松辽盆地古龙凹陷青一段沉积特征及有利勘探区

陈方文¹，卢双舫¹，黄振凯²，王文文³，谢舟³，肖红³

(1. 中国石油大学(华东) 非常规油气与新能源研究院，山东 青岛，266580；

2. 中国石油勘探开发研究院，北京，100083；

3. 东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆，163318)

摘 要：

序地层学原理建立松辽盆地古龙凹陷青山口组地层格架，结合岩心、测井、录井和地震反演等对古龙凹陷青一段沉积特征进行研究。研究结果表明：古龙凹陷青山口组地层划分为3个中期旋回和6个短期旋回，其中青一段地层对应1个中期下降半旋回(MSC1)和2个短期旋回(SSC1和SSC2)；青一段地层主要发育湖泊三角洲、湖底扇和湖泊等沉积体系，凹陷西侧湖泊三角洲体系范围和规模比凹陷东侧湖泊三角洲体系的大，短期旋回SSC1中湖泊三角洲体系的范围要比SSC2的略大，而湖底扇体系的规模则要比SSC2的略小；在凹陷中心湖底扇沉积区域有利于形成砂岩透镜体油藏，在凹陷两侧三角洲前缘发育区域主要寻找断层-岩性油藏。

关键词：

松辽盆地；古龙凹陷；青一段；沉积特征；砂岩透镜体油藏；断层-岩性油藏；

中图分类号：TE121       文献标志码：A         文章编号：1672-7207(2013)05-1955-09

Sedimentary characteristics and favorable exploration zone of K₁qn¹ in Gulong Depression of Songliao Basin

CHEN Fangwen¹, LU Shuangfang¹, HUANG Zhenkai², WANG Wenwen³, XIE Zhou³, XIAO Hong³

(1. Institute of Unconventional Hydrocarbon and New Energy Sources, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China;

2. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Beijing 100083, China;

3. College of Earth Sciences, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China)

Abstract: Based on the principle of high resolution sequence stratigraphy, the formation framework of the Qingshankou group in Gulong Depression in Songliao Basin was established. Combined with the core, well logging, logging and seismic inversion, sedimentary characteristics of K₁qn¹ in Gulong Depression were researched. The results show that the Qingshankou formation in Gulong Depression is divided into three medium term cycles and six short term cycles, of which K₁qn¹ occupies one medium falling semi-cycle(MSC1) and two short term cycles(SSC1 and SSC2). The predominant sedimentary systems of K₁qn¹ in Gulong Depression are lake delta, sublacustrine fan and lake. The scope and scale of lake delta system in the west side of Gulong Depression is bigger than those of the east. The scope of the lake delta system in SSC1 is bigger than that of SSC2, while the scale of sublacustrine fan of SSC1 is smaller than that of SSC2. Sublacustrine fan area is propitious to form sandstone lens reservoirs in the centre of the depression. Delta front is a good area to find fault-lithological reservoirs on both sides of Gulong Depression.

Key words: Songliao Basin; Gulong Depression; K₁qn¹; sedimentary characteristic; sandstone lens reservoirs; fault-lithological reservoirs

自1966年Levorsen^[1]提出隐蔽圈闭勘探以来，国内外许多含油气盆地都加强了对地层不整合、岩性、断层-岩性及古地貌等隐蔽圈闭的油气勘探和预测^[2-4]。在我国东部盆地，特别是在松辽盆地随着勘探程度的提高，油气勘探难度不断加大，近年来勘探思路发生重大转变。从寻找传统构造圈闭向岩性圈闭转变，从开采常规储层向开采烃源层转变，从开发高、中品位油气资源向开采低品位油气资源转变。岩性油气藏和断层-岩性油气藏已成为重要的勘探对象以及增加油气储量的重要发展方向。按照含油盆地(或凹 陷)内隐蔽油藏与构造油藏在资源总量和油气分布上具有互补性的观点^[5]，应该在松辽盆地古龙凹陷青一段地层中重点寻找隐蔽油藏。但是，该研究目前相对滞后，为此，本文作者通过研究松辽盆地古龙凹陷青一段沉积特征，分析有利于形成砂岩透镜体油藏和断层-岩性油藏的区域，以便对勘探开发隐蔽油藏提供帮助。

1  研究区概况

古龙凹陷位于松辽盆地中央坳陷区西部，齐家—古龙凹陷的南段，是盆地的二级构造单元，面积约为3 700 km²，是一个长期发育的继承性凹陷，东西两侧分别为大庆长垣和龙虎泡大安阶地(图1)。

