遼西低凸起中南段東營組層序地層與隱蔽油氣藏預測

鄭敬貴，賴維成，王 軍，姚 健，郭 濤

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300452)

層序地層學理論起源于被動大陸邊緣盆地，自引入我國以來，在東部陸相斷陷含油氣盆地研究和隱蔽油氣藏勘探中已得到廣泛應用，并取得了良好的勘探效果［1-3］。因此，應用層序地層學理論，在遼西低凸起中-南段古近系開展研究，探索出一套適合本區的層序地層學研究方法，用以指導研究區乃至整個渤海海域隱蔽油氣藏勘探，具有積極的理論指導及現實的勘探意義。

1 地質概況

遼西低凸起中-南段位于渤海海域東北部遼東灣地區，北東東向展布，其西以遼西1號、遼西2號及遼西3號斷層為界與遼西凹陷相鄰，東部以緩坡的形式過渡到遼中富生烴凹陷，具有“洼中隆”的特點［4-5］(圖1)。

研究區目前已發現SZ36-A等多個油田及含油構造，充分顯示了該區帶優越的成藏條件，從已發現的油氣藏類型來看，主要為構造油氣藏。因此，為了促進研究區規模型隱蔽油氣藏勘探，針對研究區在沉積、層序研究方面存在的全區層序結構不清，沉積體系演化規律及主控因素不清等問題，應用層序地層等方法重新厘定了研究區層序格架及其演化，并結合古地貌、物源體系分析等手段預測沉積儲層展布，解剖重點目的層段沉積體系展布規律及主控因素，在此基礎上，結合構造面貌以及油氣運移指向，對研究區隱蔽油氣藏有利勘探方向進行探討。

圖1 工區區域位置圖Fig.1 Location of the Liaoxi uplift

2 層序地層格架及其特征

在本區東營組層序地層研究中，以古生物以及湖平面旋回變化為基本框架，通過已鉆井、三維地震資料所反映的沉積環境在地質歷史上的有序變遷來識別層序及其界面，具體是:通過已鉆井巖性疊置方式、測井曲線形態變化以及古生物等多種資料綜合識別鉆井層序界面及主要湖泛面(圖2);通過地震反射終止關系、區域地震反射特征類比等方法識別地震層序界面以及主要湖泛面;最后，通過精細時深標定追蹤，建立研究區等時層序地層格架(圖3)。

圖2 SZ36-A-1井層序地層及沉積相分析綜合圖Fig.2 Generalized column ofsequencestratigraphyand sedimentary facies through the SZ36-A-1 well

依據以上方法識別層序界面并進行全區追蹤，共劃分出了東三層序、東二層序以及東一層序，其中又將重點層序東三、東二層序劃分出了低位體系域、湖擴體系域以及高位體系域。

東三層序頂、底界面分別為頂超面和上超面。低位域時期，由于遼西低凸起大部分為水上凸起區，地層主要分布于凸起東斜坡帶，在斜坡折帶發育辮狀河三角洲等沉積。湖泛域時期，隨著湖平面快速上升，地層在工區大范圍分布，此時期辮狀河三角洲發育規模明顯變小;高位域時期，隨著物源供應能力的不斷增強，主要發育辮狀河三角洲、滑塌濁積扇等沉積體系。

東二層序頂、底界面分別為頂超和上超面，層序分布范圍較廣。主要發育前積特征明顯的辮狀河三角洲沉積，且規模較大。此外，在東二層序低位域以及湖泛域時期，在研究區區構造及沉積坡折帶發育大量辮狀河三角洲前緣滑塌濁積扇沉積，在地震剖面上表現為明顯的“蠕蟲狀”反射特征。

圖3 遼西低凸起中南段東營組地震層序結構(剖面位置見圖1)Fig.3 Seismic sequence architectures of the Dongying Formation in the south-central part of the Liaoxi uplift

3 沉積體系展布及控制因素

3.1 沉積體系展布特征

物源體系以及古地貌是控制沉積體系展布的重要因素［6-8］。研究表明，遼西低凸起中-南段物源主要來自于西部燕山隆起帶元古界—太古界的混合花崗巖、片麻巖以及角閃片麻巖等，為在研究區形大型沉積體系奠定豐富的物質基礎。

遼西低凸起中-南段沉積古地貌研究表明，研究區主要發育3個古溝谷體系，主要分布于研究區北部SZ36-A油田，中部LD10-A以及南部LD10-B附近，其控制了水系的發育及辮狀河三角洲朵體的展布，是最為重要的一類輸砂通道(圖4)。而古溝谷在不同沉積時期發生遷移，其演化更替受古構造格架的嚴格控制。遼西一號大斷裂很大程度上控制了研究區古地貌變更，其活動強弱程度決定了來自西部物源能否通過一號斷層在研究區形成富砂沉積體系。

