（地质工程专业论文）惠民凹陷深层层序格架特征与沉积体系分布预测.pdf

惠民凹陷深层层序格架 特征与沉积体系分布预测 邵鸣( 地质工程) 指导教师：范宜仁( 教授) 摘要 论文针对惠民坳陷的地质特征，利用层序地层学原理，对研究区的 深层层序格架特征与沉积体系分布进行了综合研究。 惠民凹陷深层发育两个完整的层序：沙四层序与孔店层序。惠民凹 陷深层发育断陷湖盆的前积相、透镜相、丘状相、杂乱相、空白相、弱 振幅相、强振幅相以及中振幅一中连续相等典型地震相类型：。 地震相模式属于典型的陆相断陷盆地地震相模式。陡坡区以楔形杂 乱相为主，一般为近岸水下扇的地震响应：缓坡区以反映滨浅湖相的中 振幅中高连续中频相为主要特征，在坡度平缓处可出现三角洲的斜交前 积；湖心区一般对应于大套暗色泥质沙岩，出现中( 高) 连续中振幅席 状相或弱振幅相，有时出现代表浊积扇相的丘状或透镜状地震相。 惠民凹陷深层发育( 半) 深湖相、( 扇) 三角洲相、近岸水下扇相、 冲积扇相、滨浅湖相、滩坝相、冲积平原相和浊积扇相等沉积相：。 惠民凹陷深层共发育近下水下扇一( 半) 深湖体系、( 扇) 三角洲一 ( 半) 深湖一浊积扇体系、( 扇) 三角洲一滨浅湖体系以及冲积扇一河流 一冲积平原体系等沉积体系。 在惠民凹陷深层发育三套烃源岩，发育三套生储盖组合。 关键词：惠民凹陷，层序地层格架，地震相，沉积体系 i i p r e d i c td i s t r i b u t i o no fh u i m i nh o h o wd e e p - s e a t e d s t r a t u mt r e l l i sc h a r a c t e r i s t i ca n ds e d i m e n ts y s t e m s h a om i i l g ( g e o l o g i ce n g i n e e 曲g ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rf a ny i - r e “ a b s t r a c t t h ep a p e rs t u d i e dt h ed e e p - 删e ds t r a t u ml r e l l i sc h a r a c t e r i s t i ca n dl h e s e d i m e n ts y s t e md i s t r i b u t i o no ft h ei n t e r e s t e dz o n eb a s e do nt h eo r d i n a l s t r a t u mp r i n c i p l ea i m i n ga tt h eg e o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i co f h u i m i nh o l l o w h u i m i nh o l l o wd e v e l o p st w oi n t e g r a t e dg r a d a t i o n ：s h a s ig r a d a t i o na n d k o n g d i a ng r a d a t i o n 。h u i m i nh o l l o wd e e p - s e a t e d s t r a t u mt r e l l i sf o r w a r d s e d i m e n tp a t t e m ，l e n sp a t t e m ，m a s s i fp a t t e r n ，c l u t t e rp a t t e r n , b l a n kp a t t e r n ， w e a k s w i n gp a t t e m ，s t r o n gs w i n gp a t t e r na n d m i d d l es w i n gp a t t e r na n ds oo n s e i s m i cp a t t e r nb e l o n gt oat y p i c a lt e r r e n es p i c c a t ob a s i ns e i s m i cp a t t e r n c r a g g e d n e s si sm a i n l yc u n i f o r mc l u t t e rp a t t e r n ，a n db e l o n gt oan e a rw a t e r f a ns e i s m i cr e s p o n s e ；g e n t l yz o n ei sm a i n l ym i d d l es w i n gp a t t e ma n d m i d d l e - h i g hf r e q u e n c y , a n ds i d e l o n gs e d i m e n ta p p e a r si nt h eg e n t l yz o n e ； l a k ec e n t e rz o n ec o r r e s p o n d st oab i gb l a c kp u l p ys a n d s t o n e ，h a sm i d d l e - h i g