莺山地区上三叠统登娄库组层序地层分析

莺山地区上三叠统登娄库组层序地层分析

1昌五镇工区油气概况迎山地区位于松辽盆地东南的隆起带。西起兆东市四站市，东至黑龙江省红东区，南起拉林河附近的乌兰市，北至兆东市昌武市。这个地区的面积约为4000公里2米（图1）。莺山地区登娄库组作为勘探区有利的油气聚集带,将是一个重点勘探目的层段。目前,在该区有数口井有油气显示。为指导进一步的勘探与开发,笔者以层序地层学理论为指导,研究了莺山地区的登娄库组地层特征,建立该区登娄库组层序地层格架,为深入认识研究区的地层、构造、沉积和资源潜力及油气成藏条提供可靠依据。2地层学意义层序地层界面在横向上是连续的、分布广泛的等时界面,不但能够将界面上下的地层分开,而且具有年代地层学意义。层序界面的识别标志主要包括层序界面上下的岩性组合、测井曲线形态及地震反射特征等。根据以上特征将登娄库组划分出5个三级层序界面,自下而上命名为SB1、SB2、SB3、SB4、SB5,进而将登娄库组划分为4个三级层序,自下而上命名为SQ1、SQ2、SQ3、SQ4(表1)。2.1自然系界面特征层序界面是进行盆地级区域性层序地层等时性对比的关键界面,特征一般比较复杂,在不同的沉积部位表现出不同的特征。在钻井层序分析中,研究区登娄库组各层序界面一般表现为如下特征:SB1和SB5具体表现为电阻率曲线为自下而上由低值变为高幅值钟形,伽马曲线由高值变为低值,曲线台阶特征明显,一般为正旋回的底,反映了水体相对较深突然变浅;SB2自然伽马曲线突然变高,电阻率曲线由高幅值钟形变为低平段,反映了水体由浅变深,界面下主要以进积型准层序组为主,界面上多为退积型准层序组;SB3自然伽马曲线突然变低,岩性由界面下的砂砾岩突变为界面上的泥岩,下伏地层为退积式叠置,上覆地层呈退积式叠置;SB4深浅侧向曲线突然变低,自然伽马曲线突然变高(图2)。2.2刷充填造成的不整合关系地震反射界面追随的是时间界面,平行于地层的岩性—时间反射界面,因而可以运用地震反射剖面进行层序地层分析。由于层序界面通常都是不同类型的岩石物性突变面,这些物性界面在地震反射剖面上都有不同的表现形式。研究区三级层序界面在地震剖面上表现为反映地层不协调关系的地震反射终止类型,主要发育(a)削截或冲刷充填造成的不整合关系;(b)地层沉积上超造成的不整合关系(图3)。SB1是一个区域不整合面,对应于SQ1的底界面,可见明显的上超与削截现象,在地震剖面上多表现为强反射的顶界波峰,在深凹陷区表现为一组3-4个强反射波组底界波峰,在盆地边缘该特征不明显,反射波同相轴连续性变差,隆起区该界面超覆尖灭。SB2对应于SQ2的底界面,在地震剖面上表现为一组低连续弱反射波的顶部,较强反射,连续性好,在隆起区出现明显的削截和上超现象。SB3对应于SQ3的底界面,在地震剖面上表现为一组复波相位的底部,同相轴具有一定连续性,但其中也伴有少量的中弱反射和连续性不好的波组,在隆起区可见上超和削截现象。SB4对应于SQ4底界面,在地震剖面上整体为一组复波波组顶界的平行连续强反射波峰,界面清晰,可见上超与削截现象。SB5对应于登娄库组的顶界面,在地震剖面上表现为一组强反射波组的底界,在凹陷中部大部分地区表现为高连续强反射波峰,局部可见不整合特征,构造高部位地区反射界面特征变差但仍具有一定连续性。3层序界面的建立为了准确地揭示莺山地区登娄库组层序地层特征,首先对钻、测井资料进行层序界面的识别和划分,通过合成地震记录在地震剖面上进行层位标定,根据地质层位对应的地震层位反射特征,在全区进行追踪对比解释,建立起莺山地区的层序地层格架。3.1sq2扇三角洲沉积特征在地震层位标定的基础上,通过层序界面识别和典型井的分析结果,识别出5个层序界面,分别是:登娄库组底界面,是登娄库组与营城组地层的沉积间断面;登娄库组顶界面是登娄库组与泉头组的沉积间断面;登娄库组内的首次湖泛面、最大湖泛面和高水位早期与晚期分界面,均是登娄库组内部的沉积转换点。根据分析将莺山断陷登娄库组划分出四个体系域,自下而上命名为三级SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。SQ1.低水位体系域。