（地质工程专业论文）济阳坳陷滩海地区下第三系层序地层与隐蔽圈闭预测.pdf

济阳坳陷滩海地区下第三系层序地层与隐蔽圈闭预测 林红梅地质工程 陈世悦教授 摘要 本论文以层序地层学和沉积学理论为指导，综合应用地质、地震、测 井等资料，建立了济阳坳陷滩海地区下第三系层序地层格架及重点研究区 的四级层序格架。研究区沙三段一东营组可以划分为5 个三级层序，即沙 三下层序、沙三中层序、沙三上层序、沙二上一沙一层序和东营组层序。 通过各种转换面的识别，将滩海北部的埕北凹陷和埕岛东坡的东营组进一 步划分为4 个四级层序，自上而下依次为e d 一1 、e d 2 、e d 3 、e d - 4 层序， 并分析了其内部构成特征。 研究区沉积相类型多样，主要发育扇三角洲、近岸水下扇、浊积扇、 滑塌浊积扇、滩坝、辫状三角洲、湖泊和低弯度河与冲积平原等8 种沉积 相类型，由此决定了研究区发育9 种主要储集砂体类型，即浊积扇砂体、 近岸水下扇砂体、滑塌浊积扇砂体、滩坝砂体、扇三角洲砂体、辫状河三 角洲前缘砂体、低弯度河道砂体和决口扇一决口河道砂体。其中有利于形 成地层、岩性圈闭的储集砂体是浊积扇砂体、近岸水下扇砂体、滑塌浊积 扇砂体、滩坝砂体、扇三角洲砂体等。有利储层的分布受到构造、沉积体 系、古地形、古地貌和层序位置的共同控制。 研究区下第三系隐蔽圈闭发育有斜坡浊积扇一湖底扇、陡坡近岸水下 扇一浊积扇、扇三角洲一滑塌浊积扇、水下古隆起一滩坝、地层不整合等 五种成因模式，根据储集砂体分布及隐蔽圈闭成因模式究，对研究区不同 区带的隐蔽圈闭预测。 关键词：滩海地区下第三系层序地层沉积相隐蔽圈闭 j l s e q u e n c es t r a t a g r a p h ya n dp r e d i c t i o n o f s u b t l et r a p si n p a l e o c e n eo fi n s h o r ea r e ai nj i y a n g d e p r e s s i o n l i n h o n g m e i ( g e o l o g ye n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db ya s s o c i a t ep r o f e s s o rc h e n s h i - y u e a b s t r a c t t h i s p a p e rm a i n l y s t u d i e dt h ed i v i s i o no fs e q u e n c e s t r a t i g r a p h y a n d e s p e c i a la n d f o u r t h o r d e rs e q u e n c e si np a l e o c e n eo fi n s h o r ea r e ab ya n a l y z i n g l o ga n ds e i s m i cd a t aa sw e l la sd e s c r i b i n gc o r e sa tt h ed i r e c t i o no fs e q u e n c e s t r a t i g r a p h ya n ds e d i m e n t o l o g y m e m b e ri i i d o n g y i n gf o r m a t i o no fi n s h o r e r e g i o nc a nb ed i v i d e di n t o5t h i r d g r a d es e q u e n c e s ，n a m e l yt h el o w e rs h ai i i s e q u e n c e ，t h em e s o s p h e r es h ai i is e q u e n c e ，t h eu p p e rs h ai l ls e q u e n c e ，t h e u p p e rs h a i is e q u e n c e s h ai s e q u e n c ea n dd o n g y i n gf o r m a t i o ns e q u e n c e d o n g y i n gf o r m a t i o n o f c h e n g b e id e p r e s s i o na n d e a s t e r nc h e n g d a oi nt h en o r t h o fi n s h o r ea r e ai sd i v i d e di n t o4f o u r t h g r a d es e q u e n c e s ，b yi d e n t i f i c a t i o no fa l l k i n d so ft r a n s f o r ms u r f a c e s ，u pt o d o w n ，n a m e l ye d 一1 、e d - 2 、e d - 3 、e d - 4 s e q u e n c e ，m o r e o v e r , t h e i rf o r m i n g c h a r a c t e r i s t i c si n s