（石油与天然气工程专业论文）安塞地区三叠系延长组层序地层学研究.pdf

中文摘要 论文题目： 专业： 硕士生： 指导教师： 安塞地区三叠系延长组层序地层学研究 石油与天然气工程 苗庆梅( 签名) 王起琮( 签名) 付守献( 签名) 摘要 鄂尔多斯盆地是我国重要的能源基地，具有丰富的油气资源，安塞油田位于鄂尔多 斯笳地陕北斜坡的中东部偏南处，北自靖边，南至富县，东起延长，西抵吴起，面积约 2 5 万km | ，是我国最早进行石油地质勘探的地区之一。在构造演化上继承整个盆地的特 点，晚三叠世一中侏罗世，印支运动特提斯板块向北或北东方向运动，在右行剪切力的 作用下，出现南北向凹陷，为半潮湿气候环境。岩性以三角洲相、湖相的灰黑色、深灰 色泥页岩与浅灰绿色粉细砂岩互层为主。 油田的勘探、开发以及钻探表明：储层砂体空间展布和油藏成藏条件较为复杂。因 此，精细的小层划分与对比、论述层序演化特征，分析层序对油气藏的控制作用，调查 砂体展布以及油藏富集规律成为油田急需解决的问题。延长组厚度一般为4 0 ( ) - - - 1 4 0 0 m ， 总体呈现西薄东厚，北薄南厚的特点。在进行划分与对比过程中，遵循寻找全区分布比 较稳定的五个主要标志层和一个辅助标志层。其沉积体系主要有湖泊沉积体系和三角洲 沉积体系。 本文采用层序地层学理论，应用露头、岩心、钻测井以及地震等资料，结合安塞地 区三叠系沉积背景和构造演化研究成果，进行划分和等时追踪对比，建立层序地层格架 以及层序地层模式，开展层序地层格架约束下的储层反演预测，总体把握沉积体系分布 规律，预测岩性圈闭类型及其群体分布。 层序地层学研究时主要利用地层接触关系、相旋回特征和相的突变界面、区域性特 征界面( 最大湖泛面) 、河道砂体的叠置方式以及区域较好的对比标志层识别层序界面。 在综合分析的基础上，把延长组划分为4 个三级层序。分别对应长1 0 - 长9 ，长8 一长7 ， 长6 一长4 + 5 和长3 + 2 一长l 期沉积。并经过分析研究，得出结论：层序控制着生储盖的组 合、储层的展布及储层的储集性能。 关键词：安塞地区延长组层序地层 层序格架 论文类型：应用研究 英文摘要 s u b j e c t ： s p e c i a l i t y ： n u m e ： i n s t r u c t o r ： s e q u e e er e s e a r c ho ft h et r i a s s i cy a n c h a n gf o r m a t i o ni nt h ea r e ao f a n s a i p e t r o l e u ma n dn a t u r a lg a sp r o j e c t m i a oq i n g m e i ( w a n gq i c o n g ( s f us h o u x i a n ( s i a b s t r a c t t h eo r d o sb a s i ni st h em o s te n e r g ys o u r c e sb a s ei no u rc o u n t r y i th a sa b u n d a n to i l g a s r e s o u t c e a n s a io i l f i e l dl i e si nm i d d l e e a s tl e a n i n gs o u t hi ns h a n b e ib r a e i ti s i n g b i a ni n n o r t h ，f u x i a ni ns o u t h ，y a n c h a n gi ne a s ta n dw u q ii nw e a t 1 1 1 ea r e ai s 2 5s q k m a n di so n e o ft h ee a r l e s to i lr e c o n n o i t r e ，i ts u c c e e dt oa l lt h ec h a r a c t e r i s t i co ft h eb a s ei nc o n f c i r m a t i o n e v o l v e m e n t l a t et r i a s s i c m i d d l ej u r a s s i ce p o c h ，l n d o s i n i a nm o v e m e n tt e t h y sp l a t em o v e dt o n o r t h w a r do rn o r t h - n o r t h e a s t u n d e rt h er i g h tl a t e r a ls h e a rf o r c e ，a p p e a r e dan o r t h s o u t h d e p r e s s i o n t h ec i r c u m s t a n c ew a sh a l f - h u m i d i t yw e a t h e r m u t u r el a y e ro f a s h - b l a c k ，d a r ka s h m u ds h a l ea n df l e e ta s hg r