以层序地层学的理论为指导，从岩芯和录井资料入手，利 用地震反射反映的前积或侧积结构在测井曲线中采用“斜对”的对比方法；以地震控制测 井，测井约束地震，最终达到两者互相验证。 表3 2 牛1 0 0 地区沙三中储层精细划分结果表 地三级 体系域 准层序组( 砂层组)准层序层组( 小层) 层层序 高 l 砂层组 i ，、v2 0 个 进 2 砂层组i 、9 个 沙位 积 3 砂层组 i 、l o 个 三 体 加 积 4 砂层组i 、v 1 2 个 中系 5 砂层组i 、m 、 l o 个 域 6 砂层组 i 、，1 2 个 地震控制测井虽然标定工作量大，工作比较繁琐，但是对比可靠性高。由于牛1 0 0 地 区沙三中主要是三角洲前缘砂体和滑塌浊积砂体，基本上属于单砂体沉积，所以利用地震 控制测井并参考标志层进行对比是科学和合理的。 3 2 3 剖面层序地层学对比 在单井层序地层学分析的基础上，结合地震资料，利用钻井、测井资料进行了剖面对 比，通过追踪层序边界、准层序组、准层序等时间单元来完成对全区的地层层序划分与对 比。 3 2 4 研究区地层划分对比结果 1 、依据层序地层学的原理，从岩芯资料入手，综合地震资料、录井资料、测井资料 及各种分析化验资料等；可以把工区沙三中地层划分为六个准层序组，2 4 个准层序，7 3 个小层( 表2 - - 2 ) 。 2 、在上述储集层精细划分和对比的基础上，绘制了7 条连井对比骨架剖面，同时又绘 制了沙三中六个砂层组砂岩厚度等值线图6 张、小层砂岩等厚图4 0 张以及沙三中各砂层 中南大学硕士学位论文 第三章高分辨率层序地层学研究 组砂岩顶面构造图7 张( 见附图) 。 从中可以看出，三角洲前缘滑塌浊积砂体发育分布具有以下的规律： 一般分布在三角洲前缘的深湖一半深湖地区，围绕三角洲前缘呈环带状分布；基 本为单砂体，大小不一，相差较大，总体上单砂体厚度一般均小于2 0 r e ；滑塌浊积砂体 的发育规模受三角洲的规模以及水动力条件制约( 水动力强、三角洲的进积作用强，则形 成的滑塌浊积砂体厚度大、面积大、呈扇形广布；反之，可能形成小的透镜状的砂体) ； 在工区内，浊积砂体的数量多，但分布不均衡，平面上东部比西部发育，北部比南部发 育；纵向上，中3 、中4 和中5 最发育。 中南大学硕士学位论文第四章沉积学研究 第四章沉积学研究 牛1 0 0 地区沙三下为湖盆鼎盛时期发育的半深湖深湖相沉积，为牛庄洼陷的主要 生油岩系；沙三中沉积时期，东营古三角洲的前缘已经推进到该区，由于东营三角洲推进 速度相当快，沉积速率相当的高( 进积速率高达2 0 0 m 万年) ，加上物源供应充足，在其 前方易形成角度较大的斜坡，受重力作用，三角洲推进时在陆地部位侵蚀冲刷所携带的大 量沉积物经过波浪、水流的筛选冲涮作用，沿斜坡发生坡移滑动运动，在坡度较缓处或半 深湖一深湖处进行再沉积，形成滑塌浊积扇砂体，而正是这些滑塌浊积砂体构成了该区的 岩性油藏，成为该区油气勘探的主要对象。本章主要探讨这些浊积砂体的沉积学问题。 4 1 滑塌浊积砂体的相标志 相标志相分析及岩相古地理研究的基础，岩石颜色、成分、结构、构造、粒度分布、 岩石组合等都是确定沉积相的沉积学标志。其中岩石的原生沉积构造是沉积环境最直接的 表现形式；粒度分布是水动力条件的物质表现；剖面结构则提供了整个沉积环境的沉积特 征。 测井相标志是能够反映沉积相特征并能与其它沉积相相区分的一组测井曲线组合。通 过对测井曲线的形态和组合特征的研究，结合取芯井的沉积相特征，就可以建立测井相标 志，从而确定未取芯井沉积相类型。 地震相是地下地质体在地震剖面上的反映。是沉积相在地震反射剖面上主要特征的总 和。 沉积相的沉积学标志主要由对取芯井的岩芯观察描述获得，为测井相、地震相研究提 供基本地质概念，三者的有机结合既克服了生产单位取芯井少的问题又解决了测井相和地 震相多解性的难题。 4 1 1 岩性标志 1 、颜色 牛1 0 0 地区沙三中亚段砂岩主要以浅灰色及灰色为主，反映的是相对较弱的还原环境。 2 、成分 ( 1 ) 矿物成分 牛1 0 0 地区砂岩碎屑成分一般较稳定，石英含量为3 6 5 0 ，平均为4 2 8 ，波状 消光明显，石英颗粒常具次生加大现象；长石含量较高，为2 8 3 8 ，平均为3 2 3 ， 类型主要有正长石、斜长石、微斜长石等。 ( 2 ) 岩屑 1 6 中南大学硕士学位论文第四章沉积学研究 牛1 0 0 地区岩屑的含量在1 6 2 9 ，平均为2 4 4 ，成分主要有石英岩、结晶岩、 动力变质岩等，其中喷出岩有时碳酸岩化。重矿物为锆石、石榴石等较稳定矿物组合。 ( 3 ) 填隙物 填隙物主要为鳞片状粘土杂基、星点状高岭石、细微晶铁白云岩、白云石等。含铁方 解石常交代碎屑颗粒。 ( 4 ) 胶结物 胶结物主要为碳酸盐矿物( 铁白云岩、含铁方解石) 、硅质胶结物和泥质胶结物( 自 生粘土矿物) 等。 碳酸盐胶结物：其含量不稳定，为1 5 左右。薄层砂岩中较厚层砂岩碳酸物胶结物 含量高；厚层砂岩顶底部碳酸盐胶结物较中部高。硅质胶结物：主要为次生加大的石英。 泥质胶结物：成分主要为伊蒙混层矿物、自生高岭石、绿泥石等自生粘土矿物，自生 绿泥石一般占1 0 左右。关于胶结物的主要特征在下一章的有关章节中将详细论述 3 、岩石类型 牛1 0 0 地区沙三中亚段岩石类型中泥岩所占的比例较大，但总体上岩性比较混杂，储 集层的岩石类型主要为岩屑长石砂岩、长石细砂岩、岩屑细砂岩或粗粉砂岩，少见中砂岩 及不等粒长石砂岩，泥质含量较高。 4 、结构 通过大量的薄片资料分析、统计，牛1 0 0 地区沙三中亚段砂岩总体上为分选中等，磨 圆度为次棱至次圆，结构成熟度中等，矿物成分成熟度较低。填隙物中杂基含量普遍较高， 而胶结物主要为含铁方解石、铁白云石、方解石及白云石等。此外，薄片中常见定向排列 的泥质撕裂屑和炭化植物碎片以及介形虫碎片等。 在粒度分析图件上可以看出，概率累积曲线多表现为：平缓上凸的弧形或两段式( 悬 浮次总体和跳跃次总体) ，斜率较大，悬浮次总体含量高，粒度区间跨度大( 2 5 8 巾) ， 反映出沉积物分选较差，具滑动再沉积的特点( 图4 - - 1 ) 。在c m 图上，样品点平行于 c = m 线分布( 图4 2 ) ，无滚动、跳跃、悬浮组分的明显分异，c 值随m 值而变化，为 典型的浊积岩c m 图，随着水流强度的减弱，c 和m 值系统地减小，反映了递交悬浮的 特点。 中南大学硕士学位论文 第四章沉积学研究 基 求 i 皿 群 奠 辟 鞋 2 ” 4 “m 。8 0 0 o ”2 0 0 4 0 0 由6 0 0 6 o d 羞 永 l 皿 群 隧 惜 峰 。m 瑚 。o 2 4 由蚰 。伸 图4 1 牛1 0 0 井滑塌浊积砂体粒度概率累积曲线图 图4 2 牛1 0 0 地区三角洲前源滑塌浊积砂体c m 圈 其它粒度参数对沉积环境也有很好的沉积响应，比如牛1 1 6 井中5 砂层组发育的一个 浊积砂体，主要的粒度参数如表4 1 。 从表中可以看出，粒度平均值在2 3 之间，岩性主要以细砂岩为主，标准偏差值集 中在1 1 1 4 之间，反映分选较差，偏态接近0 4 ，为很正偏态，说明沉积物中含有悬浮 的细粒沉积物，由此可以看出，三角洲滑塌浊积岩的沉积物粒度总体较细，常发育不完整 中南大学硕士学位论文第四章沉积学研究 的浊流沉积的b c 段。 4 1 2 沉积构造特征 通过对牛1 0 0 地区沙三段二十多口取心井的观察、描述，发现其沉积构造丰富多样， 归纳起来主要有以下几种情况： 1 、流动成因的构造 ( 1 ) 水平层理：代表低能的深水环境，形成于滑塌浊积岩的l 段，由细粒的悬浮沉 积物不断沉降而成。该种构造在层序i i ( 沙三中亚段) 的中下部的暗色泥岩、泥质粉砂岩 中常见。 ( 2 ) 平行层理：其纹理是由卜2 m m 粒度不同的细砂岩组成。纹理面稍微有些倾斜，反 映出水流能量较大的沉积特征。 ( 3 ) 块状层理；主要出现在浅灰色、灰色的粉细砂岩中，组分和结构都没有分异现象。 该层理主要分布在三角洲前源滑塌浊积砂体中。 ( 4 ) 交错层理：发育于细粉砂岩中，主要由牵引流形成。包括板状、槽状和上攀层 理等。 ( 5 ) 波状层理：在水道侧缘和水道间常见到波状层理，反映了周期振荡的、较弱的水 动力条件。 表4 一l 粒废参教数据表 平均标准偏 井 c 值m 值偏态峰态 分选 深度值磁 差6 l岩石定名 号 ( 蛐)( n u n )铱lk 彤 系数 ( 毒)( 由) 止 3 0 9 7 6 0o 7 6 5o f 0 43 4 6 31 8 0 00 2 9 01 5 6 91 8 5 5含粉砂细砂岩 1 1 6 3 0 9 8 0 0n 6 3 6o 2 4 62 1 3 01 3 4 50 3 9 82 1 1 01 4 8 9不等粒砂岩 3 0 9 8 2 50 5 2