大慶長(zhǎng)垣北部葡萄花上部油層高分辨率層序地層劃分①

阮 壯 朱筱敏 何宇航 譚廣輝

(1.中國(guó)石油大學(xué) 北京 102249;2.大慶油田勘探開(kāi)發(fā)研究院 黑龍江大慶 163712)

大慶長(zhǎng)垣北部葡萄花上部油層高分辨率層序地層劃分①

阮 壯1朱筱敏1何宇航2譚廣輝1

(1.中國(guó)石油大學(xué) 北京 102249;2.大慶油田勘探開(kāi)發(fā)研究院 黑龍江大慶 163712)

應(yīng)用高分辨率層序地層學(xué)以及沉積學(xué)相關(guān)理論,依據(jù)67口井的巖芯和8000口井的測(cè)井資料,將松遼盆地大慶長(zhǎng)垣北部喇薩杏地區(qū)的葡萄花油組上部油層(PI油層)劃分為1個(gè)受湖泛面限定的完整中期基準(zhǔn)面旋回,并在其內(nèi)部劃分出10～14個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回,指出了PI油層在南北向上存在厚度以及短期旋回個(gè)數(shù)的差異。通過(guò)平行及垂直物源方向上的密井剖面分析并結(jié)合前人認(rèn)識(shí)以及構(gòu)造背景,認(rèn)為葡I油層存在著三種不同的地層疊覆模式:低可容空間下的主動(dòng)進(jìn)積薄層疊覆模式;極低可容空間下的強(qiáng)迫進(jìn)積過(guò)路沉積模式;侵蝕進(jìn)積的疊合模式。該認(rèn)知對(duì)于指導(dǎo)喇薩杏地區(qū)甚至整個(gè)長(zhǎng)垣地區(qū)的高精度地層對(duì)比具有指導(dǎo)意義。

喇薩杏 高分辨率層序地層學(xué) 基準(zhǔn)面旋回 地層疊覆模式

自高分辨率層序地層學(xué)理論引入中國(guó)以來(lái)[1,2],眾多學(xué)者對(duì)該理論的核心原理進(jìn)行了深入的研究[3～5],并將其技術(shù)方法廣泛的應(yīng)用于我國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段,極大的推動(dòng)了國(guó)內(nèi)陸相層序地層學(xué)的發(fā)展。目前已有學(xué)者結(jié)合國(guó)內(nèi)多個(gè)陸相盆地的沉積背景建立了大尺度的高分辨率層序地層格架[6],也有不少學(xué)者專(zhuān)注于采用該理論開(kāi)展小層級(jí)別砂體的等時(shí)對(duì)比[7,8],均取得了較好的應(yīng)用效果。事實(shí)證明高分辨率層序地層學(xué)在陸相地層層序劃分中具有良好適用性,是一種先進(jìn)的地層對(duì)比技術(shù)。
大慶長(zhǎng)垣北部的葡萄花油層經(jīng)過(guò)50余年的開(kāi)發(fā),構(gòu)造有利區(qū)、砂體有利區(qū)均動(dòng)用完畢,進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)階段,剩余油進(jìn)一步挖潛成為未來(lái)開(kāi)發(fā)工作的重點(diǎn)。在過(guò)去幾十年的生產(chǎn)中,對(duì)研究區(qū)葡萄花油層的認(rèn)識(shí)主要集中于多個(gè)單區(qū)塊的地質(zhì)研究,沒(méi)有宏觀認(rèn)識(shí)作為指導(dǎo),全區(qū)的進(jìn)一步精細(xì)地質(zhì)研究也就無(wú)從談起。筆者以高分辨率層序地層學(xué)理論為指導(dǎo),結(jié)合鉆井、測(cè)井等資料,對(duì)松遼盆地大慶長(zhǎng)垣北部地區(qū)葡萄花油組上部油層開(kāi)展了地層精細(xì)劃分與對(duì)比研究,總結(jié)了研究區(qū)內(nèi)短期旋回的垂向疊覆模式,以指導(dǎo)研究區(qū)高精度地層對(duì)比和儲(chǔ)層分布規(guī)律研究,為該區(qū)下一步勘探開(kāi)發(fā)指明方向。