i d ea r ea n a l y z e d m a n ys e d i m e n t a r y f a c i e s d e v e l o p i ni n s h o r e a r e a ，s u c ha s f a n d e l t a ， n e a r s h o r es u b a q u e o u sf a n ，t u r b i d i t e s ，s l u m p e dt u r b i d i t e s ，b e a c hb a r , b r a i dd e l t a ， l a c u s t r i n e ，l o wc u r v i n gr i v e r a n da l l u v i a l p l a i n ，w h i c h l e a d st o9r e s e r v o i r s a n d b o d i e s ，s a n d b o d i e s o f m r b i d i t e s ，n e a r s h o r es u b a q u e o u s f a n ，s l u m p e d t u r b i d i t e s ，b a r , d e l t af a n ，b r a i dd e l t af r o n ts u b f a c i e s ，c h a n n e l so fl o wc u r v i n g f i v e r , c r e v a s s es p l a ya n dc h a n n e l so fc r e v a s s es p l a y s o m ea r ef a v o r a b l ef o r s t r a t u m t r a p sa n dl i t h o l o g yt r a p s ，s u c ha s s a n d b o d i e so ft u r b i d i t e s ，n e a r s h o r e 1 i t s t r a t u mt r a p sa n dl i t h o l o g yt r a p s ，s u c ha ss a n d b o d i e so ft u r b i d i t e s n e a r s h o r e s u b a q u e o u sf a n ，s l u m p e dt u r b i d i t e s ，b a ra n dd e l t af a n d i s t r i b u t i o no ff a v o r a b l e r e s e r v o i ri sc o n t r o l l e d b ys t r u c t u r e ，s e d i m e n t a r ys y s t e m ，p a l e o t o p o g r a p h i c ， p a l e o g e o m o r p h o l o g ya n ds e q u e n c el o c a t i o n t h e r ea r e5f o r m i n gm o d e l so fs u b t l et r a p si np a l e o c e n eo fi n s h o r ea r e a ： s l o p e - p a t t e r nt u b i d i t e s s u b l a c u s t r i n ef a n ，s t e e p - p a t t e r nn e a r s h o r e s u b a q u e o u s f a n - t u b i d i t e s ，f a n d e l t a - s l u m p e dt u r b i d i t e s ，u n d e r w a t e ru p r i f t - b a r a n d u n c o n f o r m i t i s e ，a c c o r d i n gt od i s t r i b u t i n go fr e s e r v o i rs a n d b o d i e sa n df o r m i n g m o d e l so fs u b t l e t r a p s ，s u b t l et r a p s a r ef o r e c a s t e di nd i f f e r e n t p r o v i n c e so f i n s h o r ea r e a k e yw o r d ：i n s h o r ea r e a , p a l e o c e n e ，s e q u e n c es t r a t i g r a p h y , s e d i m e n t a r yf a c i e s ， s a n d yc o n g l o m e r a t e b o d i e s 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下迸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的地方外，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作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 渺奉年j 。