砂砾岩体精细划分与对比新探索

方正伟，张立强

（1.中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东 东营 257000；2.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东 青岛 266580）

砂砾岩体精细划分与对比新探索

方正伟1，张立强2

（1.中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东 东营 257000；2.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东 青岛 266580）

通过深入研究东营凹陷北带盐22块砂砾岩体，探索出一套利用常规测井资料可操作的基于沉积动力分析的对比方法。对比岩心及成像测井刻画的沉积剖面与常规测井曲线发现：在测井曲线整体平直的背景上，有2种岩相厚度发育较薄，测井响应明显：代表最大沉积动力的块状巨砾岩相具有高GR、低AC、低CNL的特征，是基准面下降到极低点的沉积响应；代表相对较小沉积动力的平行层理砂岩或砂泥互层相具有（中）高GR、高AC、高CNL的特征，是基准面上升到极高点的沉积响应。以常规测井易识别的岩相“段”代替不易识别的“面”在单井上划分沉积旋回（或基准面旋回）；利用高分辨率层序地层学原理实现侧向对比，建立高精度等时层序地层格架。

砂砾岩体；成像测井；沉积旋回；层序地层

0　引言

东营凹陷北部陡坡带紧邻控凹断层——陈南断层，发育有较大规模的多种沉积类型叠置的砂砾岩体。目前，砂砾岩体已成为胜利油田重要的增储类型［1-2］。该区砂砾岩体具有厚度大、三维空间内相变复杂等特点，加上多期断层活动及埋藏深，成岩强度大，导致地震及测井响应的分辨率下降，增加了解释的不确定性［3-4］。虽然在该区已发现多个砂砾岩体油藏，但垂向、平面分布不均匀，缺少叠合连片，对该区砂砾岩体的地质认识仍需进一步研究［5-6］。

目前，制约东营北带深层砂砾岩油气藏勘探开发的关键问题是如何准确划分厚层砂砾岩体内幕，包括内部界面识别、旋回划分与连井层序地层对比。东营凹陷北带盐22块高质量的成像测井及岩心资料，为研究砂砾岩体的沉积特征、层序地层划分及对比提供了有力支撑。本文利用岩心、成像测井、常规测井等资料，在识别层序界面及沉积旋回的基础上，划分单井及对比连井沉积层序，试图建立砂砾岩体划分对比新方法。

1　区域地质背景

东营凹陷位于渤海湾盆地济阳坳陷的东南部，是一个中、新生代陆相断陷盆地，凹陷内部划分为北部陡坡带、中央隆起带、南部缓坡带等次级构造单元，总面积约为5 700 km2［5］。

盐家地区位于东营凹陷陡坡带，北邻陈家庄凸起，南邻民丰洼陷。近年来，该区砾岩体勘探取得了巨大突破，发现了盐家油田。该油田处于盐16和盐18古冲沟前端，在沙四上亚段沉积期沉积了巨厚的砂砾岩，沉积类型主要为近岸水下扇，与湖相烃源岩接触，是重要的油气储集体。盐22块位于盐16古冲沟前端（见图1）。

图1　工区位置

2　成像测井岩相识别及沉积相刻画

岩相识别是旋回界面识别及划分的基础，成像测井（FMI）分辨率高，图像清晰，是识别岩相的有效手段［7］。通过对盐22块岩心与FMI资料的对比、标定，识别出以下8种岩相。

1）巨砾岩：颗粒直径可以大于井径，成像图上显示为亮色斑块状，边缘清楚（见图2a）。

2）杂基支撑砾岩：砾石呈漂浮状，充填物为粗杂基（细杂基）。由于填隙物成分复杂、泥质体积分数增高，图像颜色变化很大，能清楚地看到一些亮色的砾石块悬浮于较细的颗粒之中，有时具叠覆冲刷构造（见图2b）。