e e nt h i np o w d e rg r i t s t i o n eo ft h el a k ea n dd e l t ad e p o s i t i o ni st h e m o s t l yl i t h o l o g y t h er e c o n n o i t r e ，e m p o l d e r , d r i l l i n go fo i ls h o wt h a t ：c o n d i t i o n so fd e p o s i t eg r i t s t o n e s p a c es p r e a da n do i ls t o r ef o r ma r cm o r ec o m p l e x s o ，s u b t l yl i t t l el a y e rp l o ta n dc o n t r a s t ， d i s s e r t a t e s e q u e c cs t r a t i g r a p h ye v o l v e m e n tc h a r a c t e r , a n a l y s i ss e q u e e es t r a t i g r a p h yc o n t r o l a c t i o nt oo i l g a ss t o r e ，r e s e a r c hg r i t s t o n es p a c es p r e a da n do i ls t o r ee n r i c h m e n tr u l ea r et h e e x a c ts e t t l i n gm a t t e r y a n c h a n gf o r m a t i o np l yf r o m4 0 0t o1 4 0 0m 1 1 1 i ni nt h ew e s ta n d n o r t h ，d e e pi nt h ee a s ta n ds o u t h i nt h ep r o c e s so fp l o ta n dc o n t r a s t ，f o l l o ws e a r c h i n g d i s t r i b u t em o r es t a b i l i z a t i o ni nt h ew h o l es e c t i o n ：f i v em o s t l ys y m b o ll a y e ra n do n ea s s i s t a n t s y m b o ll a y e r t h em o s ts e d i m e n ts y s t e mi st h el a k ea n d d e l t ad e p o s i t i o n s t h ea r t i c l ea d o p t st h e o r yo fs e q u e n c es t r a t i g r a p h y , u s e st h eo u t c r o po b s e a v i n g ，c o r e d e s c r i b i n ga n dd a t aa n a l y z i n go fw e l ll o g g i n ga n dt e s t i n g ，l i n ka n s a ia r e at r i a ss e d i m e n ta n d c o n f o r m a t i o ne v o l v e m e n ts t u d yp r o d u c t i o n ，p a r t i t i o na n dp u r s u i tc o n t r a s t ，b a s e ds e q u e n c e s t r a t i g r a p h y t r e l l i sa n ds e q u e n c e s t r a t i g r a p h yp a t t e r n d e v e l o p u n d e rr e s t r i c t s e q u e n c e s t r a t i g r a p h yt r e l l i s e v o l v e m e n ti nr e v e r s ef o r e c a s t g r a s ps e d i m e n ts y s t e md i s t r i b u t i n g d i s c r i p l i n a r i a n ，d r o po u tl i t h o l o g ye n c l o s et y p ea n dc o l o n yd i s t r i b u t i n g d u r i n gs t u d ys e q u e n c es t r a t i g r a p h y ，m o s t l yu s i n gs t r a t u mm e e tr e l a t i o n ，p o s t u r eg y r e c h a r a c t e ra n dm u t a t i o ni n t e r p