东营凹陷盐家地区陡坡带砂砾岩特征及分布.pdf

断块油气田第3 0 卷第4 期FAULT-BLOCK OIL&GAS FIELDdoi:10.6056/dkyqt2023040152023年7 月东营凹陷盐家地区陡坡带砂砾岩特征及分布于景强1,张云银1,孙志峰2.3,刘海宁1,董大伟2（1.中国石化胜利油田分公司物探研究院，山东东营2 5 7 0 2 2;2.山东石油化工学院石油工程学院，山东东营2 5 7 0 2 2；3.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛2 6 6 4 0 0）基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目“陡坡带近岸水下扇型砂砾岩体地震构型形成机理及多级次、多尺度智能表征研究”(42202147)；山东省自然科学基金项目“断陷盆地张扭断裂构造活动定量分析及油气地质意义一一以济阳坳陷为例”(ZR2020MD036)摘要利用岩心、地震、测井等数据，文中研究了东营凹陷盐家地区陡坡带近岸水下扇型砂砾岩的沉积结构特征。结果表明：陡坡带靠近断层处，以粗粒、快速沉积的泥石流为主，主体为杂基支撑砾岩，向上变为砾岩；远离断层处，以洪水型重力流沉积为主，底部多为颗粒支撑砾岩，向上变为递变层理砂岩、砂泥混合岩。在沉积模式的约束下，采用地震形态正演分析结合分频地震数据处理可以细化近岸水下扇型砂砾岩五级构型单元的分布，同时对四级构型单元规模进行描述和预测。靠近物源区的四级构型单元规模较小，最大宽度5 8 0 m，最大长度1 5 0 0 m；随着四级构型单元向湖盆主体沉积区推进，其规模逐渐增加；五级构型单元沉积末期，四级构型单元规模减小。在垂直物源方向上，油水井间受效距离可能不超过2 个井距。研究成果丰富了对储层形态结构特征及内部连通体规模的认识，为该类储层的高效开发提供了重要的地质模型。关键词陡坡带；砂砾岩；沉积模式；构型单元；地震综合解释中图分类号：TE122Study on characteristics and distribution of glutenite in steep slope zone of Yanjia area in(1.Geophysical Research Institute,Shengli Oilfield Company,SINOPEC,Dongying 257022,China;2.School of PetroleumEngineering,Shandong Institute of Petroleum and Chemical Engineering,Dongying 257022,China;3.School of Geosciences,ChinaAbstract:The sedimentary characteristic model of glutenite of nearshore subaqueous fan in the steep slope zone of Yanjia area inDongying Depression is studied by using core,seismic and logging data.The result shows that steep slope zone near the fault is dominatedby coarsegrained and rapidly deposited debris flows,which is mainly coarse gravel facies supported by the matrix and changes upwardinto conglomerate facies.Far from the fault,it is dominated by flood gravity flow deposition,and the bottom is mostly grain supportedconglomerate facies,which changes upward into graded bedding sandstone facies and sand mud mixed rock facies.Under the constraint ofsedimentary model,the forward analysis of seismic morphology combined with frequency division seismic data processing can refine