古龙凹陷沉积地层由断陷构造层、坳陷构造层和反转构造层组成，由老到新依次为下白垩统火石岭组、沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组；上白垩统青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组、明水组；古近系依安组；新近系大安组、泰康组等^[6]。其中，青山口组泥岩是古龙凹陷中浅层主要源岩层之一^[6-7]，其内部青二三段高台子油层和下伏泉头组三四段扶杨油层及上覆姚家组葡萄花油层、萨尔图油层均是主要的产油层位(图1)。目前，对古龙凹陷青一段地层主要作为烃源岩进行评价和研究，而对其内部砂岩透镜体油藏和断层-岩性油藏的研究较少。

图1 古龙凹陷地层系统及青山口组底面构造

Fig.1  Stratigraphic column and underside tectonic of Qingshankou Formation in Gulong Depression

2  沉积特征

2.1  高分辨率层序格架

2.1.1  基准面旋回划分

Cross等^[8]提出的高分辨率层序地层学认为受海(湖)平面、构造沉降、沉积物补给、沉降负荷补偿、沉积地形等综合因素控制的沉积基准面是控制层序形成并对其进行划分、对比的主要依据。高分辨率层序地层学是以岩心、露头、测井和高分辨率三维地震为基础,以多级次基准面旋回为参照面，进行高精度等时对比的有力工具。识别地层中不同级次基准面旋回是进行高精度等时地层对比和建立高分辨率时间-地层格架的关键。按照基准面旋回的岩性变化特征^[9]，并参考文献[10]对松辽盆地中浅层的层序研究成果，将古龙凹陷青山口组划分为3个中期旋回(MSC1~MSC3)和6个短期旋回(SSC1~SSC6)，划分结果如图2所示。

中期旋回MSC1为1个基准面下降半旋回，对应于青一段地层，其底界为最大湖泛面，沉积三套油页岩，顶界与青一段地层顶面界线一致，沉积一套泥质粉砂岩。中期旋回MSC2为1个基准面先上升后下降的对称旋回，对应于青二三段下部地层，其底界与青一段地层顶面界线一致，顶、底界面处均沉积粉砂质泥岩。中期旋回MSC3也是1个基准面先上升后下降的对称旋回，对应于青二三段上部地层，顶、底界面处沉积粉砂质泥岩，顶界与青二三段地层顶面界线一致。依据岩心、录井等岩性特征，结合测井曲线将MSC1，MSC2和MSC3共3个中期旋回各划分为2个对称的短期旋回(SSC1~SSC6)。每个短期旋回都由粒度向上变小、电阻率曲线呈齿化钟形的正旋回和粒度向上变粗、电阻率曲线呈齿化漏斗形的反旋回组成(见图2，古122井位置见图1)。

图2  古龙凹陷古122井青山口组地层中—短期旋回划分

Fig.2  Short term to medium term base-level cycle in Qingshankou Formation of Gu122 well in Gulong Deression

2.1.2  层序地层对比格架

高分辨率层序地层对比包括岩石与岩石对比，岩石与界面对比和界面与界面对比，而不是简单的厚度对比和岩性地层对比^[11]。在单井高分辨率层序地层划分的基础上，绘制近东西向的连井剖面进行层序地层划分与对比，建立古龙凹陷青山口组高分辨率层序地层对比格架。

连井剖面见图3。从图3可见：古龙凹陷青山口组地层各级次基准面旋回具有很强的稳定性，发育厚度存在一定差异，整体上具有由西向东逐渐变厚的趋势，各级次基准面旋回约在古122井附近达到最厚；凹陷两侧的砂岩比凹陷中心发育，青山口组底部识别标志为3套油页岩^[12-13]，这3套油页岩在英31井以东地区较发育，在该井以西地区则不发育。

2.2  沉积体系类型识别

结合岩心、测井、录井和地震反演等资料，在古龙凹陷青一段地层识别出湖泊三角洲、湖底扇和湖泊等主要沉积体系^[14-15]。

2.2.1  湖泊三角洲体系

湖泊三角洲是沉积物经河流长距离搬运入湖形成，主要分布在滨湖至浅湖水域。湖泊三角洲体系砂体较发育，是油气储集层发育的重要场所^[16-17]。古龙凹陷青一段湖泊三角洲分布范围广，是主要的沉积体系之一，主要包括三角洲前缘和前三角洲沉积。