h c o n t i n u o u sm i d d l es w i n gm a t t i n gs t a t ea n dw e a ks w i n gp a t t e r n ，s o m e t i m e s l e n ss e i s m i cp a t t e r no rm a s s i f p a t t e r na p p e a r s h u i m i nh o l l o wd e v e l o p sh a l fd e e pl a k ep a t t e r n ，f a nd e l t ap a t t e r n ，n e a r s h o r eu n d e r w a t e rf a np a t t e r n , i m p u l s i o nf a np a t t e r n ，s e a s h o r el a k ep a t t e r n ， b o t t o m l a n dp a t t e r n ，i m p u l s i o nc h a m p a i g np a t t e ma n de r o s i o nf a np a t t e r na n d 1 1 1 s 0 0 n h u i m i nh o l l o wd e v e l o p sn e a rb e l o wu n d e r w a t e rf a n - h a l fd e 印l a k e s y s t e m ，f a nd e l t a - h a l fd e e pl a k e - e r o s i o nf a ns y s t e m , f a nd e l t a - s h o r es h a l l o w l a k es y s t e ma n da l l u v i u mf a n - r i v e r - a l l u v i u mc h a m p a i g ns y s t e ma n ds oo n , a n dd i f f e r e n tz o n e ( t h a ti s s i n g l eb r o k e nc r a g g e d n e s sz o n e ，s i n g l eb r o k e n p o s t p o n ez o n e ，d o u b l eb r o k e nr i f tv a l l e yz o n ea n dl a k ec e n t e rz o n e ) c o r r e s p o n d st od i f f e r e n ts e d i m e n t a ls y s t e m h u i m i nh o l l o wd e v e l o p st h r e eh y d r o c a r b o nf o u n t a i n h e a dr o c k , d e v e l o p s t h r e ee n g e n d e r - s t o r a g e - c o v e rc o m b i n a t i o n k e y w o r d s ：h u i m i n h o l l o w , g r a d a t i o ns t r a t u mt r e l l i s ，s e i s m i cp a t t e r n , s e x l i m e n ts y s t e m i v 独创性声明 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 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 不包含为获得中国石油大学或其他教学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谢意。 签名：翌鱼日期： 关于论文使用授权的说明 p 口7 s ；f 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅或借阅；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。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 学生签名： 导师签名： 爷乎嗍：一 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 第1 章前言 1 1 论文概况 1 1 1 论文来源 本论文来源于与胜利油田有限公司合作的惠民凹陷深层沙四段一 孔店组层序格架与沉积体系分布预测研究。 1 1 2 立题的意义及目的 惠民凹陷位于渤海盆地济阳坳陷西南部，面积约7 0 0 0 k m 2 ，是济阳坳 陷面积最大的凹陷。自2 0 世纪石油勘探以来已经有3 0 多年的历史，迄今 共发现五个油田，即临盘、商河、玉皇庙、临南、曲堤油田临南洼陷是 惠民凹陷的主力生油单元，已发现的油气田均环绕临南洼陷分布。位于临 南洼陷南部的有临南、曲堤油田及瓦屋含油构造、钱官屯含油构造，主要 沿夏口断裂带展布。与临商断裂带相对应，临南洼陷南部已形成另一个油 气聚集成藏的主要单元。 