thedistribution of the fifth level units of nearshore subaqueous fan.At the same time,the scale of the fourth level unit is described andpredicted.The fourth level unit near the source area is small,with a maximum width of 580 m and a length of 1500 m.As the fourth levelunits advance to the main sedimentary area of the lake basin,their scale gradually increases.At the end of the deposition of the fth levelunit,the scale of the fourth level unit decreased In the vertical source direction,the effective distance between oil-water wells may notexceed two well distances.This study enriches the understanding of the morphological and structural characteristics of this type ofreservoirand the scale ofinternal connectivity,and provides animportant geological modelfor thehigh efficiency ofthis type ofreservoir.Key words:steep slope zone;glutenite;sedimentary model;configuration unit;comprehensive seismic interpretation致密砂砾岩油藏在全球各含油气盆地中均有发现，且油气资源丰富。如加拿大西部盆地、美国洛杉矶盆地 2 和阿根廷库约盆地 3 等均发育大规模优质砂引用格式：于景强，张云银，孙志峰，等.东营凹陷盐家地区陡坡带砂砾岩特征及分布 J.断块油气田，2 0 2 3,3 0（4）：6 3 2-6 3 8,6 4 7.YU Jingqiang,ZHANG Yunyin,SUN Zhifeng,et al.Study on characteristics and distribution of sandy conglomerate in steep slope zone of Yanjiaarea in Dongying DepressionJ.Fault-Block Oil&Gas Field,2023,30(4):632-638,647.文献标志码：ADongying DepressionYU Jingqiang,ZHANG Yunyin,SUN Zhifeng3,LIU Haining,DONG Dawei?University of Petroleum,Qingdao 266400,China)收稿日期：2 0 2 2-1 1-0 9；改回日期：2 0 2 3-0 3-1 2。第一作者：于景强，男，1 9 8 1 年生，研究员，硕士，主要从事勘探综合研究工作。E-mail:。第3 0 卷第4 期砾岩储层。砂砾岩油气藏广泛分布于国内多个油气田，如珠江口盆地惠州凹陷、渤海油田渤中凹陷 4 、克拉玛依油田玛湖凹陷 5 等。在砂砾岩储层研究方面，学者们主要采用地震、钻井、实验分析等数据描述砂砾岩分布及演化特征 6 ；利用实验及微观下观察分析砂砾岩储层微观特性 7 ,同时结合驱替实验和核磁实验分析砂砾岩中不同岩相、不同物性条件下注采、压裂的难易程度，并总结有利的岩相特征 8 ;还通过少量砂砾岩野外露头的物性分析，同时结合数学算法描述砂砾岩物性随物源远近的变化特征 9-1 0 1 。但这些研究成果在陡坡带砂砾岩储层内部构型方面均很欠缺。目前，关于扇三角洲型及近岸水下扇型砂砾岩构型及期次的研究成果以岩心、测井资料为主 1-1 2 ,地震解释结果仍然较粗 1 3-1 4 ,同时无法解决砂砾岩单元间连通性的问题。为了研究砂砾岩形成过程及结构特征，多位学者采用物理实验模拟的方法对扇三角洲、冲积扇成因的砂砾岩展开研究，分析这类砂砾岩的沉积特征及影响因素 1 5-1 7 。