（石油与天然气工程专业论文）东营凹陷滨县凸起周边地区超覆油气藏成藏规律研究.pdf

中文摘要 论文题目： 专 业： 硕士生： 指导教师： 东营凹陷滨县凸起周边地区超覆油气藏成藏规律研究 石油与天然气工程 程英( 签名) 宋子齐( 签名) 谢风猛( 签名) 摘要 研究区位于济阳坳陷东营凹陷的西北部，构造隶属滨县凸起，是一个典型的复式油 气聚集区。近年来随着勘探开发步伐的加快及隐蔽油气藏勘探的不断深入，以地层超覆 为特征的油藏类型，在该区所占的比重越来越大。研究区单家寺油田为典型的地层超覆 油藏，其以存在多次沉积间断和地层不整合，自下而上地层逐渐向古斜坡超覆为主要特 征。虽然对于该区块的勘探成果很多，但对于该区馆陶组的精细构造刻画、油气运聚模 式和成藏模式认识较为模糊。鉴于此，笔者在以往勘探成果的基础上，通过对已有地质 资料、测井资料、三维地震资料、分析测试等资料的综合分析处理，运用相干分析、属 性预测、测井约束反演、三维可视化等技术，确定了研究区有利沉积相带、精细构造特 征，识别出了储集层和有利油气带分布范围。综合分析了构造、沉积、储层的配置关系， 总结出了研究区的油气运聚模式和成藏模式。 关键词：滨县凸起地层超覆油藏相干分析油气运聚成藏模式 英文摘要 s u b j e c t ：t h es t u d yo ns t r a t i g r a p h i co v e r l a ph y d r o c a r b o nr e s e r v o i rr u l eo ft h ea r e an e a r d o n g y i n gs a g b i n x i a n - b u l g e s p e c i a l i t y ：p e t r a l e n ma n dn a t r u r a lg a sg e o l o g y n a m e ：c h e n g i n s t r u c t o r ：s o n x i e f e n g m e n g ( s i g n a t u r e ) a b s t r a c t t h es t u d ya r e al o c a t e di nt h en o r t h w e s to ft h ej i y a n g d e p r e s s i o n , d o n g y i n gs a g ，b e l o n g s t ob i n x i a n - b u l g e ，i sat y p i c a ld u p l e xo i la c c u m u l a t i o nb e l t w i t ht h ea c c e l e r a t i o no ft h e e x p l o r a t i o na n dd e e p e no ft h es u b t l er e s e r v o i re x p l o r a t i o n , t h ep r o p o r t i o no ft h es t r a t i g r a p h i c o v e r l a ph y d r o c a r b o nr e s e r v o i r i nt h i sb a s i ni si n c r e a s i n g s h a n j i a s io i lf i e l di sat y p i c a l s t r a t i g r a p h i co v e r l a ph y d r o c a r b o nr e s e r v o i r , w h i c hi se m b a r k e db yt h ee x i s t e n c eo fm u l t i p l e d e p o s i t i o n a lb r e w sa n ds t r a t i g r a p h i cu n c o n f o r m i t ya n dt h eo v e r l a pt ot h ep a l a e o s l o p ef r o m b o t t o mu p w a r d s a l t h o u g ht h e r eh a v eb e e np l e n t yo fe x p l o r a t i o np r o d u c t i o n s ，t h ee l a b o r a t e s t r u c t u r ed e s c 江 i p t i o na n dt h eo i lm i g r a t i o n , a c c u m u l a t i o na n dr e s e r v o i rm o d e lo ng u a n t a o g r o u pi nt h i sa r e ai so b s c u r e a c c o r d i n gt ot h i s ，t h ea u t h o ra n a l y z et h eo b t a i n e dg e o l o g i c a l ， l o g g i n g , 3 ds e i s m i ca n dt e s t i n gd a t ao nb a s i so ft h ep r e v i o u se x p l o r a t i o np r o d u c t i o n s ，t h e n e x e r tc o h e r e n t a n a l y s e s ，p r o p e r t y -f o r c a s t i n g ，l o g g i n g - c o n s t r a i n e d i n v e r s i o na n d 3 d - v i s u a l i z a t i o nt oe s t a b l i s ht h ef a v o u r a b l es e d i m e n t a r yf a c i e sa n de l a b o r a t es t r u c t u r ea n d i d e n t i f yt h ed i s t r i b u t i o no fr e s e r v o i ra n df a v o r a b l eo i la n dg a sf o r m i n gb e l t t h i sp a p e ra l s o a n a l y z et h ec o n f i g u r er e l a t i o n s h i po fs t r u c t u r e , s e d i m e n t a r ya n dr e s e r v o i r , a n ds u m m a r i z et h e o i lm i g r a t i o n ，a c c u m u l a t i o na n dr e s e r v o i rm o d e li nt h es t u d yr e g i o n k e yw o r d s ：b i n x i a n - b u l g es t r a t i g r a p h i co v e r l a ph y d r o c a r b o nr e s e r v o i r c o h e r e n ta n a l y s e so i lm i g r a t i o na n da c c u m u l a t i o nr e s e r v o i rm o d e l 学位论文创新性声明 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： 翟童日期：边窆! ! l 三! 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，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录 到中国学位论文全文数据库并通过网络向社会公众提供信息服务。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： 乏堑 导师签名：避 日期：2 矿d 目，11 孑o 注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出( 含解密年限等) 。 第一章绪论 1 1 选题依据、目的及意义 第一章绪论 滨县凸起及其周缘位于山东省滨州市境内，构造位置位于东营凹陷西部。北为陈家 庄凸起和流钟洼陷，东临利津生油洼陷，南为滨南断裂带，勘探面积约2 0 0 平方公里， 全区基本上已被三维地震勘探覆盖。滨南油区位于济阳坳陷东营凹陷的西北部，包括郑 家油田、王庄油田、利津油田、滨南油田、单家寺油田、尚店油田、平方王油田、平南 油田、林樊家油田等九个油田，是一个典型的复式油气聚集区。经过近四十年的勘探开 发，探井平均密度高达0 6 7 口k m 2 ，属较高成熟探区。随着勘探开发程度的不断深入， 构造型油藏发现的几率越来越小，隐蔽性油藏比例明显增加，优质资源接替的矛盾日益 突出。 “十五”以来，随着对隐蔽性油气藏勘探开发的不断深入，以地层超覆为特征的油 藏类型在勘探开发中所占的比重越来越大。据统计，在整个济阳坳陷的探明储量当中， 地层超覆类油藏所占的比例，从“九五斗到“十五 ，由5 上升到1 6 ，而且往往是一些 较大储量规模的整装区块，如王庄一宁海油田。滨南地区总的探明地质储量为5 1 6 6 6 亿 吨，地层超覆油藏的储量为8 2 6 6 万吨，占整个滨南油区的1 6 。2 0 0 3 年新增探明储量为 6 2 7 2 万吨，地层超覆油藏的储量为2 1 7 7 万吨，占新区储量的3 5 。由此可见，加强对地 层超覆油藏勘探开发的理论体系的研究总结，并形成系列配套技术，具有重要的现实意 义。 由于特殊的古地理条件所决定，本区为一继承性发育的潜山披覆构造带，其地层层 序复杂，为盆地边缘相沉积，下第三系沙河街组、上第三系馆陶组、明化镇组沿斜坡沟 梁依次向上超覆、尖灭，又由于该区紧邻利津洼陷油源充足，地势高差大，运移动力足， 油气成藏条件非常有利，多发育以地层岩性及构造岩性油藏为主。