第六章--层序地层学在油气勘探中的应用-层序地层学-及其在油气勘探中的应用-教学ppt课件.ppt

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1、层序地层学及其在油气勘探中的应用,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,引 言,层序地层学作为一门崭新的沉积地质学和油气勘探理论，它在许多方面突破了旧的地层学的框框，对地层的研究从传统的岩性描述进入到对其成因的追溯和分析，对地层形成的控制因素，垂向地层组合和横向展布模式提出了全新的认识。在方法上，它强调研究资料的综合性和研究内容的综合性；强调充分利用钻井、地面露头、测井、地震以及其它一切可以利用的地质、地球物理和地球化学资料，使其相互补充和完善，以求得尽可能客观的、全面的综合性研究；强调将地层、构造、沉积和油气成藏条件相结合，将油气勘探作为一个系统工程，进

2、行多学科的综合研究。以层序地层学作指导，可对沉积盆地的地层层序、构造演化、沉积体系、沉积环境和油气成藏条件作出系统的研究，在纵向上确定出有利于形成油气藏的层序，在横向上圈定出有利的油气勘探区带和预测油气藏，提高钻探成功率，达到获得最佳经济效益的目的。,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,一、层序地层学在地层分层中的应用,传统的地层划分，主要是以地层的岩性、颜色、沉积特征、矿物组合、岩石特征、古生物、地球物理测井等为依据，对地层进行划分与对比的。由于沉积地层的岩性特征、颜色、古生物、测井曲线特征等相近或相似，反映了相同或相近的沉积环境，而相同沉积环境的地层在横向上往往具有穿时性，尤其在较大范围

3、。试想某一盆地，某一时期沉积的地层，其岩性、颜色、沉积特征，矿物组合等在横向上必然发生变化，往往盆地中心水体相对深、粒度细、泥岩颜色相对深、砂泥岩比率低；而盆地边部水体相对浅粒度相对粗、泥岩颜色相对浅、砂泥岩比率相对高。如果按照相同的岩石物理特征来进行地层分层，去恢复盆地沉积发育史，将出现许多矛盾。例如，松辽盆地嫩江组二段地层的特征是，灰黑、黑色泥岩、页岩，上部夹薄层灰、灰白色泥质粉砂岩、粉砂岩，底部为515m油页岩层，很稳定，泥岩水平层理发育，含丰富动物化石。,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,二、层序地层格架与油气的关系,有机质类型的分布趋势亦受可容纳空间和陆源碎屑输入量变化的控制。在

4、一个理想的低水位水进高水位的海进海退沉积旋回中，有机质类型的分布趋势是以IIIIV型为主，变为以型为主，最后返回到以型为主(据美国石油地质学家协会1991年年会报道)。因此，从理论上说，密集段是重要的潜在生油层，尤其是那些在盆地内部由多个密集段叠合形成的大型复合密集段(即超层序的密集段)是沉积盆地中最好的，最重要的潜在生油层。由于在密集段沉积时期，沉积物粒度细、孔隙小，而且分布广泛，因此，密集段又是很好的盖层，尤其是盆地中超层序的密集段将成为盆地的区域盖层。在我国的松辽盆地，青山口组一段地层和嫩江组一、二段地层就是该盆地内拗陷期两个超层序的密集段，这两套地层既是该盆地的主要生油气层，又是两套区

5、域性盖层。这一点已被该盆地勘探历史所证实。,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,二、层序地层格架与油气的关系,2层序界面与油气的关系 油气藏的形成除了要有充足的油源和良好的盖层以外，还必须有良好的运移通道和有利的聚集场所。层序界面在其形成过程中，由于其整合沉积范围达到极小值，受剥蚀的范围达到极大值，受各种地质营力改造，在层序界面上、下总是由相对高能环境(或被高能环境改造)的沉积物组成，孔隙度高、渗透率大，因此它通常是油气运移的重要通道和有利的聚集场所。它经常把前一个层序的高水位体系域与后一个层序的低水位体系域或水进体系域联结起来构成统一的油气藏。,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,二、层