但这些研究对N010km滨南凸起林樊家凸起于景强，等.东营凹陷盐家地区陡坡带砂砾岩特征及分布1研究区概况研究区位于东营凹陷北部陡坡带东段，属于盐家油气田东南部 1 8 ,面积约为4.1 km。盐2 2 块位于东营凹陷北带的东段,南部邻近民丰洼陷，西北部和东部为盆地边界，分别是陈家庄凸起和青坨子凸起（见图1）。SP/mV100深度/岩性剖面陈家庄凸起50地层GRIAPL青坨子凸起40Y2222北部陡坡带T76民丰洼陷Q1H4B641B53L75中央隆起带633模拟结果中的陡坡带砂砾岩结构特征、结构单元内及单元间的物性分析极少，无法对地下储层地震构型解释及内部连通性研究形成有效指导。目前，区内研究成果主要集中在砂砾岩储层岩相变化 1 4 、储层微观结构特征 1 8 、储层分布及演化 1 9 等方面，极其缺乏有关砂砾岩储层内部结构特征及连通性相关的研究,严重制约了此类储层的高效开发。因此，本文以东营凹陷盐家地区沙四上亚段砂砾岩为例,利用岩心、地震、测井等数据，通过砂砾岩结构地震正演技术、地震分频技术等开展砂砾岩储层内部沉积期次研究，以期为研究区砂砾岩油藏提高采收率打好地质基础。m1503300L30沙四上亚段W78ACI(usm-l)(om)15040003400R./100牛庄洼陷GioC57F118C106青城凸起G89J311鲁西隆起a研究区构造位置图1 研究区构造位置及地层综合柱状图Fig.1 Structural location of the study area and stratigraphic comprehensive column盐2 2 块砂砾岩储层位于陡坡带东段盐1 6 古冲沟的前方 1 9 。受陈南断裂控制,盐家地区发育一套混杂堆积为主的复杂砂砾岩体，主要对应近岸水下扇沉积以及滑塌浊积扇沉积 2 0-2 1。研究区油气资源主要集中于沙四上亚段5 一9 砂层组,共有钻井1 2 6 口。此次研究目的层为7 一8 砂层组厚层近岸水下扇型砂砾岩，共有L3M25G6F132B17南部缓坡带构造边界线断层研究区中一细粗砾岩泥质细砂岩泥岩油侵油斑荧光位叠覆线剥蚀线砾岩钻井9 8 口，采收率仅为9.8%，厚油层内还有较大的剩余油潜力。2砂砾岩储层沉积特征研究区砂砾岩储层主要发育杂基支撑砾岩、颗粒支撑砾岩、块状砂岩、递变层理砂岩、砂泥混合岩 2 0 1（见3.5003600-饶凸起3700砂岩bY22-22井沙四上亚段综合柱状图634图2)。其中,颗粒支撑砾岩多位于中扇，物性和含油性较好（见图2 a一2 b,2g）。块状砂岩（见图2 c）和递变层理砂岩（见图2 e),主要发育于近岸水下扇中扇 2 0 1,碎屑颗粒分选较好，含油性和物性最佳。砂泥混合岩发育于近岸水下扇的边缘与湖相过渡的部位（见图2 f)。杂基支撑砾岩在中扇、内扇较多，多位于厚层砂砾岩底部，多出现钙化特征，物性较差（见图2 h）。离斜坡较远的Y22-22井上部沉积物中，可见滑塌变形构造，是水下滑坡的良好标志（见图2 d），说明Y22-22井上部沉积物已经脱离近岸水下扇的主体。断块油气田Y22-2并则多发育反旋回特征的“舌状体”，且其粒度概率曲线为两段式特征，这说明在扇中位置更多发育洪水型重力流沉积（见图4）。而在扇中末端-扇端区域，主要发育洪水型重力流沉积，其沉积厚度变小，泥岩夹层数量及厚度均增加，以反旋回特征为主。2400Su/260028002023年7 月Y2222B段A段边界断层aY22-22井地震剖面99.99%99.00b70.0030.00-1012 34S678粒度bA段粒度概率曲线图3 盐家地区近岸水下扇内扇沉积特征Fig.3 Sedimentary characteristics of inner fan of nearshore subaqueous fanin Yanjia areahY22X20#Y22-2#a冲刷面，Y22-22井，3 5 1 1.0 m;b冲刷面，Y22-22井,3 3 5 5.4 m;cSPRSPRTY22X12#鲍马序列，Y22-22井，3 4 3 1.7 m;d泥岩撕裂屑，Y22-22井，3 5 3 5.8 m；99.990.050.0F10.0-10123.4.56788粒度cB段粒度概率曲线Y22-43井Y22X41#SPRTSPRTSPRe鲍马序列，Y22-22井，3 4 3 8.8 m;f砂泥混合岩，Y22-22井，3 3 5 5.4m;g一中部细砾岩，Y222井，3 4 6 2.1 m;h一底部砾岩，Y222-3井，3 623.9m图2 盐家地区近岸水下扇岩心特征Fig.2Core characteristics of nearshore subaqueous fan in Yanjia area在陡坡带靠近断层处，Y22-22井A段主要发育reservoir inYanjia area泥石流洁湖相洪水型五级构型四级构型型反旋回断层厚层块状的砂砾岩、砾质砂岩，沉积物杂乱堆积，粒度泥岩重力流单元界面单元界面概率曲线以快速沉积的一段式为主；地震上表现为强图4 盐家地区近岸水下扇顺物源储层成岩剖面反射或弱反射杂乱相，在电性和自然伽马曲线上呈微Fig.4Diagenetic profile of the nearshore subaqueous fan along the source齿化箱形（见图3）。