海洋石油  2013, Vol. 33 Issue (2): 1-7
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北部湾盆地西部地区涠洲组层序及沉积体系分析[PDF全文]
郑军1, 陈平2, 杜学斌2     
1. 中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司研究院, 上海 200120;
2. 中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室, 湖北武汉 430074
摘 要: 在层序地层理论指导下, 借助高分辨率三维地震资料, 利用地震沉积学研究手段, 分析研究了北部湾盆地西部地区主要目的层段涠洲组层序及沉积体系展布规律。结果表明, 研究区具有多(双)断控型层序构型, 涠西南低凸起的存在对于沉积体系分配具有重要的控制作用。结合古地形分析, 认为涠洲组沉积时期物源来自三个方向, 形成典型的多向三角洲朵体, 其中三角洲前缘坝和远端砂是潜在的有利对象, 由此提出了有利砂体发育预测模型。
关键词: 北部湾     涠洲组     层序     沉积体系    
The Sequence and Depositional System of Weizhou Formation in the Weixinan Sag, Beibuwan Basin
ZHENG Jun1, CHEN Ping2, DU Xuebin2     
1. Institute of SINOPEC Shanghai Offshore Oil & Gas Company, Shanghai 200120, China;
2. Key Laboratory of Tectonics and Petroleum Resources, China University of Geosciences, Ministry of Education, Wuhan Hubei, 430074, China
Abstract: Under the guidance of the sequence stratigraphy theory, with high-resolution 3-D seismic data and seismic sedimentology methods, the sequence stratigraphy and the depositional system distribution of the main target Weizhou Fm in the western part of Beibuwan Basin have been studied. It is revealed by the study results that the sequence stratigraphic framework in this area is con-trolled by the double (multi) faults, and the Weixinan low uplift is very important for the distribution of depositional system. During the sedimentation period of Weizhou Fm, the provenance comes from three directions, and wide range of typical delta lobes are well developed, of which delta front bar and distal sands are potential favorable exploration targets. On the basis of this study result, the model for prediction of favorable sand is put forward.
Keywords: Beibuwan Basin     Weizhou Formation     sequence     depositional system    

到目前为止,层序地层分析技术仍然被认为是找寻隐蔽圈闭最有效的技术和手段之一,为全球油气勘探的发展提供了强有力的理论支持[1-6]。国内地质学家将该理论与中国地质特征相结合,发展了具有中国特色的陆相层序地层理论并用之于实践,成功地指导了国内油气勘探并取得了巨大的经济效益[7-13]

北部湾盆地西部地区构造上涉及了北部湾盆地的诸多次级构造单元,其中涠西南凹陷和海中凹陷是本次研究的重点地貌单元。涠西南凹陷是北部湾盆地的主要含油气凹陷,从单个凹陷的分布面积及油气勘探程度来看,海中凹陷是北部湾盆地中面积较大、油气勘探程度相对较低的凹陷。前人已经对该地区展开过一些研究[14-20],但是这些研究多集中构造分析和成藏分析方面,且其立足点位于整个涠西南地区,尚未将研究精度聚焦到凹陷之内,因此显得精细化程度不够。在本次研究中,充分利用层序地层学和地震沉积学技术,对涠西南凹陷和海中凹陷主要目的层段涠洲组进行层序地层和沉积体系精细分析,构建区域格架下的沉积体系空间展布模型,为找寻隐蔽圈闭奠定基础。

1 层序地层格架构建 1.1 关键层序界面识别与厘定

层序界面是层序划分的基础。目前常用的是综合应用地震、测井、岩心及其它分析化验结果暨多元标定技术来识别层序界面。在层序识别过程中,不整合面及其相对应的整合面的识别和滨岸坡折位置的确定是层序划分的关键,如:削顶或冲刷充填造成的不整合关系;地层上超、底超、顶超造成的不整合关系;强振幅反射同相轴所显示的上下地层的截然差异等(图 1)。

图 1 涠洲组主要层序界面地震反射特征

除了直观的地震标志外,岩性、电性分析也是主要手段之一。图 2可以看到,岩电组合的突变界面往往是标志着层序界面的存在,在界面上下,不仅仅是岩性、曲线形态,包括颜色、粒度、相特征都具有突变性,因此对于研究区而言,线上地震特征结合点上单井分析可以很明确的识别出层序界面。

