（地球探测与信息技术专业论文）松辽盆地北部徐家围子断陷西部深层地层格架研究.pdf

大庆石油学院硕士研究生学位论文 摘要 论文以层序地层学为基本理论和研究方法，在前人研究成果的基础上，结合现代地球物理理论 和构造理论，对徐家围子断陷西部的地层格架进行了深入研究和分析，并取得了一些认识。 根据地震剖面和钻测井资料所反映的地层之间的接触关系及层序的沉积特征进行层序界面的 识别和层序划分，共划分了4 个超层序和8 个三级层序，建立了徐家围子断陷西部的地层格架。 通过制作构造图和构造发育史剖面图对地层格架内重要界面的构造特征和构造演化进行研究。 徐家围子断陷西部主要受北北西走向的徐西大断裂控制，并在断裂活动的同时伴随火山喷发。圈闭 类型以背斜和断鼻圈闭为主，大部分圈闭受断层控制，分布在断层的边缘及古凸起上。该区的构造 演化经历了强烈断陷期、断坳转换期、坳陷期和挤压褶皱期4 个演化阶段。 对三级层序的沉积特征进行分析，认为火石岭组和营城组一段以火山岩相为主，沙河子组下段、 沙河子组上段和营城组四段分别以扇三角洲、深湖一半深湖和三角洲相为优势相，而登娄库组则为 河流相。并对碎屑岩沉积的三级层序进行了体系域划分，一个完整的三级层序分为低水位体系域、 水进体系域，高水位体系域。 影响徐家围子断陷西部层序发育的因素包括构造、气候、沉积物供给速率、湖平面变化和火山 喷发，在断陷期构造因素为主控因素，而在断坳转换期气候因素的影响逐渐变大。上述诸因素通过 综合作用影响着基准面和可容空间的周期性变化，进而控制着各级层序的发育和内部结构特征。 综合分析构造和层序沉积特征，并对生储盖组合和超覆圈闭进行了分析与预测，认为徐家围子 断陷西部有利的勘探区带分布在肇州西凸起区、昌德凸起区、中内泡凸起区和徐西断裂地层超覆区。 关键词：层序地层学；地层格架；地震剖面；徐家围子断陷 n a b s t r a c t a b s t r a c t b a s e do nam a s so fp r e v i o u sa c h i e v e m e n t s ，t h et h e s i sh a ss t u d i e dt h es t r a t i g r a p h i cf i a r n e w o r ko ft h e s t r a t ai nt h ew e s to fx u j i a w e i z if a u l td e p r e s s i o nw i t ht h ef u n d a m e n t a lp n n c i p l ea n dm e t h o d so fs e q u e n c e s t r a t i g r a p h y , c o m b i n i n gm o d e r ng e o p h y s i c a lt h e o r ya n dt e c t o n i ct h e o r y , a n dh a sg o ts o i n ee l e m e n t a r y c o n c l u s i o n s t h es t r a t ai nt h ew e s t o fx u j i a w e m if a u l td e p r e s s i o ni sd i v i d e di n t o4s u p e r - s e q u e n c e sa n d8 廿f i r d - o r d e rs e q u e n c e sa c c o r d i n gt ot h ec o n t a c tr e l a t i o n so ft h es t r a t aw h i c ha r er e f l e c t e df r o ms e i s m i c s e c t i o n ，d r i l l i n gd a t aa n dl o gd a t a a c c o r d i n g l yt h es t r a t i g r a p h i cf r a m e w o r ki ss e tu pi nt h ew e s to f x u j i a w e i z if a u l td e p r e s s i o n t h et e c t o n i cc h a r a c t e r i s t i c so ft h ec r i t i c a lb o u n d a r i e so fs t r a t i g r a p h i cf r a m e w o r ka n ds t r u c t u r e e v o l u t i o na r es t u d i e dt h r o u 【g ht h ee s t a b l i s h m e n to f s t r u c t u r em a pa n ds t r u c t u r a lh i s t o r yp r o f i l e t i i es t r a t ai n t h ew e s to fx u j i a w e i z if a u l td e p r e s s i o nw o r ec o n t r o l l e db yn n wx