沉积物以灰色和紫红色砾、沙砾岩主,夹少量灰色和紫色泥岩为主,属扇三角洲沉积地层。该层序属于退积-进积非对称型基准面旋回。上升半旋回自下向上发育砂砾岩、粉砂岩、泥岩;下降半旋回自下向上发育泥岩、泥质粉砂岩、砂砾岩。测井曲线反应较高幅值反韵律突变为低平泥质沉积。SQ2.水进体系域。沉积物以紫红色及少量灰绿、灰黑色泥岩、砂质泥岩与灰白色、棕灰色薄层砂岩呈不等厚互层沉积为主,属于曲流河沉积,泥岩颜色由紫红色向上过渡到灰绿色,反映向上水体加深的过程。该体系域水体相对较浅,相对湖平面持续上升,可容纳空间增长速率大于沉积物供给速率。测井曲线反应为低幅尖刀状或锯齿状,伽马曲线幅值较高。自下而上单砂体厚度变小,砂泥比减小,表现为退积式。SQ3.高水位早期。该时期湖平面相对静止,沉积物供给速率大于可容纳空间增长速率。沉积物以灰白、浅灰绿色厚层块状细—中砂岩与灰黑、褐灰色及暗紫红色泥岩、砂质泥岩呈略等厚互层沉积为主,属于砂质辫状河沉积地层。该体系域主要发育下降进积半旋回,测井曲线短期旋回叠加样式表现基准面上升,电阻率曲线多为高幅度指状或多峰尖刀状,为进积型沉积样式。SQ4.高水位晚期。沉积物以灰褐、褐红色夹少量紫色泥岩、砂质泥岩与浅绿、灰白、棕灰色厚层状细砂岩呈不等厚互层沉积为主,属于辫状河沉积地层。该体系域由多个前积型准层序组成,测井曲线反映为较高电阻层与较低电阻层相间。3.2sq1、sq3层序特征在单井层序地层分析的基础上,综合地震资料和岩心资料,详细分析测井曲线在各体系域边界上的响应特征,在联井层序剖面上把登娄库组地层划分为四个三级层序,自下而上命名为SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。至此,建立了莺山地区以体系域为单元的层序地层格架,该地层格架的建立为有利生储盖组合分析奠定了基础。SQ1在测井曲线上反应为较低幅值反韵律突变为高平砂质沉积,相序在垂向上呈跳变接触关系。该层序是以退积为主的退积—进积沉积模式,该层序沉积时期水体较浅,所以单层厚度较其他层序较薄,岩性以砂砾岩为主,夹少量泥岩,在构造高部位,由于构造抬升,局部遭受剥蚀,缺少该层序。SQ2测井曲线反映为较高幅值变为低平泥岩段;该层序沉积时期,水平面快速上升,导致了水下的河道规模较小,砂泥比减小,岩性主要以泥岩和砂岩夹层为主,形成退积式的沉积样式;在断陷的东部局部遭受剥蚀。SQ3属于高水位早期沉积,沉积物供给速率大于可容纳空间增长的速率,沉积物向湖盆方向推进,形成进积式沉积样式;岩性主要以砂岩、粉砂岩为主;测井曲线表现为突变界面,相序在垂向上呈跳变接触关系。SQ4属于高水位晚期沉积,晚期与早期相比,湖盆沉积范围有所扩大,并进一步向盆地中推进,河流作用很弱,反映了远物源沉积。4层序生储盖组合模式本文根据对莺山地区登娄库组砂岩油气特征的研究,认为层序对含油气特征的控制主要表现在两个方面:即层序控制了生储盖组合,层序控制着储层展布和储集性能。层序是一个等时地层格架,生油(气)层、储集层和盖层都是这个格架中的组成部分,所以层序决定了生储盖的配置。莺山地区登娄库组主要气源来自SQ2泥岩,SQ2有机质丰度较高、成熟度较高。研究区目的层段的生储盖组合模式有两种,一种是下生上储式,另一种是自生自储式。在纵向上可形成3套生储盖组合。第一套生储盖组合是以下生上储方式为主,油气来源于下部的营城组、沙河子组及火石岭组的暗色泥岩和煤层,储层为SQ1低位域扇三角洲及冲击扇岩屑砂砾岩,盖层是SQ2水进域的湖泛平原及滨湖相暗色泥岩。第二套生储盖组合是以营城组、沙河子组及火石岭组的暗色泥岩和煤层为主要烃源岩,SQ2的暗色泥岩为次要的烃源岩,SQ3和SQ4的砂岩为储层,泉头组的泥岩为盖层。第三套生储盖组合以自生自储为主,气源岩是SQ2的暗色泥岩,储层为SQ2砂岩;盖层为SQ2的泥岩。5地震剖面地质特征(1)通过对地震、测井、岩心等资料的综合分析,对莺山地区登娄库组进行层序界面及体系域的识别,共识别出4个三级层序及三个体系域。登娄库组内部的层序界面多为沉积间断面,不同时期沉积的地层在地震剖面上和测井资料上的显示有所不同,岩性与物性具有明显的韵律变化。(2)SQ1为低水位沉积,湖盆范围较小,主要以冲击扇—扇三角洲—滨湖沉积体系为主;SQ2时