斷陷湖盆碳酸鹽巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究

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1、斷陷湖盆碳酸鹽巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究宋立才1,2，高曉鵬3，鄧宏文4，馮卉2（1中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院頁(yè)巖油氣調(diào)查評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081；2中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京100081；3中石化石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；4中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，北京100083）摘要：為更準(zhǔn)確地對(duì)斷陷湖盆碳酸鹽巖這類特殊儲(chǔ)層進(jìn)行預(yù)測(cè)，在沾化凹陷西部探索性地采用高分辨率層序地層學(xué)方法，以湖泛面為界面把沙四上亞段劃分為3個(gè)四級(jí)層序。四級(jí)層序在垂向上的高度不對(duì)稱性和平面上的分帶性控制著儲(chǔ)層的分布：在垂向上，隨基準(zhǔn)面下降儲(chǔ)層物性變好；在平面上，儲(chǔ)層整體呈近平行于邊界斷層帶狀分布，陡坡帶臺(tái)地亞相發(fā)

2、育好儲(chǔ)層，凹陷中央淺灘亞相發(fā)育較好儲(chǔ)層，陡坡帶局限臺(tái)地亞相和緩坡帶混合坪亞相發(fā)育差儲(chǔ)層。關(guān)鍵詞：儲(chǔ)層地質(zhì)；控制作用；高分辨率層序地層學(xué)；沙四上亞段；湖泛面中圖分類號(hào)：TE122.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A引言世界油氣探明可采儲(chǔ)量中一半以上分布在碳酸鹽巖油氣藏中[1]，其中絕大部分是海相碳酸鹽巖油氣藏，后來(lái)在美國(guó)猶他盆地和中國(guó)渤海灣盆地等地區(qū)發(fā)現(xiàn)了湖相碳酸鹽巖油氣藏[2]，如，渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷在2007年探明湖相碳酸鹽巖油氣儲(chǔ)量達(dá)7200×104t[3-4]。這些發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了湖相碳酸鹽巖研究，層序地層學(xué)方法也得到了初步應(yīng)用[5-6]；在惠民凹陷、沾化凹陷和四川盆地湖相碳酸鹽巖研究中

3、，VAIL層序地層學(xué)方法均得到了應(yīng)用[8-9]。但是，與海相碳酸鹽巖相比，湖相碳酸鹽巖因沉積環(huán)境更加不穩(wěn)定，分布范圍更小，單層厚度薄、厚度多變，仍是國(guó)內(nèi)外沉積學(xué)領(lǐng)域的薄弱環(huán)節(jié)。沾化凹陷西部地區(qū)沙四上亞段在油田開發(fā)早期曾鉆出多口高產(chǎn)湖相碳酸鹽巖儲(chǔ)層油井，但是產(chǎn)量下滑很快；由于埋藏較深，厚度較薄，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)難度很大，隨后的鉆探成功率均很低[10]。高分辨率層序地層學(xué)自1995年引入我國(guó)以來(lái)，極大地提高了碎屑巖儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性[11-12]；受此啟發(fā)，應(yīng)用高分辨率層序地層學(xué)對(duì)沾化凹陷西部沙四上亞段湖相碳酸鹽巖研究發(fā)現(xiàn)，在高分辨率層序地層格架下，湖相碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育也具有明顯

4、的規(guī)律性。1區(qū)域地質(zhì)背景沾化凹陷是濟(jì)陽(yáng)坳陷東北部的一個(gè)次級(jí)單元，自新生代以來(lái)，經(jīng)歷了距今65~24.6Ma的斷陷階段和24.6Ma至今的拗陷階段，形成整體“北斷南超”、“凹凸相間”的復(fù)式半地塹式的箕狀斷陷[13-15]。其中，斷陷階段由裂陷一幕、裂陷二幕、裂陷三幕和裂陷四幕組成，分別沉積了孔店組、沙四段、沙三段—沙二下亞段和沙二上亞段—東營(yíng)組4個(gè)二級(jí)層序[16]。收稿日期：201x-xx-xx；改回日期：201x-xx-xx基金項(xiàng)目：中央公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)“地質(zhì)力學(xué)科技成果的社會(huì)效益評(píng)價(jià)及發(fā)展方向研究”（DZLXJK201309）和國(guó)家重大科技專項(xiàng)“復(fù)雜油氣田

5、地質(zhì)與提高采收率技術(shù)”（2009ZX05009-002）聯(lián)合資助。作者簡(jiǎn)介：宋立才（1986-），男，助理研究員，2011年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)從事儲(chǔ)層預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)工作。沙四段包含沙四下亞段和沙四上亞段2個(gè)三級(jí)層序，沙四上亞段與沙四下亞段以不整合接觸，形成于斷陷早期階段，斷層活動(dòng)相對(duì)較弱，在北部陡坡帶扇三角洲之間、南部緩坡帶斜坡均廣泛發(fā)育碳酸鹽巖；沙四上亞段與上覆沙三段同樣以不整合接觸。2巖相特征通過(guò)薄片觀察和重礦物、微量元素分析，結(jié)合測(cè)井、錄井資料，綜合考慮陸源碎屑的混入以及與膏巖、泥巖的過(guò)渡，研究區(qū)湖相碳酸鹽巖可劃分為3個(gè)大類、8個(gè)亞類（表

6、1）。表1沙四上亞段湖相碳酸鹽巖巖石類型大類亞類灰?guī)r顆?；?guī)r（內(nèi)碎屑灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、復(fù)合顆粒灰?guī)r）、泥晶灰?guī)r、藻格架灰?guī)r白云巖藻屑白云巖（藻砂屑白云巖、藻粉屑白云巖）、藻格架白云巖、灰質(zhì)白云巖（灰質(zhì)泥晶白云巖、灰質(zhì)粉晶白云巖）混積巖泥灰?guī)r、砂質(zhì)灰?guī)r泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r出現(xiàn)頻率最高且厚度較大，顆?；?guī)r、藻格架灰?guī)r和藻格架白云巖出現(xiàn)頻率較低且厚度較??；內(nèi)碎屑灰?guī)r中內(nèi)碎屑多為砂屑、粉砂屑，生物碎屑多為個(gè)體較小、結(jié)構(gòu)完整性較高的螺、介殼類、枝管藻等，膠結(jié)物一般為泥晶或微亮晶。因此，研究區(qū)碳酸鹽巖沉積時(shí)整體水動(dòng)力條件較低，但不同亞類碳酸鹽巖形成的水動(dòng)力條件存在明顯差異：泥灰?guī)r形成

7、的水動(dòng)力條件最低，泥晶灰?guī)r、顆?；倚纬傻膸r水動(dòng)力條件依次增強(qiáng)。3高分辨率層序地層特征根據(jù)高分辨率層序地層學(xué)原理，基準(zhǔn)面旋回對(duì)比代表等時(shí)地層對(duì)比，可以極大地提高地層對(duì)比的準(zhǔn)確性。湖相碳酸鹽巖以盆內(nèi)自生沉積物為主，主要受古氣候、古碳酸鹽巖、古構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和陸源碎屑等因素控制；研究區(qū)構(gòu)造活動(dòng)較弱，氣候的周期性變化控制著鹽度、湖平面和入湖沉積物的周期性變化。氣候因素主導(dǎo)下的湖平面變化控制著基準(zhǔn)面旋回的發(fā)育。3.1沙四上亞段三級(jí)層序特征沙四上亞段三級(jí)層序的頂界面、底界面均為區(qū)域性不整合界面，界面處自然伽馬、聲波時(shí)差等測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)發(fā)生突變；層序內(nèi)部的最大湖泛