u x if a u l t ，a n dv o l c a n i co u t b r e a k a c c o m p a n i e d t h e f a u l ta c t i v i t i e s t h e a n t i c l i n e a n d f a u l t - n o s e a r e t h e m a i n a n d v a s t t r a p a m a j o r i t y o f t r a p s a l ei n f l u e n c e db yf a u l t ，a n dl o c a t eo nt h ee d g eo f f a u l t sa n dt h et o po f p a l e o - b u l g e s t h es t r u c t u r ee v o l u t i o n p r o c e s se x p e r i e n c e d4s t a g e s ：i n t e n s i v e l yf a u l t i n gp e r i o d t h ep e r i o dt r a n s f o r m e df r o mf a u l td e p r e s s i o nt o s a g ，d e p r e s s i o np e r i o da n dc o m p a c t i o nf o l dp e r i o d a c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i so f t h es e d i m e n t a r yc h a r a c t e r i s t i c so f t h i r d - o r d e rs e q u e n c e s ，i ti st h o u g h tt h a t v o l c a n i cf a c i e si st h em a i ns e d i m e n t a r ye n v i r o n m e n ti nh u o s h i l i n gf o r m a t i o na n di nt h ef w s ts e c t i o no f y i n g c h e n gf o r m a t i o n i nt h el o w e rs e c t i o no fs h a h e z if o r m a t i o n ，t h eu p p e rs e c t i o no fs h a h e z if o r m a t i o n a n dt h ef o t a hs c e f i o no fy i n g c b e r t gf o r m a t i o n ，t h em a i ns e d i m e n t a r ye n v i r o n m e n ti sf a nd d t af a c i e s ，d e e p a n ds e m i d e 印l a k ef a c i e sa n dd e l t af a c i e sr e s p e c t i v e l y h u v i a lf a c i e sd e v e l o p si nd e n g l o u k uf o r m a t i o n b e s i d e s s y s t e m st r a c ti s s t u d i e di nt h i r d - o r d e rs e q u e n c e sw h i c hf i l l e dw i t he l a s t i cr o c k s a ni n t a c t t h i r d - o r d e rs e q u e n c ei sd i v i d e di n t ol o w s t a n ds y s t e m st r a c t , t r a n s g r e s s i v es y s t e m st r a c ta n dh i g h s t a n d s y s t e m s t h ed e v e l o p m e n to fs e q u e n c ei nx u j i a w e m if a u l td e p r e s s i o ni sc o n t r o l l e db yt e c t o n i cf a c t o r , c l i m a t e f a c t o r , s e d i m e n t ss u p p l yr a t e ，l a k e l e v e lc h a n g ea n dv o l c a n i co u t b r e a k t h et e c t o n i cf a c t o ri st h em a i n a f f e c t i n gf a c t o ri nf a u l t i n gp e r i o d ，b u ti nt h ep e r i o dt r a n s f o r m e df r o