月f 3 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名：株诹洲4 年，p 月，孚目 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第1 章前言 第1 章前言 1 1 研究区概况及研究目的、意义 1 1 1 概况 滩海地区位于渤海湾盆地东南部，沿岸线自西北向东南延伸，海 岸线全长4 1 4 公里。在构造位置上，滩海地区处于济阳坳陷与渤中凹 陷、黄河口凹陷等构造单元的陆海交接部位，二二级构造单元由埕予口 凸起、埕北凹陷、埕北低凸起、桩西一长堤一孤岛潜山披覆构造带、 黄河口凹陷西部、垦东一青坨子凸起东部和莱洲湾凹陷西部、青东凹 陷的西部组成。 截止目前，滩海地区己发现埕岛等2 个大中型油气田，累计探明 石油地质储量4 1 亿吨，自一九九八年以来，平均每年探明储量均在 2 0 0 0 万吨以上。除前第三系潜山油气藏外，在第三系地层中发现沙 河街组、东营组、馆陶组、明化镇组等多套含油层系。展示了该区第 三系优越的成藏条件和有利的勘探前景。 随着油气勘探的深入，滩海地区油气勘探的重点层系正在由上第 三系及前第三系向下第三系转移，油藏类型由构造油藏向岩性构造 油气藏、岩性油藏、地层油气藏等隐蔽油气藏转移。与此同时，以沉 积储层研究为核心的综合地质研究工作也在不断深入。通过研究，建 立了滩海地区不同地区下第三系层序地层格架，基本明确了下第三系 构造一沉积演化特征及油气成藏条件。但由于滩海地区位于几大构造 单元交汇处，区域构造较为复杂。早第三纪时期，由于沉降中心与沉 积中心区域性的自南向北迁移，下第三系沉积特征也与济阳坳陷有较 大差异。同时，受前第三系潜山基底凸凹相间构造格局的控制，“f 第 三系潜山披覆构造带发育，地层充填特征独具特色。因此，滩海地区 油气成藏条件与成藏模式与济阳坳陷的其他次级凹陷有较大区别。如 何在油气勘探中运用新理论和新技术指导油气勘探，在理论上和实践 上都有非常重要的现实意义。 自二十世纪八十年代中期以来，层序地层学的兴起使得含油气盆 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 地研究进入一个崭新的时期。人们开始利用层序地层学的观点重新认 识各自熟悉的沉积盆地，且随着地震、测井技术和测试分析技术的高 速发展，这种“重新认识”达到了新的历史水平。人们对油气藏赋存 的空间位置预测更准确、描述更精确，油气勘探开发的经济效益得到 了大幅度提高。 层序地层学是本世纪7 0 年代末由e r v a i l 教授及其在e x x o n 的同行们在地震地层学基础上发展起来的，经历了萌芽阶段( 1 9 4 9 1 9 7 7 ) 、形成阶段( 地震地层学形成与发展，1 9 7 7 1 9 8 8 ) 和综合 发展阶段( 理论系统化阶段，1 9 8 8 年至今) 等三大发展阶段，层序 地层学的概念体系已经建立。理论上主要形成三大层序地层学派，即 以e r v a i l 等为代表的经典层序地层学派，w e g a l l o w a y 为代表的成 因地层学派和t a c r o s s 为代表的高分辨率层序地层学派；实践上层 序地层学开始深入到油气勘探开发的各个阶段，如油田开发层序地层 学用于采油等。 层序地层学是依据地震、钻井和露头资料，建立成因上相互关联 的等时的年代地层格架，并在此格架中进行地层分布形式、沉积环境 和岩相综合解释的科学f 1 5 1 。层序地层学的提出和概念体系的形成 主要源于以v a i l 为代表的e x x o n 公司的研究集体( v a i l ，1 9 7 7 ) 。层序地 层学从二十世纪7 0 年代中期的地震地层研究开始，经十余年的发展形 成了一整套理论与方法体系，是一大批学者共同努力的结果，海平面 变化与层序地层学学，( w i l g u s ，1 9 8 8 年) 和测井、岩心、露头研 究中的硅质碎屑岩层序地层学( v a nw a g o n e r ，1 9 9 0 年) f 6 1 是两部 最具代表性的专著。v a i l ( 1 9 9 1 ) 在其长篇论文构造、平面升降和沉 积作用的地层标记( 综述) 中对层序地层学的最新发展做了伞面的总 结。 层序地层学的关键问题是研究等时地层界面，并以此为基础重建 沉积盆地的等时地层格架。以不整合面或与之可以对比的整合面为界 的地层单元称为“层序”。每一个层序内的成因上相关的一系列沉积 相和沉积体系，都是这种等时地层格架中的建造块阐明其三维配置规 律是提供预测沉积体的基础f 7 1 2 1 。在中国，层序地层学的研究工 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第1 章前言 作己在全国主要陆相含油气盆地中展开，李思田( 1 9 9 2 ) 、徐怀大、 魏魁生( 1 9 9 2 ，1 9 9 3 ) 、顾家裕( 1 9 9 5 ) 、解习农( 1 9 9 6 ) 、纪友亮( 1 9 9 6 ) 、 朱筱敏( 1 9 9 8 ) 、林畅松( 2 0 0 0 ) 等都为此作出了富有成效的探索并 取得了大量研究成果。 