到目前为止，惠民凹陷共完钻工业油流井7 0 余口，主要分布在中央 隆起和临南斜坡地区。二维地震测线平均密度超过o 5 k m l k m ，三维地 震区块基本上连片覆盖了全凹陷。应该讲，惠民凹陷的勘探程度已经处于 相当高的水平。 但是，目前由于深井比较少，真正钻穿孔店组的井更为稀少。因此， 惠民凹陷深层的构造格局、沉积体系、源岩发育状况、储层分布、圈闭特 征及其油藏模式和勘探潜力均不是非常清楚。从目前凹陷沙四段上部含油 这一现象来看，沙四段应该是一套重要的含油层系。另外，从区域上来看， 沙四段上部为一套优质烃源岩，孔店组内部可能还发育源岩层段，这样深 层有可能成为另一个重要的含油层系。因此，开展沙四段一孔店组层序格 架及沉积体系分布预测对于揭示深层油气勘探的前景具有重要的意义。 1 论文研究将深化沙四段一孔店组沉积层序发育格架的认识。进一 步探明深部各层段分布范围，确定各层序及其体系域的发育特征及演化过 程，为古新世一早始新世盆地原型的恢复提供依据，为断陷初断期的构造 活动特点及成因分析提供证据。 2 论文研究将建立沙四孔店组各体系域内沉积体系分布模型。通 过沉积体系的预测，将确定各个时期凹陷填充模式，进一步为各时期原型 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 盆地的恢复提供证据，建立早期凹陷沉积充填演化过程模式。 3 论文成果将极大地促进惠民凹陷沙四段一孔店组烃源岩评价的研 究。通过生油相的预测，进一步确定烃源岩发育的层位和部位，并能对烃 源岩的分布范围做出圈定，能够为深层油气资源评价提供参考性参数。 4 论文成果将极大地促进惠民凹陷沙四段一孔店组各体系域内储集 相研究。通过沉积相的预测，可以确定有利的储集相类型和分布，为有利 勘探区带或区块的选择提供依据。 5 论文成果有助于惠民凹陷沙四段一孔店组各层序内生储盖组合评 价特别是储盖组合评价的研究。通过分析深层各段内岩相组合，可以建立 基本的生储盖组合类型。 总之，论文的开展将深化惠民凹陷深层各项石油地质基础研究，有助 于建立凹陷早期沉积充填模式，促进深层含油气评价，为深层勘探的突破 解决相关的基础地质问题。 1 1 3 存在的主要问题 通过对现有相关资料和成果的分析，认为惠民凹陷沙四段一孔店组的 勘探存在以下三个方面的主要问题： i 地层分布问题 由于该层段埋藏深( 一般埋深大多3 2 0 0 m ) ，探井却比较少，地震反 射资料品质( 分辨率、信噪比和振幅保真度) 相对比较差，造成该层段在 地层划分、对比和横向追踪方面不确定因素较多，深层特别是孔店组地层 的分布状况并不是十分确切，这对盆地原型的恢复和认识非常不利。因此， 沙四一孔店组的分布问题是惠民凹陷深层勘探的首要基本问题。同时，也 是惠民凹陷深层勘探的多解性问题之一 ， 2 资料分析的多解性问题 惠民凹陷下第三系发育厚度大，而且分布范围广。另一方面，孔店组 属于断陷盆地初断期的粗碎屑充填，地层富含砂砾岩、砂岩和泥岩。从速 度上看，深层的砂砾岩和砂岩的层速度均比泥岩速度要高，而且两者的高 速还比较接近。再加上深部断裂比较发育。地层局部破碎，局部发育火成 岩，屏蔽作用明显。这样就造成深部地层在地震反射特征、地震速度特征 及由此而产生的多类地震特征方面存在严重的岩性解释多解性，使得深部 2 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第1 章前言 地层岩性的预测非常困难。 3 沉积体系格架问题 由于前述各种问题及勘探现状，目前对惠民凹陷沙四段一孔店组地层 各层段的沉积体系分布格架认识还比较粗浅。这就造成了对该层段内烃源 岩分布及储集相发育的状况无法深入分析，进而影响到整个深层资源潜力 和勘探前景的评价和预测。 1 2 研究内容 本论文共开展以下研究内容。 ( 一) 层序地层框架结构研究 1 层序划分及追踪 ( 1 ) 单井层序划分 ( 2 ) 基干地震测网选择 ( 3 ) 合成地震记录制作 ( 4 ) 地震层位井孔标定 ( 5 ) 地震层序边界识别及追踪闭合 2 体系域划分及追踪 ( 1 ) 单井体系域划分 ( 2 ) 地震体系域边界识别及横向追踪 3 综合层序地层框架建模 ( 二) 沉积相综合分析 1 单井相分析 2 地震相模式研究 3 地震相转沉积相 4 沉积相类型及分布综合分析 ( 三) 有利生储盖组合分析 1 储集相类型及分布预测 2 生储盖组合类型及分布综合预测 3 有利勘探目标预测 1 3 主要技术路线 论文研究工作采用以下技术路线： 3 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 ( 一) 利用少数深井标定和控制地层及沉积体系类型，从已知井外推到无 井区 1 用钱斜1 4 井、夏斜5 0 7 井、盘深3 井、临深1 井和曲古l 井等深 层标定临南地区： 2 用焦l 井和焦2 井两口深井对滋镇洼陷标定和控制； 3 用阳1 0 1 井等深井对阳信洼陷进行标定和控制。 ( 二) 最大限度地挖掘地震资料的地层，岩性和岩性信息，在地震资料使 用上下大功夫 1 利用地震不接一现象确定不整合面； 2 利用地震相特征及地震不整一现象确定体系域边界和类型； 3 其它资料辅助解释岩性和岩相变化。 ( 三) 做好井孔标定工作，一切以井孔数据为基准 1 利用深井地震相作为模式外推沉积相； 2 利用钻井岩性剖面标定地震反射特征。 ( 四) 有机使用工区基干地震大剖面和三维地震资料，达到相互配合相互 补充效果 ， 1 以二维大剖面为主建立二维基干地震大剖面，利用连片三维地震 资料建立三维基干大剖面，辅助部分典型二维地震剖面作为标定和衔接； 2 局部分析工作以高品质的三维地震资料为主，特别是剖面地震相 分析； ( 五) 定性分析与定量技术相结合，取长补短，发挥最佳作用 1 单井沉积相和地震相定性分析预测相结合； 2 井孔储集相定性分析与井间定性外推结合； ( 六) 运用类比和综合研究手段，科学合理地确定沉积体系分布 1 开阔眼界，总结和对比断陷盆地早期沉积体系特征，建立一般性 沉积体系发育模式，并用该模式指导工区的实际工作。 2 深入研究井孔古生物和古生态特征，了解古水深、| 古盐度和古气 候等古环境特点； 3 深入研究区域性构造背景，尤其是深部古断裂的发育特征和演化 过程，查明构造活动对沉积的控制关系； 4 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 4 。在原型盆地格局清楚、盆地演化过程可靠的前提下，编制凹陷沉 积相分布图。 1 4 主要工作量 1 资料收集与解释 ( 1 ) 收集岩芯1 5 口井，累计芯长4 1 2 6 4 米： ( 2 ) 收集数字化测井曲线2 3 口井； ( 3 ) 收集并解释基干三维地震大剖面9 条，二维地震大剖面7 条： ( 4 ) 收集并解释连片三维地震资料近3 0 0 0 k i n 2 ；二维地震剖面9 0 条，近2 5 0 0 k m ； ( 5 ) 其它完井报告及相关资料等。 2 资料处理 ( 1 ) 单井合成地震记录1 3 口井； 3 图件编制 ( 1 ) 单井沉积相分析图1 0 幅； ( 2 ) 联井层序地层剖面图3 幅； ( 3 ) 单井综合层序地层剖面图9 幅； ( 4 ) 单井合成地震记录1 3 口井； ( 5 ) 典型地震相剖面图2 8 幅； ( 6 ) 地震相平面图3 幅； ( 7 ) 地层等厚图3 幅； ( 8 ) 沉积相平面图3 幅； 。 ( 9 ) 烃源岩评价图3 幅； ( 1 0 ) 储集相评价图3 幅； ( 1 1 ) 有利勘探目标预测图2 幅。 1 5 论文取得的主要成果和认识 1 惠民凹陷深层发育两个完整的层序：沙四层序与孔店层序。( 1 ) 沙四层序自下而上分为低水位体系域、湖侵体系域与高水位体系域三个体 系域：( 2 ) 孔店层序二分性比较明显，孔二下段低水位体系域、孔二上段 湖侵体系域和孔一段高水位体系域。 2 惠民凹陷深层发育断陷湖盆的8 种典型地震相类型：前积相、透 5 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 镜相、丘状相、杂乱相、空白相、弱振幅相、强振幅相以及中振幅一中连 续相等。这些类型构成地震相的骨架，也为寻找同期的物源提供了很好的 指向。 3 地震相模式比较典型，属于典型的陆相断陷盆地地震相模式。陡 坡区以楔形杂乱相为主，一般为近岸水下扇的地震响应；缓坡区以反映滨 浅湖相的中振幅中高连续中频相为主要特征，在坡度平缓处可出现三角洲 的斜交前积：湖心区一般对应于大套暗色泥质沙岩，出现中( 高) 连续中 振幅席状相或弱振幅相，有时出现代表浊积扇相的丘状或透镜状地震相。 4 惠民凹陷深层发育8 种主要沉积相：( 半) 深湖相、( 扇) 三角洲 相、近岸水下扇相、冲积扇相、滨浅湖相、滩坝相、冲积平原相和浊积扇 相。 5 惠民凹陷深层共发育4 种沉积体系：近下水下扇一( 半) 深湖体 系、( 扇) 三角洲一( 半) 深湖一浊积扇体系、( 扇) 三角洲一滨浅湖体系 以及冲积扇一河流一冲积平原体系，且不同区带( 即单断陡坡区、单断缓 坡区、双断地堑区、湖心区) 沉积体系类型不同。 6 在惠民凹陷深层发育三套烃源岩，发育三套生储盖组合。评价优 选出7 个最有利勘探目标和7 个较有利勘探目标。 6 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章惠民凹陷基本地质背景 第2 章惠民凹陷基本地质背景 惠民凹陷是渤海湾盆地济阳坳陷西部的一个次一级凹陷，其西与临清 坳陷的莘县凹陷相连，东部与东营凹陷相通，南以齐河广饶断裂与鲁西 隆起相接，北以陵县一阳信断裂与埕宁隆起为邻。凹陷大致呈n n e 走向， 面积约7 0 0 0 平方公里。根据其构造特点及地层发育情况，大致可进一步 划分为临南、滋镇、阳信、庙北、里则镇和肖庄六个次一级洼陷以及中央 隆起带和南斜坡等八个次级构造单元( 图2 1 ，图2 - 2 ) 。 图2 - 2 惠民凹陷剖面示意图 2 1 断裂特征 惠民凹陷断裂构造特别发育，尤其是在中央隆起带。其断裂特征表现 为：数量众多，活动强度大；具同生性、继承性和阶段性；对沉积和构造 变形控制作用明显。 惠民凹陷孔店组中发育众多的伸展断层，走向以n e e 向为主，其次 是e w 、n e 和n w 向，反映出伸展方向以n n w - - s s e 向为主。以中央 构造带为界，以北断层倾向主要是s e 向，以南主要发育n w 倾向断层。 7 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章惠民凹陷基本地质背景 从断层的剖面形态看，主要表现为板式、铲式和坡坪式三种。板式断层规 模较小，是同沉积断层初期常具有的形态，在半地堑中其控制的沉积体呈 楔形，工区内规模较小的晚期断层多呈板式。