（地质学专业论文）渤中凹陷古近系中深层砂体分布规律研究.pdf

o “矿 l + 专2 ；筝t ：，j ：冀秘卜二。、j矿；，i_一，-一辨，。，、，矗jv一。描积，| l 1 - - i _ i _ _ _ _ - _ _ - - - _ - - _ - - - - - - - _ _ - - _ _ _ - _ _ _ - - _ _ _ - _ i _ _ _ _ _ _ i _ _ _ _ _ - _ _ - _ _ _ - _ _ _ _ _ i _ _ _ - i - 一 一 i ! ：a 鬈j * 叹长廿110 髦带心嫔h 。基辍蹄茸丰 卧 憾。婶裁枢世 萋翟镧饕蟪特峰掣嵝颦 。厦恹状奄 神峰聋。爿啦蒸扑 葺。喇魄的2【io盆眦置oiino置帽叻q一盘一u蜀帽i厶盘。一_昌(i帼i_叻11日 叻。一1pio盆弓葺食q皇owoo一再厶10j iiulji畏。叻。臣01li一 恹奄拙累梧尔 堆龠琶f隧导髅收忸漫豇导提 _晴o二卜oo-翻oa ko-h曩暑-薯：o_o-_o-o务=-o，一j曩c一二u 仪箔捌孙h匿 柳龟r冒卜 n010一oo沈咿 朴峨辞。一露挈掣褂 ni譬固一咿糕尔匾晋 。一、fa 一 ，t * + 孵”氯焉司- - 期_ 斡_ _ - i t ： ；崇 p r t 等 ， 一o 。， ，h t ( = 毒p o c a n d i d a t e ：p a n gx i a o j n n s u p e r v i s o r ：p r o f w a n gg u a n m i n s c h o o lo fg e o s c i e n c e s c h i n au n i v e r s i t yo fp e t r o l e u m ( e a s t c h i n a ) 广 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：趁! ：墨日期：y ，1 年6 月够日 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。 学位论文作者签名： 、 f 7 胗式、勿 指导教师签名：丝型 日期：为l f 年6 月妒日 日期：i f 年6 月中日 、 研究表明，渤中凹陷古近系盆地主要表现为断坳结构，其中孔店组及沙河街组以断 陷为主，东营组以坳陷为主。古近系地层由老到新依次发育孔店+ 沙四、沙三、沙二、 沙一、东三+ 东二下、东二上+ 东一等6 个层序。盆地整体上经历了1 次大规模扩张( 孔 店至东二下层序) 和萎缩( 东二下层序至东一层序) 的演化过程，构成了一个完整的地 层旋回。 在沉积相类型上，沙河街组主要以较粗的近源砂砾岩体为主，发育冲积扇、近岸水 下扇、扇三角洲、辫状河三角洲等沉积相类型。东营组东三段( 对应层序的湖侵体系域) 以近源砂砾岩体为主，主要发育冲积扇、近岸水下扇、扇三角洲、辫状河三角洲等沉积 相类型；东二下亚段至东一段( 对应层序的高位域) 的沉积相类型则发生明显改变，以 大型远源曲流河三角洲、辫状河三角洲为主，砂砾岩体主要沿凹陷长轴方向发育。 在沉积体系的形成过程中，一级控制因素( 一级断裂带及古气候) 控制了区域沉积 背景，形成凸起与凹陷相间的古地理格局及湖盆范围；二级控制因素( 二级断裂带) 控 制了局部古地貌，以及碎屑物质的运输通道和沉积场所；三级控制因素( 物源、坡折带、 古水系、湖平面变化等) 主要控制了沉积相类型、规模及砂体平面分布和垂向变化。 砂砾岩体分布规律有以下几个特点：纵向上，沙河街组各层序以小型近源粗粒冲积 扇、扇三角洲、水下扇、辫状河三角洲等砂体为主，东营组各层序以长轴大型远源较细 粒曲流河三角洲砂体为主，局部发育短轴中型的辫状河三角洲、扇三角洲等砂体，具有 明显的层位性；横向上，凹陷陡坡带发育裙带状进积的粗粒砂砾岩体，缓坡带及凸起之 间多以点状进积的较细粒砂砾岩体为主，具有明显的区带性。不同时期的物源具有继承 与演化并存的特点：孔店组到东三段以近源粗粒砂体为主，东二下亚段到东一段以远源 较细粒砂体为主，二者的物源具有各自的继承性，基本都是在早期的基础上发育和迁移 的，但不同时期的沉积相类型、砂体规模和沉积位置等都存在一定的变化。 