岳 穎,沈正春,羅榮濤,潘 佳,商 偉,張偉忠,宋艷閣
(1.中國石化勝利油田分公司物探研究院,山東東營 257022;2.中國石化勝利油田分公司東辛采油廠,山東東營 257022)
華北地臺前古近系沉積時期主要經(jīng)歷了加里東運(yùn)動、海西運(yùn)動、印支運(yùn)動和燕山運(yùn)動等四大構(gòu)造運(yùn)動[1]。加里東運(yùn)動早期,太古界基巖面上穩(wěn)定沉積了寒武—奧陶系海相地層[2];加里東運(yùn)動晚期,華北地臺整體抬升剝蝕,上奧陶統(tǒng)、志留系、泥盆系和下石炭統(tǒng)被剝蝕[3]。海西運(yùn)動時期,上古生界穩(wěn)定地臺發(fā)育海陸交互相沉積。印支時期,地殼逆沖抬升遭受剝蝕。燕山運(yùn)動時期保留了印支運(yùn)動構(gòu)造格局,同時裂陷拉張作用造成了侏羅—白堊系地層的披覆-充填式沉積,末期遭受剝蝕,后期沉積了巨厚的新近系地層[4-5]。
渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷東營凹陷為北斷南超的復(fù)式半地塹斷陷[6],受多期大型構(gòu)造運(yùn)動影響,不同地區(qū)地層抬升剝蝕和差異沉降程度不同,導(dǎo)致前古近系地層殘留特征差異性明顯,表征難度較大。地層展布規(guī)律研究是分析構(gòu)造演化、沉積及成藏特征基礎(chǔ)和關(guān)鍵,本文在建立各層組地層劃分對比標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,基于地震骨架剖面解釋,明確了東營凹陷地層區(qū)域展布差異性,并解剖了典型地區(qū)地層發(fā)育特征,為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。
濟(jì)陽坳陷前古近系,特別是古生界與華北鄰區(qū)基本一致[7]。下古生界以淺海相碳酸鹽巖地層為主,上古生界以海陸交互相和陸棚相、河流碎屑巖相為特征;中生界是由陸上湖沼含煤碎屑巖及河流相紅色碎屑巖組成。
根據(jù)鉆井、電測和地震等多項研究資料的揭示,結(jié)合野外露頭觀察,建立了古生界及中生界地層劃分對比標(biāo)準(zhǔn)。
下古生界地層巖性識別特征明顯,如寒武系張夏組以鮞?;?guī)r為區(qū)域標(biāo)志層,長山組以竹葉狀灰?guī)r為對比標(biāo)志[8]。下奧陶統(tǒng)冶里—亮甲山組上部為灰色、灰黃色含礫泥質(zhì)白云巖、灰?guī)r夾煌斑巖[9],下部為淺灰色厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和粗晶白云巖。
東營凹陷上古生界缺失泥盆系和下石炭統(tǒng),中石炭統(tǒng)本溪組與下伏奧陶系呈假整合接觸[10],地層殘留厚度約60 m,巖性組合為深灰色泥巖夾灰色灰?guī)r或泥灰?guī)r,局部地區(qū)底部見風(fēng)化鋁土礦。電性特征表現(xiàn)為自然電位曲線中幅負(fù)異常;聲波時差曲線呈箱型,表現(xiàn)為低值;自然伽馬曲線為鐘型特征;2.5 m 底部梯度電阻率(2.5 m 電阻率)曲線表現(xiàn)為漏斗型。勘探主力層系上石盒子組細(xì)分為萬山段、奎山段和孝婦河段。各組、段巖性與電性特征見表1。
表1 東營凹陷上古生界地層劃分對比特征
中生界地層鉆遇井較少,地震反射雜亂,殘留地層歸屬問題存在爭議。野外露頭觀察發(fā)現(xiàn),侏羅系坊子組底部見薄煤層,蒙陰組頂部見火山角礫巖,以此作為地層劃分對比標(biāo)志。電性特征坊子組表現(xiàn)為高電阻率,自然電位曲線大段基線,自然伽馬曲線齒狀中低值,聲波時差曲線平緩低值。蒙陰組自然電位曲線表現(xiàn)為較大幅度負(fù)異常,自然伽馬曲線呈箱型中高值,聲波時差曲線尖峰狀。
東營凹陷作為濟(jì)陽坳陷重要的沉積單元,其構(gòu)造格局和地層特征相對沾化凹陷、惠民凹陷等略有差異。結(jié)合鉆井、地震資料,繪制東營凹陷南北向和東西向地層展布剖面(圖1—圖3),其中圖1 為過東營凹陷東部地區(qū)南北向剖面(圖4中①號線),圖2為東營凹陷西部地區(qū)南北向剖面(圖4 中②號線),圖3 為橫貫東營凹陷東西向地質(zhì)剖面(圖4 中③號線)。地質(zhì)剖面結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景分析得知,東營凹陷下古生界地層厚度南北分布較穩(wěn)定,殘留地層厚度介于800~1 200 m 之間;上古生界地層在隆起區(qū)剝蝕嚴(yán)重,往北洼陷區(qū)變薄尖滅,為典型負(fù)向結(jié)構(gòu),殘留地層厚度范圍為400~800 m。中生界地層呈現(xiàn)北厚南薄特征,東部地區(qū)和西部地區(qū)中生界地層具有一定差異性,西部地區(qū)殘留規(guī)模較東部地區(qū)更大,北至陳南斷層,南到魯西隆起,東部地區(qū)中生界地層呈楔狀結(jié)構(gòu),過W66 構(gòu)造帶至WG1 井區(qū)南部缺失(圖1~圖4)。東營凹陷中生界地層整體殘留厚度為400~1 200 m。