本区自1 9 6 4 年年开展 地震勘探工作以来，历经近4 0 多年的勘探，已完钻探井2 0 0 口。沿凸起斜坡周围发育了 馆陶、东营、沙一、沙二、沙三段、沙四段地层岩性和构造岩性油气藏。目前已累计上 报探明含油面积2 5 8 k m 2 ，储量9 0 6 8 1 0 4 t 。其中馆陶组、东营组、沙一段储量占有相当 比例。在探明储量范围之外，以往由于受认识和地震资料的限制，勘探一直没有取得大 的进展。近几年，随着勘探工作的不断深入及新理论、新技术、新方法的应用，该区不 断有新发现，含油面积不断扩大，如：单六东2 0 0 2 年通过精细的构造储层研究，在该区 上报馆陶组探明含油面积1 9 平方公里，石油地质储量5 0 9 万吨，预示该区仍有相当大 的勘探前景。 笔者自2 0 0 2 年以来，一直从事滨县凸起周围地区的地质、物探研究工作，熟悉该区 的勘探历程，积累了一些该区勘探成功与失败的经验教训，也形成了一些自己的看法和 西安石油大学硕士学位论文 认识，有能力为热点地区的勘探解决一些难题，因而拟定该研究课题，以对本区构造、 沉积、储层和成藏规律迸行研究，提出勘探目标，为油田的增储上产服务。 1 2 国内外研究现状 近十几年来，随着油气勘探技术不断进步，石油地质学理论得到了较大的发展，我 国学者提出和形成了独特的陆相成油理论。隐蔽油气藏勘探，特别是含油气盆地进入较 高勘探阶段后主要的勘探目标，是石油地质工作者研究和探索的重要内容。当东营凹陷 基本完成对大型构造油气藏的勘探工作以后，勘探研究的主要精力必然将转移到地层和 岩性油气藏方面。在岩性油气藏的勘探实践中结合国内外的新理论，已初步形成了以 地层、岩性和特殊岩性体追踪、描述和油气藏评价为内容的油气藏勘探方法，取得了一 定的成功经验。近几年胜利油田完成的复式油气藏勘探目标研究课题，应用层序地层学 原理和含油气系统等新理论对东营凹陷各类油气藏的成藏模式和成藏规律进行了研究， 并取得了重大成果，但不同类型油藏的构造、沉积演化、成藏模式与油藏的关系、圈闭 预测及不同油藏系列勘探技术需要进行综合性总结，以指导不同类型油藏的勘探工作。 单家寺油田1 9 8 1 年最早探明了单1 8 块、单1 4 块等沙三沙四稀油油藏，储量8 2 6 万吨：8 0 年代中期集中探明了单2 、单l o 主力稠油区块，储量5 2 7 0 万吨：8 0 年代末9 0 年代初探明了单6 、单8 3 稠油区块，储量1 4 8 9 万吨：9 0 年代中后期探明了一批砂砾岩 体型稀油区块，储量3 9 8 万吨。1 9 9 0 年单家寺油田东部在原地震测线密度3 0 0 4 0 0 m 的 基础上完成了三维地震( 滨一区三维) ，但该三维地震资料向北只覆盖到滨县凸起的东端， 2 0 0 2 年在单家寺北部及郑家地区完成了单家寺三维，覆盖了滨县凸起北坡及郑家构造， 整个单家寺地区实现了三维连片。 自2 0 0 1 年起开始针对本区地层超覆稠油油藏开展滚动勘探，陆续在研究区内单六块 东南部馆陶组( 2 0 0 2 - 2 0 0 3 ) ，单1 0 - 7 3 井区沙一段( 2 0 0 1 ) ：单9 0 井区馆陶组( 2 0 0 2 ) j 单8 3 块馆陶组( 2 0 0 2 - 2 0 0 3 ) ：单二块北部馆陶组( 2 0 0 3 ) ；滨县凸起北坡单8 3 - 0 1 4 块馆 陶组稠油油藏( 2 0 0 3 - 2 0 0 4 ) ：单六块西北部馆陶组( 2 0 0 4 ) 进行了滚动勘探开发，部署 并钻探了滚动井l o 余口，均获得了较好的开发效果。 1 3 研究内容、技术路线和创新点 i 3 i 研究内容 i ) 在地层划分对比的基础上，完成各地层单元的砂体等厚图( 馆陶、东营、沙一) ， 确立砂体的时空分布规律： 2 ) 利用三维地震资料对主要目的层进行精细的构造解释与描述： 3 ) 对重点井进行单并沉积相分析，研究沉积相的纵向演化规律，进而研究沉积相平 2 第一章绪论 面分布，在沉积相基础上预测储层分布规律； 4 ) 利用各种分析测试资料对研究区储层进行研究，对储层储集性能进行综合评价， 找出储层发育的有利地区及影响储集性能的主要因素： 5 ) 利用测井约束反演等新技术对有利勘探目标进行精细的构造、储层描述和综合分 析，并提出探井靶位。 1 3 2 技术路线 本次研究以滨县凸起周围的馆陶组一沙一段地层超覆型油藏为主要目标，通过充分 利用相干分析、属性预测、测井约束反演、三维可视化等技术，确定有利沉积相带和构 造带，识别储集层和有利油气带分布范围，从而进一步研究和验证构造、沉积、储层的 有利配置关系。 1 4 取得的主要认识及创新点 1 ) 建立滨县凸起地层油藏的油气聚集模式：盆缘地层超剥带和鼻状构造是大中型 地层圈闭形成的主导因素：盆缘古地貌成为地层油藏分布的主要控制因素，鼻状构造 高部位( 古地貌高部位) 储集岩含油率更高，剖面上转折处对应的层段油层集中：源 岩活动断层骨架砂岩不整合面构成的复合输导体系是油气进入大中型地层圈闭的主要 方式。 2 ) 总结滨南地区具有相对应的两种成藏模式，即成藏动力学模式与“t o s ”成藏模 式，以生油洼陷为中心，向外依次分布成藏动力学模式内的自源型成藏类型，它源断块、 岩性成藏类型，以及压力释放带成藏类型，总体呈带状分布。