劉建偉

（中國石化勝利油田分公司物探研究院，山東東營 257000）

層序地層學(xué)的理論研究工作已經(jīng)從早期的被動(dòng)大陸邊緣型盆地向前陸盆地和陸相沉積盆地發(fā)展。近年來對(duì)濟(jì)陽坳陷內(nèi)隱蔽油氣藏的勘探實(shí)踐表明，層序地層學(xué)的基本原理和技術(shù)方法對(duì)陸相斷陷盆地也具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義[1–3]。傳統(tǒng)地層劃分的依據(jù)是通過巖相界面劃分，但該方法容易造成地層界線劃分穿時(shí)，不利于盆地的沉積規(guī)律研究。作為近年來隱蔽油氣藏勘探的焦點(diǎn)，許多學(xué)者在層序地層學(xué)、地震地層學(xué)理論的指導(dǎo)下，對(duì)斷陷湖盆的層序、構(gòu)造、沉積等方面進(jìn)行了相關(guān)研究[4–5]。潘元林等認(rèn)為陸相斷陷盆地三級(jí)層序及層序內(nèi)部具有良好的成藏配置，層序、構(gòu)造、沉積多因素耦合成藏，較易形成砂巖隱蔽油氣藏群[6]。在油氣勘探領(lǐng)域，層序中各種地層反射特征和關(guān)鍵面的識(shí)別有助于推斷沉積體系類型、生儲(chǔ)蓋組合類型，從而預(yù)測(cè)有利的生油層、儲(chǔ)層和有效的地層及巖性圈閉。

車鎮(zhèn)凹陷位于渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷的西北部，北鄰埕子口凸起，南為無棣凸起和義和莊凸起，東與沾化凹陷相連，勘探面積約為2 400 km2（圖1）。區(qū)內(nèi)沙四段油氣顯示較為豐富，是重要勘探層系之一，主要發(fā)育沖積扇、濁積扇、扇三角洲、灘壩砂巖、碳酸巖淺灘等多種沉積相[7–8]。由于沉積相橫向、縱向變化大，因此，層序特征劃分困難，沉積體系空間展布規(guī)律尚不清楚。通過應(yīng)用層序地層學(xué)，利用地質(zhì)與地球物理相結(jié)合的方法，建立層序劃分方案和地層格架，對(duì)于明確各層序展布規(guī)律及范圍，以及指導(dǎo)下步勘探具有重要參考意義。

圖1 車鎮(zhèn)凹陷位置及盆地結(jié)構(gòu)示意圖

1 地層層序的建立方法

層序界面、層序結(jié)構(gòu)和沉積體系展布是層序地層學(xué)研究的三個(gè)重要內(nèi)容，其中以層序界面的識(shí)別最為重要。層序界面的特征通常在測(cè)井、地震等地球物理資料上具有明顯的識(shí)別標(biāo)志[7–9]。

1.1 層序界面的地震識(shí)別

地震反射界面結(jié)構(gòu)分析是利用地震資料進(jìn)行層序地層學(xué)研究的基本方法。沉積地層中所形成的地震反射界面一般是速度–密度差異的層面和不整合面，這些界面可作為劃分年代地層單位的主要依據(jù)[10]。地震反射標(biāo)志層是地震剖面上振幅較強(qiáng)、連續(xù)性較好，并可在全區(qū)范圍內(nèi)追蹤的地震反射同相軸[11]。車鎮(zhèn)凹陷沙三段泥巖、灰質(zhì)泥巖、油頁巖與沙四段砂礫巖接觸，界面上、下的沉積差異大，其反射界面（T6）具有中強(qiáng)振幅連續(xù)反射的特征，為沙三段與沙四段的分界[12]。研究發(fā)現(xiàn)盆地層序地層的演化主要受控于盆地構(gòu)造格局[13]，車鎮(zhèn)凹陷南部斜坡帶T6 反射層為不整合反射，具有典型削蝕反射特征，且該不整合面在緩坡帶廣泛發(fā)育，可進(jìn)行全區(qū)對(duì)比，構(gòu)成盆地的二級(jí)層序界面。T7 反射層為沙四段與孔店組的分界，由于沙四段與斷陷湖盆沉積的孔店組具有明顯的沉積背景差異，該界面可追索性較強(qiáng)。T6 反射層與T7 反射層是沙四段頂界面和底界面最可靠的地震層序識(shí)別與劃分標(biāo)志（圖2）。