铲式断层规模较大，发育至 中期的同沉积伸展式断层多表现为铲式。坡坪式断层是同沉积伸展断层晚 期的产物，规模大，在其控制下常有多个沉降中心，凹陷北部的宁南断层 和无南断层属于此类。 断层的剖面组合形式多为斜列式组合。凹陷中、浅层构造层中的断层 斜列方向一致，但以中央构造带为界，北部向南倾，南部向北倾。斜列式 断层组合形式是盆地结构特征的反映。平面上区内断层多以平列式、斜列 式和斜交式组合形式。凹陷西部主要的n e e - - s w 向断层呈平行式组合， 反映了n n w - - s s e 向的伸展活动，与郯庐断裂在早第三纪期间的右旋走 滑活动有关；斜交式组合在凹陷内表现突出，反映了沿s w w - - e e 方向 的左旋扭动。上述断层的组合形式反映早第三纪以来惠民凹陷以伸展活动 为主，走滑活动为辅，郯庐断裂的右旋走滑是重要动力来源。 2 2 地层特征 惠民凹陷沉积盖层包括下第三系、上第三系和第四系，其中下第三系 孔店组和沙四段地层特征如下： 1 孔三段( e k 3 ) 惠民凹陷仅林2 井钻穿了1 0 7 米，以棕色泥岩为主，普遍含灰质、砂 质及小砾石，并含大量方解石脉，砂岩和砾岩分选很差。 2 孔二段( e k 2 ) 根据禹4 井、林2 井和盘深3 井揭示，孔二段岩性主要以深灰色、灰 绿色泥岩、灰色岩屑砂岩为主，夹少量薄煤层和安山岩。自然电位靠近泥 岩基线，电阻率中高阻，曲线呈尖峰状。见被子类的三沟粉属、网面三沟 粉属、漆粉属以及蕨类的水龙骨单缝孢属等孢粉化石。 3 孔一段( e k l ) 岩性以棕色、红色粉砂岩、细砂岩夹红色泥岩为特征。自然电位见大 段负异常，电阻率曲线中阻呈齿状。见被子类的榆属、栎属、胡桃属、桦 属等，裸子类的杉科、单束松粉属以及蕨类的水龙骨单缝孢属等孢粉化石。 4 沙四中亚段( e s 4 中) 8 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章惠民凹陷基本地质背景 以灰色泥岩、灰白色粉砂岩互层为特征，含自云质及石膏成分。自然 电位呈指状偏负，幅度中等，电阻率低值而平缓，曲线呈小齿状。见有美 星介、真星介、金星介和拟星介属的介形虫化石和真蕨目、裸子类的松属、 雪松属、杉科、麻黄属、被子类的胡桃属、榛属、栎属、榆属、木兰属等 孢粉化石。 5 沙四上亚段( e s 4 上) 在西部湖盆边缘以灰色、灰褐色砂泥岩互层为特征，夹少量炭质页岩。 自然电位呈指状偏负，幅度中一低，电阻率低值曲线平缓，呈小齿状。在 东部商河地区岩性以褐色油页岩为主，自然电位靠近泥岩基线，电阻率曲 线值高，尖峰状。见有真蕨目、水龙骨科、金毛狗属、裸子类的松属、雪 松属、杉科、麻黄属、被子类的嘏桃属、榛属、栎属、榆属、木兰属、枫 香属、唇形科等孢粉化石，以及南星介属、金星介属、玻璃介属等介形虫 化石和潜江扇球轮藻化石。 6 孑l 店组区域分布特征 孔店组的分布受断裂的控制，发育在伸展和走滑作用下的地堑和半地 堑中。惠民凹陷孔店期的北部边界是宁南断层和无南断层，南部边界是齐 河一广饶断裂。惠民地区和临邑地区厚度较大。孔店组呈角度不整合主要 覆盖在中生界之上，其中凹陷西部的临南地区孔店组之下是下白垩统，凹 陷北部是上侏罗统和下白垩统。凹陷中部以及与东营凹陷的过渡地区，孔 店组主要覆盖在古生界之上，局部地区在太古界之上。孔三段主要分布在 商河地区，最大厚度2 0 0 0 米，惠民地区的最大厚度大于1 6 0 0 米；孔二段 阳信地区大于1 8 0 0 米，沙河街地区大于1 4 0 0 米，临邑地区大于1 0 0 0 米； 孔一段阳信地区大于1 0 0 0 米，沙河街地区大于1 6 0 0 米，临邑东地区大于 8 0 0 米，盘河镇地区大于1 4 0 0 米。上述地层发育和分布特征均反映孔店 期为北断南超，主要控制断层有宁南断层、无南断层，齐河一广饶断层、 临南断层和夏口断层等也有明显的控制作用。 7 沙四段区域分布特征 沙四段下部为济阳裂谷盆地发育的初期阶段，在平缓的基底的基础上 发育了分割性的小湖盆，气候干燥，水体很浅，但乏盐。沉积中心和沉降 中心位于惠民凹陷中北部一带，即磁镇洼陷，该时期整个湖盆为泛滥平原 9 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章惠民凹陷基本地质背景 一漫湖沉积体系为主在盆地边缘发育有洪积扇。沉积厚度大，盘深i 井 厚4 6 6 米，商5 8 井厚1 2 0 米，北部地区厚应在5 0 0 米以上。沙四段中上 部湖盆缓慢沉降，水体稍有加深，气候由干燥转为湿润，主要发育泛滥平 原一漫湖沉积体系，盆地西部发育了扇三角洲沉积体系；晚期发育了碎屑 岩滩坝和生物滩沉积、半深湖一深湖沉积。至沙四段末期盆地构造活动增 强( 济阳运动i i 幕) ，湖水快速上涨，沉积了一套灰岩和油页岩。本段在 商5 8 井厚2 0 2 米，商6 井1 2 4 米( 未穿) ，盘4 7 井厚4 8 米。 从盆地的构造发育史分析，惠民凹陷刚冈形成的早第三纪初期主要是 控盆断层的活动期，发育了孔店组：济阳运动i 幕结束了孔店组层序的发 展演化，从而进入了沙四段层序的发育时期，该期构造活动逐渐加强，各 级断层逐步形成，发育了一套深湖半深湖相地层，济阳运动i i 幕形成了 一套不整合，结束了沙四段层序的发育。沙四段沉积期对应盆地的强烈扩 张沉陷期，故发育了深水相地层。 