断陷湖盆碳酸盐岩储层预测研究

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1、断陷湖盆碳酸盐岩储层预测研究宋立才1,2，高晓鹏3，邓宏文4，冯卉2（1中国地质科学院页岩油气调查评价重点实验室，北京100081；2中国地质科学院地质力学研究所，北京100081；3中石化石油勘探开发研究院，北京100083；4中国地质大学，北京100083）摘要：为更准确地对断陷湖盆碳酸盐岩这类特殊储层进行预测，在沾化凹陷西部探索性地采用高分辨率层序地层学方法，以湖泛面为界面把沙四上亚段划分为3个四级层序。四级层序在垂向上的高度不对称性和平面上的分带性控制着储层的分布：在垂向上，随基准面下降储层物性变好；在平面上，储层整体呈近平行于边界断层带状分布，陡坡带台地亚相发

2、育好储层，凹陷中央浅滩亚相发育较好储层，陡坡带局限台地亚相和缓坡带混合坪亚相发育差储层。关键词：储层地质；控制作用；高分辨率层序地层学；沙四上亚段；湖泛面中图分类号：TE122.2文献标识码：A引言世界油气探明可采储量中一半以上分布在碳酸盐岩油气藏中[1]，其中绝大部分是海相碳酸盐岩油气藏，后来在美国犹他盆地和中国渤海湾盆地等地区发现了湖相碳酸盐岩油气藏[2]，如，渤海湾盆地济阳坳陷在2007年探明湖相碳酸盐岩油气储量达7200×104t[3-4]。这些发现促进了湖相碳酸盐岩研究，层序地层学方法也得到了初步应用[5-6]；在惠民凹陷、沾化凹陷和四川盆地湖相碳酸盐岩研究中

3、，VAIL层序地层学方法均得到了应用[8-9]。但是，与海相碳酸盐岩相比，湖相碳酸盐岩因沉积环境更加不稳定，分布范围更小，单层厚度薄、厚度多变，仍是国内外沉积学领域的薄弱环节。沾化凹陷西部地区沙四上亚段在油田开发早期曾钻出多口高产湖相碳酸盐岩储层油井，但是产量下滑很快；由于埋藏较深，厚度较薄，储层预测难度很大，随后的钻探成功率均很低[10]。高分辨率层序地层学自1995年引入我国以来，极大地提高了碎屑岩储层分布预测的准确性[11-12]；受此启发，应用高分辨率层序地层学对沾化凹陷西部沙四上亚段湖相碳酸盐岩研究发现，在高分辨率层序地层格架下，湖相碳酸盐岩储层发育也具有明显

4、的规律性。1区域地质背景沾化凹陷是济阳坳陷东北部的一个次级单元，自新生代以来，经历了距今65~24.6Ma的断陷阶段和24.6Ma至今的拗陷阶段，形成整体“北断南超”、“凹凸相间”的复式半地堑式的箕状断陷[13-15]。其中，断陷阶段由裂陷一幕、裂陷二幕、裂陷三幕和裂陷四幕组成，分别沉积了孔店组、沙四段、沙三段—沙二下亚段和沙二上亚段—东营组4个二级层序[16]。收稿日期：201x-xx-xx；改回日期：201x-xx-xx基金项目：中央公益性科研院所基本科研业务费“地质力学科技成果的社会效益评价及发展方向研究”（DZLXJK201309）和国家重大科技专项“复杂油气田

5、地质与提高采收率技术”（2009ZX05009-002）联合资助。作者简介：宋立才（1986-），男，助理研究员，2011年毕业于中国地质大学（北京）矿产普查与勘探专业，现从事储层预测与评价工作。沙四段包含沙四下亚段和沙四上亚段2个三级层序，沙四上亚段与沙四下亚段以不整合接触，形成于断陷早期阶段，断层活动相对较弱，在北部陡坡带扇三角洲之间、南部缓坡带斜坡均广泛发育碳酸盐岩；沙四上亚段与上覆沙三段同样以不整合接触。2岩相特征通过薄片观察和重矿物、微量元素分析，结合测井、录井资料，综合考虑陆源碎屑的混入以及与膏岩、泥岩的过渡，研究区湖相碳酸盐岩可划分为3个大类、8个亚类（表

6、1）。表1沙四上亚段湖相碳酸盐岩岩石类型大类亚类灰岩颗粒灰岩（内碎屑灰岩、生物碎屑灰岩、复合颗粒灰岩）、泥晶灰岩、藻格架灰岩白云岩藻屑白云岩（藻砂屑白云岩、藻粉屑白云岩）、藻格架白云岩、灰质白云岩（灰质泥晶白云岩、灰质粉晶白云岩）混积岩泥灰岩、砂质灰岩泥灰岩、泥晶灰岩出现频率最高且厚度较大，颗粒灰岩、藻格架灰岩和藻格架白云岩出现频率较低且厚度较薄；内碎屑灰岩中内碎屑多为砂屑、粉砂屑，生物碎屑多为个体较小、结构完整性较高的螺、介壳类、枝管藻等，胶结物一般为泥晶或微亮晶。因此，研究区碳酸盐岩沉积时整体水动力条件较低，但不同亚类碳酸盐岩形成的水动力条件存在明显差异：泥灰岩形成

7、的水动力条件最低，泥晶灰岩、颗粒灰形成的岩水动力条件依次增强。3高分辨率层序地层特征根据高分辨率层序地层学原理，基准面旋回对比代表等时地层对比，可以极大地提高地层对比的准确性。湖相碳酸盐岩以盆内自生沉积物为主，主要受古气候、古碳酸盐岩、古构造运动和陆源碎屑等因素控制；研究区构造活动较弱，气候的周期性变化控制着盐度、湖平面和入湖沉积物的周期性变化。气候因素主导下的湖平面变化控制着基准面旋回的发育。3.1沙四上亚段三级层序特征沙四上亚段三级层序的顶界面、底界面均为区域性不整合界面，界面处自然伽马、声波时差等测井数据发生突变；层序内部的最大湖泛