h a s e ，r e g i o nc h a r a c t e ri n t e r p h a s e ( t h em a x i m u mf l o o d i n g s u r f a c e ) ，r i v e r w a y 鲥t s t o n cf o l dm o d ea n db e t t e ra r e ac o n t r a s ts y m b o ll a y e rt oi d e n t i f y s e q u e n c es t r a t i g r a p h yi n t e r f a c e o nt h eb a s eo f s y n t h e s i sa n a l y s e ，t h ey a n c h a n gf o r m a t i o ni s i i i 英文摘要 p a r t i t i o no f ff o u rt h i r d c l a s ss e q u e n c es t r a t i g r a p h y e s p e c f i v e l y c o r r e s p o n d i n gc h a n 9 10 一c h a n 9 9 ， c h a n 9 8 一c h a n 9 7 ，c h a n 9 6 c h a n 9 4 + 5a n dc h a n 9 3 + 2 一c h a n 9 1 b ya n a l y s i s i n g 。e d u c e dc o n c l u s i o n ：t h e t h es e q u e n c ec o n t r o l e dt h ec o m b i n a t i o n o f o i l g e n e r a t i n gs t r a t a , r e s e r v o i ra n dc o v e rr o c k ，t h e d i s t r i b u t i n go f r e s e r v o i ra n dt h ec a p a b i l i t yo f r e s e r v o i r k e y w o r d s ：a n s a ia r e a y a n c h a n gf o r m a t i o n s e q u e n c es t r a t i g r a p h i cs e q u e n c e s s t r a t i g r a p h i ef r a m e w o r k t h e s i s ：a p p l i c a t i o ns t u d y 学位论文创靳性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个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，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果：也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做 了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名：萱篮掏日期：幽。! 宣! 鲤 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、 公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接 相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。 论文作者签名 导师签名： 萱垂掏日期：趣z 丝 垂曼盎吼2 翌z ：生! 矿 第一章绪论 第一章绪论 经过多年的勘探工作，在安塞地区已经获得了一些资料及认识，其勘探成果及资源 评价都十分令人鼓舞，预示着该区及周围有着较大的勘探潜力。通过对该区沉积相演化， 沉积体系及其成岩作用与油气富集的关系等方面的进一步研究，进行沉积综合分析揭示 该区沉积地质特征，预测有利储集相砂体分布系统，科学预测油气资源，确定勘探方向， 提高油气勘探效果。因此对该区进行层序地层学分析具有重要的理论及实践意义。 1 1 课题研究目的及意义 鄂尔多斯盆地构造稳定、地层平缓，储层横向变化大，渗透率低，主要为隐蔽性油 气圈闭，是我国第二大沉积盆地和重要的能源基地，油气资源丰富。具有油气分布广， 含油层段多，油层厚度大等特点。安塞油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡的中东偏南部， 为一个典型的低渗、特低渗油气藏。该区北自靖边，南至富县，东起延长，西抵吴起， 面积约2 5 万km 。，是我国最早进行石油地质勘探的地区之一，是鄂尔多斯一个重要的 产油区。三叠系延长组是其主要的含油层，油藏类型主要属岩性油藏或构造岩性油藏。 岩性以三角洲相、湖相为主的灰黑色、深灰色泥页岩与浅灰绿色粉细砂岩互层，主要标 志层为长7 。油田的勘探、开发以及钻探表明：储层砂体空间展布和油藏成藏条件较为 复杂。纵向上砂层相互叠置，有效储层薄，横向相变快，非均质性极强。 