圖4 遼西低凸起中南段古地貌恢復圖Fig.4 Palaeogeomorphological reconstruction in the southcentral part of the Liaoxi uplift

在物源體系、古地貌分析基礎上，結合研究區單井相、宏觀地震相及其組合等方法，預測沉積體系和有利儲集相帶分布，揭示沉積充填演化特征。研究表明，辮狀河三角洲在研究區大量發育，地震剖面上表現為中弱振幅、中低連續前積反射結構?；鷿岱e扇的發育與物源供給有十分緊密的聯系:當物源供給充分時，構造坡折帶可以形成以強碎屑濁流。研究區滑塌濁積扇主要分布于斜坡帶坡度較大的地方，并主要形成于東二層序的湖泛域中，具有丘形雙向底超的地震反射結構、“蠕蟲狀”反射特征、下切形態、水道充填及弱前積等復雜結構(圖5)。

圖5 遼西低凸起中南段東營組典型沉積相地震反射特征(剖面位置見圖1)Fig.5 Representative seismic reflection profile of the sedimentary facies in the south-central part of the Liaoxi uplift

通過以上研究，對于研究區的沉積充填演化特征有了較為清晰的認識，下面以較為典型的東二層序為例來說明沉積體系在不同體系域時期其充填演化特征:

(1)東二層序低位域時期，物源主要沿古溝谷搬運，在研究區形成規模相對較小的辮狀河三角洲沉積，在局部水上凸起區，由于沉積物路過不留作用，在研究區東斜坡帶形成較為大型辮狀河三角洲沉積，砂體分布受控于古溝谷分布及調節斷層(圖6A)。

(2)東二層序湖泛域時期，湖平面快速上升，物源供應能力減弱，研究區北部主要為濱淺湖相泥質沉積，辮狀河三角洲受古地貌控制向中南部發生遷移，總體規模變小。在典型沉積坡折帶形成具“蠕蟲狀”反射特征的滑塌濁積扇沉積(圖6B)。

(3)東二層序高位域時期，物源供應明顯增強，西部水系跨過遼西凹陷向研究區提供大量物源，形成了近東西向的大型辮狀河三角洲沉積，成為研究區覆蓋面積最大的辮狀河三角洲(圖6C)。

3.2 沉積體系展布主控因素分析

構造控制的古地貌對砂體的影響作用已經成為研究者的共識，但同時應該認識到的是:古地貌是個演化更替的過程，其不同演化階段對砂體的控制是不同的。

遼西低凸起中南段東營組沉積體系展布一直存在很多爭議。由于低凸起呈南北向展布且受斷層控制，傳統認為來自燕山隆起帶的西側物源不能穿越斷層到達低凸起，低凸起東營組儲層主要來自于由北向南沿凸起斜坡展布的辮狀河三角洲沉積。但通過精細古地貌恢復認為遼西低凸起邊界斷層在平面上活動極不均衡，從北向南形成3處斷裂轉換帶(圖7)。來自于西部的物源可通過3處斷裂轉換帶越過斷層形成3個大的辮狀河三角洲沉積朵體。傳統認識的低凸起南北向辮狀河三角洲是3個大朵體側向遷移造成的假象。進一步研究發現遼西低凸邊界斷層不僅在平面上活動極不均衡，而且空間上也處于時時動態變化之中，斷層影響的古地貌動態更替控制著不同體系域辮狀河三角洲朵體的遷移。如在東二層序低位域沉積時期，北側斷裂轉換帶斷層生長指數低，中、南側斷裂轉換帶斷層生長指數高，西側物源極易通過活動性最小的北側調節帶充注到低凸起之上，而在中南部受到阻礙。因此，辮狀河三角洲朵體在低凸起北部大范圍發育，在中部、南部發育范圍小;到湖泛域時期，中部調節帶斷層生長指數低，辮狀河三角洲主要發育在中部，南部朵體范圍小，北部朵體不發育;高位域時期，中、南部調節帶斷層生長指數低，辮狀河三角洲主要發育在中、南部，北部朵體不發育。

通過以上分析，表明研究區主要發育受構造調節帶控制的3個溝谷體系，是主要的輸砂通道，但不同時期，其溝谷發生遷移導致古地貌發生變更，控制辮狀河三角洲在不同時期發生遷移疊置變化。由此可以看出，構造控制的不同古地貌單元對沉積的控制作用是變化的，有的持續控制沉積體的發育，有的則在早期控制沉積體的發育而晚期成為沉積砂體通過的阻礙。

