北部湾盆地福山凹陷古近系流沙港组沉积体系与隐蔽油气藏预测

发布时间：2017-09-21 11:24

  本文关键词：北部湾盆地福山凹陷古近系流沙港组沉积体系与隐蔽油气藏预测

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【摘要】：福山凹陷位于北部湾盆地东南缘,自新生代以来受多种构造活动因素的综合影响,形成了典型的断陷湖盆,内部构造单元以复杂断块为主。福山油田经过五十多年勘探实践,已成为北部湾盆地的一个重要含油气区,但单纯的构造圈闭勘探已经不能满足油田工业生产的需要,凹陷内部复杂断块控制下的沉积研究的滞后严重制约着隐蔽油气藏的勘探工作。本文充分利用地质、岩心、测井以及覆盖整个研究区的高分辨率三维地震资料,以层序地层学、沉积学、油气地质学等多种理论为指导,结合盆地模拟、地震沉积学等相关技术,在建立三级层序地层格架的基础上,以古近系流沙港组沉积体系研究为主线,依据“点—线—面—体一时”的研究思路,采用动态和静态、整体和局部结合的分析方法,系统地研究了福山凹陷古近系流沙港组沉积相类型及其特征、古沉积背景重建、沉积体系时空演化特征以及主控因素。在此基础上,探讨了福山凹陷古近系流沙港组基于层序地层格架内的岩性油气藏分布规律,最终实现构造-层序-沉积-隐蔽油气藏预测一体化的研究。1.研究区福山凹陷为北部湾盆地东南缘,发育于海南隆起区北部斜坡上的一个次级裂谷型凹陷。福山凹陷按古近系地层的分布范围计算,凹陷总面积约为2920km2,其中位于琼北海南隆起的陆上部分面积有1900km2,滩海部分(水深小于5米)面积140km2,琼州海峡的海域部分(水深大于5米)有880km2。凹陷内新生界最大沉积厚度约9000米。福山凹陷已滚动开发花场油气田、白莲油气田和美台油田,油气产量主要集中在花场—白莲地区,分别占福山油气产量的61.6%和27.8%。本区的产层主要分布在古近系流沙港组和涠洲组,流沙港组为深湖、半深湖相碎屑岩沉积,其中流沙港组一段为目前主力勘探层位,油气产量百分比高达47.2%。主要的探井和评价井共有269口,大部分均有不同级别的油气显示。2.通过对福山凹陷不同构造带42口重点钻井岩芯资料的沉积构造、沉积序列、粒度特征,全区300多口井测井资料的电性组合特征,结合区域沉积背景,垂向沉积序列和沉积相共生关系,识别出辫状河三角洲相、扇三角洲、湖泊相三种沉积相类型,并进一步划分为7种亚相和17种沉积微相。选取6口代表性钻井,以岩心、岩屑、钻井岩性、沉积相、古生物及测井曲线为基础资料,辅以各种分析、化验、测试资料综合研究判断,对单井的垂向沉积充填序列及相互叠置关系进行研究。3.采用地层的定量“回剥技术”,通过计算盆地的沉降量恢复盆地发育某一时期的原始地貌形态,再结合盆地的构造、层序地层和沉积体系的分析确定了福山凹陷古近系流沙港组三个三级层序沉积前的古地貌,并通过应用Discovery软件描绘古地貌平面等深图,同时又利用Petrel三维建模软件对古地貌进行了立体展示,力求使古地貌的成果表征更为直观和精细。整体上,从SQEls3层序到SQEls1层序,古地貌起伏明显呈幕式变化,沟谷纵横发育,凹陷分割性很强。通过沉降速率平面图与古地貌图的对比,可以看出,沉降速率中心即古凹陷的中心,沉降速率越大,古凹陷越深,而沉降速率小的地方,则为相对凸起的地带；沉降中心迁移,则古凹陷深度中心随之迁移。分析得出五种典型构造-古地貌样式。4.采用沉降史分析及构造古地貌恢复宏观把控物源区与沉积区,利用地震反射特征勾绘物源在盆内进积方向,结合砂体等厚图和含砂率等值线图精细描绘物源分支,从不同角度、不同层次厘定并精细分析了福山凹陷流沙港组古物源体系。基于地震沉积学研究在工区内识别出8种主要的地震相类型。采用稀疏脉冲反演法对主要测线进行波阻抗反演,再以关键层序界面为顶底板对6个目的层段进行了地震属性(VarianceInAmplitude和CCP2)提取,以及暖色高值区与地质资料的综合分析,最终确定了研究区流沙港组主要发育四大物源体系,分别为：南部海南隆起物源区、西部临高凸起物源区、东部云龙凸起物源区和北部物源区。5.依据“点-线-面-体-时”的思路,在岩心观察和单井沉积微相综合柱状图研究基础之上,通过层序地层格架的约束,选取了7条N-S方向、3条W-E方向覆盖全区的区域大剖面进行二维剖面的井间相对比,结合地震相特征在同一层序内进行沉积相、亚相和微相的划分改变了单一依靠“粗对粗、细对细”的传统砂体对比方法,以此来分析沉积砂体的剖面分布特征。