3）颗粒支撑砾岩：图像上以亮色显示的颗粒以及以暗色显示的砾间充填物等斑状模式，具正递变层理及众多的冲刷面等（见图2c）。

4）砾状砂岩：图像呈亮斑状，亮斑状砾石体积分数为25%～50%（见图2d）。

5）含砾砂岩：图像呈块状，可见体积分数为5%～25%大小不等的砾石呈亮斑状漂浮于稍暗色背景之上（见图2e）。

6）砂岩：含砾小于5%。图像呈块状或亮色条纹，亮度中等，介于亮度较高的致密岩性和颜色较暗的泥岩中间，因含较多灰质成分，亮度增强（见图2f，2g）。

7）砂泥岩互层：图像上灰质砂岩或粉砂岩显示为亮色和浅色条纹相间，泥质粉砂岩呈暗色夹于其中（见图2h）。

8）泥岩、页岩：以水平层理为主，图像呈正弦波形的极薄纹层特征（见图2i）。

图2　FMI图像与岩相对应模式（部分岩心对应着蓝色矩形框内的FMI响应）

在岩相识别的基础上，利用FMI资料所反映的垂向上的岩相变化（见图3），总结了研究区近岸水下扇沉积亚相、微相沉积及相序特征。

1）扇根亚相：由块状杂基支撑的砾岩、碎屑支撑的砾岩层组成，其内夹薄层或深湖相泥岩层，可以进一步划分为主沟道微相和主沟道侧缘微相。扇根以高密度浊流沉积为特色，沟道侧缘沉积物较细，主要为平行层理砂岩或砂泥互层，厚度较薄，夹杂于粗碎屑沉积之间。

2）扇中亚相：扇中为辫状水道区，是扇的主体，砂质高密度浊流在扇中最为发育，沉积以砾质砂岩为主。可细分为辫状沟道、辫状沟道间、辫状沟道前缘和深切水道微相。辫状沟道前缘以漫流沉积形成的平行、波状层理砂岩或砂泥互层。

图3　近岸水下扇各微相FMI图像特征（蓝色矩形框内的图像与部分微相对应）

3）扇端亚相：以深灰色泥岩夹中薄层砂岩沉积如主，砂层可见平行层理、水流沙纹层理，以低密度浊流沉积序列为主［5，8-9］。

3　基于沉积动力分析的旋回识别及划分

3.1厚层砂砾岩体划分方法

国内外学者已尝试应用多种手段来进行厚层砂砾岩体旋回划分，包括应用成像测井资料，通过数学方法处理地震数据（如时频分析）或测井数据（如测井曲线小波分析）来识别岩性、沉积界面及旋回，应用自然伽马能谱测井和高分辨率层序地层学原理等［1，7，10-16］，但仍然存在地质解释时依据不充分、规律性不明显、缺少与常规测井紧密结合等问题。在利用常规测井曲线划分砂砾岩体时，应转变思路，由识别 “段”代替识别“面”，即识别具有旋回或层序界面意义且测井响应明显的薄层岩层段，如同层序地层划分中识别凝缩段，找到了凝缩段就找到了旋回由上升到下降的界面。

3.2基于沉积动力分析的旋回识别及划分方法

岩相是组成沉积相及层序的基础，与沉积相及层序具有成因联系，寻找合适的岩相“段”来划分沉积旋回具有科学性。在图2的8种岩相中，由于泥岩、页岩相在厚层砂砾岩段不易保存，a—h，沉积动力逐渐减小。块状巨砾岩是扇根主沟道的沉积岩相，代表着最大的沉积动力，而平行层理砂岩或砂泥互层在厚层砂砾岩段是主沟道侧缘沉积岩相，代表着较小的沉积动力；二者代表了厚层砂砾岩段沉积动力的极值。通过FMI刻画的沉积剖面与常规测井精细比对发现，GR，AC，CNL幅度变化较其他曲线明显，块状巨砾岩具有高GR（受含高含钾砾石影响）、低AC、低CNL特征，平行层理砂岩或砂泥岩互层具有（中）高GR（受泥质影响）、高AC、高CNL特征（见图4）。二者厚度发育较薄，成对出现，且具有沉积学和层序地层学意义。可以以“段”代“面”划分块状巨砾岩—块状粗到细砾岩、砂砾岩、砾状砂岩—平行层理砂岩或砂泥互层—块状粗到细砾岩、砂砾岩、砾状砂岩—巨砾岩的沉积旋回，代表沉积动力由大变小再变大，也对应了基准面的升高—降低的旋回（见图5）。

图4　盐22-22井岩相的测井响应特征

图5　盐22-22井厚层砂砾岩段旋回特征

4　实例应用

4.1常规测井曲线划分单井旋回

在明确旋回界面测井响应特征的基础上，为了凸显界面及旋回的测井响应，利用AC·CNL值放大厚层砂砾岩中的平行层理砂岩或砂泥岩的测井响应，用GR/（AC·CNL）值放大厚层砂砾岩中巨砾岩的测井响应。