层序地层格架是等时地层框架，能够有效避免地层的穿时，本章利用 地震层序和钻井层序两种方法并综合分析确定惠民凹陷深层层序地层枢 架。 1 0 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章层序地层框架分析 第3 章层序地层框架分析 地震层序分析是进行层序地层框架分析的一种重要的方法。在钻井资 料较少的地区可利用地震资料研究层序地层，划分地震层序，为沉积层序 划分和对比建立基础。 3 1 地震层序分析 不整一是一个将新老地层分开的界面，沿着这个界面有证据表明存在 指示有重大沉积问断的陆上侵蚀削截( 或与之相对应的海底侵蚀) 或陆上 暴露现象。而沉积层序是一套相对整一的、成因上有联系的、顶底以不整 合面或可与其对比的整合面为界的地层单元。因而不整一是划分地震层序 边界的重要依据。 地震层序的反射终端类型包括层序项部边界和层序底部边界，其中层 序顶部边界可分为削蚀、顶超、整一三种类型：层序底部边界可分为：上 超、下超、整一三种类型。 3 1 1 不整一类型 在惠民凹陷深层沙四段孔店组中包括四种地震不整一类型：上超、 下超、顶超和侵蚀削截( 削蚀) 。 1 上超 上超是指新水平沉积层逆沉积斜坡的向上超覆。它是沉积间断的标 志，按成因分为湖岸浅水区的上超和深水洼地的上超，分别称为湖岸上 超和深水上超。前者一般分布在湖盆边缘，反映湖平面的相对上升，是层 序底界面的可靠标志：后者则多见于湖盆中心，通常是浊积扇或深湖泥岩 充填洼地，或深湖泥岩披盖浊积扇或近岸水下扇顶面的结果。向斜坡上倾 方向递变为湖岸上超的深水上超一般范围较大，可作为层序划分的标志； 局部的深水上超常出现在层序内部，反映局部的湖底冲刷或不均衡沉积作 用，通常不指示层序界面。图3 - 1 、3 - 2 、3 - 3 、3 4 、3 5 表明沙四段均具 有上超现象，可作为层序边界。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章层序地层框架分析 图3 - 1 田家三维i i l l i n e 2 9 0 0 地震剖面( 示沙四段底界上超) 图3 - 2 临南三维i n i m e l 5 5 1 地震剖面( 示沙四段底界上超) 图3 - 3 滋镇二维1 0 9 地震剖面( 示沙四段底界上超) 1 2 里互垫查堂! 兰奎! 三塑堡主堂垡堡奎 苎! 童星壁垫星堡垫坌堑 图3 4 唐庄三维i n l i n e l 3 4 7 地震剖面( 示沙四段底界上超) 图3 - 5 临南三维斜测线1 6 1 8 1 6 4 3 地震剖面( 示沙四段底界上超) 2 下超 下超是指新沉积层沿沉积斜坡向下超覆。它亦为沉积间断的标志，通 常出现在层序底部，有时也小范围的出现在层序内部。图3 - 6 、3 - 7 、3 - 8 、 3 - 9 、3 - 1 0 所示的是惠民凹陷三维剖面沙四段、孔一段和孔店组底界的下 超现象以及二维大剖面下超现象，这说明沙四段、孔一段和孔店组底界出 现过沉积间断，可作为层序的边界。 1 3 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章层序地层框架分析 图3 - 6 临邑三维i n l i n e l 2 9 7 地震剖面( 示沙四段底界下超) 图3 7 禹城北三维i n l i n e 5 6 1 地震剖面( 示孔店组底界下超) 图3 - 8 曲堤三维i n l i n e 2 9 9 0 地震剖面( 示孔店组底界下超) 1 4 皇里互垫，登( 华盔坚程硕士学位论文第3 章层序地层框架分析 图3 - 9 滋镇二维4 7 9 3 地震剖面( 示孔店组底界下超) 图3 - 1 0 滋镇二维4 8 2 ，9 地震削面( 示孔店组底界下超) 3 顶超 顶超指沿倾斜地层的无沉积顶面被新沉积层所超覆。在陆相地层中， 顶超同样有浅水、深水两种类型。浅水顶超形成于浅水区，一般为三角洲 前积作用的产物。它有时与层序顶面一致，有时出现在层序内部，其位置 受水平产状的三角洲平原顶积层发育程度的影响。深水顶超一般与浊流 沉积有关，其沉积基准面受深水地形控制，与层序界面无确定的关系。通 常情况下，项超与前积体伴生，如图3 1 l 、3 1 2 所示，说明沙三底可作为 层序边界来划分沙四段。 1 5 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章层序地层框塑! ! 堑 图3 1 l 阻信二维1 2 4 4 地震剖面( 示沙四段项超) 图3 一1 2 临邑三维i n l i n e l 2 9 7 地震剖面( 示沙四段项超) 4 削蚀 削蚀指侵蚀作用引起的地层侧向终止。出现在层序顶界面，它是构造 运动存在的直接证据，是划分层序的最可靠标志。惠民凹陷深层沙四段顶 界，是惠民凹陷的一个区域性的不整合面，其削蚀现象非常明显如图 3 1 3 、3 1 4 、3 1 5 、3 1 6 、3 1 7 、3 1 8 所示，这进一步说明沙四段顶界是 一个层序的边界。 