1 地質(zhì)概況

大慶長(zhǎng)垣屬于松遼盆地中央凹陷區(qū)內(nèi)的二級(jí)構(gòu)造帶,它西接古龍凹陷,東連三肇凹陷,北鄰黑魚(yú)泡凹陷,為一個(gè)呈長(zhǎng)條形的較大型背斜隆起帶。研究區(qū)位于大慶長(zhǎng)垣的北部,包括了自北向南的喇嘛甸、薩爾圖及杏樹(shù)崗3個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元,習(xí)慣上稱(chēng)為喇薩杏地區(qū),總面積約920 km2(圖1)[9]。研究區(qū)中新生代地層自下而上依次發(fā)育火石嶺組、沙河子組、營(yíng)城組、登婁庫(kù)組、泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺(tái)組、明水組、依安組、大安組、泰康組和第四系。上白堊統(tǒng)姚家組一段與青山口組三段的葡萄花油層組上部油層(PI組)為區(qū)內(nèi)重要的儲(chǔ)層和含油層位。前人研究認(rèn)為喇薩杏地區(qū)的青三段-姚一段隸屬于松遼盆地北部沉積體系,是受北部水系及齊齊哈爾水系控制所形成的河流-三角洲復(fù)合體,且由于研究區(qū)水淺坡緩的地質(zhì)背景,屬于大型河流-淺水三角洲沉積體系[10,11]。

2 PI油層高分辨率層序地層學(xué)特征

2.1 層序級(jí)次及劃分方法確定

多級(jí)次基準(zhǔn)面的識(shí)別與劃分是高分辨率層序地層格架建立的基礎(chǔ)[12]。但目前對(duì)各級(jí)次基準(zhǔn)面旋回的時(shí)間跨度以及各級(jí)次旋回與經(jīng)典層序地層中各級(jí)層序的對(duì)應(yīng)關(guān)系還存在著很大爭(zhēng)議[13]。隨著高分辨率層序地層學(xué)應(yīng)用面的逐漸增加,層序分析的對(duì)象以及研究要求也有所變化,因此對(duì)旋回級(jí)次劃分的要求也不盡相同。筆者認(rèn)為鄭榮才等[14,15]所提出的基準(zhǔn)面旋回6級(jí)次劃分方案更能滿(mǎn)足油氣開(kāi)發(fā)階段的研究精度需求,是一種較為成熟的劃分方案。參照該劃分方案,開(kāi)發(fā)階段的油層、小層以及單砂層大致對(duì)應(yīng)于中期、短期以及超短期基準(zhǔn)面旋回。此外,開(kāi)發(fā)階段采用高分辨率層序地層學(xué)方法的目的是建立低時(shí)間跨度內(nèi)的等時(shí)地層格架,并對(duì)其中發(fā)育的砂體進(jìn)行等時(shí)追蹤對(duì)比。在實(shí)際操作中,開(kāi)發(fā)階段更重視的是兩套遮擋隔層之間的砂體組成及結(jié)構(gòu)特征,因此將基準(zhǔn)面旋回界面作為油層組或油層的邊界來(lái)進(jìn)行劃分的思路并不符合實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中追求砂體連通性的需求。針對(duì)這一問(wèn)題,陳景山等[13]提出采用不同級(jí)次湖泛時(shí)期所沉積的泥質(zhì)層或隔、夾層代替為旋回界面的劃分思路,這種層序劃分方案與經(jīng)典的高分辨率層序劃分方案間存在半個(gè)基準(zhǔn)面旋回的位差。這種以湖泛面作為層序界面的劃分方案,不僅符合油氣藏開(kāi)發(fā)層系的等時(shí)劃分原則,也可以滿(mǎn)足生產(chǎn)需要,在本文的層序劃分中即采用這種劃分方案。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置圖(據(jù)文獻(xiàn)[9]修改)Fig.1 Structural location of the study area (modified from literature[9])

