正断陷方三维地震资料解释及古近系底砂岩的分布

正断陷方三维地震资料解释及古近系底砂岩的分布

1油气勘探激发及地层特征正断裂位于伊蜀地沟的中北部。这是一个由东西两个深层断裂控制的双断裂。它通常呈北东走向。从北到南，它通过伊兰断裂龙与唐原断裂龙相交，从南到南，经过志梁断裂龙、胜利断裂龙、舒兰断裂龙和吉林探区的街河断层（图1）。该断陷主要目的层系为第四系和新近系富锦组(N1f)、古近系宝泉岭组(E3b)、达连河组(E2d)、新安村组(E2x)、乌云组(E1w),均为陆相沉积的碎屑岩建造。方正断陷方3井区三维地震资料于2000年采集,面积为49km2。研究区内有参数井2口,预探井3口,其中方参1井、方1井、方3井发现多层油气显示,方3井发现工业气流5.4×104m3/d;方6和方4井在古近系底部获得工业油流,显示该断陷的勘探潜力。随着该区油气勘探的进展,方正断陷的勘探也遇到了一系列亟待解决的问题,如方6井油藏的面积有多大?属哪种油藏类型?下一步勘探井位应选在哪里?针对上述问题,本文对方3井区三维资料进行了新一轮构造精细解释,并使用波阻抗反演等方法,对古近系底砂岩进行储层横向预测,发现并落实了伊5等构造圈闭,初步描述了古近系底砂岩分布特征。本文还通过地震反射特征分析、钻井资料对比、波阻抗反演等研究结果(本文所用的是截至2006年底的资料),初步建立了方正断陷油藏模式。2方3井三维结构的详细说明2.1地震地质层位标定地震地质层位标定是连接地震、地质、测井资料的桥梁,是利用地震资料进行构造解释、储层分析的基础。本文应用方3和方6井合成地震记录,对层位进行标定,确定了地震层位和地质层位的对应关系。其中T1为宝泉岭组顶面,T3为达连河组顶面,T4为新安村—乌云组顶面,T5为白垩系顶面。地震T3反射层上覆地层为宝泉岭组一段的厚层泥岩,下伏地层以砂砾岩为主,在合成地震记录上表现为一个中振幅强反射波峰。T5反射层上覆古近系底砂岩和含煤泥岩,下伏地层是白垩系砂砾岩,合成记录上表现为一个强振幅波峰反射和一个强振幅波谷反射组合。2.2致的花状构造带方3井区三维工区受方正断陷拉张走滑应力场的控制,形成了一套具有张扭性质的断裂系统。由于方3井区三维工区位于柞树岗向斜的北部,其区域地质结构为以F2为主控断层、F2与F1断层组成的双断箕状断陷。在两条断层中间的凹陷部位,发育与两条断裂走向一致的F5断裂,该断裂是一条东倾正断层,在区域上受该断层控制形成一条与其走向一致的花状构造带,也是方正断陷的主要勘探领域之一(图2)。方3井三维2区的主体夹持在F2和F5两条断层之间,处于柞树岗向斜凹陷部位向北抬升的斜坡上。在两条断层之间发育两组断层。一组为与两条控制断层走向一致的北东向断层,这组断层均为正断层,断开层位一般为T3(图3)反射层,断距一般为10～100m,部分断层也断开T5反射层,但是断距很小(图4)。另一组断层走向与北东向断层垂直,称为北西向断裂(图5),这组断层在以往的构造解释中很少提及,本次将对比重点解释。北西向断裂一般为西倾正断层,少数为东倾正断层,这组断层在靠近F2附近有时也表现为逆断层,这可能是由走滑构造形成的局部挤压应力所致。该组断层在地震剖面上仅断开古近系下部地层,且断面较直立,具备扭动断层的一般性质。北西向断层一般没有断开宝泉岭组,由此可知,这组断层可能形成于宝泉岭组沉积初期,由短暂的左旋扭动构造作用所致。该组北西走向的断层对油气成藏具有比较重要的意义。这组断层与北东向断层相交可以形成断块油气藏;而且,这组断层切穿方正断陷古近系下部的含煤泥岩和底砂岩,为油气运移提供了通道。2.3正交构造情境方3井区三维工区位于方正断陷东北部柞树岗向斜的东部及北部斜坡部位。柞树岗向斜北部斜坡呈鼻状向南伸形成伊5构造带,将柞树岗向斜分为北部向斜和南部向斜,分别受F2和F5断层控制,形成总体呈西断东超的箕状断陷构造样式(图2)。T3反射层为一个区域性不整合面,由T3反射层构造图(图6)与T5反射层构造图对比图(图7)可以看出,两者构造形态上发生明显的变化,可以总结为以下两点:①T3反射层在早期断裂的基础上发育一组北西走向的正断层(图3),这组断层在T5反射层构造图上不发育(图4);②由南部向斜和北部向斜组成的复式向斜变为简单的以北部向斜为主体的同一个向斜,南部向斜变为一个斜坡,中部的伊5断背斜构造带为断鼻构造(图6、图7)。