关键词：渤中凹陷，古近系，层序格架，沉积相，控制因素，砂体展布规律 t h er e s e a r c hf o rp a l e o g e n es a n d b o d i e s d i s t r i b u t i o np r i n c i p l e si nb o z h o n gd e p r e s s i o n p a n gx i a o j u i l ( g e o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f w a n gg u a n m i n a b s t r a c t b yu s eo ft w o d i m e n s i o n a l ，t h r e e - d i m e n s i o n a ls e i s m i c ，d r i l l i n g l o g g i n ga n dc o r e ，a n d t h e o r i e sa n dm e t h o d so fs e d i m e n t o l o g y , s e q u e n c es t r a t i g r a p h ya n ds e i s m i ci l l t e r p 孵t a ：c i o n ，t h e t h e s i sd i s c u s s e sp a l e o g e n es t r u c t u r e ，s e q u e n c es t r a t i g r a p h i cf r a m e w o r k ，s e d i m e n t a r yf a c i e s ， s e d i m e n t a r y f a c i e sa n di t s c o n t r o l l i n g f a c t o r s i nb o h a ib a s i n ，p a l e o g e n es a n d b o d i e s d i s t r i b u t i o np r i n c i p l e sa r es u m m a r i z e da sw e l l t h es t u d i e ss h o w st h a t , t h es t r u c t u r eo ff a u l t e d - d e p r e s s i o nw e r ed e v e l o p e di np a l e o g e n e o ft h eb o h a ib a s i n , a n dk o n g d i a na n ds h a h e j i ef o r m a t i o nh a v ee x p e r i e n c e df a u l t e d d e p r e s s i o n ，d o n g y i n gf o r m a t i o nh a se x p e r i e n c e dd e p r e s s i o n f r o ml o w e rt ou p p e rs t r a t a , s i x s t r a f i g r a p h i cs e q u e n c eo fp a l e o g e n e ，k o n g d i a na n ds h a - 4 ，s h a - 3 ，s h a - 2 ，s h a - 1 ，d o n g - 3a n d d u n g - 2 - l o w e r , d o n g - 2 - u p p e ra n dd o n g 一1w e r ed e v e l o p e d b a s i nh a se x p e r i e n c e dt h ea l a r g e s c a l ee x p a n s i o n ( k o n g d i a nt od o n g - 2 一l o w e r ) a n da t r o p h y ( d o n g 一2 l o w e rt od o n g 一1 ) ， w h i c hc o n s t i t u t e dac o m p l e t es t r a t i g r a p h i cc y c l e w h e ni tc o m e st ot h et y p e so fs e d i m e n t a r yf a c i e s ，s h a h e j i ef o r m a t i o nw a sm a i n l yf o r m e d b yc o a r s eg l u t e n i t eb o d i e st h a tf r o mn e a r l ys o u r c ea r e a , a n dc o n s t i t u t e db ya l l u v i a lf a n s , s u b a q u e o u sf a n s ，f a nd e l t a s ，b r a i d r i v e r d e l t a s ，c t c d o n g - 3 ( c o r r e s p o n d i n g t ol a k e t r a n s g r e s s i o ns y s t e m st r a c t ) w a sm a i n l yf o r m e db yc o a r s eg l u t e n i t eb o d i e sf r o mt h en e a r s o u r c em e a , a n da l s om a i n l yc o n s t i t u t e db ya l l u v i a lf a n , s u b a q u e o u sf a n ，f a nd e l t a , b r a i dr i v e r d e l t af a c i e s t h e s e d i m e n t a r y f a c i e sw e r e c h a n g e d f r o m d o n g - 2 - l o w e r t o d o n g - i ( c o r r e s p o n d i n gt oh i g h s t a n ds y s t 锄st r a c t ) ，w h i c ha r ef i n e - g r a i n e dm e a n d e rf i v e r d e l t a sa n db r a i dr i v e rd e l t a sf r o mf a rs o u r c ea r e a ，a n dt h eg l u t e n i t eb o d i e sm a i n l yd e v e l o p e a l o n gl o n ga x i so ft h ed e p r e s s i o n d u r i n gt h ef o r m a t i o no ft h es e d i m e n t a r ys y s t e m ，l e v e lo n e ( 1 e v e lo n ef a u l ta n d p a l e o c l i m a t e ) c o n t r o l l i n gf a c t o rc o n t r o l sr e g i o n a ls e d i m e n t a r yb a c k g r o u n d ，u p l i f t sa n d d e p r e s s i o n sw e r ed e v e l o p e do n ea f t e ra n o t h e r ；l e v e lt w o ( 1 e v e lt w of a u l t ) c o n t r o l st h el o c a l a n c i e n tl a n d s c a p e ，a sw e l la st r a n s p o r tr o u t e sa n dp l a c e so ft h es e d i m e n t s ；l e v e lt h r e e ( s o u r c e a r e a , s l o p eb r e a k s ，a n c i e n tw a t e rs y s t e ma n dt h el e v e lc h a n g eo ft h el a k e ) m a i n l yc o n t r o l st h e s e d i m e n t a r yf a c i e st y p e ，s i z ea sw e l la sp l a n ed i s t r i b u t i o na n dv e r t i c a lc h a n g e so fs a n d t h ep r i n c i p l e so fs a n d b o d i e s d i s t r i b u t i o na r e ，s h a h e j i ef o r m a t i o nw a st h ec o a r s e g l u t e n i t eb o d i e sf r o mt h en e a rs o u r c ea r e a , a n dd e v e l o p e da l l u v i a lf a n ，s u b a q u e o u sf a n ，f a n d e l t aa n db