6、序地层格架与油气的关系,从盆地演化角度来看，一个沉积盆地是由多个层序组成的，而这些层序又可以构成几个超层序，作为超层序界面，其不整合面范围更大，持续的时间更长，其下的高水位体系域和其上的低水位体系域的相对高能环境的沉积物向盆地中心延伸的更远。孔、渗性更好，因此，超层序界面附近通常是沉积盆地中油气侧向运移的最重要通道和最好的聚集场所。如果再加上构造圈闭等条件，将形成大型的油气藏。我国的松辽盆地的主力产油层萨尔图、葡萄花、高台子油层、扶余油层和杨大城子油层均处于盆地拗陷期两个超层序底界面的附近，这两个超层序的密集段既是这几套产油层的生油层，又是它们的区域盖层。,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用

7、,三、体系域的油气地质意义,1低水位体系域 砂岩储集层在低水位体系域中6个不同的位置发育，它们是：丘状的盆底扇、薄的漫滩浊积砂、通常为块状的陆坡扇水道砂、陆坡叠瓦趾状砂、低水位进积复合体的浅水海岸砂和深切谷充填(表6-1)。丘状盆底扇砂岩是很好的储层，形成过许多油气田，油藏类型构造和地层类型都有。因为受向盆地低处流向的浊流影响，砂体的分布范围较广，但砂体向着同时期的高地变薄或尖灭。随着砂体的沉积形成的构造圈闭，才能含有好的储油层并储集油气。而地层圈闭则依赖顶底有无封闭，通常，覆于盆底扇之上的陆坡扇不是盆底扇的盖层，因为陆坡扇通常有薄的漫滩浊积砂出现。因此，盆底扇最好的地层圈闭是在盆地方向，对着

8、同期的构造以及在盆地相对的方向尖灭。盆底扇在向近端方向的尖灭，通常不能圈闭油气，因为油气会向上泄漏，进入陆坡扇的浊积砂岩中。可见，盆底扇的地层圈闭的重要条件是其上没有陆坡扇发育。,三、体系域的油气地质意义,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,三、体系域的油气地质意义,盆底扇最可能的封闭是低水位进积楔的进积趾状层，这样，扇顶需有封闭或尖灭才能发展成为圈闭。陆坡扇浊积砂含有重要的油气储量，但薄的漫滩浊积砂的储层物性都很差。不过陆坡扇的水道砂通常是好的储层，然而，它在钻前却很难预测，除非有地震的碳氢显示。陆坡扇之上，覆盖低水进积楔的进积趾状层，可形成封闭。低水

9、位进积楔可能包括深水和浅水砂岩储集层，如果沉积体系很偏砂时，可能出现盆底浊积砂，它同进积倾斜的趾状层成指状交叉。上述这些砂岩通常由浊积砂组成，具有完整的鲍马系列。但一般都有发育得很好的基底砂岩，并形成适度的好的储集层。单个的砂体有叠瓦状的趋向，并有很好的封闭，因为它们在低水位进积复合体的趾状层之间尖灭。,三、体系域的油气地质意义,具有非常好的储层物性的浅水海岸砂岩和深切谷砂岩通常出现在低水位进积复合体的近端位置，即低水位三角洲发育的位置。低水位三角洲倾向于具有局部烃源岩。因此，砂岩集中于烃源岩发育区，并在侧向和盆地方向相变为粉砂岩和页岩。由于低水位进积砂岩易于形成加积和进积，故通常都较厚，这些