圖2 車38 井典型層序界面地震反射特征

1.2 層序界面的測(cè)井資料識(shí)別

測(cè)井資料識(shí)別層序地層單元界面的方法較多，通常利用自然電位測(cè)井、自然伽馬測(cè)井、電阻率測(cè)井及小波變換等方法開展層序界面的劃分。在沉積地層的垂向剖面中，由于地層間斷引起間斷面上下巖性、物性、電性發(fā)生異常變化，傳統(tǒng)體現(xiàn)為測(cè)井曲線發(fā)生錯(cuò)斷，這種差異可以作為層序界面的測(cè)井識(shí)別標(biāo)志[14–15]。

由于車鎮(zhèn)凹陷沙四段為連續(xù)沉積，常規(guī)曲線及小波識(shí)別效果不理想，因此本文提出利用△logR 法對(duì)層序開展細(xì)化研究。該方法是利用測(cè)井曲線的重疊法，把刻度合適的孔隙度曲線（一般為聲波時(shí)差曲線）疊加在電阻率曲線上，在富含有機(jī)質(zhì)的細(xì)粒烴源巖中，兩條曲線存在幅度差（△logR）。在未成熟的烴源巖中，兩條曲線分離的原因是由孔隙度曲線響應(yīng)造成的；在成熟的烴源巖中，生成的烴類替代巖石孔隙中的水，導(dǎo)致電阻率增大，使兩條曲線產(chǎn)生更大的差異或幅度差。因此，層序地層格架內(nèi)的有機(jī)碳總量（TOC）在垂向上呈周期性變化，在單一層序地層剖面中，TOC 的峰值與最大海（湖）泛面對(duì)應(yīng)，層序界面常對(duì)應(yīng)于TOC 的低谷。即聲波時(shí)差測(cè)井曲線和電阻率測(cè)井曲線疊合圖上的△logR 與層序界面也具有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

車412 井位于車西洼陷，在沙四段沉積時(shí)期，為三角洲相沉積。從圖3 可看出，SQ3 內(nèi)部2 630.0～ 2 660.0 m 處的△logR 較2 660.0～2 715.0 m 處的△logR明顯降低。因此根據(jù)TOC 的峰值與最大海（湖）泛面對(duì)應(yīng)關(guān)系，該層序內(nèi)可進(jìn)一步劃分為湖進(jìn)體系域與湖退體系域，該方式有效地實(shí)現(xiàn)了同一層序內(nèi)不同體系域的細(xì)分[16]。

圖3 車412 井△logR 法層序界面對(duì)應(yīng)關(guān)系

2 層序格架建立

在單井層序地層學(xué)分析的基礎(chǔ)上，通過單井層位精細(xì)標(biāo)定合成記錄，利用多井標(biāo)定、閉合，達(dá)到井震合一，同時(shí)利用測(cè)井資料△logR 法對(duì)同一層序內(nèi)不同體系域進(jìn)行劃分。通過車鎮(zhèn)凹陷西部東西向連井剖面可以看出，研究區(qū)沙四段三級(jí)層序可劃分為層序Ⅰ、層序Ⅱ和層序Ⅲ，各層序中又可細(xì)分為湖進(jìn)體系域和湖退體系域；沉積地層厚度凹陷中部、西部大，并呈自西向東減薄的趨勢(shì)（圖4）。例如車西中西部的車273 井沙四段沉積厚度為218.0 m，而車西東部的車古15 井沙四段沉積厚度僅113.0 m。

層序Ⅰ在整個(gè)車鎮(zhèn)凹陷發(fā)育較完整，但不同井區(qū)沉積厚度具有較大差異。層序Ⅰ由車24 井自西向東厚度逐漸減薄，沉積厚度在車273 井達(dá)到最大。湖進(jìn)體系域發(fā)育一套磚紅色、紫紅色的泥巖和粉砂質(zhì)泥巖夾灰色粉砂巖、細(xì)砂巖和含礫砂巖，僅在車古10 井處發(fā)育灰色的灰?guī)r和白云巖，反映局部水體加深的淺湖沉積環(huán)境，其自然電位曲線呈較平滑的箱形和微齒化的鐘形等特征。湖退體系域發(fā)育灰色的砂礫巖、中砂巖、細(xì)砂巖夾磚紅色、紫紅色泥巖、粉砂巖，曲線表現(xiàn)為較平滑、微齒化的指狀和箱形，為三角洲、扇三角洲和濱湖暴露的沉積環(huán)境，具有進(jìn)積特征。