而在远离断层的Y22-22井底部B段,岩性由含砾粗一中砂岩组成,砾岩减少,泥岩夹层增多；粒度概率曲线呈平缓两段式，说明其具有一定的牵引流特征；砂砾岩上部的外扇主要为泥岩沉积夹薄层粉砂岩、粉细砂岩，自然伽马曲线呈低幅齿状、齿化平直状或指状。这与前人对盐2 2 块流体性质的研究结果相吻合，即靠近断层的扇根以泥石流(碎屑流)为主，中扇为浊流-牵引流过渡区,而扇端接近牵引流特征 2 2 。从测井剖面上看，靠近断层处的Y22X41井砂砾岩垂向叠置，呈现大套箱形特征，内部泥岩夹层不发育，主要为泥石流沉积。而位于中扇的Y22-43井、由此，建立了盐家地区陡坡带砂砾岩的沉积结构特征：靠近断层处，以粗粒、快速沉积的泥石流为主，主体为杂基支撑砾岩，向上变为砾岩；远离断层处，以洪水型重力流沉积为主，其向湖盆搬运较远，底部多为颗粒支撑砾岩，向上变为递变层理砂岩、砂泥混合岩。3砂砾岩期次及内幕单元分布目前，储层构型分级方案基本上都是建立在Miall对河流相露头结构划分的基础上 2 1 。本文参考Payenberg等 2 4 的储层结构划分方案，主要描述了陡坡带近岸水Y22-43#第3 0 卷第4 期下扇构型级次特征。陡坡带近岸水下扇型砂砾岩结构划分方案中，七级构型单元为近岸水下扇沉积复合体组合。其中，每个砂层组间均有较厚层泥岩分隔，每个砂层组内的曲流河沉积构成六级构型单元一一近岸水下扇沉积复合体。每1 2 个小层构成1 个以结构要素（辫状水道、朵叶体等)间侧向叠加为主、垂向叠加为辅的五级构型单元一一近岸水下扇带。五级构型单元界面间泥质含量较高，连续性较好。每个五级构型单元又由众多四级构型单元一一结构要素组成，四级构型单元多对应层内砂砾岩结构体。受界面处夹层发育程度及分辨率的影响（尤其是地震分辨率），在实际解释中识别的四级构型单元多为1 2 个结构要素的组合。3.1砂砾岩地质单元体正演模型根据地质认识，以典型面为核心，结合地震反射特征提供正演记录的子波主频数据，参照实钻井的声波速度和密度数据建立了理论模型，采用炮间距1 2.5m、道间距1 2.5 m、自激发自接收模式进行正演，并且不断调整模型设计方案，使之更加符合地质目标。根据胜利油田勘探开发研究院岩心数据，设定砾岩、砂岩、泥岩、湖相泥岩的声波时差分别为1 9 3.6，213.3,255.9,311.7s/m，进而计算出砾岩、砂岩、泥岩、湖相泥岩的声波速度，分别为5 1 6 6,4 6 8 9,3 9 0 7,3 2 0 8m/s。通过对地震剖面以及研究区的全面认识,根据测井部面分别建立了陡坡带近岸水下扇型砂砾岩的30,45,60Hz单点激发、多点接收正演模型（见图5)。于景强，等.东营凹陷盐家地区陡坡带砂砾岩特征及分布扇端635结果表明：在与原始地震数据主频接近的3 0 Hz正演模型剖面上，砂砾岩体顶底产生强振幅反射，包络线范围能够被清楚识别，但其内部结构单元界面较难识别;4 5 Hz剖面弱振幅变化及波形的变化特征对中上部砂砾岩内部连通体的结构信息有反映，识别出断续状构型单元界面；6 0 Hz正演模型对下部砂砾岩连通体结构特征有较好的反映，对大致横向延伸的界面更加敏感，可以识别出较为连续的所有内部结构单元。3.2砂砾岩五级构型单元特征以盐2 2 块为例。研究区7 一8 砂层组原始地震数据只能识别出1 个较为连续的构型单元界面，划分出2个五级构型单元（见图6 a)。而在6 0 Hz分频地震数据中,可以识别出2 个相对连续的构型单元界面可划分出3 个五级构型单元（见图6 b），2 个五级构型单元界面处对应的泥质含量较高。扇中扇端a顺物源方向原始地震剖面Y22-43井扇中扇根扇根b顺物源方向6 0 Hz地震剖面相带边界目的层顶底界五级构型单元界面a30Hz单点激发、多点接收正演模型图6 盐2 2 块砂砾岩五级构型单元分布Fig.6 Distribution of the fifth level configuration units of glutenite inYan22block3.3砂砾岩四级构型单元特征近几年，国内学者对冲积扇、扇三角洲及近岸水下扇砂砾岩储层结构的研究都是基于岩心来识别构型要b45Hz单点激发、多点接收正演模型素,通过测井数据来预测井间结构特征 2 5-2 7 。