目前已有很多學(xué)者開(kāi)展了對(duì)松遼盆地白堊系層序地層劃分的相關(guān)研究[16～19],雖然采用的方法及主要研究的地區(qū)不同,但在許多方面依然取得了一些一致性的認(rèn)識(shí):通常將姚家組及嫩江組劃歸為一個(gè)超長(zhǎng)期旋回,泉頭組及青山口組劃分為一個(gè)超長(zhǎng)期旋回。在姚家組-嫩江組的超長(zhǎng)期旋回內(nèi),將姚家組劃歸為一個(gè)以姚一段頂界為湖泛面的長(zhǎng)期旋回;在泉頭組-青山口組的超長(zhǎng)期旋回內(nèi),將青三段劃為一個(gè)以PII組底界為湖泛面的長(zhǎng)期旋回。因此研究區(qū)PI油層沉積時(shí)期的地層跨越了兩個(gè)長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回,其中姚一段中的地層隸屬于姚家組長(zhǎng)期旋回的上升半旋回,而青三段中的地層則隸屬于青三段長(zhǎng)期旋回中的下降半旋回。即整個(gè)PI油層由兩個(gè)中期基準(zhǔn)面半旋回組成。根據(jù)以湖泛面為界的觀點(diǎn),可將PI油層看作一個(gè)完整的中期基準(zhǔn)面旋回(如完全參照經(jīng)典高分辨率層序地層學(xué)理論則應(yīng)為兩個(gè)半旋回),而油田劃分的小層相當(dāng)于短期基準(zhǔn)面級(jí)別。

2.2 層序界面識(shí)別

層序界面識(shí)別是實(shí)現(xiàn)高分辨率層序地層劃分與對(duì)比的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,而層序界面的類(lèi)型一般有兩種情況:第一種是基準(zhǔn)面下降-上升的轉(zhuǎn)換面;第二種是湖泛面。受資料精度的限制,中期基準(zhǔn)面及以下級(jí)別的旋回基準(zhǔn)面通常采用測(cè)井及巖芯資料來(lái)識(shí)別。

研究區(qū)中期旋回的頂?shù)捉缑鏋楹好?對(duì)應(yīng)于PI組頂?shù)姿l(fā)育的前三角洲亞相的泥巖,泥巖展布穩(wěn)定,標(biāo)志明顯,較易于追蹤。中期基準(zhǔn)面旋回的下降-上升轉(zhuǎn)換面對(duì)應(yīng)于姚家組與青山口組之間的區(qū)域性不整合,該界面上下測(cè)井曲線整體形態(tài)由反韻律向正韻律突變,在巖芯上表現(xiàn)為河道底部的強(qiáng)烈沖刷侵蝕,因此也較易于追蹤對(duì)比。

短期基準(zhǔn)面旋回是高分辨率層序地層格架建立和分析的基礎(chǔ)地層單元,其識(shí)別主要可通過(guò)巖芯、測(cè)井等綜合資料判定?；鶞?zhǔn)面下降-上升轉(zhuǎn)換面以及湖泛面的識(shí)別是短期旋回識(shí)別的關(guān)鍵,研究區(qū)內(nèi)短期旋回基準(zhǔn)面下降-上升轉(zhuǎn)換面主要表現(xiàn)為:

(1)表示相對(duì)湖平面的急劇下降所導(dǎo)致暴露標(biāo)志:古土壤(根土巖)、河道下切的河道滯留礫巖等(圖2a,c);(2)反映水體變淺后泥巖暴露地表產(chǎn)生的氧化色,如棕色、紫紅色泥巖(圖2a);(3)測(cè)井曲線上表現(xiàn)出的異常突變面,界面上下兩側(cè)測(cè)井曲線形態(tài)發(fā)生突變(圖2a);(4)代表水深變化的巖性轉(zhuǎn)折,界面之下砂質(zhì)含量向上增加,界面之上砂質(zhì)含量向上減少(圖2a);(5)水體變淺時(shí),強(qiáng)烈蒸發(fā)作用造成的鈣質(zhì)結(jié)核形成,測(cè)井曲線上表現(xiàn)為異常的高電阻率。

圖2 層序界面及湖泛面識(shí)別特征a.G117-J23井中的層序界面:河道底部沖刷面,測(cè)井曲線突變面及砂質(zhì)含量突變面,代表暴露地表的紫紅色泥巖;b.X3-1-J617井中的湖泛面;c.B1-330-J49井,983.42m,河道底部沖刷面,砂巖中見(jiàn)泥礫;d.N7-30-J735井, 1088.63 m,灰黑色泥巖見(jiàn)大量介形蟲(chóng)Fig.2 Identification feature of sequence boundary and flooding surface