mf a u l td e p r e s s i o nt os a g ，c l i m a t ef a c t o r b e c o m e sm o r es i g n i f i c a n t a l lt h ea b o v ef a c t o r sc o m p r e h e n s i v e l yi n t e r a c te a c ho t h e rt oa f f e c tt h ep e r i o d i c a l c h a n g eo f b a s e - l e v e la n da c c o m m o d a t i o n , i nt u r n , c o n t r o lt h ed e v e l o p m e n to fs e q u e n c ea n dt h ef e a t i i m so f i t si n t e r n a ls t r u c t u r e i tc o n c l u d e st h a tt h ef a v o r a b l ez o n e sf o rp r o s p e c t i n gl o c a t ea tz h a o z h o u x ib u l g e ，c h a n g d eb u l g e ， z h o n g n e i p n ob u l g ea n do v e r l a pa r e ao fx u x if a u l t ，w h i c hi se d u c e db yt h es y n t h e t i c a ls t u d yo ft e c t o n i c c h a r a c t e r i s t i c s ，s e q u e n c es e d i m e n t a r yc h a r a c t e r i s t i c s ，s o u r c e - r e s e r v o i r - e a p r o c k sa s s c m b l a g ea n do v e r l a p t r a p k e yw o r d s ：s e q u e n c es t r a t i g r a p h y ；s t r a t i g r a p h i ef r a m e w o r k ；s e i s m i cp r o f i l e ；x u j i a w e i z if a u l td e p r e s s i o n 1 1 1 大庆石油学院硕士研究生学位论文 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的研 究成果据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人巳经发 表或撰写过的研究成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均巳在支中作 了明确说明并表示谢意 作者签名：j ，- 雄 日期：旦竺匣扯 学位论文使用授权声明 本人完全了解大庆石油学院有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论 文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版有权将学位论文用于非 赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有 关数据库进行检索有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后 适用本规定 学位论文作者签名：互葡静 日期：忉卯； 导师签名：冰明歹 日期：沙7 岁却 太庚石油学院硬士研究生学位论立 引言 徐家围子断陷是松辽盆地北部一个有代表性的含气断陷，为陆相火山一沉积岩盆 地，西侧以断层与古中央隆起区相接，东侧为肇东一朝阳沟低凸起”。研究区位于徐家 围子断陷西部，是从9 0 年代开始勘探的，前人对徐家围子断陷的构造地质学、沉积学 和地层学等多学科、多领域曾经进行了大量的工作并且取得了较为丰富的成果，但对徐 家围子断陷西部地区地层格架的研究却很少。 1 研究目的及意义 徐家围子断陷是松辽盆地北部深层天然气勘探的主要目标区。松辽盆地北部深层天 然气资源量总计为1 1 7 4 0 亿m 3 ，其中徐家围子断陷为6 7 7 2 亿甜，而且，目前松辽盆地 北部已发现的深层气臼主要分布在徐家围子断陷。徐家围子断陷西部地区勘探领域大， 具有较大勘探前景。 虽然相关的研究工作一直没有间断，新的成果不断涌现，但徐家围子断陷西部地区 还存在许多需要进一步研究的问题。如；徐家围子断陷西部的陆相层序地层学的研究还 不够深入；对该区深层的地层格架缺乏系统的分析，等等。 论文将以徐家围子断陷深层地层格架为基础，以上述问题作为研究目的，充分利用 徐家国子断陷西部三维连片处理地震资料、探井资料，运用层序地层学理论、现代地球 物理理论和构造理论进行多学科联合攻关，系统研究徐家围子断陷西部地层格架、构造 特征、圈闭分布特征和层序分布特征，建立松辽盆地j 部徐客固子断路西部深屡高精度、 等时地层格架从而深化对该区的地质认识，为勘探部署提供可靠依据。 