三角洲前缘是三角洲最活跃的沉积中心，平面上呈朵状向湖泊伸张，包括水下分支河道、水下天然堤和支流间湾等沉积微相。水下分支河道为湖泊三角洲的水下延伸部分，主要沉积灰白色、浅灰色粉砂岩，垂向上表现为粒度向上变小的正旋回，发育小型槽状交错层理和小型斜层理等沉积构造，底部具有较明显的冲刷面(图4(a)和4(b))。水下天然堤紧邻水下分流河道，主要沉积灰色粉砂岩和灰色泥岩的薄互层，垂向上也表现为粒度向上变细的正旋回，发育小型斜层理和水平层理等沉积构造(图4(c))。支流间湾是水下分支河道之间的区域，水动力较弱，主要沉积灰色泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，具有虫孔等(图4(d))。

图3  英39~古138井青山口组地层高分辨率层序地层对比剖面(AA′剖面)

Fig.3  Correlation framework of high-resolution sequence stratigraphy of Qingshankou Formation from Ying39 to Gu138 wells (AA′ setction)

图4  古龙凹陷青山口组典型岩心沉积特征

Fig.4  Core characteristics of Qingshankou Formation in Gulong Depression

前三角洲是三角洲前缘之外靠近深湖—半深湖的部分，主要沉积灰黑色粉砂质泥岩夹薄层粉砂岩，常发育水平层理(图4(e))。

湖泊三角洲砂体在地震反演剖面上呈典型的“扫帚状”特征，代表三角洲前缘和前三角洲沉积，见图5。

2.2.2  湖底扇体系

湖底扇主要包括浊积水道、水下滑塌和浊积砂体。湖底扇以泥岩和粉砂质泥岩为主，夹灰色粉砂岩，具有变形构造(图4(f)，4(g)和4(h))。地震反演剖面显示湖底扇一般孤立分布于凹陷中心和斜坡处，其下伏、上覆地层均为厚层泥岩，见图5。

2.2.3  湖泊体系

湖泊体系一般包括水体逐渐变深的滨湖、浅湖、深湖—半深湖沉积。本文主要对深湖—半深进行分析。深湖—半深湖主要沉积灰黑色泥岩，发育水平层理、块状层理，具有黄铁矿等次生矿物，含植物碳屑、介形虫、壳类等化石(图4(i)~(l))。深湖—半深湖在地震反演剖面上分布范围广(见图5)，是古龙凹陷青山口组地层的沉积主体之一。

2.3  沉积体系时空分布特征

结合测井、录井和地震反演资料，分析短期旋回SSC1和SSC2的砂岩厚度分布情况和沉积体系特征，分别见图6和图7。古龙凹陷青一段沉积体积剖面图见图8。古龙凹陷青一段地层主要发育湖泊三角洲和湖泊体系，局部地区发育湖底扇体系。受英台物源和北部物源影响，分别在古龙凹陷的西侧和东侧形成湖泊三角洲沉积体系，并在湖泊三角洲体系之外靠近凹陷中心的区域形成湖底扇沉积体系。

图5  英62—古621井青山口组地层地震反演剖面(BB′剖面)

Fig.5  Seismic inversion profile of Qingshankou Formation from Ying62 to Gu621 wells (BB′ section)

图6  古龙凹陷青一段地层砂岩厚度平面分布

Fig.6  Isopach maps of sandbodies of K₁qn¹ Formation in Gulong Depression

图7  古龙凹陷青一段沉积体系平面分布

Fig.7  Distribution of depositional systems of K₁qn¹ Formation in Gulong Depression

图8  古龙凹陷青一段沉积体系剖面图

Fig.8  Profile depositional systems of K₁qn¹ Formation in Gulong Depression

在短期旋回SSC1沉积时期，地震反演剖面和砂体厚度平面分布图显示：古龙凹陷西侧为缓坡带、东侧为陡坡带；凹陷西侧三角洲沉积体系范围和规模比凹陷东侧三角洲沉积体系的大；古龙凹陷中部分布若干个厚度较小(小于3m)的朵状湖底扇砂体，如英202、英13、古621和古534等井区(图5、图6(a)和图7(a))。在短期旋回SSC2沉积时期，地震反演剖面和砂体厚度平面分布图显示：西侧三角洲沉积体系砂体范围和规模比凹陷东侧的大；凹陷东、西两侧三角洲沉积体系砂体分布范围和规模相对短期旋回SSC1减小；凹陷中部湖底扇分布范围相对SSC1增大(图5、图6(b)、图7(b))。