图 2 涠洲组主要层序界面岩性一电性组合特征

识别出了不整合界面之后,要结合区域地质过程和地质背景对这些界面赋予其地质含义,并且依据构造运动将不整合界面进行分级,从而识别出不同界别的层序界面。总体认为,研究区古近系涠州组目的层段共识别出5条等时界面(图 3)。其中一级层序-构造层序界面1条:SB20,对应的地震反射界面为T20;二级层序-层序组界面1条:SB40,对应的地震反射界面分别为T40;三级层序界面3条:SB31、SB32、SB33。根据所识别出的层序界面类型,整个目的层段可划分出一个二级层序组:涠洲组层序组;从上到下又可进一步划分出四个三级层序:Sq涠1、Sq涠2、Sq涠3、Sq涠4(图 3)。

图 3 涠西南凹陷古近系地层充填序列图(T20~T70)

1.2 区内层序格架搭建

层序格架的搭建需要对全区层序界面进行深入识别和分析,识别主要层序界面的展布特征,研究不同层序在横向上的变化规律,结合断层解析和区域构造背景,分析各个层序蕴含的地质意义,从而建立与地质过程相统一的地层格架。

通过进一步的分析发现,研究区古近系(涠洲组和流沙港组)层序格架为涠西南大断裂和三号断裂两条大断层及多条派生断层共同作用下的多(双)断控型层序构型,整体呈现北断南超格局。具体说来,T7-Tg时期(长流组沉积期),涠西南大断裂活动强烈,沉积中心沿着涠西南大断裂分布;T4-T7时期(流沙港组沉积期),涠西南大断裂持续活动,沿着大断裂地层厚度较大;T2-T4(涠州组沉积期),涠西南大断裂、三号断裂均活动较强烈,两者共同控制沉积。整体而言,T4-Tg时期涠西南大断裂主控沉积,在单个涠西南凹陷内表现为北部地层受大断裂的影响沉积较厚,向南地层上超在涠西南低突起上逐渐变薄;T2-T4时期涠西南大断裂持续活动,三号断裂开始活动强烈,两者共同控制沉积的展布,涠西南凹陷及海中凹陷内北部地层沿断裂展布较厚,逐渐向南到突起变薄(图 4)。

图 4 涠西南地区区域层序地层格架图

2 层序格架控制下的沉积体系精细分析 2.1 沉积类型识别

层序地层研究最终目的是预测不同时间格架下各类沉积体时间及空间展布特征,进而赋予沉积体时间的意义。在这一过程中,需要采用多种技术手段进行综合分析,包括岩心、测井、地震相、地震属性分析优选、沉积体系空间分析等技术手段,从多个角度、多个方面来论述沉积体系特征和空间配置。

通过分析认为,研究区涠洲组主要发育的是三角洲沉积体系,且明显可识别出三角洲平原(主河道、主河道带)、三角洲前缘(水下分流河道、近端河口坝、远端席状砂)、前三角洲等亚相。三角洲平原亚相在研究区整体表现为较粗颗粒,常见到因为氧化而成红色的泥质沉积。测井曲线特征表现为典型的钟形和齿化箱形,底部呈突变接触关系(图 5图 6图 7);三角洲前缘亚相岩性为中、细、粉砂岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩及暗色泥岩等,局部可见细砾,常见透镜状、波状、浪成沙纹层理及脉状层理,测井曲线为弱箱形、弱钟形、圣诞树形、齿状,尤其是齿化明显(图 5图 6图 7)。

图 5 涠洲组主要沉积类型岩—电性表现特征(涠2井)

图 6 涠洲组三角洲前缘岩心特征:三角州前缘—远端坝(海1井,涠三段,第二回次)

图 7 涠洲组三角洲前缘岩心特征:水下分流河道—河口坝—远端坝(海1井,涠二段,第一回次)

2.2 沉积体系空间格局

在无井或少井地区,沉积体系空间展布格局研究是以高分辨率三维地震资料为基础,以地震沉积学技术为手段来展开工作。其中用到了多种地震处理技术,包括地震相分析技术,属性提取和优选技术,地震数据解读解析技术,本次沉积体系空间研究就是上述技术集合的产物,为了简化起见,只列出了最终成果图进行解读(图 8~图 11)。