r a i dr i v e rd e l t av e r t i c a l l y d o n g y i n gf o r m a t i o nm a i n l yd e v e l o p e dl a r g ef i n e g r a i n e d m e a n d e rr i v e rd e l t af r o mf a rs o u r c ea r e a , a n dl o c a ls h o r t - a x i sd e v e l o p e dm e d i u m s i z e db r a i d f i v e rd e l t aa n df a nd e l t as a n db o d i e sp a r t l y , w h i c hc a u s e dd i f f e r e n tl a y e r s h o r i z o n t a l l y , s t e e p s l o p eo fd e p r e s s i o nd e v e l o p e dc r o n y l i k ec o a r s eg l u t e n i t eb o d i e s ，a n dm a i n l yd e v e l o p e dt h e d o tf r e e d g r a i n e dg l u t e n i t eb o d i e sb e t w e e ng e n t l es l o p e sa n du p l i f t sw i t ho b v i o u sc h a r a c t e r i s t i c so f z o n e s p r o v e n a n c ei nd i f f e r e n tp e r i o d sh a dt h ec h a r a c t e r i s t i c so fi n h e r i t a n c ea n de v o l u t i o n ，k o n g d i a n f o r m a t i o na n dd o n e - 3w e r em a i n l yc o n s t i t u t e db yc o a r s eg l u t e n i t eb o d i e sf r o mt h en e a rs o u r c ea r e a , f i n e g r a i n e dg l u t e n i t eb o d i e sf r o mf a rs o u r c ea r e ad e v e l o p e df r o ml o w e rd o n g - 2t od o n g - 1 b o t ho f t h ef o r m a t i o n sh a v et h e i ro w ns o u r c eo fi n h e r i t a n c e ，a n db a s e do nt h ee a r l yd e v e l o p m e n ta n d m i g r a t i o n ，b u tt h e r ew e r ec e r t a i nc h a n g e sa m o n gs e d i m e n t a r yf a c i e st y p e ，l o c a t i o na n d d e p o s i t i o no fs a n ds c a l ei nd i f f e r e n tp e r i o d s k e yw o r d s ：b o z h o n gd e p r e s s i o n , p a l e o g e n e ，s e q u e n c es t r a t i g r a p h i cf r a m e w o r k ， s e d i m e n t a r yf a c i e s ，c o n t r o l l i n gf a c t o r s ，s a n d b o d i e sd i s t r i b u t i o np r i n c i p l e s n l 目录 第一章前言l 1 1 研究目的、意义l 1 2 国内外研究现状l 1 3 研究内容及研究方法2 1 3 1 研究内容。