目前，随着油气资源开发的逐渐深入，由于低渗低产的特点以及隐蔽油气藏的复杂 性，严重地制约了油田的勘探和开发，使成本增高、效率降低。因此，急需对主力油层 进行正确的精细划分和对比。掌握油藏范围内单一储集砂体的纵横向分布规律以及沉积 微相的发育特征。研究储层的非均质性，准确预测有利区块，提高油田注采效率。 解决这些问题的核心是地层的精细划分与对比，通过精细地层划分与对比，可提供 研究小层特征的基础数据。解决开发过程中遇到的许多地质问题。如利用精细地层对比 成果，提取小层平面构造图。研究小层砂体平面展布特征及沉积微相特征，对油藏富集 因素做出合理分析。最终预测有利含油区块等。应用露头、岩心、测井以及地震等资料， 结合安塞地区三叠系沉积背景和构造演化研究成果，对长7 储集砂体进行研究，建立层 序地层格架以及层序地层模式，总体把握沉积体系分布规律，预测岩性圈闭类型及其群 体分布。 开展层序地层学研究对安塞地区油田的开发具有重要的意义。对安塞地区上古生界 地层进行科学地对比与划分，建立层序地层格架，在该层序格架内，研究其沉积相和沉 积微相的展布规律，建立更合理的地质模式，可以为进一步勘探和开发部署提供科学的 依据，提高勘探与开发的成功率；利用地震信息对储层开展精细预测，研究砂体和含油 砂体的平面展布形态以及储层参数的变化规律，并开展油藏控制因素和高产富集规律的 研究，可以为合理地开发油田提供科学依据，为调整油田开发方案提供理论根据。 两安f i 油大学硕士学位论文 1 2 国内外研究现状及发展 1 2 1 国内外研究现状 “层序”作为一种以不整合面为界面的地层单位，早在1 9 4 8 年就由s l o s s 提出了。 因此，“层序”从研究的时间上看并不是一个新概念。层序地层学目前正处于不断地发展 和完善的过程中，特别是在陆相湖盆中开展层序地层学研究，又有了新的进展。近年来， 我国也陆续翻译并公开出版了有关层序地层学方面的文章和专著。先后有石油大学、北 京石油勘探开发科学研究院、中国地质大学等单位在塔里木盆地、吐哈盆地、渤海湾盆 地开展了层序地层学研究，有关成果正在以论文和专著的形式公开发表出来。 a 在基础理论研究领域： 目前，层序地层学的理论研究已从早期的被动大陆边缘翁地向前陆盆地和陆相盆地 发展，在地质年代上已涉及到古生代以来的整个时期，在岩性上包括碎屑岩、碳酸盐岩 及混积岩层序。 b 在油气勘探开发领域： 层序地层学之所以能够在油气勘探中发挥重要作用，是因为它能够在钻前对有利于 形成油气藏的相带、区块及其优劣进行预测，并且已经初步形成了一套比较完整的思路 与方法。如预测有利生油层段、找寻火山口、寻找复合密集段等方法。在基准面发生重 大下降过程中，相邻两个或多个层序的密集段彼此紧靠、相互配置，形成丰厚优质的生 油岩和质量好、配置合理的生储盖组合。层序地层学先进的成因模式，尤其是高分辨率 层序地层学提供的地层对比、相带展布预测、砂体分布模式，极大地提高了石油的生、 储、盖、运、圈、闭的研究精度，提高了各种地层参数的预测能力，为寻找有利的地层 岩性圈闭提供了科学依据。 c 国内陆相盆地层序地层学研究现状： 研究区域涉及面广，几乎所有类型陆相盆地都做过不同程度的研究，揭示了陆相层 序发育特点的多样性；在生产中广泛应用，取得了一定的实际效果，成为地层岩性油气 藏勘探方法体系的重要组成部分；层序地层发育特征与成因研究结合，改变了层序地层 学观点引入我国初期，直接应用被动大陆边缘层序模式解释陆相层序成因的做法；地震 解释新技术在层序地层学研究中的应用，提高了层序地层学的工业制图水平和预测功能； 区域层序与高频层序地层学研究有机结合，可满足不同阶段勘探开发对储层预测的需求。 国外主要涉及海岸平原一浅海沉积体系，河流沉积体系，湖相沉积体系及深湖浊流 沉积等不同相带的高分辨率层序地层研究。近年来，在a a p g 年会上的论文涉及层序地层 学及储集层评价，反映了层序地层学研究取得的重大进展。 a 新理论： 运动学层序和体系域。对许多在挤压型、伸展型和盐构造背景下生长的地层调查 发现，生长地层的同沉积变形可以构成由运动学体系域组成的“运动学层序”，其地层单 第一章绪论 元局部被不整合限定，可通过地震剖面或露头的反射终止形式来确定和识别。将运动学体 系域与基于露头和地下界面系统的沉积相分御和( 或) 地质年代学数据对比，研究生长断 层，豁构造和同生褶皱的幕式生长特征及沉积相展布，可以恢复生长地层运动学历史。 崩塌层序。崩塌基准面( b f s ) 是原始崩塌面与随后形成的冲刷面及印模面组成的复合界面 其上覆盖深水砂岩沉积。崩塌层序底界被崩塌基准面不整合所限，顶界可以是洪泛面或 后继的崩塌基准面。多数富含深水砂岩的i 型层序可能与陆架边缘崩塌有关。通过地震 资料、测井曲线特征及古生物资料，可以识别这种陆架边缘崩塌地层组合。地球半径变 化与海平面旋回关系的假设。气候变化是高频层序的主控因素。深水页岩层序地层。 深水页岩对海平面的响应及层序划分历来是高难度的课题。 b 新方法： 古生物学分析。古生物学是层序地层学研究的支柱之一。生物群及其风度可指示 层序地层界面，生物形态、生物地层的标定和孢粉学都可在层序地层研究中应用。三 维可视化技术。三维可视化技术可以直接展观三维地震勘探以及钻井、测井、沉积相及 生物地层研究成果，可用于分析层序地层格架中储集层与圈闭条件。