3  勘探有利区

通过分析古龙凹陷青一段沉积特征，认为研究区青一段勘探有利区包括：(1) 古龙凹陷中心湖底扇发育区域，在短期旋回SSC1和SSC2中湖底扇体系所沉积的泥质粉砂岩、粉砂质泥岩或粉砂岩在平面上呈朵状展布，剖面上为透镜状(图7和图8)，并且该沉积体被良好的烃源岩包围，有利于形成砂岩透镜体油藏；(2) 古龙凹陷东、西两侧三角洲前缘发育区域，在短期旋回SSC1和SSC2中三角洲前缘沉积砂体在平面上呈条带状平行于凹陷边缘分布，剖面上为扫帚状，与上倾方向具有封闭性的断层相匹配，有利于形成断层-岩性油藏(见图7和图8)。

4  结论

(1) 古龙凹陷青山口组地层由3个中期旋回和6个短期旋回组成，其中青一段地层对应1个中期下降半旋回(MSC1)和2个短期旋回(SSC1和SSC2)。

(2) 古龙凹陷青一段地层主要发育湖泊三角洲、湖底扇和湖泊等沉积体系；古龙凹陷西侧湖泊三角洲体系范围和规模比凹陷东侧湖泊三角洲体系的大；短期旋回SSC1中湖泊三角洲体系的范围要比SSC2的略大，而湖底扇体系的规模则要比SSC2的略小。

(3) 古龙凹陷中心湖底扇沉积区域有利于形成砂岩透镜体油藏，在凹陷东、西两侧三角洲前缘发育区域主要寻找断层-岩性油藏。

参考文献：

[1] Levorsen A I. The obscure and subtle trap[J]. AAPG Bull, 1966, 50(10): 2058-2067.

[2] Berg R R. Capillary pressures in stratigraphic traps[J]. AAPG Bull, 1975, 59(6): 939-956.

[3] 李丕龙, 张善文, 宋国奇, 等. 断陷盆地隐蔽油气藏形成机制：以渤海湾盆地济阳坳陷为例[J]. 石油实验地质, 2004, 26(1): 3-10.

LI Peilong, ZHANG Shanwen, SONG Guoqi, et al. Forming mechanism of subtle oil pools in fault basins: Taking the Jiyang Depression of the Bohaiwan Basin as an example[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2004, 26(1): 3-10.

[4] 袁选俊, 薛良清, 池英柳, 等. 坳陷型湖盆层序地层特征与隐蔽油气藏勘探: 以松辽盆地为例[J]. 石油学报, 2003, 24(3): 11-15.

YUAN Xuanjun, XUE Liangqing, CHI Yingliu, et al. Sequence stratigraphic and subtle trap characteristics of lacustrine depression basin[J]. Acta Petrolei Sinica, 2003, 24(3): 11-15.

[5] 杜金虎, 易士威, 张以明, 等. 二连盆地隐蔽油藏勘探[M]. 北京: 石油工业出版社, 2003: 34-48.

DU Jinhu, YI Shiwei, ZHANG Yiming, et al.The exploration of subtle reservoir in Erlian Basin[M]. Beijing: Petroleum Industry Press, 2003: 34-48.

[6] 卢双舫, 许凤鸣, 申家年, 等. 松辽盆地齐家古龙凹陷凝析油气藏成因[J]. 地球科学, 2007, 32(2): 209-212.

LU Shuangfang, XU Fengming, SHEN Jianian, et al. Origin of condensate oil/gas reservoir: A case study in QijiaGulong Depression of Songliao Basin[J]. Earth Science, 2007, 32(2): 209-212.

[7] 卢双舫, 李娇娜, 刘绍军, 等. 松辽盆地生油门限重新厘定及其意义[J]. 石油勘探与开发, 2009, 36(2): 166-173.

LU Shuangfang, LI Jiaona, LIU Shaojun, et al. Oil generation threshold depth of Songliao Basin: revision and its significance[J]. Petroleum Exploration and Development, 2009, 36(2): 166-173.

[8] Cross T A, Lessenger M A. Sediment volume partitioning: Rationale for stratigraphic model evaluation and high-resolution stratigraphic correlation[C]//Gradstein F M, Sandvik K O, Milton N J. Sequence Stratigraphy Concepts and Applications. NPF Special Publication 8, 1998: 171-195.

[9] 郑荣才, 彭军, 吴朝容. 陆相盆地基准面旋回的级次划分和研究意义[J]. 沉积学报, 2001, 19(2): 249-255.

ZHENG Rongcai, PENG Jun, WU Chaorong. Grade division of baselevel cycles of terrigenous basin and its implications[J]. Acta Sedmentologica Sinica, 2001, 19(2): 249-255.