1 9 9 4 年，科罗拉多矿业学院的t ac r o s s 提出了不同于经典层 序地层学的、具有其自身理论体系与特色的高分辨率层序地层学。 t a c r o s s 指出基准面旋回的识别是建立高分辨率层序地层学的基 础，而基准面旋回可以用w a l t h e r 相律和w i s d o m 面取代定律进行识 别。由于这一进展为盆地中沉积物的堆积、侵蚀、无沉积作用和沉积 物路过等在完整的连续时间内发生的地质作用的时间与空问上的分 布提供了合理的解释；同时也提供了一个与沉积环境和海平面变化无 关的参考框架，从而使层序地层分析摆脱了“必须与海平面变化相联 系”的束缚，为等时地层格架内高频层序划分和对比提供了客观的自 然法则1 3 1 4 1 。这对于陆相盆地中的高分辨率层序地层学研究尤其 重要。随着高分辨率层序地层学的发展及其在陆相地层中的应用，仅 通过有限的盆内地层对比，可精确预测沉积相几何形态及其变化。因 而高分辨率层序地层不仅解决了地层学家的后顾之忧，而且在陆相石 油储层等的预测中具有重大的理论和现实意义。 与盆地或区域规模的层序地层分析不同，高分辨率层序地层分析 的任务是以岩芯、三维露头、测井和高分辨率地震剖面为基础，运用 精细层序划分和对比技术对三维地层关系进行预测，建立区域、油田 乃至油藏级储层的层序地层对比格架，对储层、隔层及生油层分布进 行评价1 1 5 在等时地层框架内，由于时间分辨率的增加，大大提高了 地层预测的准确性，并能为油藏数值模拟提供可靠的岩石物理模型。 其特色是，不仅强调分析资料的高分辨性，更加强调高频层序理论模 式的建立，从而使高分辨率的测井资料与中、低分辨率的地震资料完 美地结合起来，弥补了常规地层分析方法的不足，高分辨率层序地层 学的问世，不仅拓展了层序地层学的研究范围，而且丰富完善了层序 地层学的理论基础，使层序地层学向高精度化、定量化迈出了重要一 步。 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第1 章前言 高分辨率层序地层学的理论与技术于1 9 9 5 年被介绍到国内( 邓 宏文，1 9 9 5 ) ，之后，通过教学等形式得到迅速的传播及应用。邓宏 文教授等总结了地层基准面在岩性剖面、测井曲线和地震剖面上的识 别标志( 邓宏文等，1 9 9 6 ) ，指出沉积物的体积分配原理【1 6 1 是高分 辨率层序地层学的理论基础，并将其应用于渤海湾盆地济阳坳陷七第 三系馆陶组河流相地层、鄂尔多斯盆地北部上古生界河流三角洲及 浅海地层、辽河外围陆东凹陷侏罗系湖相地层、东濮凹陷f 第三系、 渤中凹陷下第三系的湖相地层等多项实际研究中；樊太亮等应用于济 阳坳陷东营组、鄂尔多斯上古生界等并探讨了基准面变化对储层发育 的控制作用( 樊太亮等，1 9 9 7 ，2 0 0 0 ) 。高分辨率层序地层学理论在油气 勘探领域已经取得了显著的效果。 1 1 2 存在问题 研究区目前研究工作存在的主要问题是勘探程度与研究深度不 均衡：西北部埕岛地区高于东南部垦东地区、青东地区，构造主体部 位高于斜坡和洼陷区，部分地区尚属于勘探与研究空白；研究层系上， 上第三系勘探程度高于下第三系，下第三系东营组又高于沙河街组， 满足不了进一步勘探的需要。 1 1 3 目的、意义 本论文研究目的和意义一是对滩海地区各层段、特别是勘探与研 究程度较差的层系加强研究，特别是层序格架及沉积充填特征的认 识；二是进一步搞清滩海不同地区、不同构造单元的储层成因类型与 分布规律，为隐蔽油气藏勘探奠定基础；三是从区域研究出发，搞清 不同构造单元、不同层序的隐蔽圈闭油气成藏条件与成藏的主要控制 因素，建立各类型圈闭的成藏模式，指导该区隐蔽油气藏勘探与开发。 1 2 主要研究内容及技术路线 论文的研究内容主要有以下两个方面：( 1 ) 下第三系层序地层格 架的建立：包括区域层序地层格架和重点地区高精度层序地层格架； ( 2 ) 储层分布与隐蔽圈闭预测：主要是重点层序沉积体系分布研究、 重点层序储集体成因类型与分布规律研究及隐蔽圈闭预测与控制因 4 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第1 章前言 素研究等； 根据上述研究内容，采取的技术路线是：以钻井、地震、测井、 地质分析资料为基础，进行层序地层和沉积储层研究，确定生储盖的 时空分布关系，寻找隐蔽圈闭。具体包括：( 1 ) 以陆相层序地层学理 论和分析方法为指导，建立区域层序地层格架和重点地区高分辨率层 序地层格架；( 2 ) 以沉积相和储层预测为主要内容，在等时地层格架 内，运用地层过程一沉积响应动力学原理，分析储层分布的时空演化 规律，预测有利储层分布相带和分布地区。( 3 ) 以寻找隐蔽圈闭为主 要目标，在总结滩海区不同类型隐蔽圈闭的识别特征和分布规律基础 上，对有利区带进行预测。 