数理统计和神经 网络分析。可以预测孔隙度、储集层流体和岩性，也可进行烃类检测。数学模拟法。 c 新应用： 碳酸盐岩层序地层。碳酸盐岩层序地层研究相对薄弱，但己有重要进展。在意 大利的白垩系碳酸盐岩成岩作用与层序地层研究中，提出了成岩矿化度旋回的概念。成 岩矿化度旋回保存于海相的文石相和方解石相中，可以根据上倾方向成岩作用预测下倾 方向的沉积层序，也可以根据下倾方向的层序地层预测上倾方向成岩作用。圈闭研究。 隐蔽的岩性、地层圈闭与层序地层格架关系密切，研究主要集中在三方面：根据层序 内部界面和体系域界面预测地层的厚度变化趋势和岩性变化趋势，如砂体进积、泥岩超 覆等，进而预测圈闭；研究特定的沉积体，如低水位体系域中的辫状河切蚀谷、陆架切 蚀谷、斜坡扇、滑塌扇、海底浊积扇、浊积水道砂体等，它们均可形成良好的圈闭；研 究层序地层与成岩作用的关系，预测成岩隔层、胶结层：含油气系统研究。在层序地层 格架( 尤其是大型的三角洲沉积) 中，经常发育含池气系统的各组成要素。低水位体常发育 砂岩储集体，高水位体系域和海侵体系域发育盖层和圈闭，层序地层间相关性和工业制图 描述了储、盖层的分布。有利于盆地建模和确定烃类运移路径；油藏精细描述。综合 层序地层学和岩石物理学可以预测改善砂岩储集层物性的因素；油藏动态预测油藏动 态与其在层序和整个体系域框架内的单元位置有关；烃源岩研究根据对层序地层学、 古生态学和浅层地下水运动规律的研究，在气候和基准面驱动的营养物平衡作用下，可 以形成大型三角洲体系烃源岩层序，其分布在时间和空间上都可预测。 1 2 2 发展 层序地层学目前正处于不断地发展和完善的过程中。其发展有如下特色： 西安i i 油大学硕士学位论文 a 加强应用特别要加强在油气勘探领域的应用。 层序地层在油气勘探、开发油气资源上有着巨大的潜力，应当把重点放在应用研究 上。层序地层在应用上可包括：( 1 ) 陆相层序地层模式研究：陆相瓮地与海相简地存在较 大的差异性，大量的研究成果表明，海相沉积层序及体系域的划分原则可以用于陆相地 层，但其具体工作方法和工作重点还需进一步完善，特别是陆上部分的基准面的确定以 及沉积层序的影响控制因素等都需深入研究。( 2 ) 高分辨率层序地层学的应用研究：通过 对不同岩层、岩体、相带的叠置特征、分布、彼此间的分异和联系，以及它们对储油物 性及油气的生、储、运、聚、保条件影响的研究，在更高精度上进行油气预测和定量化 分析。( 3 ) 粗、细碎屑岩统一研究；层序地层学的应用于储集层研究中，主要是为了落实 有利的储集层分布。然而，在许多勘探区，并不缺乏储集层，而是因为缺乏有利的生油 岩和封闭条件导致了勘探的失败，而生油岩和盖层，都与泥岩、页岩等细粒岩石有密切 关系。因此，从层序地层学角度粗、细碎屑岩统一研究它们在彷地三维空间中的分布规 律，从而可降低勘探的风险。( 4 ) 油气f f l 勘探和开发研究；在勘探方面，层序地层学和油 气勘探之间应有更多的交流，工作方法要逐步统一和规范化，层序地层预测油气生、储、 盖、圈闭的模式需要不断完善和丰富，应用层序地层学理论寻找和预测非构造圈闭和隐 蔽油气减的研究力度应加强。开发方面，通过对层序中储层的不均一性、油气的排出效 率( 采收率) 等有关问题的研究，可用于油藏预测和开发。 b 重视基础从露头层序地层学到高分辨率层序地层。 基础研究是创新之源，在层序地层的研究中有许多基础问题需要进行工作，我国特 别需要结合自己的情况加强这方面工作，创立具有适合中国国情的层序地层模型和理论 体系。露头层序地层学是国内进行比较多研究和探讨的领域，经典层序地层学建立的一 整套层序地层理论和概念体系应用于露头层序地层时遇到相当的困难，国内在这方面可 以有些许多基础问题进行创新性研究：我国南方在地质历史时期具有非常巨大的碳酸盐 台地，对碳酸盐岩不整合面的识别、解释和分类是值得发展和工作的。中国处于环太平 洋和特提斯的交汇处，造山带发育，层序地层在造山带复杂地层的综合应用，特提斯和 冈瓦纳大陆起源和层序地层研究，前陆衙地的层序地层到岛一弧一盆的层序地层有很大意 义。另外，一系列的基础问题，如最大海泛面的识别；侵蚀谷体系的高分辨率层序地层； 冲积扇的高分辨率层序地层：相构架和层序地层：冲积平原相的层序地层；地幔、海平 面、地层过程的克拉通内层序地层的形成；高分辨率层序地层( 从台地到盆地) 和年代地 层：高频海平面震荡和行星行为；古地磁与层序地层关系的探讨；米兰柯维奇控制的海 平面变化证据；三角洲、斜坡和浊流体系的高分辨率层序地层；层序地层和弧前盆地的 充填构架；在碎屑岩和碳酸岩混合体系中认识最大海泛面事件，全球地层对比的关键： 高分辨率的碳酸盐风成岩：在层序地层中地层厚度频率和层次关系：前渊盆地层序地层 模型等，都可以根据我国实际情况加强研究，我国在这些方面也具有得天独厚的条件。 c 提高技术高新技术的应用和数字层序地层研究。 4 第一章绪论 高分辨和高精度地震、高精度的测井技术、古地磁、高精度遥感技术、层析成像、 大地电磁测深、热流和应力测量、x 一衍射、离子和激光探针、加速质谱仪、计算机和通 讯技术等对现代层序地层学的研究与应用提供了保证；地球化学技术作为定量化手段在 当代层序地层的研究中日益重要，运用地化指标来定量刻画海平面变化、沉积环境的演 变、成岩演化、全球地层对比、物源分析、定年、水体温度、灾变事件以及生物绝灭事 件等。