[10] 辛仁臣, 张翼, 张春卉, 等. 松辽盆地中部含油组合高精度层序地层格架分析[J]. 地层学杂志, 2008, 32(4): 389-396.

XIN Renchen, ZHANG Yi, ZHANG Chunhui, et al. High resolution sequence stratigraphic framework for the middle oil bearing beds in the Songliao Basin[J]. Journal of Stratigraphy, 2008, 32(4): 389-396.

[11] 邓宏文, 王洪亮, 祝永军, 等. 高分辨率层序地层学原理及应用[M]. 北京: 地质出版社, 2002: 49-50.

DENG Hongwen, WANG Hongliang, ZHU Yongjun, et al. High resolution sequence stratigraphyprinciple and application[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2002: 49-50.

[12] 冯子辉, 方伟, 王雪, 等. 松辽盆地海侵制约油页岩形成的微体古生物和分子化石证据[J]. 中国科学D辑: 地球科学, 2009, 39(10): 1375-1386.

FENG Zhihui, FANG Wei, WANG Xue, et al. Microfossils and molecular records in oil shales of the Songliao Basin and implications for paleodepositional environment[J]. Sci China Ser Dearth Sci, 2009, 52(10): 1559-1571.

[13] 黄清华, 张文婧, 贾琼, 等. 松辽盆地上、下白垩统界线划分[J]. 地学前缘, 2009, 16(6): 77-84.

HUANG Qinghua, ZHANG Wenjing, JIA Qiong, et al. On the division of UpperLower Cretaceous boundary in Songliao Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2009, 16(6): 77-84.

[14] 王建功, 王天琦, 张顺, 等. 松辽坳陷盆地水侵期湖底扇沉积特征及地球物理响应[J]. 石油学报, 2009, 30(3): 361-366.

WANG Jiangong, WANG Tianqi, ZHANG Shun, et al. Sedimentary characteristics and geophysical response of sublacustrine fan during Transgress Period in Songliao Basin[J]. Acta Petrolei Sinica, 2009, 30(3): 361-366.

[15] 蔡希源, 辛仁臣. 松辽坳陷深水湖盆层序构成模式对岩性圈闭分布的控制[J]. 石油学报, 2004, 25(5): 6-10.

CAI Xiyuan, XIN Renche. Architectural model of sequence stratigraphy controlling the distribution of lithotrap in deepwater lake of Songliao Depressive Basin[J]. Acta Petrolei Sinica, 2004, 25(5): 6-10.

[16] Johnson C L, Graham S A. Sedimentology and reservoir architecture of a Synrift Lacustrine Delta, Southeastern Mongolia[J]. Journal of Sedimentary Research, 2004, 74(6): 770-785.

[17] 廖远涛, 王华, 王家豪, 等. 黄骅坳陷中区古近系东营组沉积特征及有利勘探区带预测[J]. 古地理学报, 2009, 11(5): 561-572.

LIAO Yuantao, WANG Hua, WANG Jiahao, et al. The Paleogene Dongying Formation in central area of Huanghua Depression: depositional characteristics and prediction of favorable exploration area[J]. Journal of Palaeogeography, 2009, 11(5): 561-572.

(编辑  陈灿华)

收稿日期：2012-05-18；修回日期：2012-07-23

基金项目：国家重点基础研究研究发展规划(“973”计划)前期专项(2011CB211701)；国家自然科学基金资助项目(41172134)

通信作者：陈方文(1984-)，男，湖北仙桃人，博士，从事油气藏形成与资源评价研究；电话：0532-86983191；E-mail: cfwdqpi@163.com

摘要：利用高分辨率层序地层学原理建立松辽盆地古龙凹陷青山口组地层格架，结合岩心、测井、录井和地震反演等对古龙凹陷青一段沉积特征进行研究。研究结果表明：古龙凹陷青山口组地层划分为3个中期旋回和6个短期旋回，其中青一段地层对应1个中期下降半旋回(MSC1)和2个短期旋回(SSC1和SSC2)；青一段地层主要发育湖泊三角洲、湖底扇和湖泊等沉积体系，凹陷西侧湖泊三角洲体系范围和规模比凹陷东侧湖泊三角洲体系的大，短期旋回SSC1中湖泊三角洲体系的范围要比SSC2的略大，而湖底扇体系的规模则要比SSC2的略小；在凹陷中心湖底扇沉积区域有利于形成砂岩透镜体油藏，在凹陷两侧三角洲前缘发育区域主要寻找断层-岩性油藏。