渤海湾盆地廊固凹陷泉241...16区块沙三中亚段沉积特征_白淳元.pdf

大庆石油地质与开发 Petroleum Geology Oilfield Development in Daqing2023 年 2 月 第 42 卷第 1 期Feb.，2023Vol.42 No.1DOI：10.19597/J.ISSN.1000-3754.202111024渤海湾盆地廊固凹陷泉241州16区块沙三中亚段沉积特征白淳元1，2 胡望水1，2 周振永3 万敏3 李相明1，2 张惠文3 李硕3（1.长江大学地球科学学院，湖北 武汉430100；2.油气资源与勘探技术教育部重点实验室，湖北 武汉430100；3.中国石油华北油田公司第四采油厂，河北 廊坊065000）摘要：目前渤海湾盆地廊固凹陷油气发现量与实际生烃量相差较大。为了加快渤海湾盆地廊固凹陷重点开发区块岩性油气藏的勘探开发进程，基于泉241州16区块岩心相、测井相及岩屑分析化验等资料，利用地质和地球物理方法，结合沙三中亚段时期的区域沉积背景，对研究区沙三中亚段的主力砂组和重点开发小层的沉积微相、砂体发育和沉积模式进行了系统研究。结果表明：研究区沙三中亚段属于扇三角洲前缘沉积，沉积微相类型可划分为水下分流河道、分流间湾、河口坝、远砂坝及席状砂5种沉积微相，其中，水下分流河道为最主要的沉积微相类型，在平面上呈北西南东向辫状分布，砂体在平面上呈现由近源到远源逐渐减薄的分布特点，并在以上研究基础上建立了研究区浅水进积型扇三角洲前缘的沉积模式。研究成果可为该区块后续勘探开发提供地质理论指导。关键词：渤海湾盆地；廊固凹陷；沉积微相；沉积模式；沙三中亚段；泉241州16区块中图分类号：TE121 文献标识码：A 文章编号：1000-3754（2023）01-0032-08Sedimentary characteristics of Es3m of Quan 241Zhou 16 block in Langgu Sag in Bohai Bay BasinBAI Chunyuan1，2，HU Wangshui1，2，ZHOU Zhenyong3，WAN Min3，LI Xiangming1，2，ZHANG Huiwen3，LI Shuo3（1.School of Geosciences，Yangtze University，Wuhan 430100，China；2.MOE Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources，Wuhan 430100，China；3.No.4 Oil Production Company of PetroChina Huabei Oilfield Company，Langfang 065000，China）Abstract：There is much difference between discovery amount of oil and gas and actual hydrocarbon generation amount in Langgu Sag of Bohai Bay Basin.In order to speed up the exploration and development process of lithologic reservoirs in the key development blocks in Langgu Sag，the sedimentary microfacies，sand body development and sedimentary pattern of the main sandstone formations and key development sub-layers in studied area are systematically studied based on the data of core facies，logging facies and cuttings analysis of Well Quan 241-Zhou 16 block by using geological and geophysical methods and combined with regional sedimentary setting of Es3m.The results show that Es3m in studied area is fan delta frontal sediments，and is divided into 5 types of sedimentary micro收稿日期：2021-11-10 改回日期：2022-10-18基金项目：国家科技重大专项“渤海湾盆地精细勘探关键技术”（2016ZX05006-002）。第一作者：白淳元，男，1996年生，在读硕士，从事石油地质研究。E-mail：通信作者：胡望水，男，1963年生，博士，教授，从事盆地构造研究。E-mail：第 42 卷 第 1 期白淳元 等：渤海湾盆地廊固凹陷泉241州16区块沙三中亚段沉积特征facies including underwater distributary channel，interdistributary bay，mouth bar，far sand bar and sheet sand.Underwater distributary channel is the most dominant sedimentary microfacies type，distributed areally in NW-SE braided pattern.Sand bodies present areally proximal to distal distribution of gradual thinning.Sedimentary pattern of