1 3 完成的主要工作量 1 、研究区基础研究资料的收集与整理； 2 、1 0 0 余口钻井的层序划分与沉积相解释； 3 、约t s o o k m 2 、1 0 个层位的三维地震剖面层序划分及沉积相解 释工作； 4 、单井层序地层与沉积相综合分析剖面8 张； 5 、钻井层序地层对比剖面1 0 张，沉积相对比剖而8 张； 6 、地震层序划分与沉积体解释剖面5 张； 7 、编制重点层序沉积相平面分布图4 张： 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章 区域地质特征 第2 章区域地质特征 2 1 区域构造特征 研究区位于渤海湾盆地东南部，横跨宁津一山海关隆起、济阳坳 陷、渤中坳陷、昌潍坳陷、郯庐断裂带等一级构造单元，包括渤中凹 陷、沙南凹陷、埕北凹陷、桩东凹陷( 黄河口凹陷) 、青东凹陷、潍 北凹陷、埕子口凸起、埕北低凸起、渤南低凸起、长堤低凸起、垦东 一青坨予凸起、潍北凸起等十二个二级构造单元，并与济阳坳陷的车 镇凹陷、沾化凹陷、东营凹陷等相连( 图2 - 1 ) 。山海关一宁津隆起 位于渤海湾盆地中部，整体呈北东走向，为分割济阳一渤中坳陷与黄 骅坳陷的一级正向构造单元。济阳一渤中坳陷下第三系沉积厚度大、 层系全( 超过6 0 0 0 m ) ，基底断层活动强裂，将济阳一渤中坳陷分割 成多个凹、凸相问分布的箕状断陷，坳陷大致呈北东方向展布。 图2 - 1 胜利滩海地区区域构造位置图 郯庐断裂带是渤海湾盆地东界，在盆地范围内由两组相距约 4 0 k m 的主断裂组成，断裂呈北北东方向的雁行排列，其活动与渤海 石油大学( 华东) 工程硕上学位论文第2 章区域地质特征 湾盆地的地质演化密切相关，昌潍坳陷等是在其控制下形成和发育起 来的。昌潍坳陷位于渤海湾盒地的东南边缘，以广饶一潍北凸起与济 阳坳陷分开。 2 2 区域地质演化及地层特征 滩海地区地质演化特征与济阳坳陷东部相似，经历了前中生代地 台基底形成阶段、中生代裂谷演化阶段和新生代断一蚴演化阶段，其 中新生代断一坳演化阶段是在晚白垩世古新世的剥蚀夷平基础上 发育 1 7 1 。 新生代地质发育在横向上表现出两方面的特点。其一，沙三早期 及其以前北西向断裂活动强烈，控制了沉积( 沉降) 中心的展布方向 为北西向，沙三后期，断裂活动及区内构造方向逐渐转为北东向。其 二，从研究区南部边缘至北部盆地中心部位( 渤中凹陷) ，构造活动 及其控制的区域沉积中心在不同时期有规律的变迁。这种“变迁”造 成早期南部构造活动强烈，持续沉降，形成了较厚的沉积。中生代末 期，埕北断层、渤南断层、埕东断层等开始强烈活动，基底断层控制 的断陷湖盆相继产生并迅速发育。基底断层在纵向j 二有四个主要活动 期，从而在纵向上地质演化具有阶段性和旋回性，可划分为下第三 系断陷期和上第三系的坳陷期。根据断陷湖盆发展演化的不同特点和 区域性的不整合接触关系，可分为三个发育期。 裂谷一初陷期( e k e s 4 早期) ：属裂陷活动的初始期，形成的 湖盆范围小，水体浅，分隔性强。孔店期区域沉积( 降) 中心位于潍 北凹陷，沉积厚度大于6 0 0 0 m 。研究区北部仍为大面积隆起区。仅 沾化凹陷沉积了较薄的地层( 桩深1 井7 8 3 i t i 未穿) 。沙四早期区域 沉积( 降) 中心位于东营一青东凹陷，沉积厚度近1 0 0 0 m ，山海关 一宁津隆起区解体，埕北、车镇凹陷开始接受沉积。 裂谷一深陷期( e s 4 晚期e s 2 早期) ：为裂陷活动的鼎盛期。基 底断层强烈活动，各断陷基底沉降快，湖水深，湖体面积不断扩大。 除潍北凹陷外，研究区各凹陷继承性发育。早期以暗色泥岩为主，后 期以碎屑岩为主，伴随着强烈的构造活动，产生大量盆倾断层，对局 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第2 章区域地质特征 部的沉积起调节作用。 裂谷一萎缩期( e s 2 晚期e d ) ：构造活动减弱，水体变浅，湖 盆逐渐萎缩。末期的东营运动再次出现断裂活动高峰。大量次级断层 产生，使区内构造面貌进一步复杂化。沙一期区域沉积( 降) 中心已 迁移至车镇一沾化凹陷，沉积厚度大于3 0 0 m 。长堤等高地沉入水下 接受沉积，东营期沉积( 降) 中心迁移至渤中一桩东凹陷，沉积厚度 大于2 0 0 0 m ，埕北高地沉入水下接受沉积。研究区南部则为剥蚀区。 东营运动之后，研究区进入以整体沉降为特点的坳陷阶段。该时 期断层活动微弱，河流相沉积物覆盖了区内凹陷及凸起，区域沉积 ( 降) 中心位于渤中凹陷，其上第三系厚度可达4 0 0 0 m ，而埕岛地 区约为2 0 0 0 m ，潍北凹陷不到1 0 0 0 m 。 2 3 构造特征 研究区跨越郯庐断裂带( 含昌潍) 、济阳一渤中坳陷带、宁津一 山海关隆起带三个不同类型的构造带，受这些区域构造的影响，本区 基底断裂发育，有北西走向的埕北断层，近东西弧形展布的埕南断层， 北北西走向的长堤断层，近东西走向的渤南断层，北东走向的垦东断层， 青东断层( 推测) 和近东西走向的垦东南断层，潍北断层。研究区西 部受埋南断层、埕北断层和长堤断层的影响，其构造走向以北西向为 主，呈长条形展布，如沙南凹陷、埕北低凸起、埕北凹陷、埕子口凸 起、车镇凹陷东部、桩西一长堤一孤东潜山披覆构造带。中、南部受 垦东断层、青东断层这两条北东向断裂和垦东南断层、潍北断层、莱 北断层这三条近东西向断层的影响，其构造为北东向长条形或近东西 向菱形展布形态，如北东向展布的垦东一青坨子凸起、青东凹陷、广 饶一潍北凸起、东西向菱形展布的潍北凹陷、莱北凹陷和莱北低凸起。 而渤南凸起的西部和桩东凹陷西部位于郯庐断裂和济阳渤中坳陷 的过渡带，其走向以近东西向为主( 图2 - 1 ) 。 