而在凹陷边缘，油气则按 照盆缘超剥带油气聚集模式，集中于以超剥带或鼻状构造为背景的地层圈闭中，即滨南 地区的尚店林樊家，单家寺，郑家王庄等正向构造单元附近，形成大型地层油藏。 3 西安石油大学硕士学位论文 2 1 勘探、开发简况 2 1 1 勘探阶段 第二章地质概况 单家寺油田1 9 8 1 年最早探明了单1 8 块、单1 4 块等沙三沙四稀油油藏，储量8 2 6 万吨：8 0 年代中期集中探明了单2 、单1 0 主力稠油区块，储量5 2 7 0 万吨：8 0 年代末9 0 年代初探明了单6 、单8 3 稠油区块，储量1 4 8 9 万吨；9 0 年代中后期探明了一批砂砾岩 体型稀油区块，储量3 9 8 万吨。1 9 9 0 年单家寺油田东部在原地震测线密度3 0 0 4 0 0 m 的 基础上完成了三维地震( 滨一区三维) ，但该三维地震资料向北只覆盖到滨县凸起的东端， 2 0 0 2 年在单家寺北部及郑家地区完成了单家寺三维，覆盖了滨县凸起北坡及郑家构造， 整个单家寺地区实现了三维连片。 2 1 2 滚动开发阶段 自2 0 0 1 年起开始针对本区地层超覆稠油油藏开展滚动勘探，陆续在研究区内单六块 东南部馆陶组( 2 0 0 2 - 2 0 0 3 ) ，单1 0 - 7 3 井区沙一段( 2 0 0 1 ) ；单9 0 井区馆陶组( 2 0 0 2 ) ： 单8 3 块馆陶组( 2 0 0 2 - 2 0 0 3 ) ；单二块北部馆陶组( 2 0 0 3 ) ：滨县凸起北坡单8 3 - 0 1 4 块馆 陶组稠油油藏( 2 0 0 3 - 2 0 0 4 ) ；单六块西北部馆陶组( 2 0 0 4 ) 进行了滚动勘探开发，部署 并钻探了滚动井1 0 余口，均获得了较好的开发效果。 2 2 地层特征 一般来说，地层圈闭是指储层上倾方向直接与不整合面相切而被封闭所形成的圈闭， 即与地层不整合有关的圈闭，在地层圈闭中的油气聚集称为地层油藏。地层油气藏通常 表现为二种形式，一种是与地层超覆有关的油藏，这类油藏以单家寺、尚店西、陈家庄 南等地区为代表，主要分布在斜坡带和潜伏隆起或陡坡带。其特征表现为存在多次沉积 间断和地层超覆不整合，自下而上地层逐层向古斜坡超覆。一种是与地层不整合有关的 油藏，如金家、草桥、罗家等地区，主要分布在盆地斜坡地带的边缘，具有下超上剥的 特点。滨南地区大部分地层油藏属于前一种，即地层超覆油藏。 滨南油区处于东营凹陷西北坡，北邻陈家庄凸起、滨县凸起，西接林樊家低凸起， 南临利津洼陷。东营凹陷是一个开阔型的北断南凸的中生代箕状断陷盆地。凹陷内有长 期继承性发育的利津洼陷，面积约1 0 0 0k m 2 ，沉积了主要的生油气层系，周围隆起区基 岩的剥蚀为洼陷沉积提供了大量碎屑物，形成了分布广泛的有利的储层；洼陷中生成的 油气可以运移到周围的储层中聚集成油藏。 本区经钻井揭露的地层有：前震旦系变质基底、古生界寒武一奥陷系，下第三系孔店 4 第二章地质概况 组、沙河街组、东营组、上第三系馆陶组、明化镇组以及第四系平原组。在第三系沉积 过程中，由于构造、沉积演化，本区曾出现多次构造反转，形成多个沉积间断面，从而 造成沙四段、沙二段、东营组等地层不同程度的缺失，从区域地层分布情况看，断块抬 升越高，地层缺失越多。同时，地层的分布明显受北部陈家庄凸起、滨县凸起及其边界 断裂带的控制，从沙四段到沙一段由南向北逐渐超覆。其中，断陷萎缩期和拗陷初始期 其石油地质特征与其它阶段差异明显，是盆地演化的特殊时期，称之为“断一拗转换期一， 具体是e s 2 上- n g 下。 断拗期层序的沙二上亚段沉积前，济阳坳陷发生了一次范围较大的区域抬升运动， 沙二下亚段遭受剥蚀。之后盆地再次下降，接受沉积。沙二下亚段和沙二上亚段形成了 一个分布较广泛的不整合面。该不整合面附近，在盆地边缘沙二上亚段与下伏第三系呈 小角度不整合接触，盆地内部一般为假整合或整合接触，盆内早期鼻状构造或低隆起顶 部或两翼，也可出现角度不整合现象。沙二上亚段一东营组在盆地边缘向凸起层层超覆， 有时表现为退覆，剖面上层序结构为中间厚，两边薄的特点，地层向凸起方向尖灭。 渐新世末期的东营运动使济阳坳陷整体抬升，出现了一次持续约11 m a 的沉积间断， 地震剖面上表现为上第三系呈近乎水平产状超覆于所有老地层之上，与前第三系呈大角 度斜交，与下第三系呈小角度斜交。在盆地边缘由于剥蚀时间长，强度大，往往改变了 早第三纪自沙四段，沙三段到沙一段，东营组沉积范围逐渐扩大，地层总体上层层超覆 的特点，反而呈现出沙四段分布范围大于沙三段、沙三段又大于沙二段、沙一段，沙一 段又大于东营组的面貌，造成沉积范围逐渐缩小的假象。 而馆下段为一套稳定的巨厚沙流相砂砾岩体沉积，地震剖面上为高连续、平行反射 结构，凹陷内厚度变化很小。在一些高凸起的翼部，馆下段向凸起高部位层层超覆，馆 上段、明化镇组及第四系披覆于高凸起之上。 据以上分析，断拗期地层油藏最为发育。平面上主要分布于凹陷缓坡带上部、徒坡 超剥带、盆缘斜坡凸起翼部及盆内第三系低凸起翼部；纵向上应分布在两个不整合面上 下：沙二上亚西段沙二下亚段不整合面以下发育沙河街组三段、四段地层不整合油藏， 不整合面以上发育沙二段、沙一段、东营组地层超覆油藏；馆陶组东营组不整合面以下 发育沙河街组各段、东营组地层不整合油藏及复合地层油藏，不整合面以上发育馆下段 地层超覆油藏。 