1 6 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章层序地层框架分析 图3 1 3 临邑三维c r o s s l i n e 5 8 0 地震剖面( 示沙四段顶界削蚀) 图3 1 4 临南三维i n l i n e l 2 9 7 地震剖面( 示沙四段顶界削蚀) 图3 - 1 5 肖庄三维c r o s s j i n e 4 0 0 地震剖面( 示沙四段顶界削蚀) 1 7 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章层序地层框架分析 图3 1 6 滋镇二维4 7 9 3 地震剖面( 示沙四段顶界削蚀) 图3 1 7 二维大剖面8 2 9 0 测线剖面图( 示中生界削蚀) 图3 1 8 临南三位斜测线1 5 9 2 ( 6 5 0 ) 1 6 1 6 ( 8 4 0 ) 地震剖面( 示沙四段顶界削蚀) 1 8 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章层序地层框架分析 3 1 2 地震不整一分布特征 惠民凹陷深层沙四段一孔店组地层的地震剖面上主要存在三种不整 一类型：上超、下超和削蚀( 顶超不是很多。也不是很明显) 。从整体上 来讲，惠民凹陷在沙四孔店期即有单断也有双断，单断呈现北断南超的 格局，双断主要是中央隆起带和夏口断层之间的地堑，湖盆边缘不整一现 象非常明显。 1 沙四段顶界不整一分布 沙四顶界面为横贯全区的区域性削蚀不整合面，在地震上表现为t 6 反射层。在滋镇洼陷北部陡坡带、阳信洼陷北部陡坡带、曲堤断层上升盘 及夏口断层处临邑附近尤其典型。 2 沙四段底界不整一分布 不整一现象在沙四底界主要分布于湖盆边缘及断层和隆起带处。其 中，惠民凹陷沙四段与下伏地层很少有剥蚀不整合，主要为上超和下超不 整合。 3 孔店组底界不整一分布 孔店组底界不整一是渤海湾盆地的一个区域性的不整合，因而不整一 现象在凹陷边缘非常发育。滋镇洼陷北部陡坡带、曲堤镇以北孔店组底界 整体与下伏地层呈下超接触，仅在临南洼陷西部肖庄附近出现上超现象。 整个凹陷内部地层底界局部削蚀，出现在夏1 l 井以东夏口断层上升盘。 3 1 3 地震层序划分依据 地震层序划分是层序地层学研究的基础。所谓地震层序实质上是沉积 层序的地震响应，它是一套相对整一的、成因上有联系的、顶底以不整合 面或可与其对比的整合面为界的地震单元。根据地震反射波终止关系( 上 超、下超、顶超和削蚀) 来识别不整合面和与其相对应的整合面是本文中 划分地震层序的基本原则。另外在层序内，利用地震资料的特殊处理手段 和钻井资料的标定，可以进一步对地震层序作精细研究。地震反射界面是 一个物性界面，但同时它也是一个时间界面，目前这一点已得到认可。正 是由于地震界面具有时间上的意义，因此地震层序格架也是一个时空域上 的四维地震地质实体。 由于研究区内断层十分发育，分割性强，构造干扰复杂。地层埋深大、 1 9 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章层序地层框架分析 钻井少、地震资料质量差，追踪对比困难，而且近物源、多物源、沉积厚 度差异大。因而在确立沙四段孔店组的地震层序时，按照以下依据进行 划分： 1 建立贯穿全凹陷的基干测网，使划分的地震层序具有空间连续性及可 对比性，并可与钻井资料相联系 在临南三维大联片工区选取四条主测线5 6 1 、1 3 4 7 、1 7 0 1 和2 8 8 0 及 两条联络测线7 0 1 、1 1 0 1 共六条剖面作为三维基干测线，另外利用区域二 维地震资料抽取济阳基干大剖面主测线4 6 3 、4 8 3 、5 2 3 和5 4 2 及联络测线 8 2 、9 0 、1 0 9 ( 如图3 - 1 9 ) ，建立贯穿全凹陷的基干测网。用过井的这些剖 面确定了沙四段和孔店组的分界及孔店组内部的分界。 图3 一1 9 惠民凹陷深层基干测网及井位图 2 。坚持以不整合面作为层序划分的原则 沙四层序的顶界为贯穿全区的区域不整合。孔店层序的顶界即沙四层 序的底界在南坡上表现为不整一，即局部的不整合，其底界是渤海湾盆地 的一套标准反射层，也是渤海湾盆地的一个区域性的不整合面。因此，尽 管钻井资料不多，它的确立也不太困难。 3 在断层发育区，可参考大套地层的反射波动力学特征， 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章层序地层框架分析 沙四层序和孔店层序内部反射的振幅、频率或连续性有明显的差别， 且这种差别横向变化不大，可以作为它们之间层序界面追踪的参考标志 沙四段在盆地内部大多为一条连续性反射波组，这与其沉积时较深水 的环境相对应，岩性粒度较细，钻井资料也证实了这一点。其下的孔店组 特别是孔一段，钻井揭示其岩性相对较粗，地震上连续性差，横向不稳定， 与其上地层的地震响应有较大的差异。再者，尽管有些她区沙四段较深， 但在其上的地震t 6 反射标准层连续、稳定，亦可作为参考。孔店组内部 的划分，主要利用地震的解释标定，结合地震合成记录。 4 。在构造复杂区域缺乏地震标志层时，可参考钻井沉积旋回特征翅1 分层 序 惠民凹陷内部地层不整一现象不明显，次级断层非常发育，局部地区 反射波特征差异较小，此时可参照钻井沉积旋回特征进行层序划分。 3 1 4 地震层序的划分方案 按照以上的划分依据，将惠民凹陷深层划分为两个层序：即孔店组层 序口7 - t r ) 和沙四段层序( t 6 - t 7 ) 。 1 孔店组层序( t 7 - t r ) 孔店组层序是位于下部的一个完整的层序。孔店组底界即为地震反射 层t r 。它也是下第三系的底界，在钻井和地震剖面上都可以识别。