2 国内外层序地层学研究现状 层序地层学是t 9 7 7 年由美国r i c e 大学p r v a h “1 教授和休斯顿e x x o n 公司的同行们 在对北美海相被动大陆边缘盆地的研究过程中，在地震地层学理论基础上发展起来的。 白1 9 8 6 年第1 2 届国际沉积学大会正式推出全球沉积地质计划( g s g p ) 以来，层序地层学 得鳓了地学界的广泛重视。1 9 8 9 年，“s e a - l e v e lc h a n g e s ：a n i n t e g r a t c da p p r o a c h “9 一 书的出版以及s a n g r e e 、w a g o n e r 和m i t c h u m 等人的层序地层学文献的发表标志着系统 的层序地层学理论的诞生，在这一阶段，prv a i l 等人将层序地层学的概念用于露头和 测井资料，建立了一套完整的层序地层学概念体系和些沉积背景下的地层叠置样式。 j 暄后十多年来，历届从p g 年会土，层序地层学都是热点讨论内容。国内外形成了几种 有代表性的层序地层学理论体系，首先是以p r v 础等人为代表的e x x o n 沉积层序理论 的形成”，随后出现丁以g a l l o w a y 为代表的成因地层层序( g e n e t i cs 订“鼢1 p 虹c s e q u e n c e ) 和以tac r o s s ”1 等人为代表的高分辨率层序地层学( h i g h - r e s o l u 6 0 ns e q u e n c e s 廿a t i g r a p h y ) 。 自8 0 年代后期，国内外很快掀起了层序地层学研究热潮，至今历经二十余年而不 衰，并取得了很大的成功，也发现了不少问题，层序地层学理论仍处于不断的发展完善 引言 过程中。总结近年来层序地层学的发展主要有以下几个方面。 1 ，层序地层学的研究正在向高分辨率方向发展。随着盆地油气勘探与开发向更复杂 和更深入的方向发展，石油地质学家迫切需要更为精细的地层分析技术，高分辨率层序 地层学随之兴起并迅猛发展起来。 2 细碎屑岩层序地层学研究。生油层和盖层都与泥岩、页岩等细粒岩石有密切关系。 从层序地层学角度研究它们在三维空间的分布规律，再从有机地球化学角度研究它们在 三维空间中的有机地化标志的变化规律，将大大提高油气系统的研究水平。 3 层序地层学的工作站解释技术的提高。国外以g e o s t r a t 和b a s i n s e i s 为代表，编制 了面向石油工业的层序地层学解释软件，在工作站进行层序地层分析，为油气勘探开发 服务：这是以后层序地层学应用很重要的一个发展方向。 4 层序地层学在陆相盆地中的应用和发展。陆相层序地层学是层序地层学理论目前 发展的一个重要方向。源于海相层序地层学的研究方法有别于陆相层序地层学，陆相层 序地层学比海相层序地层学更为复杂阱。层序地层学在陆相地层中的应用将促使陆相地 层对比方法的更新和层序地层学模式的发展，从而更好的预测储集体的类型和储集体位 置。 陆相盆地层序地层研究作为层序地层学的一个主要方面，自二十世纪9 0 年代以来 成为源子海相沉积研究发展起来的层序地层学发展史上的一大亮点。而陆相湖盆与海相 盆地相比，存在诸多的差异：湖盆具有物源多且近、沉降中心多且迁移性强、相带窄 且变化快、水域面积小且变化大等特点“”湖平面变化具有周期性和幕次性两种变化， 其中湖平面的周期性交化与气候和季节的周期性变化有关，而幕式变化则主要由构造运 动所致“o 湖盆规模小，内部构造分异大，沉积及沉降速率差异大，增加了沉积层序的 复杂性和多样性。断陷湖盆层序的形成与演化主要受控于区域性构造事件或幕式构造 旋回，复杂的构造格局和幕式构造作用导致层序样式的多样性和层序构成的复杂性m 1 。 许多学者认为，由于湖平面的变化对湖盆沉积作用的基本控制与相对海平面变化对 浅海地层的控制极为相似，所以，尽管湖相层序地层单元厚度比相应的海相层序地层单 元薄，但是，源于浅海沉积研究发展起来的传统层序地层学的基本理论和方法仍能容易 地用于湖泊沉积研究“”，而且湖盆构造运动的阶段性与气候变化的周期性在一定范围内 的一致性也为层序的等时对比创造了可能“，只不过陆相层序的形成与演化更多地受到 构造和气候的影响“”。 目前，国外已大规模地运用传统层序地层学理论和方法，开展陆相湖盆层序地层学 研究。高分辨率层序地层学和成因层序地层学在陆相沉积研究中也得到了广泛应用。现 已初步建立了冲积地层和湖相沉积地层等不同沉积类型的陆相盆地的层序地层模式，并 取得了很好的科研与应用成果。 ” 我国在近2 0 多年，尤其是近1 0 多年中，陆相层序地层学研究进展很大。先后引进 并创造性地应用和发展了经典层序地层学、成因层序地层学及高分辨率层序地层学理论 和方法，出版了大量颇具代表性的科学著作和论文，如：层序地层学研究与应用“” 2 大庆石油学院硕士研究生学位论文 和高分辨率层序地层学派的理论、方法及实用技术“埘等。建立了断陷湖盆等多种不同 类型陆相盆地的层序地层模式。探讨了陆相层序地层形成演化的控制因素，并初步取得 了较好的应用效果，在大庆、胜利、辽河等油田中，应用层序地层学、三维地震及储层 评价等技术，在低位体系域砂体中发现了一大批隐蔽油气圈闭。 