1 前第三系 本区前第三系地层仅有太古界泰山群，是一套以片麻岩为主的深变质岩系。 2 下第三系 沙四段：本区处于凹陷北部陡坡带，细粒砂岩及含砾砂岩发育，其厚度比例可达6 0 7 0 ，地层厚度较小。 沙三下亚段：在近滨县凸起边缘部位，发育扇三角洲沉积的厚层砾岩、砂岩。 沙三中亚段：以泥岩、泥质粉砂岩、灰质泥岩为主，夹砂岩薄层。 5 西安石油大学硕士学位论文 沙三上亚段：以泥岩为主，含泥质灰岩，湖泊沉积。顶部发育扇三角洲沉积的厚层 砾岩、砂岩。 沙一段：程度不同地遭受剥蚀。以中砂岩夹暗色泥质岩薄层为主，下部普遍发育生 物碎屑灰岩，岩性变化较大。 东营组：下部以泥岩、泥质粉砂岩为主，中部为粉砂岩、细砂岩及含砾砂岩，上部 以泥质粉砂岩为主。总体以浅水湖泊沉积为主，由下部至中部表现为反粒序，由中部至 上部为正粒序。 3 上第三系 馆陶组：分布稳定的河流相砂岩夹泥岩沉积。 明化镇组：依据岩性及电性特征可划分为两段：下段以紫红、灰绿色泥岩为主，底 部夹灰质砂岩、白云质砂岩，上段以棕红、黄绿色泥岩与砂岩、砂砾岩互层。普遍含灰 质、铁质结核或团块。 4 第四系 平原组：厚度一般为2 0 0 - 21 5 m ，岩性为土黄色砂质粘土夹灰黄色砂层及砾石层。与 下伏明化镇组区域不整合接触。 研究区所处区域构造位置为滨县凸起周围斜坡部位，下第三系地层向凸起层层超覆 减薄和尖灭，上第三系馆陶、明化镇组地层广泛覆盖本区及凸起之上。由于处于凸起与 凹陷过渡地带，地层横向变化较大，滨县凸起东南部单1 0 块地层组合为沙三一沙一一东营 一馆陶：单1 0 块两侧单2 块、单8 3 块及凸起北坡地层组合为沙三一沙一一馆陶；滨县凸起 西部单6 块地层组合为沙三一馆陶，反映了该地区在沙二上至馆下段时期即盆地的断拗转 换期经历了由遭受剥蚀到接受沉积的过程。 2 3 构造特征 东营凹陷西部地区构造面貌为一隆三凸的构造格局，广泛发育中古生界以及前震旦 系潜山( 见图2 - 1 ) 。受北东和北西向断裂作用的影响，东营凹陷西部地区形成了北东、 北西两个方向上的潜山带。北东向的青城凸起、于家庄、平南、滨县、陈家庄西段构成 了东营凹陷西部边界；北西向的草桥、纯化、平方王、林樊家构成了东营凹陷内部分隔 博兴洼陷和利津洼陷的古隆起带。区内发育利津和博兴两大生油洼陷，距油源区近，油 气资源充足，加上众多长期持续活动的断层可作为油气的运移通道，具备良好的潜山成 藏条件，拥有广阔的勘探前景。 从区域情况看，对该区沉积起控制作用的因素主要包括：陈家庄凸起、滨县凸起、 林樊家低凸起和滨南- - n 津断裂带。滨县凸起、陈家庄凸起顶部仅沉积了明化镇组和馆 陶组等上第三系地层，表明在下第三系它长期处于隆起、剥蚀状态。这是向凹陷提供碎 屑物的主要来源。与边缘断裂活动相结合，它决定了碎屑沉积物供应的速率。滨南一利 6 第二章地质概况 津断裂带是凹陷边缘同生断裂，近于东西向延伸。它的活动控制了本区，特别是边缘区 下第三系的沉积作用。 滨县凸起是一个古隆起，在凸起的周围是大的边界断层，即滨县凸起北部的滨北断 层与南部的滨南断层( 见图2 2 ) 。均为划分凸起与凹陷的一级断层， 囤东营洼陷西部潜山立体图 也是下第三系的边界断层，尤其是滨南断层，具有延伸长、断距大、活动时间长的特点， 不仅控制着凸起与凹陷的对立发展而且还控制了下第三系的沉积发育以及早期断裂 伴生构造带与阶状构造带的形成，即滨南一利津断裂带。受边界断层的影响又发育了 东西向、南北向的断层。凸起的两侧断层发育不一平面上南坡断层较发育，北坡断层 相对不发育；纵向上前第三系断层l ：i 南北向居多，而第三系断层多呈东西向。 西安石油大学硕士学位论文 图2 _ 2 济阳坳陷边界断层分布图( 据宗国洪等，1 9 8 5 ) 滨县凸起周围斜坡部位，即研究区所处区域，断层走向受古地形影响，以近东西向 为主，北西向及北东向断层也较发育，形成单家寺油田各个区块之间的边界。在差异压 实的影响下，断距较小，从下到上继承性发育。 2 4 构造演化史 印支运动主要发生于中、晚三叠纪，它对济阳坳陷中、古生界的演化起到了举足轻 重的作用。不少资料表明，早、中三叠世，华北地区仍存在大型统一的坳陷盆地【l 】。晚 三叠世印支期，华北板块分别与西伯利亚板块和扬子板块碰撞对接产生的南北向挤压应 力，致使板块内部整体抬升遭受剥蚀。由于受郯庐断裂印支期左旋挤压的影响，济阳坳 陷受到北东方向的水平挤压，形成两隆三凹的北西走向压扭性构造带。 燕山运动阶段，特别是燕山运动二幕，构造运动强烈。以剧烈的岩浆活动伴以强烈 的断裂作用为特征。对济阳地区而言，燕山期是济阳裂陷盆地初始形成期，期间经历了 较明显的负反转和正反转交替的构造转型过程，尤以燕山二幕和燕山晚幕为甚，其中燕 山二幕表现出明显的负反转构造特征，燕山晚幕表现出区域正反转挤压构造特征。 燕山二幕的岩浆作用及晚幕的挤压和正反转整体抬升剥蚀特征在滨南东营凹陷西部 地区清晰可见，尤以高青平南潜山带为甚。有多口井见到火成岩，多为侵入岩，滨 古2 6 井在寒武系地层见到3 0 0 余米闪长玢岩：在平方王潜山前震旦系地层，一条逆断层 清晰可见：在高青平南潜山，一条逆断层断开了吉生界潜山风化壳、冶里一亮甲山 地层和寒武系地层。 