沉积古地貌基本恢复方法及实例研究:以饶阳凹陷沙一段为例

沉积古地貌的恢复有助于重建沉积物搬运路径系统,是源-汇系统分析的重要内容,对研究沉积盆地古水系和沉积体系分布演化以及储层发育至关重要。文中梳理了恢复古地貌的常用方法及其研究进展,明确残余厚度法、印模法、回剥和填平补齐法、沉积学法、层序地层学法、地球物理学法等是恢复沉积古地貌的基本方法,认为在恢复沉积古地貌过程中还应考虑构造沉降差异、压实作用、地层剥蚀和古水深等因素影响,未来古地貌研究将逐渐向多学科理论交叉、多方法综合分析、多资料应用验证的方向发展。饶阳凹陷蠡县斜坡沉积古地貌研究表明:沙一段沉积前该地区为北北东走向、西抬东倾、南缓北陡的斜坡,自西向东依次为凸起区、斜坡区和洼槽区;地貌对砂体的分布有明显的控制作用,斜坡区受2条坡折带控制,在坡度较缓处更易发育砂质沉积物,而洼槽区多组北东向正断层形成的半地堑组合地貌限制了砂体的发育,但在地势较低处和靠近断层处更易堆积砂质沉积物,这些砂体在平面上呈连片状,可作为潜在的有利储集层。

断陷盆地缓坡带物源转换与沉积响应——以渤海湾盆地饶阳凹陷蠡县斜坡古近系源-汇系统为例

寻求盆外物源通量变化与盆内沉积体系的定量耦合响应仍然是源-汇系统研究的薄弱环节,也是断陷湖盆源-汇系统研究框架下的一个重要命题。基于渤海湾盆地饶阳凹陷蠡县斜坡全覆盖的3D地震资料和岩心、测井数据,结合碎屑锆石U-Pb定年技术,对研究区古近系沙(沙河街组)二段与沙一段开展物源体系定量化表征,并通过定量沉积构造解释和定量地震地貌测量,建立了浅水三角洲的定量化表征方法。研究显示,沙一段-沙二段沉积时期,古永定河分支被古大清河袭夺,造成蠡县斜坡A区特征锆石含量由37%下降至26%,对应的A区浅水三角洲面积由144 km2减小至38 km2,平均水下分流河道宽度由104 m减小至47 m;古唐河水系特征锆石含量由31%上升至39%,对应的B区浅水三角洲面积由71 km2增加至94 km2,平均水下分流河道宽度由77 m增加至88 m;古大沙河水系沉积物通量未观察到明显变化,对应的C区浅水三角洲面积由206 km2降低至185 km2,平均水下分流河道宽度由120 m减小至81 m。构造作用、气候变化及湖平面升降等异旋回作用影响范围较大,将会造成沉积体系的同步响应;而物源通量变化将影响特定沉积体系,是研究区浅水三角洲沉积响应的主要驱动机制。

饶阳凹陷蠡县斜坡北部沙一下亚段细粒沉积岩岩相类型及地质意义

为进一步探究饶阳凹陷蠡县斜坡北部非常规油气勘探潜力,以西柳地区沙河街组一段下亚段为研究对象,通过岩心观察、薄片鉴定、扫描电子显微镜、全岩X射线衍射、全元素测定及有机地球化学实验分析的综合应用,对目的层段岩相类型及控制因素进行分析。结果表明:西柳地区沙一下亚段湖泊沉积岩主要发育中有机质粉砂质混合细粒沉积岩、中有机质块状黏土岩、高有机质页状灰质混合细粒沉积岩、高有机质页状灰质黏土岩和高有机质页状灰岩5种岩相类型;特征元素比值参数垂向上的变化反映了沙一下亚段沉积时期具有一定阶段性,即沙一下亚段底部形成于低物源影响、高水体盐度及强还原环境,而上部细粒沉积岩形成于较高物源影响、低水体盐度及较弱还原条件的沉积环境,沉积环境的变化控制了岩相的发育及有机质的赋存状态。研究结论有利于深化断陷湖盆细粒沉积岩基础研究,同时为后续非常规油气勘探提供参考。

