渤海海域古近系层序地层特征

渤海海域古近系层序地层特征

渤海海域是一个复杂的沉降盆地。近10年来，渤海海域在新系平面勘探中取得了巨大成功。随着平坦勘探的增多，勘探难度逐渐增加。渤海必须保持储量和产量的进一步提高。进行深层和秘密勘探和勘探隐藏油气藏是渤海油气储量替代的重要勘探领域。近几年,通过攻关研究,厘定了渤海海域层序地层格架,分析了渤海海域层序地层格架与成藏要素之间的关系,在隐蔽油气藏勘探上取得了一些重要的成果。根据A.I.Levorsen对隐蔽油气藏的定义1盆地内部构造渤海海域矿区位于渤海湾含油气盆地东部,是渤海湾含油气盆地的组成部分,是一个以新生代为主要成盆期的陆相裂谷盆地。矿区北、西、南分别与陆上的辽河、大港、冀东、胜利油田相接,面积约为7.3×102地层结构的古老序列渤海海域在第三纪构造演化中发育了6个较大的区域性不整合面或局部不整合面,在地震剖面上相当于地震标准层T4储集体与油气运移通道渤海海域早第三纪复杂的构造活动、丰富的沉积体类型导致本区油气藏类型繁多,除了主要的断块油气藏、构造油气藏和古潜山油气藏外,还发育了多种多样的隐蔽油气藏。主要的隐蔽油气藏有砂岩透镜体油气藏、上倾尖灭油气藏、超覆油气藏、断块岩性油气藏和构造岩性油气藏(图4)。目前在渤海海域古近系勘探成功的隐蔽油气藏多为中型、中小型油气藏。要形成有经济价值的隐蔽油气藏必须满足以下3个条件:①发育大型的储集体,并且储集体应临近富足的生油洼陷或者有畅通的运移通道将富油凹陷的油气运移上来;②区域或局部良好的盖层条件,同时,对于隐蔽油气藏来说,大型的储集体也是形成大型圈闭的必要条件之一;③若有良好的构造背景配置,则更利于油气成藏。不同类型的隐蔽油气藏在层序中出现的位置是有规律可循的,是可以预测的。在横向上,沉积体系间横向变化的地区以及向构造高部位尖灭的地区易形成隐蔽油气藏的富集区,砂体尖灭方向与构造抬起一致的地区易形成上倾尖灭油气藏。在沉积体系发育的断层与局部构造内,构造及断层走向与储层单元相交,易形成构造-岩性油藏的富集。单一储层单元控制的油藏主要是砂岩透镜状油气藏。在垂向上,由于砂岩透镜状油气藏属于自生自储自盖类油气藏,储集体需要“浸泡”在富油凹陷中,因此,LSC1旋回中部(东二段下亚段附近)、LSC3旋回的中部(沙三段中部附近)是形成砂岩透镜状隐蔽油气藏的最佳位置。地层超覆油气藏形成于各长期基准面旋回的上升半旋回的底部即盆地水进时期,如LSC2旋回的下部(沙二段)位置。砂岩上倾尖灭油气藏多分布在基准面上升半旋回和基准面下降半旋回的中部,因为这些部位容易产生相变,在构造作用下易形成砂岩尖灭油藏。而古河道砂岩岩性地层油气藏应分布在各长期基准面旋回的上升半旋回的底部,因为这些位置往往是河道下切形成下切谷的地方。相对而言,构造岩性油气藏和断块岩性油气藏分布位置比较复杂,但有一点是共同的,即它们都是以岩性作为油气藏形成的主控因素。形成这类油藏的部位必须存在岩性渗透性的巨大差异,因此它们不会形成于5区域辽中洼陷西部天然气勘探以JZA气藏为例,该气藏位于辽东湾地区辽中洼陷西南部,在该构造钻探第一口探井JZA-1井测井解释气层31m,探明天然气储量为38.96×106层序地层格架内分析沉积体系渤海海域古近系隐蔽油气藏勘探的曲折经历表明,复杂断裂构造带下的隐蔽油气藏勘探难度大,风险高。这种构造背景下的隐蔽油气藏勘探一定要重视层序地层学的分析,在精确的层序地层格架内分析成藏要素的时空配置关系,预测有利的隐蔽油气藏发育位置。同时,在层序地层格架内分析沉积体系有助于认清储集体性质,这样能大大降低隐蔽油气藏的勘探风险。渤海海域古近系隐蔽油气藏的勘探表明,岩性油气藏的勘探一定不能忽视构造研究,在构造背景下勘探岩性隐蔽油气藏会大大提高勘探成功率。3层序地层格架内的要素配置隐蔽油气藏有几个重要的成藏要素,生、储、盖、运移的发育及其时空配置与层序地层格架有密切关系,层序地层格架内,这些要素及其配置关系是有规律的,是可以预测的。