模拟技术的运用在层序地层学理论的建立与推广方面起到了重要作用，层序地层模 拟、三维可视化技术是建立高精度层序地层学概念和理论的基础的、重要的手段，也是检 验高精度层序地层模式的有效工具。目前，我国应该特别加强层序地层研究中的高、新 技术的应用和数字层序地层研究。 d 发展特色青藏高原层序地层学。 青臧高原地质学在全球地质学中一直占有重要地位，特别是高喜马拉雅地区在6 亿 年以来的地质历史中，经历了从冈瓦纳大陆边缘产生，在p a n g e a 构造中演化，最终在特 提斯构造域中定位。其上堆积了1 0l i l l 以上的完整连续海相沉积，这在全球地质体中也 是罕见的。以全球构造演化为主线，当代沉积地质学和板块构造体系为核心，将高喜马 拉雅显生宙层序地层的格架放置于冈瓦纳大陆的巨旋回、特别是特提斯洋的形成和演化 的框架中。研究层序不整合结构面和盆山转换关系，建立区域的精细层序不整合结构转 换面和区域构造事件表；对高分辨率的层序地层精心识别，立典层序地层格架；在层序 地层、盆地分析、古气侯、古地磁等学科综合交叉分析基础上，运用高新技术手段，对 所获取的资料和数据进行有效的分析研究，建立喜马拉雅显生宙的高分辨层序地层数字 模型。晟终提出青藏高原特色的完整的显生宙海平面变化曲线，探讨与全球冈瓦纳、 p a n g e a 、特提斯之间的演化关系。 1 3 主要研究内容 研究区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡的中东偏南部，研究的目的层主要为三叠系延长 组长7 。总体概括来说有以下几个研究步骤：沉积体系研究、层序界面的识别与层序划 分对比、层序地层格架的建立、沉积层序与油气富集规律，有利区预测。强调各种地质 资料与地球物理资料充分结合，将层序分析与各种现代地震定量解释技术充分结合。 ( 1 ) 沉积体系研究： 构造背景分析主要了解安塞地区所处的板块构造背景、盆地类型、盆地的构造格局、 构造演化历史。气候背景分析主要了解研究区目的层段沉积时期的古气候条件。古气候 是控制母岩风化防化方式、搬运介质、沉积介质、砂体类型和生油岩规模等方面的重要 因素( 冯增昭，1 9 9 4 ；薛叔浩等，2 0 0 2 ) 。物源条件分析主要了解沉积区与物源区的空间 配置关系、物源区面积、物源区的构造活动性和物源区母岩性质。尽管对许多盆地的研 究得到了大量成果，但忽略沉积背景分析，可能得出与实际不吻合的认识。在前人研究 的基础上，对野外剖面，岩芯进行详细观察和描述，收集大量分析测试资料及钻测井资 西安石油大学硕士学位论文 料。开展区内岩石相，测井相及沉积微相等的分析和研究。 ( 2 ) 层序界面的识别与层序划分： 层序划分对比是层序地层学的基本研究内容。层序界面是建立层序地层格架的关键 界面，应该先识别层序界面。层序界面在不同的资料和盆地的不同部位的表现形式不同， 因而识别标志也不同。在各个地层对比划分的基础上，综合利用研究区较好区域对比标 志层、野外露头、测井及地震资料来识别该区层序界面、准层序、准层序组及体系域的 特点及类型，分析该区层序地层学特点。根据对研究区及周边延长组剖面的观察，结合 研究区内钻井资料，确定延长组内层序界面识别标志有两种。根据上述层序界面识别标 志，可将其自下而上分为4 个层序界面。 ( 3 ) 层序地层格架的建立： 层序地层指出层序地层格架不是一个等时地层格架，它所体现的主要是沉积作用和 沉积地层在三维空间的展布规律。根据层序划分的结果，进行对比，建立研究区延长组 层序地层格架。 ( 4 ) 沉积层序与油气富集规律： 在综合分析的基础上，分析研究区延长组油气富集因素及分布规律。 1 4 研究方法、研究思路及技术路线 研究方法：通过学习与研究，系统地了解安塞地区三叠系延长组的地层，沉积相及 砂体展布，对目的层地质特征有所认识，这些都源于本论文采用的研究方法： ( 1 ) 以工区内现有的钻测井资料及研究报告为基础，广泛搜集相关资料，结合周边 地层、沉积相、储层特征与成藏主控因素，对上述研究内容开展系统地研究。 ( 2 ) 利用石油地质学、层序地层学及现代沉积学理论，对该区沉积体系、沉积相进 行研究。 ( 3 ) 结合区域资料与单井资料，综合分析研究。 研究思路：本课题以安塞地区三叠系延长组为对象，运用层序地层学理论、研究思 路及方法，遵循层序地层学研究的基本原则和操作程序。首先从区域上整体分析鄂尔多 斯盆地延长期沉积演化规律，充分利用露头、岩芯、测井、地震等资料，采用层序地层 学研究其层序基本类型、体系域构成模式、盆地充填序列及岩性油气藏发育特征。寻找 在不同构造背景条件下发育的不同类型的层序及其体系域构成模式在陆相断陷盆地的普 遍性，以提高勘探成效。 技术路线：在区域沉积演化背景分析的基础上，通过野外露头剖面的观察及岩芯描 述分析，确定研究区岩石相的特点。进行层序界面识别，划分层序，建立研究区延长组 层序地层格架。在地层格架内，研究砂体及沉积微相发育规律及展布特征。在上述综合 分析的基础上，总结油气富集规律。 6 第一章绪论 1 5 课题背景及主要工作 本课题基于长庆油田公司安塞地区三叠系延长组储层横向预测方法研究科研课 题。 主要工作有：系统收集与查阅了层序地层学理论及其应用的中外文献。同时查阅了 鄂尔多斯盆地延长组区域地质，沉积体系，储层特征，地层划分与对比等方面的文献。 