2 1 3 2 研究方法2 1 3 3 技术路线及研究步骤3 1 4 完成的工作量及主要认识成果3 1 4 1 完成的工作量3 第二章区域地质背景5 2 1 区域地质概况5 2 2 凹陷结构特征5 2 3 地层特征9 第三章中深层层序地层格架1 2 3 1 层序地层划分方案1 2 3 2 各层序及界面的测井、岩性及地震反射特征1 2 3 2 1 孔店+ 沙四层序1 2 3 2 2 沙三层序1 7 3 2 3 沙二层序18 3 2 4 沙一层序1 8 3 2 5 东三+ 东二下层序1 9 3 2 6 东二上+ 东一层序1 9 3 2 7 主要层序的体系域划分2 0 3 - 3 古近系层序地层分布2 1 3 3 1 沙四+ 孔店层序地层分布特征2 l 3 3 2 沙三层序地层分布特征：2 2 3 3 3 沙二和沙一层序地层分布特征2 2 3 3 4 东三+ 东二下层序地层分布特征一。2 3 3 3 5 东二上+ 东一层序地层分布特征。2 5 第四章古近系中深层主要沉积相及平面展布2 7 4 1 渤中凹陷中深层的主要沉积相类型2 7 4 1 1 冲积扇相2 7 4 1 2 河流相2 9 4 1 - 3 扇三角洲相2 9 4 1 4 辫状河三角洲相。3 0 4 1 5 曲流河流三角洲相3 2 4 1 6 水下扇3 3 4 1 7 湖泊相3 6 4 2 中深层主要层序沉积相平面展布3 8 4 2 1 孔店沙四层序3 9 4 2 2 沙三层序4 0 4 2 3 沙一和沙二层序：4 l 4 2 4 东三+ 东二下层序4 4 4 2 5 东二上+ 东一层序4 9 第五章沉积相分布的控制因素及砂体分布规律5 3 5 1 构造一古地貌对沉积相的控制作用5 3 5 1 1 坡折带的类型及其对沉积的控制作用5 3 5 1 - 2 沟谷对砂砾岩体的沉积控制作用5 7 5 2 断层活动速率对沉积相的控制作用5 8 5 2 1 断层活动性分析5 8 5 2 2 断层活动速率对沉积相的影响：6 l 5 3 层序对沉积相的控制作用6 5 5 4 沉积相的综合控制因素6 6 5 5 中深层砂体分布规律6 8 5 5 1 纵向分层6 8 5 5 2 横向分带。7 0 4 5 3 一次扩张充填7 0 4 5 4 继承与演化并存7 3 v 4 5 4 继承与演化并存7 3 结论与建议7 4 参考文献7 7 攻读硕士学位期间取得的学术成果8 4 致j 射8 5 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 第一章前言 本论文来源于国家科技重大专项大型油气田及煤层气开发“近海大中型油气田形成 条件及勘探技术 项目“近海富烃凹陷资源潜力再评价和新区、新领域勘探方向 课题 中的子课题“渤中凹陷油气成藏规律及勘探方向研究 。 1 1 研究目的、意义 近年来，随着渤中凹陷勘探程度的不断深入，到目前为止，勘探现状主要有以下几 个特点：( 1 ) 凸起区为勘探成熟区，己发现大规模商业油气田，但剩余潜力已匮乏；凹 陷区为低勘探区，浅层发现小规模商业油气藏，中深层( 埋深大于2 5 0 0 m 的古近系地层 【1 】) 尚无发现。( 2 ) 1 9 7 4 2 0 0 6 年期间，凹陷周围凸起及倾末端发现构造2 3 个，油气田 ( 藏) 8 个，累计三级石油储量1 4 6 9 亿方( 探明7 0 亿) ，三级天然气储量5 3 8 亿方( 探 明1 7 6 7 1 亿方) ，有探井9 4 口；1 9 7 6 2 0 0 7 年期间，在凹陷区发现2 0 个构造，油气田( 藏) 1 个，三级石油1 0 9 亿方( 探明8 3 8 3 万方) ，三级气4 3 0 3 亿方( 探明4 0 7 3 亿方) ，有 探井2 5 口。( 3 ) 凹陷油气藏埋藏较深，一半以上的圈闭埋藏超过2 5 0 0 米。( 4 ) 研究区 内井网密度小，地震测线密度较大。( 5 ) 2 0 0 8 2 0 0 9 年，在渤中凹陷的西部，海域水深 约2 6m ，渤中2 1 2 井已钻遇5 0 9m 厚的油层，完钻井深为3 9 1 0 m 。因此，渤中地区必 须甩开凸起成熟区，开拓凹陷区中深层新领域。中深层有无发育的储层，质量如何，成 为目前勘探的主要方向，勘探领域由凸起逐步走向凹陷，层系上以中深层为主，优选凹 陷斜坡区为突破口，成为进一步研究的重点【l j 。 在渤中凹陷及其邻区中浅层勘探已经取得重大突破的大好形势下，及时开展中深 部储层研究工作，即结合中一浅层勘探兼探深层目标，不但可以降低海域勘探的风险， 而且可以提供新的后备储量，提高海域勘探的经济效益。 因此，针对研究区中深层油气藏埋藏深、研究难度大、井资料少的特点，应用各种 新理论、新技术对研究区古近系砂体分布进行综合预测，总结出砂体分布规律，为下一 步勘探部署打下牢固的基础。 