8 第二章地质概况 喜山期是济阳断陷和断坳盆地的主要形成期，从燕山晚幕的正反转特征又转入一个 重要的负反转阶段【2 】。盆地整体呈现拉张的性质，并沉积了下第三系孔店组、沙河街组 到东营组地层。进入晚第三纪( 2 3 m a ) 以来，济阳坳陷伸展作用明显减弱，盆地整体热沉 降，进入了坳陷阶段。 作为东营凹陷的一部分，与东营凹陷一样，该区构造一沉积演化经历了张扭断陷和 压扭拗陷两个构造演化阶段。其中，下第三系为断陷阶段，根据构造反转期次和盆地充 填特征，其演化又可分为三期。 初始缓慢沉降期：包括孔店组到沙四段沉积末期。总体表现为盆地初始裂陷阶段， 半干旱条件下的河流、浅湖及半深湖沉积和冲积扇一扇三角洲沉积。 加速沉降期：包括沙三下、中、上亚段和沙二段沉积期。以沙三段的泥岩、油页岩 为主要标志，属深水湖泊沉积。在凹陷边缘，由于剥蚀区与沉积盆地的高差加大及断层 的活动，发育了扇三角洲沉积体系。沙二段湖泊水体变浅，开始逐渐萎缩。 湖盆萎缩期：包括沙一段和东营组沉积期，在沙一中段较大规模的水进后，东营组 沉积末期湖盆萎缩，差异沉降明显加强，并出现构造反转，使部分地区抬升遭受剥蚀而 缺失东营组，盆地结束了断陷期的演化。 上第三系的压扭拗陷阶段包括馆陶组和明化镇组沉积期。东营组沉积末期整体抬 升，之后开始拗陷下沉，在此背景下沉积砂岩、泥岩互层的粗碎屑岩，以小型浅水湖泊 和近源辫状河的反复交替沉积为主。 构造一沉积的演化造成本区整体构造面貌比较复杂，具有南北分断块、东西分横梁 的特点。 2 4 储层特征 2 4 1 结构特征 根据单家寺油田单十块l l 口取心井1 2 8 1 个砂岩粒度分析统计，馆陶组砂岩分选性 中等偏差，分选系数一般为1 3 0 - 2 3 0 ，平均1 8 0 ，粒度中值一般为0 1 0 0 3 5 r a m ， 平均0 1 6 m m ；东营组砂岩分选性以差为主，分选系数一般为1 3 1 , - - - , 3 1 5 ，平均1 9 2 ， 粒度中值一般为0 1 0 0 4 8 m m ，平均0 2 4 m m ；沙一段 9 西安石油大学硕士学位论文 图2 - 3 馆陶组累计概率分布图图2 - 4 沙一段累计概率分布图砂岩分选性也 是以差为主，分选系数一般为1 2 0 , - - , 3 3 1 ，平均2 1 2 ，粒度中值一般为0 1 0 , - 一0 5 0 r ， 平均0 3 4 r i m 。总体上看，东营组、沙一段砂岩储层分选以差为主，馆陶组中等偏差，馆 陶组好于东营组和沙一段。砂岩碎屑颗粒磨圆普遍较差，多为次棱角状，少量为棱角状。 从概率图2 - 3 可见馆陶组全为跳跃和悬浮两个次总体，以两段式为主，跳跃次总体 含量高( 5 0 - 7 0 ) ，分选中等，在跳跃次总体和悬浮次总体截点处形成一个过渡带，反 映了沉积速度快和分异差的情况，为辫状河心滩的重要特征【引。悬浮次总体含量低( 2 5 5 0 ) ，分选差。东营组为跳跃和悬浮两个次总体，跳跃次总体含量一般为2 0 , - - - 6 5 9 6 ，分 选中等偏差，在跳跃次总体和悬浮次总体截点处形成一个过渡带。悬浮次总体含量小于 3 0 ，分选差。沙一段( 图2 - 4 ) 以跳跃和悬浮两个次总体所形成的二段式为主，跳跃次 总体含量一般为3 0 - - - 一5 0 ，分选中等偏差，悬浮次总体含量一般为4 5 - 7 0 ，分选差。沙 一段搬运介质属牵引流，但流体流动密度较大，沉积速度较快，最粗颗粒一经沉积下来， 就很快为细粒物质所埋藏而不能发生滚动，沉积物滚动次总体含量少。 沙一段石英相对含量明显低于馆陶组和东营组，而长石含量明显高于馆陶组和东营 组，同时岩屑含量明显低于馆陶组和东营组。 馆陶组和东营组岩屑成分主要为喷出岩岩屑、碳酸盐岩屑，还有石英、结晶岩屑、 泥质岩屑。沙一段主要为石英、结晶变质岩岩屑，偶见喷出岩岩屑和碳酸盐岩屑，沙一 段砾岩砾石成分与砂岩岩屑成分一致。 沙一段中见大量盆内碎屑。盆内碎屑种类较多，以螺、介形虫化石及其碎片为主， 次有鲕、表鲕粒、灰质、白云质砂屑等，见少量蚌化石。 1 0 第二章地质概况 2 4 2 储层物性特征 通过以上对油气运聚模式的研究及对钻探资料的分析表明：地层超覆油藏的油层分 布，纵向上，主要的分布于上下第三系不整合面附近，平面上，油层的分布与地层超剥 带有密切关系，油层分布均呈现受古地貌控制的特点，即具有“s 型控藏的模式：而且 鼻状构造高部位和地层超覆边界附近、活动性断裂附近油层更加发育；在鼻状构造范围 内，油层厚度与储集岩厚度有较好的相关性，即与沉积相有关，其发育类型、内部结构、 分布范围及物性变化规律是控制油气储量规模、分布状况的重要因素。 此外，地层超覆油藏还有以下几个特点： 1 ) 储层非均质严重。储层多为近源的扇三角洲砂砾岩沉积，岩芯观察及测井反映储 层内物性夹层发育，储层以油干间互为主，单油层厚度多小于4 米，物性夹层多在l 一2 米之间，层内、层间孔隙度、渗透率变化大，平面上渗透率表现为自低部位向超覆点逐 渐增高的趋势。