河北饶阳凹陷中央隆起带古近系沙三段上部碳酸盐岩沉积模式研究

通过岩心和薄片观察及测井解释等手段,以揭示饶阳凹陷中央隆起带大王庄油田沙三段上部碳酸盐岩沉积特征及沉积模式为目的开展工作,得到以下认识:饶阳凹陷中央隆起带古近系沙三段上部发育碳酸盐岩滩坝沉积,藻砂屑云岩、鲕粒云岩、泥晶云岩及含陆源碎屑的藻屑—鲕粒云岩是本区主要的岩石类型。滩坝发育四种沉积微相,包括藻屑碳酸盐岩滩微相、鲕粒碳酸盐岩滩微相、泥晶碳酸盐岩湖湾微相及含陆源碎屑的颗粒碳酸盐岩滩微相。研究区碳酸盐岩的分布主要受到湖平面变化、古地形、构造活动强度及陆源碎屑物质供应程度的影响,中央隆起带古地貌微环境的不同,直接影响到岩石类型和沉积微相的差异,高部位形成藻屑碳酸盐岩和鲕粒碳酸盐岩,低部位的低能环境形成泥晶碳酸盐岩湖湾。藻屑碳酸盐岩滩和鲕粒碳酸盐岩滩微相是本区碳酸盐岩滩坝最有利的油气储集相带。该区沉积微相的研究及相模式的建立有助于饶阳凹陷中央隆起带大王庄油田下一步精细的储层预测,也为类似地区的碳酸盐岩储层预测提供了可借鉴的地质模型。

冀中坳陷饶阳凹陷蠡县斜坡带层序地层发育模式及主控因素

蠡县斜坡是冀中坳陷饶阳凹陷西部的一个古近系构造—沉积型斜坡,该斜坡南、北两个区域由于构造活动强弱程度的不同以及物源供给充足程度的差异,使其在斜坡类型、层序地层的对称性、湖平面的变化及沉积充填特征等方面均有不同。主要表现为斜坡北部具有构造—沉积型斜坡的特征,在沙三上亚段沉积时期构造活动强烈,构造坡折明显,层序地层格架具明显的三分性,发育了构造控制下的以高位体系域占优势的不对称层序,以顺流加积的辫状河三角洲沉积为主;沙二段沉积时期构造活动减弱,物源供给控制了层序的发育特征,由于北部物源欠发育,泥层厚度较大,以"泥包砂"为特点;沙一段沉积时期北部由于物源供给不足,A/S值逐渐加大,导致地层退积明显,在湖泛时期沉积了一套较厚的砂岩。而南部为典型的单斜型沉积斜坡,斜坡区不发育坡折,缺少低位体系域,沉积了以前积为主的三角洲体系;在沙二段沉积、沙一段沉积时期,物源供给和湖平面变化控制了层序的发育,南部受主物源影响,形成了大套分布广泛的三角洲前缘砂体,以"砂包泥"为特征。

冀中饶阳凹陷下第三系沙河街组第三段砂岩次生孔隙形成机制

沙河街组第三段砂岩在纵向上存在三个次生孔除发育带，借集空间均以长石的次生溶孔为主。有机质脱羧产生的酸性组分、特定成岩环境中矿物相之间的平衡反应和局部有利的孔隙保存条件，是研究区次生孔除发育和保存的主要原因。结合区域沉积环境、构造特点、埋藏成岩史，预测划分出三个有利地带。

油气由断裂向砂体侧向分流能力定量评价方法——以渤海湾盆地饶阳凹陷留楚构造为例

在油田勘探中,判断油气由断裂垂向运移后侧向分流的优势层位十分重要,但目前缺少有效的评价方法。以渤海湾盆地饶阳凹陷留楚地区为例,在综合分析盖层厚度和断-砂接触面积等影响油气侧向分流能力因素的基础上,利用储层地震反演等地球物理技术建立了主要影响因素的求取方法,并系统分析圈闭充满度与各因素之间的相关性,优选出有效影响因素,然后综合有效因素建立断-砂侧向分流能力定量评价公式。结果表明:当断-砂侧向分流系数R大于0.3时开始发生油气侧向分流,并且R越大圈闭充满度越高,当R大于0.9时油藏为纯油层。利用断-砂侧向分流系数对f038和f008两条断层的侧向分流情况进行验证,结果与实际钻井情况吻合较好。