通过正演模型可以看出，陡坡带近岸水下扇型砂砾岩储层五级构型单元内显示有明显的四级构型单元界面。正演模型剖面中显示有高角度倾斜界面，且对砂砾岩储层内部连通体叠加结构及形态具有较好的反映。而且，在同一五级构型单元内部仍然可发现较多的倾斜界面，这C60Hz单点激发、多点接收正演模型图5 砂砾岩构型单元正演模型Fig.5 Forward modeling of glutenite configuration unit断层些界面可以被用来划分内部的四级构型单元或四级构型单元组合。636在五级构型单元内部，四级构型单元界面在形态上可以分为2 种一一向物源下倾型结构界面和顺物源倾斜型结构界面，界面处多为朵叶体尖灭区，泥质含量较高。不同洪水期流量极不稳定，不同期次砂砾岩搬运距离存在差异，晚期洪水沉积物叠加在早期搬运距离远的洪水沉积物上形成向物源下倾型结构界面。不同时期的陡坡带洪水沉积存在较明显时间间隔时，晚期名称泥岩厚度/m1.02.5向物源下倾型结构顺物源倾斜型结构Fig.7Identification characteristics of the fourth level configuration units interface of the nearshore subaqueous fan glutenite reservoir in steep slope zone在顺物源方向的剖面中，对每个五级构型单元的内幕扇体一一四级构型单元界面进行了解释。由图8可以看出，在有效带宽内,6 0 Hz分频地震数据显示的内部细节较多，可以较好地解释泥质含量较高的五级构型单元界面分布。Y22X2#Y22X20#Y22-2井扇端扇中六级构型五级构型向物源倾斜型顺物源下倾型近岸单元界面单元界面四级构型单元界面图8 6 0 Hz分频地震体瞬时相位属性剖面Fig.8 Instantaneous phase attribute profile of 60 Hz frequency divisionseismic body60Hz分频地震体中的瞬时相位属性剖面可以较好地显示五级构型单元内倾斜的四级构型单元界面特征。依据瞬时相位剖面中的倾斜界面,可以在扇中-扇端亚相中的每个五级构型单元内解释出2 4 个四级构断块油气田洪水沉积物向湖盆方向叠加，在早期洪水沉积物上形成顺物源倾斜型结构界面。通过对6 0 Hz雷克子波进行正演模拟，细致论证了陡坡带近岸水下扇型砂砾岩储层五级构型单元内四级构型单元界面的识别特征（见图7)。当四级构型单元界面处的泥岩厚度大于2 m时，实际地震数据体中的地震反射特征与正演结构模型模拟结果基本一致。正演结构模型实际地震反射结构模型2.04.04.01.02.02.51.04.04.0图7 陡坡带近岸水下扇型砂砾岩储层四级构型单元界面识别特征Y22-43井Y22X41#滑塌四级构型水下扇浊积扇单元界面2023年7 月识别特征井震无法识别，只能借助生产数据预测叠加中心出现复合波特征，可通过趋势判别叠加中心上部单元反射变弱，趋势尖灭叠加中心出现倾斜界面，界面处极性弱反转井震无法识别，只能借助生产数据预测叠加中心出现复合波，拐点处呈现倾斜界面叠加中心上部单元反射变弱，趋势尖灭叠加中心出现倾斜界面，界面处极性弱反转型单元。该解释结果与测井剖面中显示的四级构型单元（朵叶体）厚度变化基本一致。在前人认识的大期次单元 2 7 内又精细描述了1 3个内幕期次，最终可以得到砂砾岩内幕扇体一一四级构型单元的形成及演化特征(见图9)。由图可以看出：近岸水下扇体五级构型单元内第1 个四级构型单元靠近物源区；第2、第3 个四级构型单元向两侧迁移，且整体呈前积特征；随后的各四级构型单元依次呈前积、迁移分布。同时，靠近物源区的四级构型单元规模较小（见表1）。随着四级构型单元向湖盆主体沉积区推进，其规模逐渐增加。该五级构型单元沉积末期，四级构型单元规模减小。盐2 2 块生产井距为3 0 0 m。由此可见，在垂直物源方向上，如果四级构型单元侧向上没有叠加连通，油水井间受效距离不超过2 个井距。4砂砾岩沉积结构模式湖盆陡坡带砂砾岩沉积受基准面、可容纳空间及沉积物供给影响明显。在陡坡带边界断层活动早期，构造活动强，湖盆可容空间充裕，碎屑物质丰富，溃坝型洪水沉积(山体滑坡、蓄水坝体溃决)发育，以近源碎屑流为主,近源堆积大套厚层块状砂砾岩体 2 8 第3 0 卷第4 期N0500mY22-X8Y22-43Y22-420Y22OY22-X45Y22-22Y22-222-23Y22-X27Y2213Y22.X3于景强，等.