具体研究内容有以下四个方面：1)通过三维地震反射分析各层序物源体系特征及沉积相的展布方向,以及最大湖泛面的确定；2)通过斜坡的陡缓和断裂的产状分析各个体系域砂体的连通及阻隔特征；3)将岩心及单井沉积微相分析投射到砂体中,以此核查确认所属沉积相及微相类型；4)建立层序地层格架下的沉积体系连井剖面,并进行横向对比,与相交联井剖面实现闭合,精细刻化凹陷内主要构造带的同沉积断面图,为沉积体系平面展布研究提供详实可靠的基础。6.重建了福山凹陷流沙港组沉积体系,并对其平面展布特征进行分析：1)层序SQEls3发育时期,福山凹陷处于盆地发育的裂陷初期,断裂活动开始逐渐发育,盆地扩张,水体范围扩大,沉积物的供给仍很充足,但由于盆地范围的扩大,凹陷中心表现为欠补偿沉积。该时期,沉积体系发生明显变化,由长流组时期冲积-河流相向湖泊相转化：2)层序SQEls2发育时期,福山凹陷处于区域湖扩时期,湖水范围迅速扩大,同时受美台断层强烈活动,盆地快速沉降,因而该时期盆地主要以湖泊体系为主；3)层序SQElsl发育时期,由于海南隆起大幅隆升,福山凹陷物源供给再次增强,南部斜坡广大区域处于剥蚀区,沉积体系分布范围明显向北迁移。7.细致刻画了福山凹陷流沙港组各个沉积体系的时空演化特征及沉积模式：1)福山凹陷的扇三角洲主要发育在SQEls2和SQElsl,平面上分布在西部临高断裂下降盘和东部长流断裂的下降盘以及中部花场次凸的断控陡坡带,其平原亚相特征不明显,相带展布较窄；而近岸水下扇发育于中部花场次凸的两侧断控陡坡带下盘,由于是北部物源运至花场次凸而形成的二次沉积,碎屑颗粒较盆缘扇三角洲细,规模较小；2)辫状河三角洲前缘沉积是福山凹陷流沙港组时期三角洲沉积体系的最活跃主体,由于盆地短轴方面斜坡陡缓程度的差异所造成的不对称性断陷盆地,使得三角洲出现东西分段,南北分带的特点。由凹陷南侧注入的4套湖盆水系沿南部斜坡带依次形成了4个三角洲砂体：3)在前阶段以划分的四个重力流岩相类型基础上,通过连井和大范围的砂层特征对比分析得出了两种主要的岩相组合类型,西部为以浊流沉积为主的湖底扇沉积,东部以砂质滑塌、砂质碎屑流沉积为主。8.分析了福山凹陷古近系流沙港组沉积体系的主控因素：1)沉积充填过程与构造活动紧密相关。流三段沉积期由于沉降与伸展作用的同时加强,全区低位、湖扩、高位体系域均有发育；流二段时期,凹陷强烈沉降,进入区域湖扩时期,沉降速率大于沉积速率,沉积了一套巨厚的暗色泥质烃源岩：流一段沉积期对应裂陷Ⅲ幕,断层活动减弱,湖盆萎缩,除北部深凹区外,凹陷南部斜坡上部大部分均遭受剥蚀；东部地区低位体系域发育范围小,高位扇三角洲发育范围广泛；2)应用Petrel三维建模软件对古地貌和沉积体系展布进行耦合分析,以分析古地貌与沉积体系的匹配关系和耦合规律；3)揭示古地貌、层序样式与沉积体系的耦合关系：福山凹陷受主构造带的控制,其形态呈现长、短轴之分,形成了纵向和横向不同的沉积体系。盆地边缘坡折带类型控制三角洲的平面展布形态,在湖盆的短轴方向,坡度越陡,沉积物在横向分布局限,受波浪作用改造较强；反之坡度越缓,沉积物分布范围广,受波浪作用改造较弱,河流的作用较强：4)不同层序时期(体系域)三角洲的也呈现出不同的沉积特征,如SQE1s1LST时期由于湖盆水体相对较低,湖岸线多向盆地方向迁移,导致南部斜坡带辫状河三角洲向盆进积明显,沉积物向湖搬运较远,河道的作用较强,三角洲外形呈鸟足状分布。而SQEls1HST时期,由于岸线变化较小,水位较高,南部斜坡带辫状河三角洲总体以加积与进积为主,波浪与河流共同影响三角洲的形成与发育,三角洲外观形态通常多呈朵叶状。9.通过对福山凹陷古近系流沙港组成藏条件及层序地层格架下油气成藏规律的研究,总结出该区域主要隐蔽油气藏圈闭类型和成藏模式,并预测了4个主要的隐蔽油气藏圈闭：1)花场次凸构造变换带;2)西部皇桐深凹区；3)东部白莲次凹区的砂质碎屑流沉积和云龙凸起断控陡坡带；4)临高凸起断控陡坡带。这将服务福山凹陷隐蔽油气藏勘探,丰富陆相盆地油气勘探理论,对中国东部的众多相同背景的陆相断陷盆地油气勘探研究具有借鉴意义。
【关键词】：福山凹陷 沉积体系 地震沉积学 深水重力流 隐蔽油气藏
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P618.13;P534.6
【目录】：