4 隱蔽油氣藏預測

勘探實踐證實，層序地層學理論雖然誕生于海相被動大陸邊緣盆地，但是，其在陸相盆地油氣勘探中同樣能夠起到良好的指導應用，尤其是對于陸相斷陷湖盆隱蔽油氣藏勘探更是有著不可替代的作用。

通過總結研究區沉積體系所處層序(時間)位置以及構造(空間)部位，構建隱蔽圈閉發育模式，從而指導研究區隱蔽油氣藏勘探。不同層序位置其砂體發育程度不同，砂體連通性差異較大，與不同構造背景相配置，容易形成多種類型隱蔽圈閉，具體表現為:

圖6 遼西低凸起中南段沉積體系展布圖Fig.6 Distribution of the depositional systems in the south-central part of the Liaoxi uplift

圖7 構造活動對沉積的控制作用Fig.7 Diagram showing the controls of tectonism on the depositional systems in the south-central part of the Liaoxi uplift

低位域早期時期，湖盆范圍相對比較局限，盆內物源區發育，物源供應較為充分。砂體較為發育，且連通性較好，砂體多發育于凸起區溝道、湖盆較深處沉積或構造坡折帶以下。這一時期發育大量溝道砂質充填型、坡折帶以下地層超覆型圈閉以及由辮狀河三角洲前緣滑塌形成的透鏡體型巖性圈閉，與其上湖泛域區域性湖相泥巖相配置，形成良好的儲蓋組合。此外，由于盆內物源區大量發育，因此，在凹陷局部隆起區與凹陷中心過渡地帶也是尋找小扇體型隱蔽圈閉的良好場所。

湖泛域時期，隨著相對湖平面快速上升，湖盆范圍快速擴張，湖泊作用增強。此時，物源供應速率明顯小于湖域擴張所導致的可容納空間增加速率。在本時期沉積砂體主要表現為規模較小、相對孤立等特征。因此，在凹陷邊緣區容易形成上傾方向靠控凹斷層遮擋，兩側巖性尖滅所控制的側向尖滅型斷層-巖性圈閉以及孤立辮狀河三角洲型隱蔽圈閉。在物源供應充分的區帶也有可能形成三角洲前緣滑塌型巖性圈閉，如位于遼西低凸起南段的旅大10-B構造東二層序湖泛域辮狀河三角洲前緣滑塌型巖性圈閉。

高位域時期相對湖平面處于緩慢上升到緩慢下降階段，物源供給充沛，其供應速率已經逐漸超越可容空間增長速率。加之前期沉積作用起到填平補齊的作用，因此，該時期辮狀河三角洲以大范圍連片沉積為主，砂體富集。由于該時期物源供應充足，辮狀河三角洲沉積規模大，向湖盆方向往往容易形成規模型三角洲前緣滑塌型巖性圈閉。

5 結論

(1)遼西低凸起中南段物源豐富，沉積體系類型豐富，應用層序地層學方法對識別層序結構，指導沉積體系樣式及展布具有重要的指導意義。

(2)研究區發育3大受控于斷裂轉換帶的古溝谷體系，其時空變化控制著辮狀河三角洲不斷遷移疊置。

(3)研究區成藏條件優越，隱蔽油氣藏勘探潛力大。在不同的沉積體系域時期，不同構造部位，發育地層超覆型、小扇體型、斷層-側向尖滅型、溝道型以及前緣滑塌型等多種類型隱蔽圈閉，勘探潛力大。

［1］顧家裕.陸相湖盆層序地層學模式［J］.石油勘探與開發，1995，22(4):12 －17.

［2］林暢松，潘元林，肖建新，等.構造坡折帶－斷陷湖盆層序和油氣預測的重要概念［J］.地球科學－中國地質大學學報，2000，25(3):260 －267.

［3］馮有良，李思田，解習農，等.陸相斷陷盆地層序形成動力學及層序地層模式［J］.地學前緣，2000，7(3):119 －132.

［4］呂丁友，楊明慧，周心懷，等.遼東灣坳陷遼西低凸起潛山構造特征與油氣聚集［J］.石油與天然氣地質，2009，30(4):490－496.

［5］李濰蓮，劉震，劉俊榜，等.遼東灣地區遼西低凸起油氣田成藏地質條件的差異［J］.石油與天然氣地質，2010，31(5):664－670.

［6］賴維成，徐長貴，王曉剛，等.秦南凹陷古近系層序地層和沉積體系研究及油氣勘探方向探討［J］.中國海上油氣，2007，19(5):300－305.

［7］胡受權，郭文平，楊鳳根，等.試論控制斷陷湖盆陸相層序發育的影響因素［J］.沉積學報，2001，19(2):256 －262.

［8］徐長貴，于水，林暢松，等.渤海海域古近系湖盆邊緣構造樣式及其對沉積層序的控制作用［J］.古地理學報，2008，10(6):627－635.