層序Ⅱ在全剖面均有分布且地層厚度相對(duì)穩(wěn)定，在車古10 井和鄰近的車古52 井處有約100.0 m 的厚度差。湖進(jìn)體系域自然電位曲線表現(xiàn)為平滑和微齒化的柱狀，發(fā)育磚紅色、紫紅色和灰色泥巖夾灰色粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，僅在車古52 井夾中–厚層灰?guī)r。湖退體系域在剖面上整體表現(xiàn)為淺湖沉積環(huán)境，僅在車24 井、車241 井處水體變淺，自然電位曲線表現(xiàn)為微齒化的漏斗狀和指狀，發(fā)育灰色、深灰色粉砂巖和細(xì)砂巖夾泥巖，具有典型的濱淺湖灘壩砂體沉積特征。而車古52 井和車38 井處發(fā)育大套灰色和深灰色灰?guī)r，總體表現(xiàn)為淺湖及三角洲水上和水下沉積環(huán)境。

層序Ⅲ在車鎮(zhèn)凹陷西部部分發(fā)育且沉積地層自西向東逐漸減薄。湖進(jìn)體系域局部發(fā)育，曲線表現(xiàn)為幅度較大的、鋸齒化的指狀、漏斗狀，發(fā)育灰色粉砂巖、細(xì)砂巖夾泥巖和粉砂質(zhì)泥巖，在車古10 井處發(fā)育生物碎屑灰?guī)r，為三角洲水下和淺湖沉積環(huán)境。湖退體系域沉積地層厚度較小，在車西地區(qū)僅十余米厚，總體表現(xiàn)為水下的沉積環(huán)境，自然電位曲線為微齒化的指狀，發(fā)育棕色灰?guī)r和灰色細(xì)砂巖、粉砂巖夾泥巖。

3 層序地層平面分布

車鎮(zhèn)凹陷的地層發(fā)育主要受古構(gòu)造和古地貌等因素影響，由于控凹斷層埕南斷裂帶的存在，地層從北向南超覆減薄，中部洼槽區(qū)沉積較厚。在單井和連井層序?qū)Ρ鹊幕A(chǔ)上，按地層時(shí)代從老到新明確了區(qū)內(nèi)三級(jí)層序地層分布特征。

層序Ⅰ地層厚度較大，一般0～113.0 m，在研究區(qū)大面積發(fā)育且水體較淺，套爾河鼻狀隆起將凹陷分割為車西和車東兩個(gè)不相通的沉積區(qū)。

湖進(jìn)體系域地層厚度為0～56.0 m（圖5a），車西和車東地區(qū)存在兩個(gè)厚度較大的高值區(qū)，被大68井–大17 井一線地層厚度的低值區(qū)所分割。凹陷西部，從中央洼陷帶向南至車273 井–車7 井一線為車西地區(qū)的主要沉降區(qū)，沉積中心面積大且向南厚度逐漸減薄，其中車273 井井區(qū)為車西地區(qū)地層厚度最大的區(qū)域，可達(dá)56.0 m。凹陷東部地區(qū)在大王

莊緩坡帶厚度較小，沉積中心主要發(fā)育在郭局子洼陷坡折斷層下降盤的大33 井–郭5 井一帶，沉積厚度最大可達(dá)50.0 m，但展布面積較車西地區(qū)小。

圖4 車24 井–車273 井–車古10 井–車古52 井–車38 井–車古15 井連井層序地層格架對(duì)比

湖退體系域地層沉積范圍仍然較大（圖5b），且繼承了湖進(jìn)體系域的基本面貌，發(fā)育車西和車東兩個(gè)厚度較大的高值區(qū)，被大68 井–大17 井一線地層厚度的低值區(qū)所分割。車西地區(qū)的地層厚度有所增大，發(fā)育兩個(gè)狹長的近南北向展布的沉積中心，分別為車272 井–車402 井一線和車7 井井區(qū)，其中，車272 井井區(qū)地層厚度為56.5 m，車7 井井區(qū)地層厚度可達(dá)57.0 m，厚度變化規(guī)律都表現(xiàn)為由北向南厚度逐漸減小，直至尖滅。車東地區(qū)地層厚度分布不均一性較強(qiáng)，大王莊緩坡帶的地層厚度較湖進(jìn)體系域有所增大，通常為20.0～30.0 m；郭局子洼陷的沉積中心展布面積減小，最大沉積厚度在大33井附近，可達(dá)51.0 m。

圖5 層序Ⅰ湖進(jìn)體系域（a）與湖退體系域（b）地層厚度等值線

層序Ⅱ在全區(qū)均有發(fā)育，地層厚度20.0～150.0 m，為沙四段主要的沉積期。此時(shí)水體進(jìn)一步加深，車西與車東地區(qū)連成一片，洼槽區(qū)附近仍為本區(qū)沉積中心。