• 作者简介6-8
• 摘要8-11
• ABSTRACT11-19
• 第一章 绪论19-35
• §1.1 选题来源和意义19-20
• 1.1.1 选题来源19
• 1.1.2 选题的目的19
• 1.1.3 选题的意义19-20
• §1.2 选题的国内外研究现状、发展趋势及存在问题20-32
• 1.2.1 选题的研究现状20-30
• 1.2.2 研究区研究现状及存在问题30-32
• §1.3 研究思路、研究内容与研究方法32-33
• §1.4 完成主要工作量33-34
• §1.5 论文创新点34-35
• 第二章 福山凹陷区域及油气地质特征35-42
• §2.1 区域地质构造背景35-39
• 2.1.1 北部湾盆地区域地质特征35-36
• 2.1.2 福山凹陷构造地质特征36-39
• §2.2 层序地层发育特征39-41
• 2.2.1 地层发育特征39-40
• 2.2.2 层序地层特征40-41
• §2.3 石油地质特征41-42
• 第三章 福山凹陷古近系流沙港组沉积相类型及其特征42-63
• §3.1 福山凹陷流沙港组沉积相类型43-55
• 3.1.1 辫状河三角洲沉积相43-48
• 3.1.2 扇三角洲沉积相48-49
• 3.1.3 深湖相49-55
• §3.2 福山凹陷流沙港组单井沉积相分析55-63
• 3.2.1 西部单井分析56
• 3.2.2 中部单井分析56-60
• 3.2.3 东部单井分析60-63
• 第四章 福山凹陷古近系流沙港组沉积背景分析63-95
• §4.1 福山凹陷流沙港组沉降史分析63-72
• 4.1.1 沉降史分析原理63-64
• 4.1.2 沉降史模拟参数的选取与数据采集64-65
• 4.1.3 沉降速率垂向分布特征65-69
• 4.1.4 沉降速率平面分布特征69-72
• §4.2 福山凹陷流沙港组古地貌恢复72-78
• 4.2.1 古地貌恢复的原理与方法72
• 4.2.2 关键界面古地貌特征72-74
• 4.2.3 古地貌样式分析74-78
• §4.3 福山凹陷流沙港组物源体系分析78-95
• 4.3.1 砂分散体系分析78-84
• 4.3.2 地震沉积学分析84-94
• 4.3.3 物源体系厘定94-95
• 第五章 福山凹陷古近系流沙港组沉积体系重建及其空间展布特征95-129
• §5.1 福山凹陷流沙港组连井剖面沉积体系分布特征95-105
• 5.1.1 N-S方向剖面沉积体系分布特征96-102
• 5.1.2 W-E方向剖面沉积体系分布特征102-105
• §5.2 福山凹陷流沙港组沉积体系平面展布特征105-110
• 5.2.1 SQEls3时期沉积体系平面展布特征105-107
• 5.2.2 SQEls2时期沉积体系平面展布特征107-108
• 5.2.3 SQEls1时期沉积体系平面展布特征108-110
• §5.3 福山凹陷流沙港组沉积体系时空演化特征110-129
• 5.3.1 扇三角洲沉积体系时空演化特征110-116
• 5.3.2 辫状河三角洲沉积体系时空演化特征116-123
• 5.3.3 深水重力流沉积体系时空演化特征123-129
• 第六章 福山凹陷古近系流沙港组沉积体系主控因素分析129-138
• §6.1 沉降特征对沉积体系的控制作用129-131
• 6.1.1 SQEls3层序沉降特征对沉积体系的控制129-130
• 6.1.2 SQEls2层序沉降特征对沉积体系的控制130
• 6.1.3 SQEls1层序沉降特征对沉积体系的控制130-131
• §6.2 古地貌对沉积的控制作用131-138
• 6.2.1 古地貌控制因素的理论分析131-132
• 6.2.2 古地貌与沉积体系的配置关系研究132-135
• 6.2.3 古地貌、层序样式与沉积体系的耦合关系135-138
• 第七章 福山凹陷古近系流沙港组隐蔽油气藏预测138-153
• §7.1 福山凹陷成藏条件分析138-142
• 7.1.1 烃源岩特征及评价138-141
• 7.1.2 生储盖组合特征141-142
• §7.2 层序地层格架下的油气分布规律142-145
• 7.2.1 沉积层序中油气藏分布规律142-143
• 7.2.2 体系域中油气藏富集规律143-144
• 7.2.3 平面分布特征144-145
• §7.3 福山凹陷隐蔽油气藏预测145-153
• 7.3.1 隐蔽油气藏类型145-147
• 7.3.2 成藏模式分析147-150
• 7.3.3 隐蔽油气藏预测150-153
• 第八章 主要结论153-156
• 致谢156-157
• 参考文献157-164

【参考文献】

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