双北地区沙三段层序充填样式与目标选择

刘媛媛

（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦124010）

1 区域地质背景

双北地区是辽河坳陷西部凹陷双台子背斜构造带向北的倾末端，西起杜家台-曙光斜坡低断阶带，东至马南低潜山西翼，北至双155 井区，南至国家级自然保护区边界，面积约100 km2（图1）。双北地区储层较发育，大套厚层远岸湖底扇砂体为油气聚 集提供优质的储集空间，同时，处于清水、盘山两大 生烃洼陷的坡洼过渡部位，成藏地质条件优越。

图1 研究区位置

目前双北地区中浅层沙一段、沙二段、沙三上亚段已取得勘探成果，深层沙三中亚段仍存在较大的勘探潜力，但探井数量有限。本文以经典层序地层学理论为指导[1-2]，以地震层序解析为手段，以有限探井为控制点，对沙三段层序发育特点进行剖析，并在层序发育样式的控制下，总结储层的发育特点，为深层勘探目标选择提供地质依据。

2 层序地层格架建立

双北地区古近系自下而上发育沙河街组沙四段、沙三段、沙二段、沙一段及东营组。根据层序成因、古生物组合特征、岩性组合、电性特征、地震同相轴反射终止关系等因素，在古近系内部共识别出5个区域性的不整合面，划分为4个三级层序。沙三段与其下伏沙四段及上覆沙二段之间均存在较为明显的区域性不整合面，是一个完整的三级层序，在双北地区最大沉积厚度可达2 000 m 左右。

地震层序是指上下统一的、相互连续的、成因上有联系的一套地层，其顶底界面为不整合面或与之相当的整合面，是沉积层序在地震剖面上的反映。地震地层解释工作包括划分地震层序和解释地震相等工作。

本文在地震层序解析过程中，忽略一些层间小断层对层序及地质体的干扰，仅保留同沉积断层及断距较大的断层，以求还原地层沉积时期的发育特点[3]。以过双北地区重点探井及开发井的7 条横测线、两条纵测线进行地震层序解剖，除因构造位置的变化，层序内部特征略有差异外，9 条剖面基本反映了本区层序发育的共同特点，满足对双北地区层序充填样式刻画的要求[4-8]。

沙三段具有丰富的地震反射现象，根据地震同相轴的反射特征可知，沙三中亚段底界对应沙三段层序的初始湖泛面。沙三中亚段内部连续可追踪，上下反射特征发生明显变化的界面为最大湖泛面，地层界面与层序界面具有良好的对应关系，根据层序发育特点对层位解释方案进行调整，最终，全区完全闭合。两级湖泛面将沙三段层序划分为三个体系域：低位体系域（沙三下亚段）、水进体系域（沙三中下亚段）、高位体系域（沙三中上亚段及沙三上亚段）。

低位体系域LST。与下伏沙四段产状明显不同，斜坡坡脚部位见丘型反射地质体，外部形态清晰，内部反射杂乱，为典型的低位扇反射特征（图2）；斜坡部位地震反射同相轴具有中频、中振幅、连续性差的特点，向斜坡下倾方向下超于丘型反射地质体之上，区内未有探井钻遇。

水进体系域TST。形成于盘西同沉积断层活跃期，也是沙三段湖盆的主要扩张期[4]，地层厚度向洼陷方向呈楔状快速增厚。为了提高研究精度，以水进体系域内部较为连续的反射界面为界划分为两个准层序组，即下部的TST-1 准层序组和上部的TST-2 准层序组。其中，下部TST-1 准层序组斜坡低部位见透镜状地质体，内部为低频、中弱振幅、连续性差的地震反射。该地质体内部可分为三期：第一期发育于远岸坡脚部位，第二期退积至斜坡部位，第三期位于前两期叠合的腰部。这种地震反射特征存在两种地质解释模式：滑塌于坡脚的多期滑塌扇沉积和侧缘扇体河道的摆动沉积。上部TST-2准层序组靠近断层一侧，内部为低频、中振幅、连续性较好的地震反射，逐层上超于斜坡之上。向盆地一侧地层呈楔状增厚，同相轴连续性变差，变为杂乱反射。

高位体系域HST。与湖泛面下部地层相比，该套地层反射特征明显发生变化。盘西断层两侧地层平稳增厚，地震反射同相轴具有低频、中弱振幅、连续性好的特征，靠近断层局部可见叠瓦状前积反射，同相轴下超于湖泛面之上。高位体系域可自下而上进一步划分为三个准层序组，分别为HST-1 准层序组、HST-2 准层序组和HST-3 准层序组（图2）。