2.4油气成藏圈闭该区构造圈闭的类型主要有三种:①断鼻圈闭,这种类型在该区分布最普遍,如T3反射层的哈2、伊5圈闭;②断背斜圈闭,这种圈闭在该区是油气成藏最有利的圈闭类型,如T5反射层的伊5圈闭、T3反射层的伊6圈闭;③断块圈闭,是断陷盆地最为广泛发育的一种圈闭类型,如三2、三6圈闭(图6、图7)。3反波阻抗剂的反演和存储层的横向预测3.1地震分辨率特性本文应用的是基于模型的波阻抗反演方法。基于模型反演技术把地震与测井资料有机地结合起来,突破了传统意义上地震分辨率极限的限制,理论上可得到与测井资料相同的分辨率,是油田开发阶段储层精细描述的关键技术。反演精度主要取决于初始模型与实际地质情况的符合程度,在同样地质条件下,钻井资料越多,反演结果越可靠,反之亦然。3.2古近纪底砂岩厚度波阻抗反演的最基础工作是地层精细标定,即准确建立测井资料与地震资料的关系。方4井标定结果表明,T5反射层对应由两个强波峰和两个强波谷组成的反射波组底部波谷,而地震资料解释时认定此波峰和波谷之间为古近系底砂岩的反射,其上部的强反射波组为古近系含煤泥岩的地震反射,也是预测的目的层之一(图8)。波阻抗反演表明,含煤泥岩为低阻抗特征,从柞树岗向斜的斜坡处的方6井向柞树岗向斜的深部有加厚的趋势。古近系底砂岩为该区的主力含油层系,表现为高阻抗特征,其厚度具有与含煤泥岩相同的变化趋势(图9)。另外波阻抗剖面上阻抗的变化与底砂岩的含油气性有关,阻抗高则含油性好,因此认为从斜坡向柞树岗向斜的深部底砂岩的含油气性可能是逐渐变好的。由图10可以看出,三维工区的北部柞树岗向斜北部斜坡的方6井区,波阻抗值明显偏高,表明在斜坡部位含煤泥岩的厚度较小。经方6井钻探证实,含煤泥岩厚度为40m,因此可以认定方6井以北含煤泥岩厚度小于40m。此外由该图还可以看出,从斜坡向南和向西,波阻抗值减小,因此可判定含煤泥岩在上述两方向厚度增大,在柞树岗向斜深部的方4井区基本达到最厚,钻井证实该井区含煤泥岩厚度为108m,该区含煤泥岩的最大厚度为120m(图10)。图11为方3井区三维工区波阻抗反演预测的古近系底砂岩厚度图。由图可以看出,底砂岩厚度大于10m的分布区主要位于方4和方6井区,其中北部方6井区厚度较薄,厚度为10～25m,而在方4井区底砂岩则较厚,一般为25～35m,最大厚度为38m。方4井钻遇36m厚底砂岩,也证实了这一点。由图11还可以看出,北部砂岩分布区和南部砂岩分布区可能是连为一体的,由于沉积时的沉积环境因素,使得北薄南厚。方4井恰好钻在砂岩最发育地区,方6井为局部砂岩不发育区。北部底砂岩分布区面积为16km2,南部底砂岩分布面积为8km2左右(图11)。4含煤泥岩向西反射特征方6井钻探表明,底砂岩厚度向北逐渐减薄超覆尖灭,因此判定在北部应为地层超覆油气藏。2007年钻探的方4井钻遇36m底砂岩全部含油,因此认为方6井和方4井储层是相连通的,但是处于同一个油藏的不同部位。储层横向预测结果表明,储层在北部较薄,南部较厚,钻探证实古近系底砂岩属于中—低孔隙度、低渗透率储层,方4井底砂岩平均孔隙度为9.6%,渗透率平均为1.26mD,白垩系储层物性属于差储层或非储层。方正油藏的盖层为含煤泥岩,北部斜坡一般在40m左右。柞树岗向斜的深部,含煤泥岩较厚为110m左右。东西向二维地震剖面表明,含煤泥岩向西反射特征在工区外有明显变化,由强振幅连续反射变为强振幅杂乱反射,方4井和方1井钻探证实,含煤泥岩从东向西已经相变为含煤的砂砾岩。二维地震资料以及方正地区的区域探井钻探结果还说明,含煤泥岩的强振幅连续反射波组从向斜深部往西的斜坡部位,逐渐减薄,逐渐相变,因此认为含煤泥岩的分布在柞树岗向斜的主体最厚(110m左右),向两边的斜坡逐渐减薄,向东超覆尖灭,向西相变为砂砾岩。综合方正断陷柞树岗向斜的钻井、地震、波阻抗反演等资料的综合分析,方正油藏为向东、向西底砂岩超覆尖灭封堵,凹陷内部存在储层物性变化而形