短期基準(zhǔn)面旋回的湖泛面較易識(shí)別,主要表現(xiàn)有:(1)穩(wěn)定的暗色泥巖段(圖2d);(2)測(cè)井曲線上正旋回向反旋回變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)(圖2b);(3)退積式疊置方式向進(jìn)積或加積式疊置方式轉(zhuǎn)換的部位。

2.3 層序劃分方案

只有對(duì)層序界面有準(zhǔn)確的識(shí)別并對(duì)地層進(jìn)行了精細(xì)劃分,才能夠進(jìn)行高精度的地層對(duì)比.ross的高分辨率層序地層學(xué)理論表明,基準(zhǔn)面旋回的變化控制了不同級(jí)別的地層旋回,也必然形成了不同級(jí)別的層序界面[1]。根據(jù)上文中對(duì)各級(jí)次基準(zhǔn)面的梳理以及對(duì)各級(jí)旋回下降-上升轉(zhuǎn)換面、湖泛面沉積學(xué)響應(yīng)特征的研究,綜合分析鉆井巖芯、測(cè)井、沉積特征等資料,將喇薩杏地區(qū)的PI油層看作1個(gè)完整的中期旋回,并在其內(nèi)部細(xì)劃出14個(gè)短期旋回(圖3)。由劃分結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)此方案中的長(zhǎng)期、中期和短期旋回層序與前人提出的油組、油層和小層砂體劃分方案大致相當(dāng)。

3 層序地層格架的建立

本文以高分辨率層序地層學(xué)理論為指導(dǎo),選擇平行和垂直物源方向的兩條連井剖面進(jìn)行地層劃分與對(duì)比,分析地層旋回性和層序特征在縱向和橫向的變化,建立了喇薩杏地區(qū)PI油層的高分辨率層序地層對(duì)比格架。

3.1 南北向?qū)有蚱拭?/h3>

南北向?qū)有蚱拭娼叫形镌捶较?旋回樣式受物源的遠(yuǎn)近和所處的沉積背景位置影響明顯。在中期基準(zhǔn)面上升半旋回中研究區(qū)北部靠近物源區(qū),多為三角洲平原亞相,沉積物供給充足而可容空間相對(duì)較小,多發(fā)育強(qiáng)烈的進(jìn)積作用甚至過(guò)路沉積;研究區(qū)南部遠(yuǎn)離物源區(qū),沉積物供給較少,而可容空間逐漸增加,多發(fā)生垂向加積作用。故沉積厚度在南部有明顯的增加。在中期基準(zhǔn)面下降半旋回時(shí)期,研究區(qū)北部雖然靠近物源但多為三角洲前緣亞相,可容空間較高,多發(fā)生垂向加積;到研究區(qū)南部遠(yuǎn)離物源區(qū),多個(gè)短期旋回進(jìn)入前三角洲亞相,物源供應(yīng)嚴(yán)重不足,以泥質(zhì)沉積為主,沉積厚度急劇減小。在此思想指導(dǎo)下,建立了縱跨喇嘛甸油田、薩爾圖油田、杏樹(shù)崗油田,南北長(zhǎng)達(dá)60 km的500口密開(kāi)發(fā)井層序地層剖面.I油層厚度從最北部的L8-3022井的39.6 m,經(jīng)60 km到最南部的X13-33-134井增加為87.0 m,增加厚度達(dá)47.4 m,增厚率為119.70%,整體增幅較大(圖4)。層序剖面表明:

圖3 大慶長(zhǎng)垣北部X2-1-J29井PI油層組基準(zhǔn)面旋回劃分方案Fig.3 Identification of base level cycles of PIoil-bearing layer on Well X2-1-J29 in Northern Placanticline

(1)PI油層短期旋回個(gè)數(shù)在南北向存在差異,北部的喇嘛甸地區(qū)可識(shí)別出10個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回,而在南部的杏樹(shù)崗地區(qū)識(shí)別出14個(gè)短期基準(zhǔn)面旋回,發(fā)生變化旋回為PI31、PI32、PI41及PI42短期旋回。

(2)PI油層中期基準(zhǔn)面上升半旋回時(shí)期向南沉積厚度迅速增加,厚度增加主要受可容空間控制,具體成因有兩種:一為伴隨向遠(yuǎn)源處可容空間增長(zhǎng)地層由薄層進(jìn)積作用逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹駥拥募臃e作用(PI11-PI21b),這造成北部地區(qū)的多個(gè)短期旋回難以區(qū)分;另一種為可容空間極低條件下的過(guò)路沉積區(qū),伴隨可容空間增長(zhǎng)逐漸發(fā)育沉積(PI31-PI32),這種過(guò)路沉積作用造成了研究區(qū)南北部短期旋回個(gè)數(shù)有所差異。