shallow-water progradational fan delta front in studied area is established based on this research.The research provides geological theoretical guidance for further development and exploration in this area.Key words：Bohai Bay Basin；Langgu Sag；sedimentary pattern；sedimentary microfacies；Es3m；Quan 241-Zhou 16 block0引言当前，中国的油气资源勘探难度越来越大，主要体现在勘探对象越来越复杂、勘探目标隐蔽性加强、勘探难度日益增大等方面，陆上油气勘探主要对象已经从构造油气藏为主逐渐过渡为岩性、地层油气藏与构造油气藏勘探并重的新阶段1。岩性、地层油气藏具有生烃面积广、成藏面积大、丰度低、规模大的特点，已经逐渐成为油气储量增长的主体2。国外油气勘探主要对象是海相油气藏，国内对“非构造油气藏”的研究主要集中在陆相断陷，李丕龙等3提出了陆相断陷型盆地富油气凹陷砂砾岩“隐蔽油气藏”的地质理论与勘探方法。岩性、地层油气藏勘探难度大，亟待找到有效的勘探技术和方法。近年来，渤海湾盆地勘探开发工作逐渐转向岩性油气藏领域，摆脱“纯构造”勘探方式4、找出新的勘探思路是目前有待解决的问题。渤海湾盆地廊固凹陷沙三段沉积时期经历了大幅度的湖盆扩张和收缩，这个时期物源供给多样，沉积环境变化和水平面升降都会导致凹陷内不同沉积砂体发育和沉积相发育的巨大区别58。张文朝等9认为东西分带的沉积格局控制了冀中坳陷整体东富西贫的油气分布特点。由于前人的研究主要以凹陷区域层位为主，针对开发井的研究较少，影响了岩性油藏勘探开发的进程。本文从旧州固安构造带内的重点开发区块泉 241州 16 区块入手，对区块内 168 口井的岩心进行观察、取样分析，综合岩心、分析测试及测井曲线等资料，以沉积学和层序地层学及断层封闭性等理论为指导10，确定泉 241州 16区块沙三中亚段湖盆扩张期扇三角洲前缘沉积特征，精细刻画进积型扇三角洲前缘砂体的纵向叠置分布规律和平面展布特征，提出了进积型扇三角洲前缘沉积模式，为后续勘探开发提供了理论依据。1研究区概况廊固凹陷在地理位置上处于河北省廊坊市永清县到固安县一带，构造上位于冀中坳陷北部，属于冀中坳陷的次级构造单元，是一个北东走向的古近系断陷，表现为一条沿隆起带轴部发育北东走向大断层的大型鼻状隆起带，隆起带内部旧州断层将其分隔出 2 个二级构造带，柳泉曹家务构造带和旧州固安构造带1113，泉 241州 16 区块位于旧州固安构造带中部靠近柳泉曹家务构造带的一侧（图1（a）。由于受到多期构造运动的改造，廊固凹陷地层极为破碎6，早期沉积的孔店组沙四段主要分布在凹陷的东部，沉积较厚的沙三段主要分布在凹陷的西部14，由于构造抬升作用，东部地区地层剥蚀较为严重，导致地层厚度分布具有极为明显的西厚东薄的特点，沙二段东营组则主要残存在桐南和廊东洼槽内，分布具有局限性15，地层自上而下发育平原组、明化镇组、东营组、沙河街组、孔店组、二叠系、石炭系及奥陶系，其中沙河街组沙三中亚段（Es3中）为本文研究的目的层位，依据研究区地层划分对比结果，将沙三中亚段分成Es33和 Es341两个小段，在此基础上又进一步划分出 10个小层，其中Es33段内6个小层，Es341段内4个小层（图1（b）。2沉积相特征2.1区域沉积环境冀中坳陷从孔店期到东营期的沉积先后经历了分割、扩展和收缩3个时期。分割期经历地质时期相对较短，从孔店组到沙四段，古地貌高差悬殊，彼此孤立分割；扩展期基本覆盖了整个沙三段至沙一段沉积时期，沙三段沉积时期坳陷整体下沉，湖332023 年大庆石油地质与开发盆扩大、水体加深，沉积物可容纳空间急剧增大，在大兴断层活动影响下，周边不同时代的地层强烈抬升遭受剥蚀，为湖盆提供了大量的沉积物源，沙二段沉积时期开始出现水退，湖盆内沉积物全部来自周边隆起区，盆地物源消失，湖域面积开始收缩；收缩期从沙一上亚段至东营组，坳陷整体继续抬升，湖域大面积收缩，湖泊零星分布在湖域内部，沉积环境几乎全部转变为河流相沉积16。冀中坳陷整体的沉积环境变化反映出沙三中亚段沉积时期湖域较为开放，砂体分布范围广泛，大套的暗色泥岩夹厚层浅灰色砂岩为主要的岩性组合，研究区目的层埋藏较深，沙三中亚段湖盆发育达到鼎盛，成为本区主要的一套含油气层系17。2.2沉积相标志2.2.1颜色沉积岩最直观、明显的相标志是岩石颜色，沉积岩的颜色是沉积环境的指示15。研究区沙三中亚段砂岩颜色多为灰色和深灰色，符合还原环境下水体较浅的前三角洲、三角洲前缘和浅湖沉积的岩石发育特点，泥岩多显示为半还原环境中产生的灰绿色和灰色，符合三角洲前缘亚相分流间湾的泥岩发育特征，总体反映出研究区沙三中亚段为水下还原环境沉积。2.2.2沉积构造沉积构造类型与水动力条件、沉积环境直接相关，是识别各类沉积微相的有力证据15。根据岩心观察，研究区沙三中亚段砂岩发育块状层理、波状层理、平行层理等层理构造（图 2（a）（c），另可见冲刷充填构造，底部多为灰色、灰绿色泥砾充填，单期次砂体厚度较薄，以上沉积构造表明水动力环境较强。地层中生物遗迹主要为虫迹，多数为倾斜钻孔，局部可见生物扰动（图 2（d），表明沙三中亚段地层沉积时期水体较浅，同样反映出具有一定水动力的沉积环境。2.3测井响应特征研究区不同的沉积微相对应自然伽马、自然电位曲线类型有所变化，通过前面相标志观察得到的沉积微相结论与测井曲线进行验证，建立了研究区沙三中亚段的沉积微相划分模式（表1）。从表1中可以看出：（1）水下分流河道微相以灰色细砂岩、粉砂岩为主，夹薄层灰黑色泥岩，发育板状交错层理和沙纹层理，粒序特征不易识别，自然电位曲线形态为高幅弱齿化箱形或中高幅钟形；（2）分流间湾微相以深灰色、灰黑色粉砂质泥岩为主，发育