1 2 国内外研究现状 2 0 世纪8 0 年代以来，利用地震解释、沉积学、层序地层学中的理论、技术，先后 有学者对渤中凹陷古近系进行了构造、沉积体系、烃源岩以及成藏等方面的研究，但由 l 第一章前言 于研究区地震、钻测井资料的不足，对沉积体系的时空展布以及构成的研究还不够深入， 且对砂体分布规律的总结甚少。 总体上，前人在渤中凹陷构造、层序划分、沉积体系、砂体分布及其影响因素等方 面的研究可以概括为以下几个方面：( 1 ) 渤中凹陷经历了裂陷与坳陷的构造演化过程 1 - 6 。其中孔店组沙河街组沉积期为早期裂陷坳附7 d 1 1 ，东营组明化镇组下段沉积期为 中期裂陷坳陷【1 2 6 1 ，明化镇组上段第四系沉积期为晚期构造活化 1 7 - 2 1 1 ，每个阶段形成 不同的沉积体系 2 2 - 2 4 。( 2 ) 渤中凹陷古近系可划分为3 个二级层序和9 个三级层序【2 5 - 2 9 1 。 二级层序界面为区域不整合面，三级层序界面在地震上表现为局部不整合面、顶超面、 下超面，在测井上表现为沉积作用转换面。( 3 ) 古地貌对沉积体系起着重要的控制作用 2 5 - 2 8 。根据边界断层和古地貌特征，渤中凹陷斜坡带层序构型分为陡坡型、缓坡型、断 阶型，分别发育不同的沉积体系。构造演化的阶段性控制层序界面的形成和界面特征； 边界断层和斜坡带古地貌控制层序构型和沉积体系展布，沟谷地貌决定沉积物供给量和 物源方向，边界断层平面展布样式影响扇体形态和规模。( 4 ) 渤中凹陷古近系的沉积体 系受构造升降和湖平面变化的控制，经历3 期裂陷和湖侵，发育湖底扇、各种类型的三 角洲 【2 5 - 2 9 】 1 3 1 3 1 究内 发育 1 3 2 研究 序边 系等 1 3 3 技术路线及研究步骤 研究步骤： ( 1 ) 收集与研究区相关的各种资料，包括区域地质资料、地震资料、测井资料、 钻井资料、录井资料、试井资料、分析化验资料以及前人的研究成果，做好资料的搜集 和统计工作。 ( 2 ) 参照前人的研究成果，利用层序地层学分析方法、地震地层学分析方法，结 合测井、钻井资料，进行井震标定，对研究区中深层古近系进行层序地层划分与对比， 确定层序划分方案，建立等时层序地层格架，画出地层等厚图，弄清楚盆地格架。运用 测井、钻井、录井、岩芯、分析化验等资料，画出单井柱状图、连井剖面图。 ( 3 ) 在层序地层格架内，运用地震属性、地貌学等分析方法，恢复研究区古近系 中深层不同层序的古地貌，弄清楚主要古物源、古水系以及古物源在不同时期内的发育 演化情况，查明古坡折带、古隆起的分布位置。 ( 4 ) 通过地震属性、地震相、岩芯、钻测井、沉积背景等分析，查明研究区古近 系中深层不同层序地层格架内的沉积相类型及其展布，编制出沉积相分布图。 ( 5 ) 在上述研究基础上，运用沉积学和层序地层学、地貌学、地震属性分析、沟 扇对应关系、坡折带理论等分析方法，在层序格架内，研究沉积相分布的控制因素。 ( 6 ) 对古近系中深层砂体分布规律进行总结。 研究技术路线和工作流程如下图所示( 图1 1 ) ： 1 4 完成的工作量及主要认识成果 1 4 1 完成的工作量 本论文在研究的工程中，主要做了以下的工作： 1 、研究区基础资料及前人研究成果的搜集，查阅相关文献资料，收集整理了5 7 口 井的普通薄片7 9 4 块、6 9 口井的铸体薄片1 2 4 3 块：搜集2 0 8 口井的井位坐标、7 口井 的粒度分析数据； 2 、搜集并加载了1 0 0 0 条左右的二维地震数据以及s h i l a a t l 、b z 3 - 1 、q h d 2 9 3 0 、b z 2 02 2 、 b z 8 4 、p l l 3 1 4 、p 1 2 2 等六个区块的三维地震数据，加载了2 0 8 口井的井位坐标、分层 数据、测井曲线； 3 第一章前言 图卜1 研究技术路线示意图 3 、二维地震解释层位1 1 个，分别为t 8 、t 6 、t 5 、t 4 、t 3 、t 2 m 、t 2 u 、东一段底、 t 2 、t 1 、t 0 ；三维地震解释层位8 个；地震属性提取5 8 张、三维基底图2 7 张、截取 地震剖面3 8 张、层序地层界面划分4 张、坡折带类型素描及修改7 张；编制古近系各 层序地层等厚图6 张，构造图1 2 张； 4 、对1 2 口井的钻井岩芯进行了描述，并建立岩芯单井沉积相图；绘制了1 5 6 口井 的钻测井单井沉积相图及9 个连井剖面图； 5 、通过研究区单井相、连井剖面、地震相、二维及三维地震属性提取等，编制渤 中凹陷沉积相平面展布图7 张； 6 、编写了论文，分析了沉积相的控制因素及砂体分布规律。 