(3)PI油層中期基準(zhǔn)面下降半旋回時(shí)期向南整體沉積厚度逐漸減小,厚度減小主要由于南部物源供應(yīng)不足所造成的。

(4)PI41及PI42小層在研究區(qū)北部完全遭受剝蝕,PI41小層僅在杏樹(shù)崗南部地區(qū)有發(fā)育,這種剝蝕作用也造成北部地區(qū)短期旋回個(gè)數(shù)小于南部地區(qū)。

(5)PI5-PI7小層全區(qū)穩(wěn)定,向南逐漸減薄,不存在地層尖滅。

3.2 東西向?qū)有蚱拭?/h3>

東西向?qū)有蚱拭娼怪蔽镌捶较?鑒于研究區(qū)穩(wěn)定沉降、坡緩水淺的地質(zhì)背景,短期旋回樣式的變化主要由水系位置、沉積微相等因素控制。運(yùn)用以上方法,建立橫跨杏樹(shù)崗油田東西長(zhǎng)達(dá)20 km的110口密開(kāi)發(fā)井層序剖面.I油層厚度從西部至東部變化不大。層序剖面(圖5)表明:

(1)自西向東地層厚度較為穩(wěn)定,除PI41間斷性發(fā)育外,不存在地層的缺失。

(2)PI油層中部時(shí)期(PI33-PI32)為水退最大期,河道微相極為發(fā)育,沖刷作用強(qiáng)。

4 沉積層序疊加樣式

4.1 基準(zhǔn)面旋回對(duì)沉積地層的控制

圖4 喇薩杏地區(qū)PI油層南北向?qū)有蚱拭?60 km)Fig.4 Sequence section from north to south of PIoil-bearing layer in La-Sa-Xing area(60 km)

圖5 喇薩杏地區(qū)PI油層?xùn)|西向?qū)有蚱拭?20 km)Fig.5 Sequence section from east to west of PIoil-bearing layer in La-Sa-Xing area(20 km)

根據(jù)上文所述,可以發(fā)現(xiàn)喇薩杏地區(qū)PI油層為大型凹陷盆地緩坡帶河流-淺水三角洲沉積體系,自底部-中部-上部由水退序列轉(zhuǎn)變?yōu)樗M(jìn)序列沉積,其中中部為最大水退期,反映了基準(zhǔn)面下降-基準(zhǔn)面上升的變化過(guò)程,其轉(zhuǎn)換面位于青山口組與姚家組之間的不整合面。此時(shí)北部喇嘛甸及薩北地區(qū)構(gòu)造抬升相對(duì)最高,可容空間相對(duì)最小,湖盆急劇萎縮,湖岸線推移至工區(qū)以南。該期構(gòu)造變動(dòng)造成了兩個(gè)直接結(jié)果:(1)PI41及PI42地層遭受暴露剝蝕以及PI33時(shí)期河道的沖刷侵蝕,北部喇嘛甸地區(qū)這兩期旋回完全缺失,薩南地區(qū)PI41缺失,至杏樹(shù)崗南部PI41地層才得以保留;(2)基準(zhǔn)面的快速下降導(dǎo)致北部地區(qū)可容空間急劇減小,基準(zhǔn)面位于平坦的古地形面附近甚至更低,造成北部大范圍地區(qū)發(fā)生過(guò)路沉積,沉積物向南部搬運(yùn)至杏樹(shù)崗地區(qū)才得以沉積,這也是造成PI3時(shí)期南北厚度差異極大且北部地區(qū)缺失PI31及PI32兩期旋回的根本原因。北部地區(qū)PI33與PI22小層之間存在沉積間斷也有相關(guān)的證據(jù):劉波[20]等認(rèn)為喇嘛甸地區(qū)PI22小層與PI33小層的砂體形態(tài)存在很大的差異,PI22小層時(shí)期表現(xiàn)為曲流河砂體形態(tài),而PI33小層時(shí)期則表現(xiàn)為辮狀河砂體特征,兩者性質(zhì)截然不同卻相互緊密疊置,兩個(gè)小層砂體間難見(jiàn)溢岸沉積物。而根據(jù)富?？h大馬崗村現(xiàn)代礫石質(zhì)辮狀河向曲流河演變的分析可以發(fā)現(xiàn),辮狀河向曲流河的轉(zhuǎn)變一般需要經(jīng)歷礫石質(zhì)辮狀河(底部)-小型砂質(zhì)曲流河(中部)-后期決口泛濫(上部)三個(gè)階段,而在喇嘛甸及薩北地區(qū)則只能見(jiàn)到這一河型轉(zhuǎn)變過(guò)程的底部段,這可以作為研究區(qū)PI33小層與PI22小層之間存在地層缺失的證據(jù)。