近1 0 年来，国内外陆相层序地层学研究及应用的蓬勃发展表明，陆相层序地层学 已经显现出其极强的科学性和有效的实践性。它为传统地层划分对比方法( 放射佐年代 学法、生物地层学法、磁性地层学法、气候地层学法和地层岩性法等) 长期面临的地层 对比不等时、精度低等问题的解决开辟了一种新的途径，为盆地分析、地层和沉积相空 间展布预测及盆地模拟等研究提供了新的技术支撑；为复杂陆相沉积盆地地层岩性隐蔽 油气藏的勘探开拓了新的思路。 3 主要研究内容和思路 在充分调研、收集和整理前人有关勘探成果和研究成果的基础上，积极研读有关层 序地层学和含油气系统方面的中外书刊，针对研究目的和主要存在问题，对研究区的地 层格架进行了系统的研究。 在徐家围子深层地层格架的控制下，以地震和钻井资料为基础，应用层序地层学理 论进行层序划分，根据层序界面识别标志对地震资料进行精细解释，从两建立研究区等 时地层格架。在研究区地层格架的基础上，通过编制等t o 图、构造图和构造发育史剖 面图，分析徐家围子断陷西部重要界面的构造特征和研究区地层的构造演化规律。结合 单井层序分析，研究徐家围子断陷西部的层序沉积特征，并进一步分析层序发育的影响 因素：最后综合以上内容的研究，对徐家围子断陷西部的生储盖组合和超覆圈闭进行分 析和预测，并预测有利的勘探区带。 4 主要工作量 论文主要完成的工作有如下5 个方面： 1 收集三维地震剖面资料和工区内4 6 口井的测井和综合录井图等资料。 2 制作4 1 口井的合成地震记录，标定了9 个反射界面，通过井震联合反复对比， 确定了层序界面识别标志，并对标定的9 个反射界面进行地震资料解释，共参与解释三 维地震资料1 4 0 0 k m 2 3 对4 2 口井进行单井层序界面识别与层序划分，编制4 条联并地层格架对比剖面 图，涉及2 7 口井；通过地层对比，建立等时地层格架，并提供了4 2 口井的深层地层钻 井分层数据表。 4 编制研究区内重要界面的等t o 图和构造图各5 幅，以及断层叠合图和圈闭叠合 图各i 幅，构造发育史剖面图4 幅。 5 编制地层格架综合柱状图1 幅，地层等厚图3 幅，登娄库组底面超覆在基岩顶面 的地层超覆圈闭图l 幅及有利勘探区带预测图l 幅。 第1 章区域地质概况 第1 章区域地质概况 1 1 研究区概况 徐家围子西部位于安达市以南，肇源县以北区域，西起大同镇，东至丰乐镇。徐家 围子断陷共有三维地震工区1 4 ，工区总面积约4 0 0 0 k 2 ，其中l o 个工区0 4 年经子波整形 处理，面积约3 2 0 0 k m 2 ；徐家围子断陷西部主要位于该连片三维区内。区内有深探井4 6 口( 图1 - 1 ) 。 4 图1 - 1 徐家围子断陷地震工区分布图 f 培1 一lt h e d i s t r i b u t i o n m a p o f s e i s m i ca r e a i n x u j i a w e ：z i f a u l t d e p r e s s i o n 盔鏖互鎏堂堕鲢堡塞圭堂垡堡塞 针对狳家围子深层油气勘探的研究工作起步较晚，1 9 9 6 年至2 0 0 4 年在徐家围子西部 八个区块( 安达、汪家屯升平、卫深4 井、宋芳屯、昌德东、芳深g 、杏山、杏山南) 和杏树岗地区进行了三维地震勘探，大庆油田有限责任公司在2 0 0 4 年夏天对徐家围子西 部地区的三维地震资料进行了重新处理。 在钻井资料上，目前完钻探井3 4 口，其中1 4 口井获工业性气流，它们是芳深1 、2 、 4 、5 、6 、7 、8 、9 、1 0 、7 0 1 ：8 0 1 、肇深l 、1 0 和卫深5 井，1 0 口井获低产气流，它们 是芳深3 、升深6 、卫深5 0 1 、肇深3 、6 、7 、8 、儿和昌1 0 2 、4 0 1 井，另外l o 口井仅 有油气显示，试油结果为干层或水层，它们是卫深2 、4 、昌1 0 1 、1 0 3 、2 0 1 、4 0 3 、肇 深4 、9 、肇1 2 和芳深9 0 1 井j 钻遇的储层主要为营城组火山岩储层以及砂砾岩储层， 登娄库组砂砾岩储层及基岩风化壳储层。 一经过多年的勘探，在昌德、肇州西、芳深9 和芳深8 井区发现了工业气藏，并提交了 数百亿方的天然气地质储量，展示了本区良好的勘探前景。多年的勘探成果和资料的积 累，为本项研究工作的顺利开展提供了可靠的保证。 1 2 区域地层特征 松辽盆地是我国较大的中一新生代陆相含油气盆地，是伸展裂陷型盆地，盆地呈北 东向展布，位于环太平洋构造域北段，吉生代兴蒙她槽褶皱带东端。盆地基底主要由古 生界变质砂岩、大理岩、板岩和千枚岩等组成，并有大面积印支一早燕山期、海西期和 加里东期花岗岩侵入n 钔。松辽盆地深层地层为断陷盆地充填沉积，发育的地层有火石岭 组、沙河子组、营城组和登娄库组，这是一套以碎屑岩为主，夹火山岩的地层。从构造 特征看，松辽盆地深层呈盆蛉相问构造，从下往上，总体上盆地面积逐渐扩大，由火石 岭组的分割性小的断陷盆地群，逐渐演化为登娄库组统一的大型断坳型盆地。在下部断 陷盆地充填沉积物中，发育大量火山岩，表明断陷作用伴随有岩浆活动。 