渤海湾盆地饶阳凹陷古近系源岩特征与新近系油气来源

饶阳凹陷古近系主要发育Es1(下)和Es32套烃源层,沉积中心具有自东南向西北迁移的特征。以原油和烃源岩饱和烃色谱、色谱—质谱分析为基础,对饶阳凹陷新近系已发现原油与源岩的成因关系进行了分析。研究表明,饶阳凹陷目前已发现的新近系原油主要来自Es1(下)烃源岩,具有就近运移的特点。受烃源岩分布、成熟度及构造等影响,新近系原油主要来自临近生油洼槽Es1(下)烃源岩;武强—杨武寨地区Es1(下)烃源岩未进入生油阶段,新近系原油来自Es3(上)特殊岩性段;此外,马西地区存在混源油现象,新近系原油主要来自马西洼槽的Es1(下)烃源岩,混有部分Es3(上)烃源岩。

饶阳凹陷沙河街组辫状河三角洲沉积特征及储集性

饶阳凹陷沙河街组主要为砾岩、含砾砂岩、砂岩、粉砂岩和泥岩构成的一套碎屑岩组合,根据沉积特征将其确定为辫状河三角洲沉积。该沉积三层结构清楚,由下而上出现前辫状河三角洲亚相、辫状河三角洲前缘亚相及辫状河三角洲平原亚相,呈明显的进积层序,主要发育辫状河道、洪泛平原、水下分流河道、水下分流河道间、河口坝和席状砂等沉积微相。据其岩性、沉积构造、粒度及沉积序列等特征,建立了沉积模式。从岩性特征看,沙河街组辫状河三角洲沉积物具有分布较广、储集物性较好的特点,辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体和河口坝砂体储集物性最好,是下一步勘探的有利目标。

冀中坳陷饶阳凹陷留西沙三段岩性油藏勘探思路

在已勘探多年的留西地区,遵循新的研究思路和工作方法,即"构造研究找背景、层序划分建(地层对比)格架、微相研究定(砂体)类型、成岩分析划(经济)界线、储层预测描砂体、综合分析建(成藏)模式、圈闭优选标井位、滚动研究扩成果",开展Es3低位体系域辫状河三角洲砂体岩性油藏勘探取得了重要突破,控制、预测两级石油地质储量达5000×104t。

冀中坳陷饶阳凹陷大王庄东断层下降盘岩性油藏勘探

大王庄岩性油藏是华北油田近年来隐蔽油藏成功勘探的一个典型范例。通过分析发现大王庄东断层下降盘根部负向构造区具有形成带状砂岩岩性油藏的条件,进一步采用"老井复查寻找砂体含油线索、多种储层预测方法综合运用、滚动式的研究与钻探的勘探技术方法",取得了岩性隐蔽型油藏勘探的重大突破。

饶阳凹陷南部古近系中深层有效储层物性下限及控制因素

综合运用实测物性、测井解释物性、试油等资料,分别应用分布函数曲线法、测试法、试油法求取饶阳凹陷南部古近系中深层不同深度段的有效储层物性下限,并对物性下限与深度的关系进行了回归拟合。在此基础上,引入孔隙度差值,结合饶阳凹陷南部古近系中深层储层的沉积特征、成岩作用特征及地层压力特征分析,探讨了有效储层发育的控制因素。结果显示:研究区辫状河三角洲前缘水下分流河道、河口坝沉积微相有利于有效储层的发育,而席状砂、水下分流间湾砂体有效储层发育较少,储层物性较差;厚度大于3m的砂体有利于有效储层的发育。研究表明:成岩作用对储层的影响主要表现为压实作用和胶结作用使储层物性降低,而溶蚀作用使储层形成次生孔隙、提高储集物性;地层超压的存在促进有效储层的发育。