前人研究已經(jīng)將松遼盆地北部姚家組時(shí)期所發(fā)育的三角洲劃歸為淺水三角洲[10],淺水三角洲均為河控的高建設(shè)型三角洲類(lèi)型,并且形成時(shí)的古地形坡度一般小于1°,這種特殊的地質(zhì)背景造成研究區(qū)在姚一段時(shí)期始終以進(jìn)積作用占據(jù)主導(dǎo),當(dāng)湖平面相對(duì)穩(wěn)定時(shí)表現(xiàn)為強(qiáng)烈的進(jìn)積作用。在PI油層中,PI11相對(duì)于PI12時(shí)期、PI21a相對(duì)于PI21b時(shí)期湖平面基本穩(wěn)定,豐富的物源造成近源區(qū)可容空間迅速減小,大量沉積物只能向沉積中心搬運(yùn)以尋求沉積空間,最終造成PI21b-P I11時(shí)期近源區(qū)地層薄而遠(yuǎn)源區(qū)地層厚的現(xiàn)象。

4.2 沉積層序垂向疊置模式

綜合研究區(qū)內(nèi)67口單井的層序地層格架以及密井網(wǎng)下的閉合層序地層對(duì)比剖面,提出了喇薩杏地區(qū)的三種地層疊覆模式(圖6):

(1)低可容空間下的主動(dòng)進(jìn)積薄層疊覆模式(圖6a)

該模式形成于較低的可容空間條件下,A/S<1,在研究區(qū)反映為湖平面相對(duì)穩(wěn)定甚至略有上升,但依然無(wú)法滿(mǎn)足充沛物源供給的條件,湖平面上升所形成的新增可容空間被沉積物迅速充填,最終造成湖岸線的位置穩(wěn)定或者向沉積中心遷移。這種情況下近物源區(qū)可供碎屑物質(zhì)發(fā)生堆積的空間有限,碎屑物質(zhì)大量向遠(yuǎn)物源區(qū)搬運(yùn)并發(fā)生沉積。此時(shí)近物源區(qū)多個(gè)短期旋回薄層緊密疊置,多期河道間缺乏溢岸沉積;而在遠(yuǎn)物源區(qū)各短期旋回沉積厚度變大,多期河道間發(fā)育溢岸沉積,研究區(qū)PI11-PI21b短期旋回屬于這種疊置模式。例如研究區(qū)北部的B4-90-J255井以及B2-362-JP25井中多期次河道砂體間缺乏溢岸泥質(zhì)沉積,代表了近源區(qū)較低的可容空間;研究區(qū)南部的X6-12-JE24井中河道二元結(jié)構(gòu)清晰可見(jiàn),代表了較高的可容空間條件(圖7)。從層序剖面上看,研究區(qū)北部PI11-PI21b短期旋回整體厚度多為8～12 m,而到研究區(qū)最南部厚度可達(dá)25 m,增長(zhǎng)一倍以上(圖4)。

(2)極低可容空間下的強(qiáng)迫進(jìn)積沉積過(guò)路模式(圖6b)

圖6 喇薩杏地區(qū)PI油層地層垂向疊置模式Fig.6 Stratigraphy aggradationmodel of PIoil-bearing formation in La-Sa-Xing area