4 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 2 1 区域地质概况 第二章区域地质背景 渤中凹陷是渤海海域内呈n e 向展布的一个凹陷，位于渤海湾盆地中心，面积最大， 是渤海湾盆地的沉积中心，其东、南、西、北与渤东低凸起、渤南凸起、埕北低凸起、 沙垒田凸起和石臼坨凸起相邻，凹陷西南宽，向北东逐渐变窄，西南端的宽度大约在8 0 k m 左右，北东端的宽度约在2 0k r a 左右，整体上长约1 4 0k m ，面积在8 6 6 0 k m 2 左右， 具有面积大、沉积厚度大的特点( 图2 1 ) 【l 】。北面以“二台阶”形式和石臼坨凸起断层接 触；东以北北东向大断裂和渤东低凸起相隔；南部向渤南凸起超覆，总体表现为一斜坡； 西与沙垒田凸起与石臼坨凸起之间的鞍部呈超覆接触，局部为断阶接触【3 9 1 。凹陷总体开 阔、平缓，东侧沉降最深，第三系最大厚度近万米，是渤中凹陷的主要烃源岩及储层【3 3 。3 刀。 虽然凹陷周边多为断裂所限，这些断裂也控制了下第三系的沉积，但没有明显的强烈差 异运动的箕状断陷显示，总体呈现为“平底锅式”的断陷结构 3 7 1 。 渤中凹陷及周围主要沉积新生代地层。自下而上依次发育孔店组( e i - 2 k ) 、沙河街组 ( e 2 - 3 。) 、东营组( e 3 d ) 、馆陶组( n l g ) 、明化镇组( n i - 2 m ) 、平原组( q p ) n 】。孔店组是古近纪 裂陷剧烈期产物，海域仅局部钻遇孔一段，发育冲积扇沉积，主要为粗粒的砂砾岩为主。 中始新统沙四段处于断陷发育的初始期，以冲积扇为主。晚始新统沙三段以半深湖、深 湖相暗色泥岩和油页岩为主，局部发育扇三角洲沉积，是海域最主要的生油层系之一。 渐新统沙二段沉积时期，缓坡带发育辫状河三角洲沉积，陡坡发育扇三角洲；沙一段局 部水下隆起发育碳酸盐岩沉积，局部地区发育辫状河三角洲、扇三角洲、滩坝，较深湖 区发育灰色、深灰色泥岩、灰质泥岩等。渐新统东营组发育大型曲流河三角洲、辫状河 三角洲，在半深湖深湖区发育泥岩夹滑塌浊积的粉砂岩、细砂岩、泥岩的旋回沉积。 馆陶组主要发育辫状河沉积，以厚层的砂砾岩及夹薄层泥岩为主。明化镇组主要发育以 厚层泥岩夹细砂岩的曲流河沉积为主。 2 2 凹陷结构特征 渤中凹陷位于渤海湾盆地中部，是由于渤海湾盆地构造运动从盆地边缘向盆地中心 迁移的差异升降造成的，在古近系孔店、沙河街组沉积时期，盆地边缘的构造活动强， 沉积中心位于盆地南部的东营、昌潍凹陷；而到了东营组沉积时期，盆地盆地中心的断 5 第二章区域地质背景 裂活动增强，沉积中心转移到了渤中凹陷【2 i 。整体上，渤中凹陷古近系地层埋深远大于 东营凹陷，东营凹陷与渤中凹陷古近系沉积过程及盆地结构呈“翘翘板”的状态。 o 6 0 k m 影 够 吟影 燕山造i蚴 究、 唐泛 麒 囊皇岛一r | 终 厂 辽 雾 三沧册，一滁髟 蹒 一 删冬仍白瓶。，一0 大连 l o 蔟 胶辽地块 缓 p 一7 、 黟j 1 瓠腱 、灞 蕊：。骤、p 。孓| i i r ) 7 匠习要磊0 于匡更圉蠡蕊于 煳0 霹 辐 _ 淫 ：华北升降 + 群 、 、 ；区域热隆升 ， ， 。 饥、“、n v n v x 、，、，、，v、，、v 、 、v、， 。，、 v 一、，、 、一 、 前第三秀前裂陷阶段 9 第二章区域地质背景 1 ) 孔店组沙四段：该沉积期为初始裂陷期，地层发育零星，多分布于多个沉积洼 陷中，彼此分割充填。该时期气候为干旱炎热，为亚热带气候，湖水咸化，出现大量耐 干旱的麻黄等植物，沉积层中夹薄层白云岩和角砾状灰岩l l j 。 2 ) 沙三段：该沉积期经过孔店组沙四段的裂陷之后，渤中地区又发生了区域性构 造隆升，造成沙三段与底部地层呈角度不整合接触，之后开始强烈裂陷，形成被盆地内 的水下低隆起所分割的数个小洼陷。这一时期水体加深，湖泊范围扩大，沙三段盆地主 要存在两个主要的沉降中心( 带) ，分别是渤中东次洼陷、渤中西次洼陷，各洼陷中发 育了灰色、深灰色泥页岩沉积。凹陷周缘水系提供碎屑，在隆起周围形成了大量的近岸 水下扇、湖底扇、扇三角洲和滑塌浊积扇沉积。近岸水下扇、湖底扇主要分布于石臼坨 南缘、沙垒田南缘和东缘；扇三角洲主要分布于周缘凸起边缘，滑塌浊积扇一般分布于 近岸水下扇远端或扇三角洲前缘前方的缓坡处，近岸水下扇及扇三角洲前缘前方的断层 下降盘深水区多发育湖底扇。该时期具有温暖湿润的气候特点，由于该时期湖盆循环不 畅，形成半还原还原环境，藻类如渤海藻、副渤海藻等半咸水生物较发育，而麻黄粉 属等半干旱气候条件下才发育的生物很少，并且沉积了具高丰度有机质的湖相烃源岩， 该时期为主要的烃源岩发育时期【l j 。 3 ) 沙一、二段：该沉积期沙三段沉积末期，大规模的湖退造成区域性不整合，沙 二段与沙三段之间存在不整合接触关系，在地震上为t 5 界面( 】。