湖進(jìn)體系域的沉積地層厚度為5.0～78.0 m（圖6a），為研究區(qū)最主要的沉積期，地層厚度與層序Ⅰ相比有所增大。車西地區(qū)沉積中心位于鄰近斷層下降盤的車141 井–車142 井一帶，其中車142 井井區(qū)沉積厚度最大，可達(dá)74.2 m；車東地區(qū)沉積中心位于大王莊緩坡帶的大11 井–大古67 井一帶，沉積厚度為研究區(qū)最大，達(dá)78.0 m。沉積地層厚度由洼陷中心向南逐漸減小，最終尖滅。

湖退體系域地層沉積厚度較湖進(jìn)體系域有所減薄（圖6b），地層厚度較小的車68 井–車古11井井區(qū)、大17 井–大古26 井井區(qū)和大678 井–大古10 井井區(qū)將研究區(qū)分為四個(gè)沉積厚度相對(duì)較大的高值區(qū)。車西地區(qū)地層繼承性發(fā)育，沉積中心車142 井處為該地區(qū)沉積厚度最大的地方，厚度為72.0 m；車古52 井井區(qū)為車西地區(qū)的另一沉積中心，地層展布面積較大，最厚可達(dá)60.0 m。車東地區(qū)的沉積中心展布面積較小，與湖進(jìn)體系域不同的是沉積中心偏移至郭局子洼陷的大33 井–大602 井附近，其中大33 井井區(qū)地層沉積厚度最大達(dá)65.7 m。

圖6 層序Ⅱ湖進(jìn)體系域（a）與湖退體系域（b）地層厚度等值線

層序Ⅲ僅在車西地區(qū)部分發(fā)育，地層沉積厚度 一般為0～70.0 m，車東地區(qū)遭受剝蝕而整體缺失。

湖進(jìn)體系域發(fā)育兩個(gè)沉積中心（圖7a），其中，車48 井–車482 井一帶為研究區(qū)最主要的沉積區(qū)，車48 井井區(qū)地層厚度最大，可達(dá)60.0 m；其次，車142 井–車412 井井區(qū)為另一主要沉積區(qū)，這兩個(gè)沉積中心沿低值區(qū)車40 井–車272 井一線呈東、西向展布。

湖退體系域的展布范圍較湖進(jìn)體系域明顯減小（圖7b），車西地區(qū)東部的陸源剝蝕區(qū)都有所擴(kuò)大，沉積地層厚度較小，地層整體分布平緩，沉積中心地層厚度僅32.0 m，發(fā)育在車101 井–車412 井附近；車404 井一帶為區(qū)內(nèi)另一地層厚度較大的沉積區(qū)，最厚僅為27.0 m。

4 結(jié)論

圖7 層序Ⅲ湖進(jìn)體系域（a）與湖退體系域（b）地層厚度等值線

（1）利用地震和測(cè)井資料相結(jié)合的方法將車鎮(zhèn)凹陷沙四段劃分為3 個(gè)三級(jí)層序。每個(gè)層序內(nèi)部依據(jù)△logR 法又可細(xì)分為湖進(jìn)體系域和湖退體系域。其中，層系Ⅰ和層序Ⅱ在全區(qū)廣泛分布，層序Ⅲ在車鎮(zhèn)凹陷東部地區(qū)不發(fā)育，在車鎮(zhèn)凹陷西部地區(qū)僅局部殘留。

（2）受構(gòu)造活動(dòng)影響，車西洼陷和郭局子洼陷為研究區(qū)兩個(gè)相對(duì)沉降中心，控制了地層的展布格局和沉積特征。作為本區(qū)主要目的層段的沙四段，具有儲(chǔ)層類型豐富且分布廣泛的特點(diǎn)。

（3）沉積相具有平面分區(qū)、垂向分帶的特征。平面上，由于車鎮(zhèn)凹陷西部沙四段沉積厚度大，以碎屑巖沉積相為主，車鎮(zhèn)凹陷東部以碳酸鹽巖和蒸發(fā)巖沉積相為主，如車52 井井區(qū)；受義和莊凸起物源影響，局部發(fā)育小型扇三角洲沉積，如車古15 井井區(qū)。垂向上，車鎮(zhèn)凹陷沙四段整體為水進(jìn)旋回，由濱湖→淺湖→半深湖逐漸過渡，湖進(jìn)體系域以湖相泥質(zhì)沉積為主，湖退體系域以三角洲、扇三角洲的砂礫巖沉積為主。

（4）通過對(duì)層序格架進(jìn)行劃分，明確了各沉積期次地層的展布及厚度分布，由于車鎮(zhèn)凹陷具有近源成藏的特征，特別是巖性油藏的分布受湖相沉積可容空間和地層沉積厚度控制，緊鄰沉降中心的湖相儲(chǔ)集體為優(yōu)勢(shì)的勘探對(duì)象，為后期的分期次部署指明了方向。