图 8 涠洲组四段沉积体系空间展布图

图 9 涠洲组三段沉积体系空间展布图

图 10 涠洲组二段沉积体系空间展布图

图 11 涠洲组一段沉积体系空间展布图

可以看到,涠洲组沉积时期,研究区整体水体逐渐变浅,发育三个方向物源进积体(万山隆起物源、涠西南低凸起物源、企西隆起物源),尤其是涠西南低凸起物源的逐渐强化,对涠西南凹陷的沉积格局具有重大影响。

涠四段沉积时期,水体变浅明显,全研究区被滨浅海覆盖,主要沉积类型以三角洲为主,各个方向物源均很强,此时涠西南低凸起开始提供各个方向的物源。

涠三段一涠一段沉积时期,涠西南低凸起抬升速度加快,大片区域暴露水面,造成了低凸起附近剥蚀,并且剥蚀范围逐渐扩大化,造成了低凸起周边大片范围为此时沉积物存在。而来自万山隆起物源和企西隆起物源在这一过程中始终保持着稳定的物质供给,因此可以看到来自两个方向的三角洲朵体具有持续性的扩大特征。

3 古地形控制下的有利储集相带预测

古地形是古构造运动的直观反映,又控制着其表层沉积物的搬运和堆积过程,因此在研究沉积体搬运和充填中具有重要意义,同时又可以预测潜在沉积物的堆积区。尤其是在盆地内部,古地形形态对沉积体系空间展布具有明显的控制作用。

通过分析北部湾盆地西部地区流沙港组和涠洲组古地形发育特征发现(图 12),流沙港组沉积时期涠西南凹陷与海中凹陷为一个整体的深大凹陷区,沉积体主要来自于凹陷两边的隆起区,沿沟而下的河流带着泥沙推进到湖区中,形成了规模不等的三角州朵体。本阶段沉积最大的特点是湖区内有大量的浊积砂,是有利的储集砂体。涠洲组沉积时期,古地形明显发生变化。涠西南低凸起隆起明显,将涠西南凹陷与海中凹陷分割为两个孤立的地貌单元,其中涠西南凹陷水体明显变浅。在这一阶段,涠西南低凸起开始向凹陷内提供物源,同时万山隆起物源和企西隆起物源出现了多支化,形成多个三角州朵体,朵体的推进方向与古地貌中的沟谷明显具有对应关系。

图 12 流沙港组(上图)和涠洲组(下图)沉积时期古地形图

在上述分析的基础上,建立了研究区有利储集相带发育模型(图 13)。流沙港组沉积时期,涠西南凹陷与海中凹陷是一个大的湖盆,盆地形态为西端南超,西部为陡坡带,南部、东部为缓坡带,在不同的构造带上发育着不同的沉积有利体。陡坡带,主要是三角州前缘河口坝,同时存在一些近岸水下扇沉积;深凹区主要是三角州远端和浊积砂;缓坡带主要是三角州平原与河口坝。涠洲组沉积时期,由于涠西南低凸起的隆升,将涠西南凹陷与海中凹陷分割,使得它们各自形成凹陷,凹陷内水体变浅,三角洲沉积体系大规模发育。需要注意的是,在这个阶段,基本上没有浊积体的存在。

图 13 流沙港组和涠洲组有利砂体预测模型

4 结论

(1) 涠洲组共识别出5条等时界面:SB20 (一级层序界面),SB40(二级层序界面),SB31、SB32、SB33(三级层序界面)。根据所识别出的层序界面类型,将涠洲组层序组从上到下进一步划分出四个三级层序:Sq涠1、Sq涠2、Sq涠3、Sq涠4。进一步的分析认为,研究区古近系(涠洲组和流沙港组)层序构型为涠西南大断裂和三号断裂两条大断层及多条派生断层共同作用下的多(双)断控型格架,整体呈现北断南超格局。

(2) 古地形对沉积体系展布有重要的控制作用。流沙港组沉积时期,涠西南凹陷与海中凹陷为一个整体的深大凹陷区,沉积体主要来自于凹陷两边的隆起区,沿沟而下的河流带着泥沙推进到湖区中,形成了规模不等的三角州朵体;涠洲组沉积时期,古地形明显发生变化。涠西南低凸起隆起明显,将涠西南凹陷与海中凹陷分割为两个孤立的地貌单元,同时涠西南低凸起开始向凹陷内提供物源,加上万山隆起物源和企西隆起物源,形成多个三角州朵体。

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