如王庄一宁海地区，郑3 6 井区鼻状构造高部位渗透率多低于2 0 0x1 0 一 3um 2 ，近凸起区域渗透率不足3 0 x1 0 3l im 2 ，渗透率大于5 0 0 x1 0 一3um 2 ，主要位于 东西两个相对高值区域，东部在郑1 0 2 等井附近，靠近郑4 0 8 块，西部在郑3 6 6 井区， 渗透率最高1 4 0 0 x1 0 一3 i im 2 。 2 ) 储层一般具有敏感性特征，尤其是具有强到极强的水敏性。由于超覆油藏一般靠 近凸起的区域，粘土矿物含量略高，储层渗透率低，敏感性相对强，平面上储层水敏感 性具有向凸起方向逐渐减弱的趋势，另外，储层还具有弱酸敏、弱碱敏，一定程度的盐 敏和速敏。 3 ) 原油性质资料分析，原油密度一般在0 9 5 3 - 0 9 8 9 9 c m 3 ，平均0 9 7 7 4g c m 3 ，原 油粘度2 0 0 0 2 5 0 0 0 p a s ( 5 0 ) ，属于普通一特稠油。受重力分异等作用，一般具有高 部位稀、低部位稠的特征，平面上具有向凸起方向原油粘度逐渐降低的趋势，纵向上原 油粘度具有自上而下逐渐增高的趋势，如北部郑3 6 井区沙一段原油粘度2 0 0 0 1 2 0 0 0 p a s ( 5 0 ) ，为普通稠油，高部位郑3 6 9 井原油粘度小于2 5 0 0 p a s ( 5 0 ) ，南部郑4 1 1 井区原油粘度1 2 0 0 0 - 2 0 0 0 0p a s ( 5 0 ) ，为特稠油油藏，其中e s l l 小层原油粘度 2 2 0 0 - 9 0 5 6 p a s ( 5 0 ) ，普通稠油为主，e s l 2 小层原油粘度3 0 0 0 0 - 9 0 0 0 0 p a s ( 5 0 ) ， 为特超稠油。 4 ) 一般情况下超覆油藏边底水不活跃，油水分布受构造控制，但油水界面不统一， 水体分布范围和水层厚度均不大。油藏天然能量较小。 总之，超覆油藏为一受构造岩性控制的层状强水敏普通一特稠油油藏。 通过对单1 0 块11 口取芯井9 5 3 个样品进行物性参数分析可知，馆陶组孔隙度和渗 透率差异较大，属特高孔、特高渗储层。东营组属特高孔、中渗储层。沙一段渗透率差 异较大，属特高孔、高渗储层。 西安石油大学硕士学位论文 表2 _ 1 单10 断块岩芯实测储层物性参数统计表 孔隙度( ) 渗透率( 1 0 。3um 2 ) 层位样品数样品数 ( 块) 最大最小平均 最大最小 平均 ( 块) 馆陶组 2 0 55 0 。52 1 33 2 46 03 3 0 5 4 2 13 4 0 6 5 6 东营组 1 2 l4 41 83 3 3 776 2 0 03 8 o1 9 2 1 4 沙一段 6 2 74 8 21 0 83 45 91 2 8 7 0 0 5 o1 3 2 9 3 6 2 4 3 成岩作用 通过岩芯薄片、扫描电镜、粘土矿物分析，综合上述特征，单l o 断块储层的成岩作 用有以下几个特点： i ) 埋藏浅，一般小于1 3 5 0 m ，压实作用强度不高，属中等压实，颗粒排列不紧，由 压实作用减少的孔隙较少。 2 ) 胶结物中隐一微晶铁白云石、铁方解石的存在说明孔隙水介质为弱还原偏碱性， 有利于二价铁离子的形成和存在。 3 ) 胶结作用较弱，油层多为泥质胶结，呈接触式胶结或孔隙一接触式胶结，胶结疏 松。 4 ) 溶蚀作用较弱，主要发生在馆陶组底部、东营组和沙一段储层中。 1 2 第三章沉积相特征 第三章沉积相特征 3 1 沉积体系研究方法及进展 近几十年来，沉积学的研究发展很快，目前已进入对整个盆地分析研究的阶段。因 此，认识各种类型的沉积相特征，建立相应的相模式和相序列，已成为当前盆地分析研 究的重要基础内容之一。 相这一概念最早由丹麦学家斯丹诺( s t e n o ，1 6 6 9 ) 引入地质文献的，其认为相是在 一定地质时期内地表某一部分的全貌。1 8 3 8 年瑞士地质学家格列斯利( g r e s s l y ) 开始 把相的概念用于沉积岩研究中，认为“相是沉积物变化的总和，表现为岩性的、地质的 或古生物的差异 。相是沉积环境及在该环境下形成的沉积岩( 物) 特征的综合反映( 赵 澄林，2 0 0 1 ；姜在兴，2 0 0 3 ) 其所指的沉积环境包括一下几个要素：1 自然条件。海、 陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等的分布和地势高低：2 气候条件：气候的冷、热、干 旱、潮湿；3 构造条件：包括大地构造背景和沉积盆地的隆起或拗陷；4 沉积介质的物化 条件：包括介质的性质、运动方式、能量、温度和深度，介质的氧化还原电位、酸碱度 和介质含盐度。 沉积体系是指与沉积作用相关的沉积相的集合体( s c o t t 和f i s h e r ，1 9 6 9 ) ，也可将 其理解为有成因联系的沉积相在空间上构成的三维地层单元。其涵义包括供给物源、作 用过程及地理环境的三维组合。换句话说，也就是“沉积物堆积的物理化学和生物条件 的总和一( w c k r u m b e i n ；c l s l o s s ，6 0 年代：r c s e l l e y1 9 7 0 ) 。 