东营凹陷盐家地区陡坡带砂砾岩特征及分布NN0500mY22X8。Y22-42Y22Y22-43oY22-X45Y22-22022-23Y22-2.Y22-X27Y22-13Y22-X36370500mY22-Y22-42Y22/Y22-43。OY22-X45Y22-22.0Y22-13Y22-X3a2-1N0500mY22X8%Y2Y22-43Y22-42。OY22-22Y22-X3b2-2N0500mY22-Y22Y2243Y22-442。OY22-X4-222-23Y22-X27Y22-13c2-3N0500mY22-X8Y22-2。Y22。Y 2 2-4 3OY22-X45OY22-X4Y22-22Y22-222-13Y22-X322-23%Y22-X27Y22-22Y2-2Y22-23Y22-X27Y22-13Y22-X3d2-4断层Fig.9Formation and evolution characteristics of the fourth level configuration units of glutenite in Yan22 block研究区内近断层的砂砾岩体内部泥质夹层不发育，呈厚层箱形特征。随着构造活动减弱，湖盆可容空间减小。断层活动开始时，碎屑物质供应充足，以近源型、溃坝型洪水沉积为主。末期，断层活动频繁，可容空间减小，同时斜坡沉积物供给不足，以降雨型洪水沉积为主，沉积物填洼补齐、迁移叠置，搬运距离可长可短，见块状、递变、平行层理。此时，在远离断层的扇中、扇端位置，以洪水型重力流形成的舌状朵叶体沉积为主。表1 近岸水下扇体内四级构型单元规模Table 1Scale of the fourth level configuration units in the nearshore编号宽度/m2-14302-24902-35505结论1)盐家地区陡坡带近岸水下扇型砂砾岩具有2 种沉积结构特征：陡坡带靠近断层处，以粗粒、快速沉积的泥石流为主，主体为杂基支撑砾岩，向上变为砾岩；远离断层处，以洪水型重力流沉积为主，底部多为颗粒e2-5扇体边界深湖一半深湖相图9 盐2 2 块砂砾岩四级构型单元形成及演化特征支撑砾岩，向上变为递变层理砂岩、砂泥混合岩。2)砂砾岩构型单元的地震正演模型模拟结果与6 0Hz地震分频数据体间具有较高的相似性。6 0 Hz分频地震数据体瞬时相位属性对四级构型单元界面特征有较好的反映。在垂直物源方向上，油水井间受效距离可能不超过2 个井距。参考文献1LECCITT S M,WALKER R G,EYLES C.Control of reservoirgeometry and stratigraphic trapping by erosion surface E5 in thePembina-Carrot Creek area,Upper Cretaceous Cardium Formation,Alberta,CanadaJJ.AAPG Bulletin,1990,74(8):1165-1182.subaqueous fan2HICKSON T A,LOWE D R.Facies architecture of a submarine fan长度/m编号宽度/m7002-412002-513002-6f2-6内幕扇体。井位长度/mchannel-levee complex:the Juniper Ridge conglomerate,Coalinga,CaliforniaJJ.Sedimentology,2002,49(2):335-362.5201 4005801 50052013503ULIANA M A,LEGARRETA L.Hydrocarbons habitat in a Triassic-to-Cretaceous Sub-Andean setting:Neuquen Basin,ArgentinaJJ.Journalof Petroleum Geology,1993,16(4):397-420.4XU C G,YU H B,WANG J,et al.Formation conditions and accu-mulation characteristics of Bozhong 19-6 large condensate gas field inoffshore Bohai Bay BasinJ.Petroleum Exploration and 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