滩海地区构造具有以下两个特点： ( 1 ) 、正( 凸) 负( 凹) 相间的构造格局 由于基底断裂的分割作用，形成了本区以基底断层为边界，正向 8 石油大学( 华东) ：亡程硕士学位论文 第2 章区域地质特征 构造单元与负向构造单元相问分布，正向构造以单断式凸起或潜山披 覆构造带为主，负向构造以箕状断陷为主的构造格局。 各正向和负向构造单元之间的构造特征明显不同，为油气的生成 和聚集提供了基本地质条件。该区的凸起和潜山披覆构造带大部分是 以单断式掀斜断块为背景形成的，凹陷均为单断( 或单断与侧断结合) 式的箕状断陷。在该区的西部，正向构造单元均为以西南部的南( 西 南) 倾断层为边界，北或北东下倾的掀斜断块为背景发育形成的单断 式凸起或潜山披覆构造带。如埕子口凸起、埕北低凸起、桩西长堤 孤东潜山披覆构造带均为北东下倾的单断式正向构造带，车镇凹 陷、埕北凹陷、沙南凹陷、桩东凹陷西部均为北断南超的箕状断陷。 ( 2 ) 、构造具有明显的继承性 该区作为渤海湾盆地的一一部分，在盆地的发育过程中，经历了裂 陷、断陷、坳陷等演化过程，使得其构造具有明显的继承性。首先， 第三系构造是在基底断裂控制的中、古生界构造背景上发育形成的， 在中、古生界掀斜断块( 或地垒) 的高部位，第三系披覆其上，形成 披覆构造( 大型披覆背斜或大型断鼻) ，如埕北第三系潜山披覆构造 带、埕子口凸起上第三系披覆构造带、桩西长堤孤东下第三系披 覆构造带、垦东一青坨子e 第三系披覆构造带等，均在掀斜断缺高部 位发育第三系披覆背斜或半背斜构造。在中、古生界山谷( 半地堑) 基础上发育了第三系的断陷。如渤南凹陷、埕北凹陷、桩东凹陷、潍 北凹陷等。其次，第三系内部具有继承性，在下第三系的披覆构造上， 上第三系继承性发育披覆构造，如埕北低凸起和桩西一长堤孤东潜 山披覆构造，其上第三系的披覆构造都是继承下第三系发育而成的。 在断裂带上，上第三系继承了下第三系的构造类型，如断块、滚动背 斜构造等。在凹陷内，下第三系断陷中心往往是上第三系沉降中心。 本区的主要圈闭类型是在正向构造单元背景上发育形成的第三 系大型披覆背斜( 或半背斜、圈闭，如埕北油田、埕岛油田，均为下第 三系东营组和上第三系馆陶组披覆背斜( 半背斜) 含油构造，邻区的 孤东油田为上第三系馆陶组披覆背斜含油，在第三系和潜山内部，同 时也发育了断块圈闭、地层圈闭、岩性圈闭，这些圈闭类型在纵向上 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章 区域地质特征 迭置分布，形成了以第三系披覆背斜( 半背斜) 圈闭为主，多层系、 多类型圈闭迭置分布的格局。 1 0 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第3 章区域层序地层格架 第3 章区域层序地层格架 3 1 区域层序地层划分与沉积充填特征 根据2 0 0 0 年济阳坳陷层序地层研究成果，与断陷期的构造演化 旋回相对应，济阳坳陷下第三系发育四个二级层序或层序组，分别相 当于孔店组、沙四段、沙三段沙二下、沙二上东营组( 图3 - 1 ) 。 n 1 键 一t 一 抽陷期n i n g n | ：6 - 2 1 y 瑚e d l 玛 e d 托孽l 陷l v z e h e s l _ 一t l 一 e k j 7 0 - 毽一 一。t e b y 吨啼j t e b 十乡 裂阽暮 ： 一 * 五。 耄 取+ ) ( e h 毛 e b t 驰t 一t , 2 m e h t e h 十 烈陷暮 f 瓯t _ s ， ) ( 里k e k e k 基陷i 暮 e i e k 骗 图3 一l 济阳坳陷层序地层及构造演化综合柱状图( 郑和荣) 3 1 1 孔店组层序组 该层序组为断陷湖盆早期沉积，区内地层厚0 - 5 0 0 0 m ，以潍北凹 陷最为发育。孑l 三段为一套玄武岩夹少量紫红色、灰绿色泥岩、砂质 泥岩；孔二段为一套暗色湖相沉积，岩性为灰色、深灰色泥岩夹砂岩， 具有生油能力。孔一段为红色砂砾岩沉积。 3 1 2 沙四段层序组 该层序组发育时期盆地具半干旱气候特征，内部可进一步划分为 沙四下和沙四上两个层序。层序组下部基准面上升中早期形成的沙四 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第3 章区域层序地层格架 下层序为河流一冲积相紫红色泥岩、砂质泥岩、棕褐色粉砂岩、红色 砂砾岩沉积。随着边界断裂活动的逐渐增强，断裂带活动的向北迁移， 湖盆发生扩张。凸起上剥蚀的大量沉积物沿冲沟搬运，在与沟谷对应 的低洼地带形成呈裙状分布的扇三角洲沉积体。在湖侵背景f ，扇三 角洲纵向上呈由粗变细、由浅变深的正旋回沉积。 沙四上层序与下覆地层呈不整合接触，在浅海地区普遍发育，为 干旱环境转为潮湿环境的沉积产物，岩性为灰色、深灰色泥岩、油泥 ( 页) 岩夹薄层砂岩、灰岩，厚度一般1 0 0 4 0 0 米。与研究区有关 的各凹陷中，东营凹陷最厚，厚约4 0 0 o m ，潍北和青东凹陷厚约 2 0 0 m ，车镇、孤北、埕北、桩东、渤中、沙南凹陷一般小于1 5 0 o m 。 各凹陷的陡坡带一般均发育砂砾岩体；缓坡带发育灰岩、白云岩；洼 陷主体部位以泥岩、泥灰岩、油页岩互层为主。沙四段沉积末期，构 造运动使湖盆基底整体抬升，基准面下降，凹陷边缘遭受剥蚀，与上 覆地层形成局部不整合接触。因此，沙四上总体呈粗一细一粗的完整 旋回。 