松辽盆地北部探井揭露的深层地层自下而上为上侏罗统的火石岭组、下白垩统的沙 河子组、营城组和登娄库组( 表卜1 ) ，其中沙河子组以下的地层仅有少数探井钻遇，营 城组以上的地层则有较多探井揭露，现将深层地层特征简要介绍如下： ， 1 火石岭组 火石岭组为断陷初期的充填沉积物，火山岩所占比例较大，主要有中性凝灰角砾岩、 中酸性角砾凝灰岩、酸性流纹质凝灰熔岩、凝灰粉砂质泥岩、砾岩、砂岩，夹凝灰岩、 凝灰砂岩及煤线。最大厚度可达8 0 0 m 。主要分布于深断陷中。 2 沙河子组 沙河子组与火石岭组相比，分布范围明显扩大，火山岩比例明显减小，碎屑岩比例 增多。沙河子组岩性为灰白、灰黑色砾岩、砂岩、灰黑色泥岩不等厚互层。目前钻井揭 示的沙河子组仍不完整，至少可分两段，分别为两个向上变细的正旋回，反映两次大规 模的湖进过程。最大地层厚度可达1 6 0 0 m 。 第1 章区域地质概况 表1 - 1 松辽盆地北部深层地层特征 t a b 1 1c h a r a c t e r s t i e so f d e e ps t r a t a i n t h e n o r t h o f s o n g l i a ob a s i n 地层标志性岩性特征 同位素最大厚度 灰褐色、灰黑色砂质泥岩与浅灰绿、灰 四段 白色和紫灰色砂岩 三段 灰白色块状细一中砂岩与灰褐、灰黑色砂 登娄库组k l d 质泥岩互层 1 5 0 0 m 灰黑色砂质泥岩为主，灰与白色厚层细 下 二段 砂岩呈不等厚互层 一段杂色砾岩，顶部夹砂岩 ， 灰黑、紫褐色砂泥岩，绿灰、灰白色砂 白 四段 砾岩 。三段 中性火山岩为主，常见类型有安山岩、 垩 营城组k l y 安山玄武岩 1 2 0 - 1 3 0 m a1 0 0 0 m 灰黑色砂泥岩、，绿灰和杂色砂砾岩，有 二段 时夹数层煤 酸性火山岩为主，常见类型有流纹岩、 统 一段 紫红色、灰白色凝灰岩 上段 砂泥岩，局部地区见有蓝灰、黄绿色酸 沙河子组k 1 s h 性凝灰岩 1 3 0 1 4 5 m a 1 6 0 0 m 砂泥岩夹煤层，常为稳定的可开采煤层 下段 ( 5 6 层) 上侏 上部为安山岩夹碎屑岩，安山玄武岩、 罗统 火石岭组j 3 h 1 4 5 1 5 5 m a8 0 0 m 玄武岩，下部为粗碎屑岩夹凝灰岩 3 营城组 营城组地层特征与火石岭组基本相似，但分布范围较沙河子组更为广泛。其岩石类 型有砾岩、含砾砂岩、砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩和火山岩。砾岩的砾石成分以 凝灰岩、酸性喷发岩为主。在营城组中夹有大量黑色泥岩和煤层，煤层厚度可达4 i n 。营 城组地层厚度可达1 0 0 0 m 。其下与沙河子组地层呈削蚀关系接触，上与登娄库组地层呈 不整合接触。该组可划分为四个段：自下而上岩性特征为：营一段以酸性火山岩为主， 常见类型有流纹岩和紫红色、灰白色凝灰岩；营二段为灰黑色砂泥岩和绿灰、杂色砂砾 岩，有时夹数层煤，仅发育于宋站和榆树林西部地区；营三段分布范围也仅局限在宋站 和榆树林西部地区，岩性以中性火山岩为主，常见类型有安山岩和安山玄武岩；营四段 为灰黑、紫褐色砂泥岩和绿灰、灰白色砂砾岩。本区仅发育一段与四段，缺少二段与三 段地层。 4 登娄库组 登娄库组是松辽盆地深层分布最广、厚度最大的一套地层，最大厚度可达1 5 0 0 余米。 一般将登娄库组由下而上划分为四个岩性段，即登一段杂色砾岩段、登二段暗色泥岩段、 登三段块状砂岩段和登四段过渡岩性段。 登一段主要由杂色砂、砾岩组成，上部有紫褐色、灰黑色粉砂质泥岩及灰白色细砂 岩，厚度为0 2 1 5 m 。登二段主要由灰绿、灰黑色及少量紫红色泥岩、砂质泥岩与灰白 6 大庆石油学院硕士研究生学位论文 色、棕灰色厚层砂岩呈不等厚互层，层内夹少量泥灰岩和凝灰岩，含少量石膏和方解石 细脉。底部有紫褐色粉砂质泥岩，厚度为o 7 0 0 m 。登三段由灰白、浅灰绿色厚层块状 细一中砂岩与灰黑、褐灰色及暗紫红色泥质岩、砂质泥岩呈略等厚互层，组成小幅度正 韵律层，局部夹薄煤层。一般上、下部砂岩较发育，中部泥质岩夹层较多，砂岩中常见 砾石，并有石膏细脉，该段厚度为0 6 5 0 m 。登四段岩性主要为灰褐、褐红色夹少量紫 色泥岩、砂质泥岩与浅绿、灰白、棕灰色厚层状细砂岩呈不等厚互层，并夹灰紫色砂岩 及薄层凝灰岩。自下而上泥岩颜色交暗，砂岩紫灰色变少，灰白色增多，厚度o 5 0 0 m 。 由上述可知，松辽盆地深层地层总的特征是由下而上，火山岩所占比例逐渐减少， 地层分布范围逐渐扩大，其岩石类型出现有规律的变化。 1 3 区域构造背景 松辽盆地古生代晚期一中生代早期位于华北板块北缘、西伯利亚板块东南缘和佳木 斯布列雅地块西侧的褶皱增生带上。自晚三叠纪以来，经历了印支运动、燕山运动和喜 山运动三个旋回的发展过程，形成了盖层褶皱、断裂和大量的火山喷发岩及花岗岩侵入。 三叠纪晚期的印支运动，是中国滨西太平洋的开始，使秦岭残留海盆和内蒙一吉黑 地区的裂陷带封闭，我国东部拼合的统一大陆基本形成，但海水并未最后退出。印支运 动之后，蒙古一鄂霍茨克海槽到早一中侏罗世依然为海水所覆，中侏罗世末才最后封闭褶 皱成山。东亚地区很可能到中侏罗世末才最后形成统一的大陆。经过三叠纪和侏罗纪早 期的构造运动转变，成为滨西太平洋构造域的一部分。 早、中侏罗世，沿晚古生代华北板块北缘造山带造山后伸展，形成了一系列北东东 向的沉积盆地，沉积了巨厚的近海湖盆沉积。