为了使旋回更加清晰，对AC·CNL，GR/（AC·CNL）进行滑动平均处理。根据AC·CNL和GR/（AC·CNL）识别极大值，两者分别代表平行层理砂岩或砂泥岩相和巨砾岩相，然后将它们组合，旋回为GR/（AC·CNL）极大值到AC·CNL极大值再到GR/（AC·CNL）极大值，最终在单井上实现旋回的划分。将盐22-22井厚层砂砾岩段（3 510～3 730 m）划分为8个沉积旋回（顶底不完整），厚度一般10～20 m，为超短期旋回（见图6）。

图6　盐22-22井3 510～3 730 m井段旋回划分

4.2连井层序地层对比

在厚层砂砾岩段，利用AC·CNL，GR/（AC·CNL）划分旋回。而在厚层砂砾岩段之上，由于常规测井曲线幅度差异明显，能较好满足旋回刻画，选取SP和CNL（AC也可作为选择对象，但它的跳跃性比CNL稍大）作为基本曲线进行垂向旋回划分与连井对比。

在短期旋回横向对比时，以容易识别的基准面为基准外推，实现整个区块地层划分与对比，建立高分辨率等时地层格架（见图7）。在平行古冲沟（南北方向）方向上（见图8a），考虑相变因素为主；在垂直古冲沟（东西方向）方向上（见图8b），考虑地层厚度及沉积相变化，并利用高分辨率层序地层学原理，进行连井地层对比［11，17］。对超短期旋回进行组合，以短期旋回为基础，进行横向对比，统一基准面变化。

图7　盐22块连井层序地层对比剖面位置

图8　盐22块连井层序地层对比剖面

地层对比剖面与地震资料层序解释剖面相比，二者所划分的中期旋回界面一致，说明了基于沉积动力分析的旋回识别及层序划分方法在盐22区块得到了可靠的应用。

5　与传统正演划分方法的对比

基于沉积动力分析的旋回识别及地层层序（利用成像测井标定及电测曲线的有效组合）来划分砂砾岩体层系（反演）与传统地震测井标定的层序划分（正演）相比：前者划分的精度较高，能划分超短期旋回，对于沉积期次极为复杂的砂砾岩体内幕划分具有较大的优势，但它主要依靠岩心及测井资料，在勘探早期仅能划分单井高精度旋回，在获得一定程度的测井资料（油藏评价阶段-开发阶段）后，才能展开连井层序划分，建立全区层序格架，它适用于砂砾岩发育区局部精细层序地层对比；后者受地震分辨率的影响，很难将划分精度向短期、超短期旋回接近，无法应用于砂砾岩体内幕的划分，但能够利用地震反射终止关系及少量的测井资料展开区域层序地层划分对比，适用于区域等时地层格架的建立。

6　结束语

针对砂砾岩体岩电关系复杂、划分对比困难的特点，利用FMI资料刻画沉积剖面，并与常规测井资料进行精细对比，发现代表最大沉积动力的扇根主沟道沉积巨砾岩相和代表较小沉积动力的沟道测缘沉积平行层理砂岩或砂泥互层相的常规测井响应突出，容易识别，且发育厚度薄，分别是基准面由下降转为上升和由上升转为下降时的沉积响应，具有沉积学及层序地层学意义。以识别“段”代替识别“面”，利用巨砾岩段和平行层理砂岩或砂泥互层段能够在单井上划分厚层砂砾岩内幕沉积旋回或基准面旋回；在连井剖面上利用高分辨率层序地层学原理，考虑相变及地层厚度变化，实现了砂砾岩短期旋回的精细对比。以上方法在油藏评价—开发阶段建立砂砾岩发育区局部高精度层序地层格架，具有较强的适用性。

［1］杨勇，牛拴文，孟恩，等.砂砾岩体内幕岩性识别方法初探：以东营凹陷盐家油田盐22断块砂砾岩体为例［J］.现代地质，2009，23（5）：987-992.

［2］孙龙德.东营凹陷北部斜坡带沙三—四段砂砾岩体与油气聚集［J］.沉积学报，2003，21（2）：278-282.

［3］高永进.砂砾岩体沉积旋回划分及对比方法：以济阳坳陷盐家地区沙四段上亚段为例［J］.油气地质与采油率，2010，17（6）：6-11.

［4］杨元亮.东营凹陷北部砂砾岩成岩作用及次生孔隙特征［J］.西南石油大学学报：自然科学版，2011，33（2）：55-60.