沙二段沉积时期湖盆 沉积范围减小，沉积盆地逐渐融合，形成统一的盆地，但沉积中心有多个，大的沉积中 心位于渤中凹陷的中部。该沉积期以滨浅湖相沉积为主，水下扇、扇三角洲相较发育， 局部水下低隆起形成碳酸盐岩台地。气候由潮湿略向干燥转变，陆生植物较发育，水生 藻类少见，水体浅，但物源比较丰富，沉积物中通常含有粗碎屑、生物壳体，以及少量 白云岩、钙质砂岩等，是下第三系重要的储层发育时期。 沙一段，该沉积期沙二段沉积后，渤中凹陷又经历了一次盆地构造反转，沉积中心 由渤中凹陷的中部向东北部迁移，在渤中凹陷东北部沉积了较厚的沙一段地层。该时期 又一次广泛的湖进导致湖水面积进一步扩大，而凸起区范围减小，该时期广泛发育滨浅 湖相沉积，水质略有咸化，同时凸起区物源对沉积的影响减弱。该时期碳酸盐岩与碎屑 岩的混合滩坝发育，中深湖相泥岩发育，凸起边缘发育冲积扇、近岸水下扇及扇三角洲 等沉积。该时期生物化石有桤木粉属、水龙骨、柳属等，而介形类、螺类大量出现，而 棒球藻、薄球藻的发育说明该时期湖泊水体较浅、水体循环性较差【l 】，在整个渤中凹陷 形成了相对稳定的较薄的优质烃源岩。 1 0 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 4 ) 东营组三段：该沉积期湖盆结构由断陷转化为坳陷，断层对沉降沉积作用的影 响程度减小，形成两个沉积中心，地层厚度增加。由于湖侵速度较快，水体加深，半深 湖深湖加深，构造活动加强，该时期气候为温凉，凹陷内及周缘以深湖相暗色泥岩夹 滨浅湖相浅灰色、灰白色砂岩和薄层灰岩、白云岩、生物灰岩沉积为主，此时，渤中凹 陷成为成为渤海湾盆地的沉降中心，形成了较厚的烃源岩地层【l l 。 5 ) 东营组二段下亚段：该沉积期早期以强烈坳陷为主，中、晚期以沉积充填为主， 该时期湖盆沉积范围最广，凹陷周围凸起大部分被湖水淹没，湖域面积广，湖水深，处 于温凉气候，中深湖相发育，辫状河三角洲局部发育，由于受到外部古水系的影响，在 石臼坨凸起南部、石臼坨凸起与渤东低凸起之间、沙垒田与埕北凸起之间形成了远源及 近源曲流河三角洲沉积和辫状河三角洲。沙垒田凸起为低山区，淡水的细刺藻、微刺藻 和榆粉、桤木粉、水龙骨单缝孢紫萁孢相当发育，在离湖区较远的高地带，形成了含量 较少的孢粉化石及裸子植物【1 1 。落叶、阔叶乔木繁盛，形成栎粉属、胡桃粉属、榆粉属 等在石臼坨凸起一代含量较高【。湖相灰色泥岩夹泥质砂岩、泥质粉砂岩中水生藻类较 发育，且含有较丰富的生物化石较，是古近系重要的储层发育阶段【i j 。 6 ) 东营组二段上亚段：该沉积期为坳陷后期，坳陷作用逐渐减弱，主要以大型三 角洲的沉积充填为特征【l j 。三角洲沉积快速推进，湖水变浅萎缩，凸起露出水面，地势 变的平坦，形成河流泛滥平原及中大型曲流河及辫状河三角洲沉积，湖区以滨浅湖、 半深湖相泥岩夹粉砂岩为主，河流泛滥平原相分布广泛，河网较发育，外源沉积物从 各个方向向湖盆输送，导致湖缘普遍发育中小型三角洲沉积，是古近系重要的储层发育 期。 7 ) 东营组一段：该沉积期以坳陷末期河流及浅水三角洲的沉积充填为特征，至东 一段末期，坳陷作用基本消失，主要以沉积充填作用为主，后期遭受剥蚀。在东营组二 段上亚段沉积的基础上，湖盆被进一步充填，湖区范围急剧缩减，地势变得更加平坦， 低洼处逐渐被填平，河流泛滥平原相的厚层砂砾岩夹薄层泥岩较发育，来自凹陷外部 和内部的沉积物从各个方向向湖盆中央输送，形成中小型的三角洲沉积。渐新世末期， 开始遭受剥蚀，从而结束了早第三纪湖盆的演化史【l j 。 第三章中深层层序地层格架 第三章中深层层序地层格架 在区域地质背景分析及前人研究成果的基础之上，采用陆相层序地层学的最新理论 和方法，结合研究区的地质特征，通过对岩心、测井、录井、地震资料及古生物资料系 统的分析，查明了层序关键界面特征，确立了层序地层的划分方案，建立了渤中凹陷古 近系的层序地层格架。 3 1 层序地层划分方案 根据渤中凹陷的具体资料和地质情况，依据地震、测井、钻井及古生物资料的分析， 将研究区古近系划分为六个层序，由老到新依次为沙四段+ 孔店组、沙三段、沙二段、 沙一段、东二段+ 东三段、东一段+ 东二段( 图3 1 ) ，并能够在全区追踪、对比、闭合。 在层序划分研究工作中，充分利用二维、三维地震资料，结合钻井、录井、测井及 古生物等资料，将地震地层学、岩石地层学、生物地层学、层序地层学等多学科有机地 结合起来【3 8 4 2 】，构建了井震联合网格骨架剖面( 图3 2 ) 。通过井震标定( 图3 3 、图3 4 ) ， 单井、联井、井震联合网格骨架剖面的构造层序地层精细分析