下中侏罗统与三叠系一起变形，或有明显 继承关系，褶皱轴和主要断裂的走向以近东西和北东东向为主，三叠纪一早侏罗世的岩 浆带为近东西向，构造变形北强南弱。这似乎表明构造力的作用来自北边。在太平洋地 区，法拉隆板块相对欧亚大陆向北北东方向( m a r u y a m a e ta 1 ，1 9 8 6o r ee ta l ，1 9 8 9 ) 作左 旋离散运动。 晚白垩世一早第三纪：晚白垩世库拉板块向西往欧亚大陆作右旋斜向俯冲，使东亚 大陆边缘的平移断裂系活动消失，与之有关的盆地随之消亡，大型坳陷盆地带也全面隆 起。这时期，太平洋板块向北西方向往欧亚大陆下作正面俯冲，结束了白垩纪盆地沉积 ( 张立敏，1 9 8 3 ) 。早第三纪受太平洋板块北西向俯冲影响，郯庐系左行走滑，中国东 部形成了一系列早第三纪断陷盆地。 ， 从晚第三纪起，我国大陆东部断陷活动大为减弱，华北一东海新生代裂陷盆地系中 的裂陷盆地均进入拗陷阶段，出现大面积的披盖式沉积层，其它地区基本以隆升为主。 这时期，太平洋板块向北西西方向朝欧亚大陆下稍作右旋斜向俯冲。经过晚第三纪的挤 压反转，东北地区现代仍处于东西向挤压环境。 7 第2 章层序划分与地层格架的建立 第2 章层序划分与地层格架的建立 关于陆相盆地层序地层的研究，虽有颇多争论，但国内外的学者基本上认可了被动 大陆边缘层序充填模式对陆相盆地沉积序列的适用性伽。徐家围子断陷是松辽盆地北部 断陷层序一个有代表性的含气断陷，属陆相沉积，深层地层既有火山喷发，又有沉积作 用，因此借鉴了前人的研究成果，把火山岩纳入层序的框架中。 一 2 1 层序划分原则 层序地层学是根据露头、钻井、测井和地震资料，结合有关沉积环境和岩相古地理 解释，对地层层序格架进行地质综合解释的地层学分支学科胁1 。1 9 4 8 年，s l o s s 最初提出 层序的概念是源于对被动大陆边缘的研究，他认为层序是以不整合面为边界的地层单 位。之后v a i l 和m i t c h u m 对他的层序概念进行了修改，认为层序是一套相对整一的、成 因上存在联系的、顶底以不整合或与之相对应的整合面为界的地层单元。v a i l 和m i t c h u m 的层序比s l o s s 的层序包容的时间更短，并提出海平面变化是层序形成演化的主导因素。 2 0 世纪9 0 年代初，层序地层学研究进入了空前迅猛的发展阶段，陆相层序地层学的 理论研究和实践逐渐成为沉积学和石油地质学界的热门课题蚴。在我国，陆相沉积盆地 较多，尤其是一些开发中的大型油气田，都以陆相沉积环境为主。我国大多学者认为层 序地层学可以应用于陆相地层，同时，又强调陆相盆地具有自身的复杂性和特殊性，所 以不能机械照搬海相层序地层学的理论，必须全面仔细地考虑陆相盆地中基准面和沉积 物供给的变化特征，识别和解释陆相盆地范围内不整合面和地层旋回式沉积的成因。”。 在考虑徐家围子断陷层序地层划分时，结合盆地的构造演化对层序地层的控制以及 地震层序分析，从以下几个方面来识别层序： i 不整合 不整合是指岩石地层之间接触上的构造关系，具有在沉积上缺少连续性的特征，并 以在地层间缺少平行为标志，与沉积间断、风化特别是侵蚀阶段相对应( b a r e s1 9 8 0 ) 。 文中所应用的不整合是指在地层记录中包括从局部到区域大规模的时间间断。 在分析不整合与层序关系时，充分考虑到：不整合与各期构造运动的匹配：不整 合与上覆沉积单元的关系：横跨不整合面的地层关系：不整合与下伏沉积单元之间 的时代地层关系。由此可以对空缺历史进行较为合理的推论，进而对盆地保存地质记录 的事件与过程进行边界约束。”。 2 岩性标志层 划分层序时，不但需要分析地震剖面上的层序界面的响应特征，还应充分考虑各级 层序的岩性标志层。例如古土壤、根土岩及古风化壳( 沉积暴露标志或暴露沉积相) ，古 土壤是沉积间断的标志，它的特殊性使其作为划分和识别层序界面的主要标志。”。 3 沉积岩相的突变 基准面的下降在盆地范围上表现为沉积相带向盆地内部的迁移，尤其是在盆地边缘 ： 盔鏖互垫兰堕塑主婴塞生兰垡堡奎 一 地区，这种相的迁移和变化更为明显。在露头剖面上垂向沉积序列中出现浅水或极浅水 相直接覆盖在深水相之上，或深水相覆盖于浅水或极浅水相之上代表着沉积相带向盆地 内部的转移，是层序界面发育的强有利的证据和标志删。 4 测井响应 。测井曲线形态、幅值突变也是识别层序界面的主要依据之一，如自然电位的基线强 烈偏移、视电阻率值的突增或突减等。 2 2 层序界面的识别及特征 2 2 1 层序界面的识别标志 结合徐家围子断陷的发育特点，层序界面的识别标志可以归纳为以下几个方面： 1 区域角度不整合面：这种界面往往与构造运动事件相吻合，是强烈的古构造运动 所形成的古风化剥蚀面，该界面在区域上发育普遍，可对比性强。在地震剖面上的响应 为大范围的项部削截；在岩心中，界面上下地层的产状和岩石面貌明显不同；在测井曲 线上，界面上下的曲线幅值截然变化。“ 2 区域性超覆不整合面：该界面是在前期层序尚未发育完善的情况下，前期层序即 行终止，湖泊再次发生大规模水进事件，形成了盆地中心地带整合，而盆缘不整合的层 序界面。区域性超覆不整合面与区域角度不整合面都是识别i 级层序的标志。 3 火山局部不整合面；该界面一般对应着区域上规模较大的火山活动起始界限。