目前层序地层分析已经成为陆相盆地中隐蔽油气藏勘探的关键技术之一3.1成藏要素中的意义层序格架中密集段的分布决定了有效烃源岩的纵向分布和横向展布以及生储盖组合型式。在渤海海域这样的湖相层序中,由于其凹陷规模小、沉积速率大,其层序中密集段的意义与海相层序中的密集段的意义不尽相同,但其在成藏要素中的意义仍是一致的,是重要的生油岩发育段。渤海海域的勘探实践表明,长期基准面旋回LSC1、LSC2、LSC3、LSC4的基准面上升半旋回至基准面下降半旋回的转换位置大致相当于东三段中上部和东二段下部、沙一段上部、沙三段中部、沙四段中上部,这些是渤海海域主要的生油层,其中东三段中上部、沙一段上部、沙三段中部是最主要的生油层系。在这些旋回的转换位置往往是厚达几百米的泥岩,生物繁盛,有机质丰富。有旋回转换位置向上或向下古生物含量逐渐减少,有机碳逐渐降低,生油岩的质量也随之变差。3.2储集层与储盖组合长期基准面旋回控制了储盖层的发育位置。一般来说,在长期基准面旋回上升半旋回的下部和下降半旋回的上部发育了大型的储集体,上升半旋回至下降半旋回的转换位置也常出现良好的储集体(1)储盖组合Ⅰ:以东二上亚段三角洲平原泥岩或湖相泥岩)为盖层,为东二段下亚段大型三角洲前缘砂体的下储上盖式组合,如绥中36-1油田、锦州9-3油田。由于这一套储盖组合分布面积广、埋深浅及储集物性好,是渤海海域古近系最主要的储盖组合,在已发现的储量中,有78%的储量来自该储盖组合。(2)储盖组合Ⅱ:东三段内部自储自盖式,储层为旋回转换位置高,可容纳空间的浊积扇或浊积水道砂体,由于此类组合储集体“浸泡”在烃源岩中,极易捕获油气,因此这套组合易于形成岩性油气藏,如锦州31-1气田。(3)储盖组合Ⅲ:储层为LSC2旋回(沙一段、沙二段)上升半旋回下部的扇三角洲、滩坝、碳酸盐岩台地,扇三角洲是该组合中最主要的储层,在渤海海域以扇三角洲为储层的油藏的储量约占总储量的50%。沙二段碳酸盐岩储层也是本组合中优质储层,以碳酸盐岩为储层的圈闭勘探成功率高达100%,但分布比较局限且难以预测。该组合盖层为LSC2旋回上部(沙一段上部)的湖泛泥岩和LSC1旋回(东三段)的湖泛泥岩,为下储上盖式组合,如锦州20-2气田、秦皇岛30-1气田,这套储盖组合是渤海海域一套重要的勘探层系。(4)储盖组合Ⅳ:LSC3旋回(沙三段)的自储自盖式或下储上盖式组合及其混合式,储层为沙三段的扇三角洲或湖底扇砂体。盖层为沙三段内部的深湖-半深湖相泥岩,如渤中25-1油田。局部地区LSC3旋回下降半旋回的上部(沙三上亚段)的三角洲砂体与LSC2旋回的泥岩构成下储上盖式储盖组合或与其本身三角洲平原泥岩构成自储自盖式,如歧口18-2油田。(5)储盖组合Ⅴ:以沙四段顶部的膏岩层为区域盖层,沙四段和孔店组的砂体为主要储集层,在渤海海域还未见这类储盖组合的油气田,这是一个潜在的有利储盖组合类型。从凹陷到斜坡再到凸起,可容纳空间随地理位置的迁移而变化,导致沉积物以不同的体积分配到不同的相域,这就形成了不同的地区储盖组合的差异。渤海海域在高凸起区常缺失沙河街组(LSC2、3、4旋回)层序和东三段(LSC1上升半旋回)层序,因此不发育储盖组合Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,低凸起区仅存在较薄LSC2层序,但LSC1下降半旋回发育,因此在低凸起区,储盖组合Ⅰ、Ⅲ是主要的勘探层系,倾没端、断阶带和斜坡区沙二段(Ⅲ组合)和沙三中段组合(Ⅳ组合)、东三段组合东二下组合发育较齐全,是较有利的勘探区。层序组合样式从凹陷向斜坡存在明显的迁移变化,决定了油气成藏的不同特点,低凸起、断阶带、凹中隆是渤海海域古近系有利的勘探地区。3.3油气聚集体系层序界面分析层序地层的研究从两个方面为油气的成藏目标的预测提供了依据。一方面,层序构成与沉积体系的