該模式形成于極低的可容空間條件下,A/S<< 1,在研究區(qū)表現(xiàn)為湖平面下降或穩(wěn)定時(shí)期可容空間完全無(wú)法承載新增碎屑沉積物,造成碎屑物質(zhì)在近源區(qū)發(fā)生沉積過(guò)路作用,在遠(yuǎn)源區(qū)發(fā)生沉積。在此條件下近源區(qū)往往發(fā)生沉積間斷,短期旋回缺失。研究區(qū)PI32與PI31小層在喇嘛甸及薩爾圖地區(qū)缺失即屬于這種模式。值得注意的是淺水三角洲的緩坡背景會(huì)使這種過(guò)路沉積物的發(fā)育范圍更廣[21],而在古地形差較大的背景下往往難以發(fā)育如此廣闊的過(guò)路沉積區(qū)。從南北向?qū)有蚱拭嫔峡梢钥吹窖芯繀^(qū)北部?jī)H發(fā)育PI33短期旋回,到X3-3-132井附近始發(fā)育PI32旋回而PI31旋回依然缺失,再向南到X6-1-29井附近PI31旋回可以識(shí)別(圖4),這種地層垂向發(fā)育樣式與強(qiáng)迫進(jìn)積沉積過(guò)路模式相吻合。

圖7 喇薩杏地區(qū)不同可容空間條件下的正韻律疊置形態(tài)Fig.7 Model of positive rhythm assembleage in different accommodation condition in La-Sa-Xing area

(3)進(jìn)積與侵蝕作用的疊合模式(圖6.)

研究區(qū)的PI43-PI33小層間的疊置形態(tài)屬于該模式。伴隨著中期基準(zhǔn)面的不斷下降,PI43、PI42及PI41小層表現(xiàn)為向上進(jìn)積的特點(diǎn),砂地比值不斷增加。此后的構(gòu)造抬升使北部喇嘛甸及薩爾圖地區(qū)均暴露地表遭受剝蝕:構(gòu)造抬升幅度最大的喇嘛甸地區(qū)遭受剝蝕時(shí)間最長(zhǎng),強(qiáng)度最大,最終造成喇嘛甸地區(qū)PI42及PI41小層完全缺失(N4-3-34井以北地區(qū));構(gòu)造抬升幅度較小的薩爾圖地區(qū)PI42小層部分得以保存(X6-1-29井以北地區(qū));抬升幅度最小的杏樹(shù)崗地區(qū)則地層保留較全,這在南北向?qū)有蚱拭嫔媳憩F(xiàn)明顯(圖4)。此外,PI41與PI42的地層殘余程度除不整合面外還受上覆地層沖刷侵蝕的影響,在東西向?qū)有蚱拭嫔峡梢园l(fā)現(xiàn)PI33主要發(fā)育河道的地區(qū)往往PI41地層較薄甚至完全缺失,如X7-3-43井附近PI41地層厚度多在1 m以下;PI33主要發(fā)育泥質(zhì)沉積的地區(qū)PI41地層保留較好,如橫剖面最西部的X7-3-BW193井附近PI41地層厚度多在3 m以上(圖5)。通過(guò)對(duì)南北向及東西向?qū)有蚱拭娴姆治?筆者認(rèn)為進(jìn)積與侵蝕的疊合模式可以較好的反映研究區(qū)PI43-PI33小層間的垂向疊置形態(tài)。

以上的三種地層疊覆樣式是造成研究區(qū)南北地區(qū)地層厚度差異以及短期基準(zhǔn)面旋回個(gè)數(shù)差別的主要因素。鑒于研究區(qū)PI油層地層疊覆模式的多樣性及復(fù)雜性,在實(shí)際的地層對(duì)比中應(yīng)綜合考慮沉積環(huán)境變化、古構(gòu)造形態(tài)、地層連續(xù)性、剖面對(duì)接等多方面因素,以保證地層對(duì)比的正確性與等時(shí)性。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

本文應(yīng)用高分辨率層序地層學(xué)與沉積學(xué)的新理論和新方法,采用巖芯、測(cè)井等綜合資料并結(jié)合前人研究成果建立了松遼盆地大慶長(zhǎng)垣北部喇薩杏地區(qū)PI油層的高分辨率層序地層格架,探討了研究區(qū)地層疊置的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)如下:

(1)按照基準(zhǔn)面旋回變化的不同級(jí)次,結(jié)合鉆井、巖芯、測(cè)井資料分析,將喇薩杏地區(qū)PI油層劃分為1個(gè)以湖泛面為頂?shù)椎耐暾衅谛?并在其內(nèi)部劃分出14個(gè)短期旋回。