在主 测线上，t r 界面之上表现为上部地层的下超充填( 图3 7 ，图3 8 ，图3 - 9 ， 图3 - 1 0 ) 。因此，孔店组的底界以不整合面作为划分的依据，其顶界即为 沙四段下段的底界。孔店层序又细分为孔一段、孔二段。孔一段的岩性主 要为泥岩、砂岩和黄铁矿，孔二段的岩性为砂岩、泥岩、自云质泥岩、黄 铁矿、灰岩和灰质砂岩等的岩性为泥岩、砂岩及少量的石灰岩，砂泥岩互 层。 2 沙四段层序( t 6 一t t ) 沙四段层序是位于上部的一个完整的层序。其顶界面为横贯全区的区 域性不整合面，在地震上表现为t 6 反射层，毫无疑问可作为层序的顶界 面。底晃顽t 7 从地震剖面上来看，沙四段地层的连续性较好，而孔店组 的地震反射的连续性较差。在主测线上t 7 界面表现为上部地层的局部上 超( 图3 1 ，图3 3 ，图3 5 ) 。沙四底界虽然从惠民凹陷大多数钻井来看 2 1 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章层序地层框架分析 是连续的沉积，特别在洼陷区。但是从全区看，局部地区岩性、电性上依 然存在差异。特别是夏口断层和中央隆起带处。无论从钻井揭示、二维或 者三维地震剖面上都发现沙四段与孔店组间存在不整合，因此在划分层序 边界时可以以此为依据。洼路区根据钻井标定的孔店组顶界，可以看出沙 四段下和孔店组地震反射上存在很大的差异。这为盆地内孔店组层序的确 定提供了依据。沙四层序内部的岩性变化不大，岩性为泥岩、砂质泥岩等， 是惠民凹陷生油质量最好的层位，也是重要的岩性油气藏储存层位之一。 3 1 5 地震体系域划分方案 体系域是指一系列同期沉积体系的集合体。体系域的划分的关键是确 定体系域的边界。最大湖泛面和初次湖泛面是在一个层序内部将高水位体 系域和湖侵体系域、湖侵体系域与低水位体系域分开的界面。即层序底界 面与初次湖泛面之间的地层为低水位体系域地层，初次湖泛面和最大湖泛 面之间的地层为湖侵体系域，最大湖泛面与层序顶界之间为高水位体系 域。对于低水位体系域与湖侵体系域无法分开的层序，可以最大湖泛面为 界，划分为低水位湖进体系域和高水位湖退体系域两个体系域。 1 沙四层序体系域划分 在地震剖面上，沙四层序总体上比较薄，其低水位体系域与湖侵体系 域和高水位体系域较难分开，本研究为了区域追踪的可靠性和成图的可操 作性，没有用地震剖面划分体系域。 2 孔店层序体系域划分 孔店组层序在惠民凹陷分布范围较广，湖侵体系域振幅较弱，局部发 育蠕虫状、中振中一低连中频地震相，而高水位体系域则以中振中高连中 频为主要特征，局部发育前积相。在区域性对比中，将孔店层序分为上下 两段，下段为孔二段，包括低水位体系域和湖侵体系域；上段为孔一段， 主要是高水位体系域。 3 2 单井层序分析 单井层序分析主要以测井曲线、录井剖面和岩心剖面为基础，进行 层序和体系域的划分。地层记录中的沉积旋回记录了不同级次的基准面 旋回变化，钻井中地质剖面及对应的测井曲线，可很好的反映出沉积旋 回。与地震资料相比，单井层序分析在纵向上具有更高的分辨率。进行 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章层序地层框架分析 单井层序分析的关键是识别层序边界，进而划分体系域。 3 2 1 屡序边界识别 1 利用岩性的突变，确定层序界面 2 利用沉积物颜色的变化，确定层序界面 3 2 2 体系域的确定 一个完整的层序一般有三个体系域组成，即低水位体系域、湖侵体系 域和高水位体系域。当低水位体系域与湖侵体系域不易区分时，可以把二 者作为湖侵体系域，从而将一个层序划分为湖侵体系域和高水位体系域。 1 低水位体系域的确定 低水位体系域发育于沉积基准面大幅度下降，可容空间快速减少期， 由于盆缘先期沉积的地层暴露在地层之上。沉积作用停止，处于基准面之 下的盆地内部，沉积物以冲积扇、扇三角洲和河流等形式堆积下来。沉积 物分选、磨圆差，砂泥比高，成熟度较低。 2 湖侵体系域 湖侵体系域发育于可容空间快速增大至最大增长速率之间的时间区 段。随可容空间不断增大，盆地内部沉积物供应减少，准层序以退积形式 叠加。向上泥岩含量增多，颜色变深，测井曲线以钟型为特征，幅度由高 幅变为低幅，。 3 高水位体系域 高水位体系域形成于可容空间由最大到减少这段时间。随可容空间的 减少，地层叠置方式由退积转为进积，向上沙泥岩比增高，泥岩颜色变浅。 沉积物不断向湖盆推进，测井曲线以漏斗形和箱形为特征。 3 2 3 单井屡序划分 根据单井的测井曲线特征、岩性岩相组合以及岩心相剖面特征。对沙 四段、孔店组9 口井进行了层序分析，从而确定层序边界及体系域边界。 1 钱斜1 4 井单井层序分析 钱斜1 4 井发育2 个层序，沙三层序与沙四层序。沙四层序有3 个体系域， 低水位体系域发育扇中亚相，湖侵体系域以扇缘亚相为主，高水位体系域 发育扇根和扇中亚相( 图3 3 ) 。 2 夏斜5 0 7 井单井层序分析 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章层序地层框架分析 夏斜5 0 7 井也发育2 个层序，沙三层序与沙四层序。沙四层序有2 个 体系域，高水位体系域和湖侵体系域。湖侵体系域发育三角洲平原亚相， 高水位体系域发育三角洲前缘亚相( 图3 - 4 ) 。 沙 沙 耋 声 畦蔓 1 。 层 0j 序 蛙 扇岛 、- - 一 1 f 啮j 嚣 水 沙 沙 雪 1 a ， 冲 位