该 界面是低于区域构造运动事件的层序界面。在徐家围子断陷中，营城组与下伏沙河子组 地层的不整合界面就是以火山岩为界。 4 湖盆萎缩最大暴露面：由湖泊的演化过程可知，湖泛期水体覆盖面积最大，随着 湖盆的萎缩，水体逐渐向湖盆中心迁移，水上暴露面逐渐增大，至湖泊的下一个旋回开 始时，地表暴露面达到极限，因此，覆盖面积最大的深水沉积相之上，首次达到最大极 限值的暴露冲刷面即为层序界面。 5 层序界面上下地层存在颜色、岩性以及沉积相的垂向突变。 。 6 ，层序界面的测井响应特征；测井资料具有精度高、连续性强的特点，在层序地层 研究中得到了广泛应用。在研究区层序划分中主要选用了自然电位、自然伽玛和电阻率 曲线作了对比分析。一般情况下层序界面表现为曲线形态和幅值突变。 。 ， 7 层序界面的地震响应特征：地震剖面上地震反射的终止是层序划分中最直接和最 可靠的依据，是利用地震资料进行层序划分的基础，主要表现为层序顶部存在削截与顶 超，层序底部有上超现象瞌刀。从地震剖面上看，层序界面往往具有强振幅、高连续性的 特点。 2 2 2 地震反射界面的标定 地震反射界面的标定采用l a n d m a r k 中s y n t o o l 模块的标定技术进行合成地震记录 精细标定。首先对声波测井曲线和密度曲线进行校正，在利用电阻率、自然电位、声波、 自然伽玛等测井曲线进行全区地层对比的基础上，分析各层顶底界面的声波特征，从井 9 第2 章层序划分与地层格架的建立 旁地震道提取目的层段子渡，制作合成地震记录。将合成记录与井旁地震道反复对比， 不断调整填充速度，使二者波组关系良好、波形特征基本一致。通过昌2 0 1 井，芳深2 井等4 1 口井的合成地震记录( 图2 - i ) ，精细标定了研究区的地震地质层位( 图2 - 2 ) 。 图2 一l 合成地震记录标定( 昌2 0 1 井) f i g 2 1c a l i b r a t i o no f s y n t h e t i cs e i s m o g r a m ( w e l lc r m 9 2 0 d 图2 - 2 地震层位标定( 1 i n e l 6 9 ) f i g 2 1c a l i b r a t i o no f s e i s m i cz o n eo i n e l 6 9 ) 大庆石油学院硕士研究生学位论文 在合成地震记录标定的基础上，利用联井测线实现井井之间的层位对比解释工作， 自上而下最终标定9 个反射界面，各反射层位相应的地质含义如下： s b 9 ：相当于泉头组底面反射，地震上表现为t 。反射层 s b 8 ：相当于登四段底面反射，地震上表现为t 。反射层 s b 7 ：相当于登三段底面反射，地震上表现为t 。反射层 s b 6 ：相当于登娄库组底面反射，地震上表现为l 反射层 s b 5 ：相当于营四段底面反射，地震上表现为t 缸反射层 s 1 3 4 ：相当于营城组底面反射，地震上表现为t l 。反射层 s b 3 ：相当于沙河子组上段底面反射，地震上表现为t 。反射层 s b 2 ：相当于沙河子组底面反射，地震上表现为t 4 2 反射层 s b l ：相当于基岩顶面反射，地震上表现为t 5 反射层 2 2 3 层序界面的特征 根据上述层序界面的识别标志，借助钻井人工合成记录对应的标志层，将地震层序 界面转化到钻测井中去，再和从钻井资料中识别出的层序界面进行反复校对，最终确定 了9 个三级( 含三级以上) 层序界面，自下而上分别是：。 s i n ：为基岩顶面，相当于火石岭组底界面反射，在地震上体现为t 。反射层，该 界面为区域性构造运动不整合面，属于二级层序界面，同时属于一级层序界面，具明显 的上超和削截现象( 图2 - 3 a ) 。该界面在构造高部位是连续强反射，易于追踪对比，在 构造低部位或凹陷区为不连续低频率的中弱反射，追踪对比较困难。岩性上为从基岩向 上突变为火山岩或沉积岩的界面。在测井曲线上，很高的深浅测向电阻率曲线突然变低， 很低的自然伽玛或自然电位曲线突然变高( 图2 - 3 b ) 。 ( a ) l i n e 6 1 ( b ) 卫深5 0 1 井 图2 - 3 层序界面s b l 的特征 f i g 2 3c s t i c so f s e q u e n c eb o u n d a r ys b l s b 2 ：相当于沙河子组底界面反射，属于二级层序界面，是区域构造应力转换的 产物。地震上体现为t 。反射层，表现为较连续、中强振幅反射，界面上下有明显的上 超和削蚀现象( 图2 - 4 a ) 。岩性上为从火山岩或沉积岩向上突变为碎屑沉积岩的界面。 第2 章层序划分与地层格架的建立 在测井曲线上，较低的电阻率曲线突然变高，较高的自然伽玛曲线或自然电位蓝线突然 变低( 图2 - 4 b ) 。 ( a ) l i n e 2 2 5 ( b ) 升深6 井 图2 _ 4 层序界面s b 2 的特征 f i g 2 - 4c h a r a c t e r i s t i c so f s e q u e n c eb o u n d a r ys b 2 s b 3 相当于沙河子组上段底界面反射，属于三级层序界面。地震上体现为t 4 。 反射层，表现为中等反射。岩性上为从泥岩向上突变为较厚的砂岩的界面，在测井曲线 上，较低的电阻率曲线突然变