收集各种相关专题研究报告。在区域地质背景调查的基础上，由点到面对地层进行沉积相 和沉积微相的划分。对地层进行层序界面的识别和沉积旋回的划分。建立层序地层格架， 优选若干条基干剖面，对储集砂体进行划分和等时追踪对比，建立合理的储层地质模式。 1 6 主要研究成果及创新点 论文运用层序地层学，储层沉积学、储层地质学等理论，系统地研究了鄂尔多斯盆 地安塞地区三叠系延长组的层序地层、沉积相及储层特征，取得以下主要成果： ( 1 ) 在对整个盆地三叠系延长组沉积演化分析的基础上，综合资料分析，进行系统 地层序地层划分与对比分析，建立层序地层格架，分析层序地层内储层沉积相与砂体展 布规律，明确研究区延长组主力产油层的物源相。 ( 2 ) 通过野外典型剖面观察，系统分析了安塞地区延长组的岩石相。对研究区沉积 微相类型、特点进行了详细的研究。延长组中的浅湖、深湖亚相沉积主要见于长9 ，长7 ， 长4 + 5 ，长6 ，长8 ，长7 上部以三角洲前缘亚相沉积为主。研究区延长组主要的层序界 面有三类：构造运动升降面，区域性特征界面，相旋回特征和相的突变界面。不同的基 准面旋回内储层的物性特征不同，通过研究区岩石成分、结构孔渗特点，孔隙类型及孔 隙结构的研究表明，影响延长组储层物性的因素主要有沉积环境，砂体岩石成分与结构， 成岩作用，裂隙等。 西安石油大学硕士学位论文 第二章地区概况 2 1 盆地构造及沉积演化 鄂尔多斯盆地位于华北地台的西部，是一个中生代以来在稳定的华北地台上形成的 大型内陆坳陷沉积盆地，是我国形成历史最早，演化时间最长的沉积盆地，同时也是我 国陆上第二大沉积盆地和重要的能源基地。该盆地北跨乌兰格尔基岩凸起与河套盆地为 邻，南越渭北挠褶带与渭河盆地相望，东接晋西挠褶带与吕梁隆起呼应，西经冲断构造 带与六盘山、银川盆地对峙，轮廓呈矩形，面积2 5 1 0 4 h2 。基底为太古代、早元古代、 古生代、中生代、新生代盖层沉积，具明显的二元结构。构造形态总体显示为东翼 宽缓、西翼陡窄的不对称大向斜。盆地边缘断裂、褶皱较发育，而盆地内部构造相对简 单，地层平缓，一般不足1 。盆地内无二级构造，三级构造以鼻状褶曲为主，很少见 幅度较大，圈闭较好的背斜构造发育。根据盆地现今构造形态、基底性质及构造特征， 鄂尔多斯盆地可划分为伊盟隆起、渭北隆起、晋西挠褶带、陕北斜坡、天环拗陷及西缘 冲断构造带六个一级构造单元( 图2 - 1 ) 。 图2 - 1 鄂尔多斯盆地区域构造分区图 3 第二章地区概况 鄂尔多斯盆地处于中国东部稳定区与西部活动带之间的结合部位，具有稳定沉降、 坳陷迁移、扭动明显、多沉积旋回的构造沉积演化特点( 赵重远，1 9 8 8 ；张渝昌等，1 9 9 7 ) ， 大致可以划分为四大构造沉积演化阶段n ，： 1 早古生代克拉通拗陷早期海相沉积阶段 鄂尔多斯盆地是在晚太古代一早元古代古陆块( 克拉通) 基础上发展起来的。从早 古生代开始，盆地与华北地台联为一体，进入华北克拉通拗陷沉积期。吕梁运动使地台 西、南部开始沉陷，蓟县运动和加里东运动早期形成祁连一秦岭一贺兰三叉裂谷系，早 古生代在裂谷中形成了厚达5 0 0 0 m 以上的海相沉积，而在地台东部沉积较薄，北部则为 长期隆升剥蚀区而缺失早古生代地层。到早寒武世，从西、南方向沿秦、祁、贺海槽开 始的古生代第一次海侵，使盆地西部和南部被海水淹没而形成比震旦系范围略大的下寒 武统沉积；晚寒武世伴随庆阳古陆地形成和海退发生，盆地沉积范围明显缩小，沉积以 白云岩为主。 早奥陶世早期，怀远运动使盆地整体上升，导致盆地大部分( 除东部、南部边缘外) 缺失冶里组一亮甲山组；晚期( 马家沟期) 随着构造沉降的发生，盆地西南部复原为较深 的沉降带，发生了早古生代第二次较大规模的海侵，形成陆表海碳酸盐岩沉积；早奥陶 世末期发生的加里东运动使盆地再次整体抬升，因而盆地大部分地区缺失中晚奥陶世沉 积，仅在盆地西南缘形成厚2 0 0 0 m 的中奥陶统平凉组深水砂、页岩沉积，盆地局部边缘 存在上奥陶统背锅山组局限海碳酸盐岩沉积。加里东末期一华力西运动早期，盆地一直处 于整体抬升阶段，遭受了一亿年的风化、淋滤、剥蚀，而普遍缺失晚奥陶世一早石炭世 沉积。 2 晚古生代一中三叠世大型克拉通内坳陷晚期海陆过渡相沉积阶段 从华力西中期开始，盆地再度发生沉降，进入大型克拉通内陆拗陷晚期，发育海陆 过渡相沉积。中石炭世初发生了古生代第三次海侵，海水从东、西两个方向入侵，中间 为“i ”字型古陆梁，西部为活动型一克拉通过渡煤系( 羊虎沟组) ，东部为克拉通内稳 定的一套海陆交互相近海沼泽砂、泥、炭质泥岩及含煤沉积组合；晚石炭世( 太原湖) 海侵规模扩大，除乌兰格尔与渭北固路外均为海水侵没，形成了从东、西向中部隆起带 超覆的上石炭统沉积。 早二叠世，盆地上升为陆，气候变得干旱，揭开了陆相沉积的序幕。早二叠世早期， 海水逐渐退出盆地，盆地内部沉降幅度一致，形成厚度不大的下二叠统山西组三角洲( 北 部) 一含煤沼泽一湖泊沉积( 南部) ，间夹海相灰岩沉积。 从二叠世晚期开始，盆地进入全面陆相沉积阶段，开始处于大陆干旱气候环境。直 至中三叠世，沉积相分布具有南北分带明显的特点，唯盆地南部在早二叠世至早三叠世 有过短暂的滨海环境，形成广布的下石盒子组河流一三角洲一湖相碎屑岩沉积( 重要的 含气层) ；晚二叠世上石盒子期，湖泊开始走向衰亡，石千峰期湖泊进一步萎缩退化，发 育广泛分布的河流一三角洲一湖相碎屑岩沉积。 