图2 地震层序解析

3 沉积储层特征

沙三段沉积期，辽河坳陷西部凹陷西斜坡继承性发育扇三角洲-湖底扇-湖泊沉积体系，物源供给充足，扇体规模较大。双北地区位于坡洼过渡部位，处于湖底扇中扇-外扇亚相范围，储集砂体以湖底扇中扇辫状沟道为主，砂岩粒度粗、单层厚度大。根据双北地区连井对比剖面分析（图3），除受埋藏深度影响的低位体系域尚未有探井揭示外，以湖泛面为界，水进体系域与高位体系域的岩性组合及对应的曲线特征具有明显的差异。

3.1 水进体系域（TST）

研究区内仅有8 口钻井，其中6 口钻至TST-2准层序组顶部，两口井钻至TST-1 准层序组。

TST-1 准层序组岩性以砂砾岩、细砂岩与泥岩薄互层为主（图3），砂泥分异性较差。测井曲线幅度变化不大，齿化特征较为明显，说明该套砂体内部分异性差，砂泥混杂，多为重力滑塌作用成因，与其地震杂乱反射特征相符。该段砂岩含量较高，但受埋藏深度影响，处于晚成岩阶段，有效储层占比有所降低，仅局部分异性变好的部位形成有效储层。

已有探井资料表明，TST-2 准层序组上超反射特征对应岩性组合以砂砾岩与泥岩互层为主，测井曲线形态为顶底突变的箱形、底部突变顶部渐变的钟形反射特征，砂泥分异性较好（图3），储层反演结果表明，该组砂岩向洼陷方向延伸较远，向斜坡上倾方向快速尖灭。

3.2 高位体系域（HST）

HST-3 准层序组已有储量发现，目前已进入开发阶段，因此，本次重点针对沙三中亚段上部两准层序组（HST-1、HST-2）展开研究，这两个准层序组岩性组合相似，以砂砾岩与泥岩互层为主，砂泥分异性好，井间对比特征稳定，砂岩含量40%～60%。砂岩段自然电位值低、电阻率值高，曲线形态多为顶底突变的箱形或底部突变、顶部渐变的钟形，泥岩段自然电位值高、电阻率值低，曲线平直，说明沉积时水体相对稳定，泥岩质地较纯。储层反演结果证实，高位体系域砂岩横向较为连续，纵向成层性较好。高位体系域砂岩经过分异后，砂岩泥质含量降低，有效储层厚度明显增大，油气显示较活跃。

双北地区储层岩性组合的变化与层序基准面变化息息相关。水进期为基准面上升期，湖盆水体不断扩张，水体较为动荡，重力滑塌作用多发，辫状沟道稳定性差；扇体分异性差；高位期湖盆水体范围达到最大，较为稳定，湖底扇中扇辫状沟道稳定发育且保存较好，单层砂体厚度增加，储层物性变好；高位体系域末期，受物源供给影响，扇体萎缩，在双北地区发育厚层稳定的湖相泥岩沉积。

4 勘探目标选择

双北地区位于双台子背斜构造带向北的倾末端，其北侧紧邻盘山洼陷，东南侧与清水洼陷相邻，两生烃洼陷在沙三段沉积期彼此连通，发育厚层暗色泥岩，油源充足。在构造形态上，洼中之隆的背斜圈闭有利于本区油气的聚集，同时，本区发育湖底扇中扇辫状沟道厚层砂砾岩储层，形成了双北地区优越的石油地质成藏条件。

图3 双北地区连井剖面

根据对双北地区油气成藏条件的综合分析，明确该区存在两种圈闭类型。第一种圈闭类型为背斜控制下的岩性-构造复合圈闭，双北地区背斜纵向上继承性发育至水进体系域，该区高位体系域顶部沙三上亚段的勘探成果表明此圈闭的有效性，因此，探索中深层的含油气性具有现实意义，且勘探风险小、成功率高。第二种圈闭类型为水进体系域的岩性圈闭，湖泛面之下的水进体系域砂岩上倾尖灭圈闭、砂岩透镜体圈闭较为发育（图4），本区s32 井湖泛面下部的油藏即为砂岩上倾尖灭油藏，为本区下一步向洼陷方向拓展勘探成果的重要方向。

5 结论

（1）双北地区沙三段层序可划分为3个体系域6个准层序组。高位体系域地层厚度稳定增加，地震反射具有低频、中振幅、连续性好的特征；砂岩段测 井曲线以箱形、钟形为主，泥岩段曲线平直；钻井揭示砂砾岩与泥岩互层，砂泥分异性好，砂体延伸较远，井间对比特征稳定。

图4 双北地区预测油藏剖面

（2）水进体系域地层厚度向洼陷方向楔状增厚特征明显，地震反射以高频、中低振幅、连续性差的特征为主，可识别出丘状、透镜状、楔状反射地质体及上超反射地震相；测井曲线齿化特征明显，幅度变化小；钻井揭示砂泥岩混杂，砂泥分异性差，泥质含量高，为滑塌作用成因。

（3）高位体系域以微幅度构造控制下的岩性-构造复合圈闭为勘探目标，水进体系域以砂岩上倾尖灭圈闭及砂岩透镜体圈闭为勘探目标。