饶阳凹陷潜山油气分布特征及富集规律

饶阳凹陷是冀中坳陷潜山油气勘探的重点地区之一。综合应用现代油气成藏、地球物理、地球化学等理论和方法,对饶阳凹陷潜山油气成藏的地质条件进行了分析。结果表明,该区带油源丰富,储集条件好,发育多套有效的储盖组合,各成藏要素时空配置良好,具有形成大规模油气田的有利条件。根据已发现油气藏构造特征、成藏条件及油藏类型得出,研究区油气藏集中分布于潜山顶、潜山坡及潜山内幕。在此基础上,提出了潜山油气藏多分布于近源的断裂带附近,水动力承压区、深凹陷、古隆起的叠置区,断棱、峰顶、内幕高点等位置的油气富集规律。

饶阳凹陷古近系储层流体包裹体特征及成藏期确定

以渤海湾盆地饶阳凹陷古近系为例,利用包裹体岩相学和显微测温技术,研究古近系储层流体包裹体特征,并结合源岩热演化生烃史,综合分析研究区古近系油气成藏时间及期次。结果表明:研究区古近系储层有2期烃类包裹体,第Ⅰ期分布于碳酸盐胶结物及石英颗粒内裂纹中,发近黄色荧光,具有高盐度、高密度特征,伴生盐水包裹体均一温度主峰值为90~100℃;第Ⅱ期赋存于长石溶蚀孔缝及穿石英颗粒裂纹中,发近蓝绿色荧光,具有低盐度、低密度特征,伴生盐水包裹体均一温度主峰值为120~140℃;研究区存在古近纪东营期和新近纪馆陶末至明化镇期两期生烃,明化镇期为主要生烃期;饶阳凹陷古近系具有两期成藏过程,东营组沉积后期至抬升初期和馆陶组沉积末期至明化镇组沉积期;受控于源岩热演化生烃史,凹陷中不同地区及层系的油气成藏时期及期次存在明显差异,第一期成藏范围较局限,主要发生于生烃洼陷中心生烃层系中,第二期成藏范围广泛,为主成藏期;上部层系多为一期晚期成藏,下部层系多为两期成藏。

渤海湾盆地冀中坳陷饶阳凹陷沙一下亚段页岩油可动量评价

以渤海湾盆地冀中坳陷饶阳凹陷沙一下亚段页岩油储层为例,对不同埋深层状和块状泥页岩储层岩心样品开展有机碳、热解和孔隙度等实验分析,结合研究层段测井曲线,弄清储层岩石压缩系数、原油压缩系数、地层水压缩系数和原始含油饱和度随深度的变化特征,确定块状和层状泥页岩储层最大天然可动油量随深度的变化特征。研究表明:除了在2 500 m未熟油阶段有一段高值区之外,沙一下亚段块状和层状泥页岩储层中弹性驱可动油量和溶解气驱可动油量均随深度增加而增大。块状储层弹性驱可动油率明显大于层状样品,其溶解气驱可动油率略小于层状储层。但单位体积块状泥页岩储层弹性驱可动油量、溶解气驱可动油量分别略小于和明显小于层状样品。块状和层状泥页岩储层弹性驱可动油量平均值分别为0. 13×10-3t/m3和0. 14×10-3t/m3,溶解气驱可动油量平均值分别为0. 56×10-3t/m3和1. 27×10-3t/m3。

冀中饶阳凹陷蠡县斜坡古近系沙河街组沙二段及沙一段下亚段沉积相与隐蔽油藏

蠡县斜坡是冀中饶阳凹陷西部的一个大型宽缓斜坡,以倾向上的小坡降和走向上的古地形差异相对较显著为特征,自北而南呈现出台地区和单斜区等不同的地貌单元。区内古近系沙河街组沙二段和沙一段下亚段发育“浅水型”三角洲和滨浅湖滩坝两种沉积相类型,构成了斜坡带的主要储集体。根据斜坡带走向上的古地貌、沉积相类型等基本因素的差异,可归纳为两种类型的砂体发育区1)斜坡南段单斜区的三角洲相砂体发育区;2)斜坡北段台地区的滩坝相砂体发育区。通过隐蔽油藏勘探方向分析,认为这两种不同类型砂体发育区的隐蔽油藏形成条件各异。以台地区的滩坝相砂体发育区最为有利,是隐蔽油藏勘探的主要方向。在斜坡的内带、中带和外带等不同部位,隐蔽油藏成藏模式也各不相同,以斜坡中带的隐蔽油藏类型发育最为齐全,是寻找规模储量的主要靶区。