3 1 ，3 沙三段沙二下层序组 该层序为济阳坳陷发育的主旋回沉积。该时期断裂活动强烈，断 裂活动过程中应力的集中与释放导致基底沉降的周期性和沉积地层 的旋回性，形成了三个以不整合为界的三级层序。受箕状断陷基底结 构控制，三级层序内充填的地层具有明显的不对称分布样式。该时期 各类沉积体系发育，包括冲积扇体系、扇三角洲体系、辫状三角洲体 系、河流三角洲体系、水下扇体系、深水湖泊与滑塌浊流体系等。 在盆地演化的不同阶段，各沉积体系出现的层序地层位置和平面分布 范围明显不同。 沙三下：潍北凹陷发育范围较小，其余各洼陷大面积分布。岩性 以深湖、半深湖强还原一还原环境沉积的灰色、深灰色、褐灰色油页 岩、油泥岩为主，夹薄层白云岩、局部地区浊积岩发育( 如孤北洼陷) ， 地层厚度一般在1 0 0 4 0 0 o m ，以渤南和郭局子洼陷最厚，达7 0 0 o m 。 沙三中：沙三下段沉积后，构造运动加强，下沉速度加快，物源 补给充裕，深湖范围缩小，除渤南小范围还保留强还原环境深湖相外， 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第3 章区域层序地层格架 区内为还原、半还原半深湖相，同时浊流沉积比较普遍，在这种沉积 环境下沉积了一套巨厚的暗色泥岩为主的生油层系，厚度1 0 0 6 0 0 m ， 中间时常发育砂岩透镜体，洼陷边缘为滨浅湖相或发育水下扇和小到 中型三角洲，以及短小河流相沉积。 沙三上一沙二f ：沙三上以灰色、深灰色、泥岩与粉砂岩互层为 主，地层厚一般1 0 0 2 0 0 o m ，浅海地区南部有关凹( 洼) 陷以滨浅 湖相为主，北部的车镇凹陷、孤北洼陷、埕北凹陷、桩东凹陷、渤中 凹陷发育较大范围的半深湖一深湖相沉积。沙二下为绿色、灰色泥岩 与砂岩、含砾砂岩互层，夹灰质泥岩。受后期构造运动影响，该套地 层分布不稳定，多分布于各凹陷中部，面积较小，凹陷边缘缺失。 3 1 4 沙二上东营组层序组 沙二上东营组层序组形成于济阳坳陷再陷期。由两个二级层序 构成，即沙二上沙一段层序、东营组层序。 沙二段后期，盆地断陷活动又一次开始加强，盆地重薪接受沉积， 并由水上沉积过渡到滨浅湖沉积。车镇地区沙二上亚段较发育，为滨 浅湖相沉积的砂泥不等厚互层，为车镇凹陷主力含油层系。埕北、渤 南、沙南地区沙二上亚段较薄。 沙一段初期盆地进一步整体下降，断陷活动进一步加强，气候转 湿，湖盆进入第二次深陷扩张期。车镇、沾化、桩东地区表现的最为 显著，沉积了较厚深半深湖相油页岩、油泥岩和暗色泥岩。沙一段 底部普遍发育了碳酸盐岩和粒屑生物滩。 东营组：为套湖相一河流相沉积，受东营运动的影响，研究区 内垦东以南区域，基本缺失该套地层。垦东以北区域地层厚约 3 0 0 2 0 0 0 o m ，以渤中凹陷最厚可达2 0 0 0 m 以上。东营组三段式沉积 特征明显。东三段为一套湖相沉积，北部以半深湖一深湖相沉积为主， 地层厚2 0 0 8 0 0 m ，岩性为深灰色泥岩、油泥岩，夹薄层砂岩，在凹 陷边缘发育斜坡水下扇体。南部以滨浅湖相一半深湖相沉积为主，岩 性为砂岩与泥岩不等厚互层。东二段为大型扇三角洲和辫状河三角洲 沉积。该三角洲体系已推进至沙南凹陷c f d 2 3 1 1 井区以北，岩性 以粗砂岩、含砾岩为主，夹泥岩，自南向北岩性逐渐变细，泥岩增多， 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章区域层序地层格槊 地层厚约1 0 0 6 0 0 o m 。沾化、车镇凹陷较薄，一般小于2 0 0 o m ，桩 东、渤中凹陷该套地层多在3 0 0 m 以上，最厚可达8 0 0 m 。东一段为 一套低弯度河流一洪泛平原沉积，为砂泥不等厚互层，沾化、车镇凹 陷残留厚度一般小于1 0 0 o m ，桩东、渤中凹陷一般大于1 5 0 o m 。 3 2 第三系区域层序发育演化特征 从上述各层序组沉积充填特征可以看出，研究区下第三系层序发 育演化具有如下特征： ( 1 ) 层序充填的不对称性 各凹陷呈不对称的北断南超的箕状断陷结构，即凹陷南侧缓浅， 沉积薄；凹陷北侧陡深，沉积厚，如埕北凹陷。 ( 2 ) 地层沉积的多旋回性 早第三纪湖相沉积形成多个沉积旋回，由此划分出多个地层层 序。其中沙四段一i - 部、沙三段及沙一段东二、三段是湖盆发育的三 个时期，是主要烃源层系形成时期。 ( 3 ) 岩性、厚度变化的不均一性 下第三系沉积厚度在凹陷中心达6 0 0 0 7 0 0 0 m ，年平均沉积速度 达0 1 0 3 m m ，沙三段上部三角洲侧向加积时期高达0 9 r a m 。凹陷内 厚度、岩性变化大，始新统厚度变化梯度1 0 0 2 0 0 m k m ，渐新统厚度 变化每1 0 0 3 0 0 r e k m 。冲积扇体向凹陷内迅速变薄尖灭，相带窄仅 4 8 k m 。 ( 4 ) 沉积中心由南而北、自西向东转移性： 沉积中心的迁移控制岩相带展布。始新世沉积中心在南部，昌潍 凹陷厚6 0 0 0 m ，东营凹陷厚4 0 0 0 m ，向北至沾化凹陷减薄为2 0 0 0 m 左右。渐新世沙三段的沉积中心在东营凹陷，厚度为1 2 0 0 1 3 0 0 m ， 而到沾化凹陷为1 0 0 0 m 左右。沙一段至东营组沉积中心迁移至沾化 凹陷，厚达1 2 0 0 1 3 0 0 m ，而东营凹陷9 0 0 1 0 0 0 m ，到馆陶组沉积中 心转移至渤中凹陷，厚达3 0 0 0 o m 以上。