［5］郑德顺，周璐，程涌，等.东营凹陷盐家地区沙四上段砂砾岩体储层特征［J］.特种油气藏，2013，20（5）：24-27.

［6］宋国奇，郝雪峰，刘克奇.箕状断陷盆地形成机制、沉积体系与成藏规律：以济阳坳陷为例［J］.石油与天然气地质，2014，35（3）：303-310.

［7］闫建平，蔡进功，赵铭海，等.电成像测井在砂砾岩体沉积特征研究中的应用［J］.石油勘探与开发，2011，38（4）：444-451.

［8］张萌，田景春.“近岸水下扇”的命名、特征及其储集性［J］.岩相古地理，1999，19（2）：42-52.

［9］刘家铎，田景春，何建军，等.近岸水下扇沉积微相及储层的控制因素研究：以沾化凹陷罗家鼻状构造沙四段为例［J］.成都理工学院学报，1999，26（4）：365-369.

［10］张占松，张超模.测井资料沉积相分析在砂砾岩体中的应用［J］.石油天然气学报，2007，29（4）：91-93.

［11］李存磊，张金亮，宋明水，等.基于沉积相反演的砂砾岩体沉积期次精细划分与对比：以东营凹陷盐家地区古近系沙四上亚段为例［J］.地质学报，2011，85（6）：1008-1018.

［12］穆星，卢心甫，杨培杰.基于高阶统计量的高分辨率时频分析方法［J］.油气地质与采油率，2009，16（6）：56-59.

［13］赵俊青，纪友亮，夏斌，等.近岸水下扇体系高精度层序地层学研究［J］.沉积学报，2005，23（3）：490-497.

［14］宋亮，苏朝光，张营革，等.陆相断陷盆地陡坡带砂砾岩体期次划分：以济阳坳陷车西洼陷北带中浅层为例［J］.石油与天然气地质，2011，32（2）：222-228.

［15］闫建平，蔡进功，赵铭海，等.考虑岩石结构的砂砾岩有效储层测井判识方法［J］.同济大学学报：自然科学版，2011，39（9）：1365-1372.

［16］杨福成，光兴毅，张放东，等.锡林好来地区复杂储层测井综合识别及应用［J］.断块油气田，2013，20（2）：268-272.

［17］李国永，徐怀民，路言秋，等.准噶尔盆地西北缘八区克下组冲积扇高分辨率层序地层学［J］.中南大学学报：自然科学版，2010，41（3）：1124-1131.

（编辑石爱萍）

New approach to fine division and comparison of glutenite

Fang Zhengwei1，Zhang Liqiang2
（1.Geological Research Institute，Shengli Oilfield Company，SINOPEC，Dongying 257000，China；2.School of Geosciences，China University of Petroleum，Qingdao 266580，China）

By deeply researching the glutenite in Yan 22 Area of Northern Zone，Dongying Depression，this paper explores a set of methods to fine division and correlation of glutenite based on sedimentary dynamic analysis and using conventional logging curve. Comparing with conventional logging responses and sedimentary section depicted by core and imaging logging，it is showed that two kinds of lithofacies have thin thickness and distinctive logging response in the flat background of conventional logging.The massive boulderstone lithofacies representing the largest deposition power have logging responses of high GR，low AC and CNL.They are the sedimentary responses of base level descending to very low point.The parallel bedding sandstone and sand-shale interbed lithofacies representing a relatively small deposition power have logging responses of mid-high GR，high AC and CNL.They are the sedimentary responses ofbase levelrising to very high point.The section easily identified by conventional logging is used to replace the section not easily identified to divide sedimentary cycles（base level cycle）on single well；using high-resolution sequence stratigraphy theory，the lateralcomparison ofthick glutenite is carried out and high resolution chronostratigraphic sequence framework is established.

glutenite；FMI；sedimentary cycle；sequence stratigraphy

国家油气重大专项课题“盆地深层油气运聚成藏过程量化分析与技术方法”（2011ZX05008-004）

TE122.2

A

10.6056/dkyqt201503010

2014-11-16；改回日期：2015-03-13。

方正伟，男，1986年生，助理工程师，2011年毕业于中国石油大学（华东）矿产普查与勘探专业，现从事油气储层综合评价工作。E-mail：slgfzw@163.com。

引用格式：方正伟，张立强.砂砾岩体精细划分与对比新探索［J］.断块油气田，2015，22（3）：314-319. Fang Zhengwei，Zhang Liqiang.New approach to fine division and comparison of glutenite［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2015，22（3）：314-319.