3 2 断一坳过渡期的涵义 根据对济阳断陷一坳陷盆地演化的研究，断陷稳定期( 沙二段上部至东营组沉积时期) 是盆地早第三系断陷期的最后阶段，坳陷初始期( 馆陶组下部沉积时期) 则是其晚第三 系坳陷期的早期阶段，它们分别位于济阳断陷盆地第三系内部构造转型期的前后，为一 特殊地质历史时期的产物，从构造样式、断层活动性、盆地沉积充填方式以及油气成藏 条件等方面分析，两者又具有较多的共性，因此，将断陷稳定期和坳陷初始期合称为断一 坳过渡期。 断一坳过渡期是盆地发育阶段的转化时期。中新世早期的东营运动( 喜山运动幕) 时期，济阳断陷盆地受挤压而抬升，从而结束了其断陷阶段，并向坳陷阶段过渡。东营 运动在济阳坳陷全区都有清晰的反映，据测算中新世早期曾有一个持续1 1 m a 的沉积间 断，表现为上第三系呈近乎水平产状超覆于所有老地层之上，与前第三系呈大角度斜交， 与下第三系呈小角度斜交【4 l 。 东营运动改变了济阳坳陷渐新世末期形成的古地理景观，使凸起进一步遭受剥蚀， 山头变低，表现为准平原化过程。但从各凹陷中心东营组仍大面积保存分析，东营运动 1 3 西安石油大学硕士学位论文 造成的剥蚀并不十分强烈，早第三纪形成的构造格局基本得以保存，仍然继承了早第三 纪末西南高、东北低的地理概貌。 断一坳过渡期是沉积环境的转化时期，从断陷稳定期( 沙二段上部至东营组沉积时期) 到坳陷初始期( 馆陶组下部沉积时期) ，水体变浅，由稳定浅水湖泊转化为河流相沉积。 自沙二段沉积晚期始，济阳坳陷地形逐渐转为南高北低。该时期是以稳定浅水湖泊为 主的沉积环境，以沙一段为例，其构造一沉积特征表现为断陷稳定、湖盆面积大，陡坡 带为水下扇粗碎屑沉积，近湖岸发育生物灰岩滩、坝，还发育滨浅湖滩砂和缓坡小型冲 积扇，广大半深湖、浅湖区为暗色泥岩、油页岩沉积。 渤海湾地区的沉积研究表明，馆陶组下部沉积时物源主要来自三大水系，即发源于 燕山褶皱带山麓的北部水系、发源于太行山麓的西部水系和发源于鲁东隆起区的东南部 水系。馆陶组的沉积是自东北向西南的超覆过程，东北部剥蚀弱、沉积早，沉积间断时 间短，西南部剥蚀强、沉积晚，沉积间断时间长【5 】。 3 3 断坳过渡期的层序特征 位于断一坳过渡时期的主要等时界面有5 个一一三级层序界面和数量不等的四级层序 界面，分别是： 一级层序界面：下第三系底界面( t r 反射界面) ，上下第三系间的区域不整合面( t 1 反射界面) ： 二级层序界面：沙二上下亚段( t 37 ) ： 三级层序界面：沙一段与东营组之间的界面( t 27 ) 、馆陶组上下段之间( t 17 ) 。 其中，以沙二上下亚段之间的不整合面是断坳期形成的地层单元的底界、馆陶组上 下段之间的层序界面是断坳期形成的层序地层单元的项界面，其间的地层组合是济阳坳 陷断一坳过渡时期主要的物质组成。 沙二上一沙一段层序：盆地整体抬升后再次扩张，气候由干旱向 潮湿转变条件下的产物，与下伏e s 2 下、上覆e d 呈局部不整合或整合接触。 东营组层序：顶面为一级层序界面( t 1 界面) ，底部更多地表现为沉积作用的转换 界面。由于后期构造回返和t 1 一级层序界面的形成，盆地边缘的东营层序顶部遭受了更 加强烈的剥蚀，在东营凹陷东营组主要剥蚀尖灭于凸起边缘。 馆下段层序：底界面为一级层序界面( t 1 界面) ，顶界面为沉积作用转换界面，以 冲积扇一辫状河流相沉积为主，向凸起高部位上超尖灭。在之后的馆上段 1 4 第三章沉积相特征 t 1 i 缎层序馆l 底 t 】一级层序馆f 底 t 2 。i 缓目序束营组底 13 = 层序沙二l 底 固31 滨县凸起周匿断坳转换期层序剖面 层序沉积时期，济阳坳陷才具有了相对统一的沉积和沉降机制，亦即进入整体坳陷阶段。 从陆相断陷盆地本身来讲湖盆断坳期这个特定的时期，也是盆地地质结构和发展 过程发生重大变革的时期，断坳期地层形成机制的特殊性决定了地层分布样式的特殊性， 既不同于断陷时期，也不同于坳陷时期。这一时期形成的层序，可以统称为“断坳层 序”以与断陷期和坳陷期的层序地层( 可阻相应地称为“坳陷层序”和“断陷层序”) 加以区别。 由于断坳过渡期本身在构造、沉积作用上的过渡特点断坳层序具有两个方面的特 征即具有坳陷层序的特点同时也具有断陷层序的特征。与坳陷层序和断陷层序相对 比断坳层序的基本特点可以如下表述： 1 ) 层序结构的平面对称性和地层分布的相对稳定性 与盆地结构特点及沉降机制相对应断坳期层序地层结构在凹陷内是近于对称的。 这种对称性表现在凹陷一侧的层序地层结构在另一侧可以近似地重复、沉积中心趋向于 层序的中部或略向早期存在的陡坡带靠近、地层厚度从凹陷中部向四周凸起降低的速率 更加接近。 但断坳层序这种对称性与坳陷层序也具有一定的差异。一方面断坳层序结构的平面 对称以凹陷作为约束条件，坳陷层序以坳陷作为约束条件；同时，这种对称性由于下伏 断陷层序的不均衡压实作用和存在的主断层的活动而不严格一亦即地层的厚度中心总是 偏向于早期的陡坡带位置n 。 由于层序的主要控制因素和可容空间变化特点在凹陷内更加趋向于同一地层的特 征在横向上更加趋于稳定和易于进行对比，与断陷层序地层特点的强烈变化形成了鲜明 西安石油大学硕士学位论文 的对照。 2 ) 地层上超和削蚀尖灭的并存 断坳层序的另一个重要特点就是靠近凸起位置地层的上超与削蚀两种尖灭方式更加 鲜明。早第三纪末期的盆地构造回返经历的时间长、涉及的范围大，地层遭受的剥蚀作 用更加强烈。