沉积中心的变迁和沉积的 不均衡性对下第三系烃源岩成熟、演化有着显著的影响。 1 4 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第4 章高精度层序地层格架 第4 章高精度层序地层格架 在区域层序地层格架研究的基础上，选取重点地区进行高精度的 层序地层研究，是在重点地区进行储层预测及地层、岩性圈闭预测的 关键。本次研究以滩海北部的埕北凹陷和埕岛东坡为重点，兼顾青东 凹陷、垦东凸起、桩海一长堤凸起等，应用高分辨率层序地层学理论 和技术方法，进行高精度的层序地层研究。 4 1 “转换面”概念的引入及其层序地层意义 4 1 1 不整合面作为层序界面的局限性 进行层序划分、建立层序地层格架的关键是识别各种类型的层序 地层界面。不整合作为层序界面是经典层序地层学派的基本观点，且 目前己被普遍接受。不整合作为层序界面，对层序的划分对比、层序 地层格架的建立及对储集体的预测都发挥了其不可替代的作用，但同 时也存在局限性，具体表现在： ( 1 ) 三维空间中沉积作用的连续性 根据物质守恒和沉积物的体积分配原理，三维空间上，一个位置 的不整合面往往意味着同时期的前方的沉积作用1 2 1 5 1 。也就是 说，从时间域的观点来看，三维空间的沉积作用是连续的，只是随时 间域的变化，沉积和剥蚀的位置的迁移。因此，三维空间中的一个地 区的不整合在同一时期的其它位置可能是连续的沉积作用。这样在进 行地层对比时，单纯依靠不整合面的识别来进行全区的地层对比，很 明显具有局限性。 ( 2 ) 不整合面的局限性( 连续沉降盆地或盆地连续沉降期) 不整合面的局限性主要表现在以下几个方面： 首先是不整合分布的局限性。一是空间分布范围的局限，一是不 同盆地演化阶段不整合分布的局限。随着盆地沉降增加，不整合的分 布开始变得局限，常常仅形成沉积作用的变化。 其次，从高分辨率层序地层学的观点来看，不整合并不是一个严 格意义上的等时面，在进行区域地层层序格架对比时，可以把它作为 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第4 章高精度层序地层格架 层序界面，在进行高分辨率层序地层分析时，一个不整合面可能包含 有多种意义。虽然是由于基准面的下降形成了不整合面，但一个不整 合所代表的时期可能既包括基准面下降期，也包括基准面上升期。那 么在前方连续沉积的位置，与一个不整合面相对应的地层，可能是既 有基准面下降期沉积的地层，也有基准面上升期沉积的地层。 再者，一个沉积层序内不整合面多次存在，而不是仅仅在层序边 界的位置，只是有时较小的不整合面，限于资料分辨率，不能识别。如 果对比时仅仅基于明显的不整合面，则很可能导致对比的错误。 由上述分析可以看出，单单依据不整合面来划分层序确实存在有 很大的局限性，因此，在高分辨率层序地层分析中，引入了“转换面” 1 5 1 的概念。 4 1 2 “转换面”的概念及基本类型 ( 1 ) 、“转换面”的概念 根据高分辨率层序地层学理论，转换面包括两层意思；一是基准 面上升与下降或下降与上升的转换，一是由于基准面的升降转换所引 起的沉积作用的转换，包括进积、退积、加积等沉积作用的相互转换。 这些转换面在钻、测井剖面和地震剖面上通过洪泛面、顶超面、上超 面、下超面、进积与退积作用的转换面等表现出来。 ( 2 ) 、转换面的基本类型 转换面依据其定义，可以分为两大类，一类是基准面下降与上升 的转换面，具体表现形式在钻井剖面上有不整合面、进积与退积作用 的转换面及地震剖面上的削截、上超、顶超面和进积与退积的转换面： 一是基准面上升与下降的转换面，钻井剖面上多表现为洪泛面的特 征，地震剖面上多表现为下超面( 表4 - 1 ) 。关于不整合面的特征在相 关文献中有较多的论述，下面重点介绍以下对高分辨率层序划分具有 重要作用的顶超面、进积与退积作用的转换面和洪泛面的特征及其层 序意义。 a 、顶超面及其代表的层序地层意义 顶超面形成于基准面下降的晚期，一般出现在三角洲和扇三角洲 发育区。从成因上讲，顶超面的形成与缓坡部位基准面与地表的相对 石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第4 章高精度层序地层格架 位置有关，代表着缓坡区基准面与地表相重合的现象。此时，既无沉 积作用亦无侵蚀作用发生，后期沉积物通过先期沉积物表而产生过路 冲刷现象。因此顶超面代表着一段时间不长的、与继后的沉积作用几 乎同时发生的沉积间断。顶超面削截现象不明显，说明层序界面主要 是沉积间断造成的，不存在明显的地层侵蚀。 b 、进积退积作用转换面及其代表的层序意义 在不整合不太发育或不易识别的地层中，识别沉积作用的转换面 对于高分辨率层序地层划分与对比至关重要。在地层剖面中，最重要、 最容易识别的沉积作用转换面出现在地层呈进积叠加样式向退积叠 加样式的转换位置，由于其代表了基准面下降向基准面卜升的转换， 为可容纳空间最小时期，因而是具时间意义的层序地层界面。 转换面类型及其典型响应特征 转换面类型地质模式钻懒4 井特征地震反射样式 顶超面 低 萨2 飞 基准面下降与进积一退积 i ：；：= ? “。” 静 遵上升转换面转换面 不整台面 蕊剁 基准面上升与 洪泛面；：娄霎1 匿叉n 下降转换