(2)高分辨率層序地層剖面和巖芯資料揭示PI油層中期基準(zhǔn)面上升半旋回具有南部地層厚度增加,短期旋回個(gè)數(shù)增多的趨勢(shì)。中期基準(zhǔn)面下降半旋回具有南部地層厚度減小,但短期基準(zhǔn)面?zhèn)€數(shù)增多的變化特征。

(3)喇薩杏地區(qū)PI油層存在著三種不同的地層疊置模式:低可容空間下的主動(dòng)進(jìn)積薄層疊覆模式;極低可容空間下的強(qiáng)迫進(jìn)積過(guò)路沉積模式;侵蝕進(jìn)積的疊合模式。該認(rèn)知對(duì)于指導(dǎo)喇薩杏地區(qū)甚至整個(gè)長(zhǎng)垣地區(qū)的高精度地層對(duì)比具有指導(dǎo)意義。

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High-Resolution Sequence Stratigraphy Division of Upper Putaohua Reservoir,Northern Daqing Placanticline

RUAN Zhuang1ZHU Xiao-min1HE Yu-hang2TAN Guang-hui1
(1.China University of Petroleum,Beijing 102249; 2 Exploration and Development Research Institute of Daqing Oilfield Company,Daqing,Heilongjiang 163712)

Daqing Placanticline was located in the central sag of Songliao Basin.Upper Putaohua oil-bearing layer (PI)belongs to a part of the 3rd Member of Qingshankou Formation and 1st Member of Yaojia Formation.According to the data of logging,cores,seismic and high-resolution sequence stratigraphy theory,the high-precision sequence stratigraphy framework has been established.The 3rd Member of Qingshankou Formation and the 1stMember of Yaojia Formation are combined to one long base level cycle,which was limited by flooding surfaces.The PIoil-bearing layer is judged leaping over the transformation surface,which could be considered as onemiddle base level cycle and 14 short base level cycles inside.

Flooding surfaces are considered asmarin surfaces of themiddle term cycle in the study area,corresponding to themudstone of front delta facies in top and bottom of PI oil-bearing layer.Because of the stable spreading for this front deltamudstone,it is easy to track the surface ofmiddle base level cycle.The transformation surface in themiddle base level cycle corresponds to the unconformity between Qingshankou Formation and Yaojia Formation.The framework of high-resolution sequence stratigraphy is established based on the understanding above。

Based on the framework of high-resolution sequence stratigraphy,several sections are established.Much bigger thickness of stratigrahpy andmore short-term base level cycles are found in southern of study area.According to the analysis of these high-dense sections,three kinds of stratigraphy overridingmodels are proposed,includes active progradation model in low accommodation condition,forcing progradation model in lowest accommodation condition and congruencemodel of progradation and erosion。

The firstmodel formed in lower accommodation space(A/S<1),which reflected relatively stable lake level in the study area(the increasing rate of lake-level can notmeet the abundant supply of sourcematerial),the new accommodation space formed by lake level rising was rapidly filled with sediment,leading the location of shorelinemigrate to depocenter。

The second model formed in much lower accommodation space conditions(A/S<<1),accompaning with relatively decline of lake level in the study area.PI32and PI31layers in Lamadian and Saertu areawere belong to the this kind ofmodel.Gentle slope of Shallow-water delta willmake this deposition hiatus developmentwidely。

PI43-PI33layers belong to the third model.With the continuous decline of themid-term base level,PI43,PI42and PI41layer showed progradation style,the ratio of sand increase to up.PI43-PI33layers in Saertu and Lamadian area were eroded after the tectonic uplifting in the northern area。

These stratigraphy overriding models are the main facts causing the differences in stratigraphic thickness and number of short-term cycles.The establishment of these deposition models is favor of the high-precision strata correlation in La-Sa-Xing area,northern Daqing Placanticline。

La-Sa-Xing;high-resolution sequence stratigraphy;base level cycle;stratigraphy overridingmodel

阮壯 男 1983年出生 博士 沉積學(xué) E-mail:wofe0103@163.om

P539

A

1000-0550(2012)02-0301-09

①中國(guó)石油天然氣股份有限公司大慶油田重大科技項(xiàng)目(編號(hào):DXYT-1201002-2009-JS-985)資助。

2011-01-20;收修改稿日期:2011-04-21