冀中坳陷饶阳凹陷留西地区古近系沙河街组沙三上亚段沉积相与隐蔽油藏

通过岩心观察和单井相分析,结合沉积背景资料,认为留西地区古近系沙河街组沙三上亚段发育辫状河三角洲相和湖泊相,以辫状河三角洲前缘亚相和滨浅湖亚相为主,主要发育辫状分流河道、越岸沉积、水下分流河道、河口坝、席状砂等微相。根据层序地层学基本原理,结合前人研究成果,认为本区沙三上亚段为一完整的三级层序,可划分为低位、湖侵和高位3个体系域,分别对应于沙三上亚段沉积时期的早期、中期和晚期,绘制了每个沉积阶段的沉积相图,在此基础上研究了沉积体系的平面展布特征。沙三上亚段沉积时期形成的北高南低的构造背景与辫状河三角洲近东西向展布的砂体形态相互配置,加之良好的油源供给,为后期成藏创造了条件。沙三上亚段沉积早期发育的辫状河三角洲前缘水下分流河道与河口坝砂体是主要的储集体,与沉积中期发育的烃源岩形成了十分有利的生储盖组合,具有优越的隐蔽油藏发育条件。总结了该区隐蔽油藏成藏的4种模式,确定留西地区中南部沙三上亚段沉积早期发育的辫状河三角洲前缘砂体是下一步隐蔽油藏勘探的有利目标。

饶阳凹陷古近系沙河街组层序地层分析及沉积体系研究

利用地震、测井、岩心等资料,对该区进行层序地层学的分析和研究,在层序地层单元划分和对比的基础上,将饶阳凹陷古近系沙河街组划分出6个三级层序,并对每个层序的主控成因进行了详细的研究,总结出各层序的不同特点。同时对每个层序内部的沉积特点和沉积体系进行了分析,指出了层序发育对沉积体系的控制作用。研究过程中,还对层序不同体系域的油气藏类型和油气聚集规律进行了研究,并指出了各体系域可能发育的最有利的油气藏类型。

饶阳凹陷主断层活动期与新近系油气成藏关系

处于活动期的断层是油气纵向运移重要通道,油气运移受到断层活动时期及活动部位的控制。在油气成藏时期内活动的断层会成为油气纵向运移的有效通道。文中利用地震资料对饶阳凹陷新近系主干油源断层生长指数及断层落差进行计算,定量确定了油源断层在不同地质历史时期的活动强度及活动部位。对与烃类包裹体伴生的盐水包裹体进行测温,准确界定新近系油气藏的成藏时间。在油气成藏期持续活动的断层部位,就是油气由古近系向新近系纵向运移的主要通道,也是新近系油藏的有利聚集区。研究发现,饶阳凹陷新近系油藏的成藏期为明化镇末期,凹陷内主要油源断层的局部位置在新近纪活动性较强,饶阳凹陷已探明新近系油藏多分布在新近纪活动较为强烈的主干断层附近。

饶阳凹陷留西地区沙三段岩性油藏成藏条件研究

分析了饶阳凹陷留西地区的成藏条件。结果表明,研究区油气资源丰富,储层物性主要为中孔中低渗储层,圈闭类型主要为砂岩上倾尖灭的岩性圈闭和构造或岩性构造圈闭,成藏条件较好。在成藏条件分析的基础上,构建了该区油藏的成藏模式并分析了成藏规律。勘探实践证实,研究区油气藏类型主要受构造岩性双重因素控制,油藏类型主要为岩性油藏及构造岩性油藏。