圖1 東營凹陷南北向剖面(地震線道號:Ⅰnline3 780)
圖2 東營凹陷南北向剖面(地震線道號:Ⅰnline2 000)
圖3 東營凹陷東西向剖面(地震線道號:CDP1 610)
受控于地層抬升剝蝕與逆斷層控制,CQ地區(qū)前古近系地層剝蝕較嚴(yán)重,中生界被完全剝蝕,上古生界在石村斷層附近被完全剝蝕,往北過C6井區(qū)后逐漸出露,下古生界地層出露較齊全,形成自南向北地層逐漸變新的環(huán)剝帶。
CQ 地區(qū)下古生界與下伏泰山群呈角度不整合接觸,隆起區(qū)下古生界被新生界直接覆蓋,易形成潛山油藏。前古近系內(nèi)部地層產(chǎn)狀為平行或似平行結(jié)構(gòu),地層頂?shù)捉缑娑啾憩F(xiàn)為連續(xù)強(qiáng)地震反射,地層內(nèi)部為中—弱地震反射特征見圖5(圖4中④號線)。
圖4 東營凹陷中生界構(gòu)造綱要
圖5 CQ地區(qū)過CG1-CG118-C702井連井地震剖面
WJG 地區(qū)位于東營凹陷的南部緩坡帶東翼[11],為向南部抬起的單斜構(gòu)造,受區(qū)內(nèi)復(fù)雜斷裂影響,地層展布特征較復(fù)雜。研究區(qū)殘留中生界地層呈大傾角楔狀結(jié)構(gòu),整體表現(xiàn)為中等—強(qiáng)反射能量、普遍連續(xù)性差或呈斷續(xù)的地震反射特征[12],與下伏上古生界呈角度不整合接觸。中生界在W111 井區(qū)剝蝕殆盡,蒙陰組地層殘留規(guī)模最小。研究區(qū)上古生界整體缺失石千峰組,孝婦河組局部殘留,其他層組殘留地層較完整,厚度分布均勻。各層組頂表現(xiàn)為較連續(xù)中等—強(qiáng)反射、內(nèi)部為弱—空白反射特征見圖6(圖4中⑤號線)。
圖6 WJG地區(qū)過W955-WX95-W110井連井地震剖面
濟(jì)陽坳陷前古近系時期主要經(jīng)歷了中生代T3—K1期負(fù)反轉(zhuǎn)和K2期正反轉(zhuǎn),其中T3—K1期負(fù)反轉(zhuǎn)較強(qiáng),反轉(zhuǎn)強(qiáng)度具有自北東向南西降低的趨勢。T3—K1期負(fù)反轉(zhuǎn)以斷層型為主,表現(xiàn)為NW 向斷層由逆到正的轉(zhuǎn)換,盆地內(nèi)廣泛發(fā)育[13],前文論述已知東營凹陷前古近系負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造普遍存在,負(fù)反轉(zhuǎn)運(yùn)動對油氣成藏具有積極意義。
首先,豐富了油氣藏類型,受早期沖斷隆升剝蝕、晚期反轉(zhuǎn)沉降活動的影響,易形成地層不整合油藏和潛山油藏等。如東營西部地區(qū),受構(gòu)造負(fù)反轉(zhuǎn)運(yùn)動影響,形成了高青—平南潛山、平方王潛山和鄭家潛山等多個富集油氣區(qū)(圖7、圖8)。
圖7 東營凹陷西部地區(qū)前古近系古地質(zhì)
圖8 東營凹陷西部地區(qū)過GC1井-LG6井-K111井前古近系地層展布剖面
其次,負(fù)反轉(zhuǎn)運(yùn)動能夠改善碳酸鹽巖儲集性能,優(yōu)化儲層:晚三疊世地層抬升剝蝕,使儲層壓實成巖作用減弱,不整合淋濾帶使古生界內(nèi)部形成各種次生溶蝕孔、洞,以及斷層活動產(chǎn)生的構(gòu)造縫。白堊世為構(gòu)造反轉(zhuǎn)階段,上升盤處古生界則繼續(xù)抬升剝蝕,進(jìn)一步改善其儲集性能。晚白堊世盆地正反轉(zhuǎn),表現(xiàn)為整體的區(qū)域性抬升剝蝕,再次改善儲集性能。
負(fù)反轉(zhuǎn)運(yùn)動導(dǎo)致地層抬升,可形成良好的生儲蓋組合,前古近系儲層能對接沙四段優(yōu)質(zhì)烴源巖,而后期斷陷沉積的上覆泥巖或煤系地層可作為良好蓋層。
(1)明確了東營凹陷前古近系地層殘留厚度、巖性和電性等特征,建立了地層劃分對比標(biāo)志。
(2)東營凹陷下古生界地層厚度南北分布較穩(wěn)定,殘留地層厚度介于800~1 200 m 之間;上古生界地層為典型負(fù)向結(jié)構(gòu),殘留地層厚度范圍為400~800 m。西部地區(qū)中生界地層殘留規(guī)模較東部地區(qū)更大,殘留地層厚度為400~1 200 m。
(3)構(gòu)造負(fù)反轉(zhuǎn)運(yùn)動對油氣成藏具有積極意義:豐富了油層類型、改善了儲層儲集性能、導(dǎo)致地層抬升易于溝通優(yōu)質(zhì)油源等。