西安t i 油人学硕十学位论文 从早三叠世开始，气候变得更加干旱，形成了和尚沟一刘家沟组河流一三角洲干 旱湖相沉积。中三叠世形成了纸坊组河流一湖泊一沼泽相沉积。 3 晚三叠世一早白垩世陆内挤压前缘盆地陆相沉积阶段 中三叠世末，受印支i 幕运动的影响，东祁连褶皱一断裂带向东逆冲造成基地拆离 和盖层滑脱；晚三叠世，因继续受印支运动的影响，盆地与华北地台解体分离，在构造 载荷作用下形成挤压前缘盆地，其中冲断叠覆带和深拗带狭窄，后缘隆起、浅拗及拗陷 斜坡规模巨大( 张渝昌等，1 9 9 7 ) 。 晚三叠世延长期，鄂尔多斯湖盆具有面积大、水域广、深度浅、地形平坦和分割性 较弱的特点( 曾少华，1 9 9 2 ) ，其四周因发育有伊盟隆起、晋西挠褶带、渭北隆起和西缘 冲断带等古陆而具有充足的物源补给，形成一套生一储一盖层发育的陆缘碎屑沉积建造， 构成一个完整的河流一湖泊三角洲一湖沼相沉积演化旋回。在盆地西部近古陆或古陆边 缘地区，发育冲积扇、扇三角洲碎屑岩沉积，分布面积虽小但厚度巨大，西部沉积凹陷 厚度可达3 0 0 0 m 以上；盆地北部、东部和南东部则以三角洲的广泛发育为特征，北部沉 积厚度小于1 0 0 0 m ，中东部为1 1 0 0 - 1 4 0 0 m 。从北部至南东部围绕湖盆边缘依次发育有盐 池、定边、吴起、志丹、安塞、延安、富县和黄陵等几个较大规模的湖泊三角洲( 均呈 向湖盆强烈推进的朵状或鸟足状三角洲) 。 延长组沉积之后，受印支i i 幕及随后燕山i 幕运动的影响，全盆地一度整体抬升遭 受剥蚀。到早侏罗世早期，盆地转为沉降而形成填平补齐式的富县组河流相沉积，中晚 期继续沉降形成延安组河流一湖泊三角洲沉积；至中侏罗世，燕山i i 幕运动又使盆地开 始抬升，形成直罗组半干旱湖泊相与安定组干旱河流沉积；安定期后盆地发生了剧烈抬 升运动，导致盆地普遍缺失晚侏罗世沉积。 至早白垩世初期，盆地东缘上升为山，南缘和西缘也再度上升，形成四周升起、封 闭统一的盆地，导致早白垩世沉积范围明显缩小。在此期间，盆地地层、构造型式基本 定型，内部形成六个主要构造单元，并在单斜背景上叠加了一些轴线向西部天环一带收 敛的近东西向延伸的小鼻隆；盆地东倾单斜转化为西倾单斜，形成了现今盆地西深东浅、 南低北高的地向斜；陕北斜坡渐具规模且占据盆地中部广大地区。 4 新生代拉张断陷干旱相沉积阶段 燕山后期至喜马拉雅期，盆地整体抬升，导致在早第三纪仅渐新世于盆地西部天环 坳陷北部形成一些盐湖、河流沉积；渐新世以后，受喜山i 幕运动的影响，盆地全面上 升，经过上新世短暂的再次沉降局部形成上新世红土沉积之后进一步隆起，周缘形成多 个地堑型断陷盆地，标志鄂尔多斯盆地的最后消亡。此间，盆地内部地层变形与六个主 要一级构造单元和次级构造得到加强并最终定型。 2 2 延长组沉积演化 三叠系延长组是在鄂尔多斯瓮地坳陷持续发展和稳定沉降过程中堆积的以河流、湖 1 0 第二章地仄概况 泊相为特征的陆源碎屑岩系。它的沉积特征基本上记录了这个大型淡水湖盆从发生、发 展到消亡的历史。湖盆发育到延长组第三段初期达到鼎盛，湖浸范围可达到盆地北部横 山一乌审旗一线之后，随着河流的不断注入充填，湖盆走向萎缩。研究区长8 期是在长 9 期湖盆快速下沉，发育浅湖亚相沉积的基础上，盆地抬升，区内主要发育子长一吴旗 三角洲和延安一甘泉三角洲，呈近n e 相分布，其中延安一甘泉三角洲在延安西南分为两 支，三角洲前缘延伸长度3 0 一5 0h 。浅湖亚相呈环带状围绕半深湖区展布，湖岸线在安 塞一甘泉一带”“( 图2 2 ) 叫。 u b 、毫安 剁秣 兰、期乞洲肴髻 群，3 炒f 县i 奇、 。彬、! 石册。) j 叫 图2 2 安塞地区延长组长8 长2 岩相古地理演化 a 长8 沉积演化；b 长7 沉积演化；c 长6 沉积演化： 小长4 + 5 沉积演化；e 长3 沉积演化；f 长2 沉积演化 长7 期为最大湖进期，研究区湖岸线向东北迁移至清涧一延长一带。深湖区范围向 东、向北迅速扩大。子长一吴旗三角洲由于水进退缩至杏河以东一带，演变为安塞三角 洲，而延安一甘泉三角洲亦向北东退缩。两个三角洲前缘均呈朵状体，具多个水下分流 河道，延伸约4 0 一6 0l i ，安塞三角洲前缘面积约1 2 0h2 。 长6 是三角洲建设的高峰期，由于此时东北部物源大大加强，进入三角洲发育的鼎 盛时期，发育有吴旗、安塞、延安和富县三角洲，三角洲前缘亚相叠合连片。其中安塞 三角洲前缘面积达2 0 0i m2 ，且具有良好的储集条件，成为区内油气富集层位。 长4 + 5 期是继长7 之后又出现的一次较大的湖侵期，此时在长6 期形成的三角洲前 缘砂体之上沉积了大面积薄层状泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，构成研究区长6 油层的区域 性盖层。长4 + 5 期除了延安三角洲及北部的榆林横山三角洲发育外，安塞地区以浅湖相 西安石油大学硕士学位论文 为主。三角洲前缘展布范围很小，延伸不足1 0l 锄。 长3 期沉积作用再次加剧，东北物源再次强化，为延安三角洲的高建设时期，湖盆 水体大规模收缩，三角洲前缘和平原都很发育，总体展布方向为北东一南西向。该三角 洲平原分