10、砂岩在许多地区都形成主要储油层。构造圈闭的类型是多种多样的，但生长断层附近的逆牵引是常见的构造类型；地层圈闭有赖于上倾方向有无封闭，因为油气通常沿着向陆方向，泄漏进入深切谷充填之中。但如果其下伏地层是不具渗透性的岩层的话，而砂岩又在前沉积滨线转换以下尖灭时，也可出现地层圈闭。深切谷的河流和河口湾砂岩通常是很好的储集层，同时也是非常好的地层圈闭目标，因为深切谷常切入海岸平原相的不渗透页岩中。由于低水位体系域沉积时，沉积速度通常都很高，因此，有烃源岩沉积的可能性就很低，除非沉积区内是半闭塞的沉积环境。不过，即使如此，其总有机质含量很少有超过1的。,三、体系域的油气地质意义,2海进、高水位和陆架边缘

11、体系域 当可容空间形成的速度急剧增加时，可形成一些非常好的海岸砂岩储集层。海进体系域、早期高水位体系域和陆架体系域都具有高的可容空间形成速度，并以发育好的储集层为其特征(表6-1)。这些体系域所发育的砂岩，形成许多构造圈闭的主要储油气层。这些砂岩的上覆页岩盖层是发育于海进体系域上部和高水位体系域下部的外陆架页岩盖层。但对于地层圈闭而言，其上倾方向的侧封和底封通常是有问题的。地层圈闭只有在那些上面有盖层的滩脊丘、上超砂岩和不整合削蚀的地方存在。硅质碎屑岩的晚期高水位体系域所形成的储集层，通常都较差。海进体系域和早期高水位体系域的饥饿部分，是全球许多海相沉积环境的最好的烃源岩沉积的位置。煤和陆相烃

12、源岩也趋向于在岸线的向陆一方和海进体系域及早期高水位体系域伴生。,四、海(湖)平面变化曲线在油气勘探中的应用,海平面变化曲线之所以在世界范围内引起了浓厚的兴趣和广泛的重视，除了它是沉积地层形成变化的控制因素，可用于沉积盆地分析，并作为全球范围内年代地层对比标准等作用外，另一个非常重要的作用是其在油气成藏组合评价和有利含油层序预测中的应用。一个完整的三级海平面变化周期，必然形成一个以不整合面为界的低水位体系域，水进体系域和高水位体系域发育齐全的三级层序，如果这个三级周期叠置在一个二级周期的不同变化阶段，将会形成不同的层序特征和体系域组成特点，也会给层序内的油气成藏组合条件和形成油气藏的可能性带来

13、不同的影响。这就是应用海平面变化曲线评价一个层序的含油性和油气成藏条件的基础。当一个三级周期的海平面变化叠置在二级周期的低水位期时，该层序低水位体系域发育，而高水位体系域和水进体系域相对不发育，沉积物以粗碎屑沉积为主，层序界面以上超为特征，该层序缺少好的生油层，是储集层发育期。,四、海(湖)平面变化曲线在油气勘探中的应用,当一个三级周期叠加在二级周期的海进期和高水位早期时，三级曲线的变化可影响二级周期上升的速率。三级周期的上升期可加速二级曲线的上升速率，而三级周期的下降期则会减缓二级曲线的上升速度，同时，三级周期的变化可造成海岸砂体进退，形成海进砂与海相泥岩指状交互，该层序水进体系域和高水位体

14、系域早期发育，而低水位体系域和高水位体系域晚期不发育，沉积物以细粒沉积物为主，是大型密集段发育期，有机质丰度高，也就是主力生油层形成期。当三级周期叠置在二级周期的高水位中晚期时，将会造成高频层序的发育，因为高水位期以沉积物的进积作用为主，绝对海平面处于停滞或缓慢下降状态，三级周期变化将会造成海平面的同步波动，形成特征明显的高频层序。该层序高水位体系域沉积发育，而低水位和水进体系域相对不发育，沉积物以进积的三角洲沉积为主，可能有小的浊积扇，储层孔渗条件好，在一定的构造条件(构造背斜或沉积背斜)的配合下，可形成大型油气藏。,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,五、陆相盆地体系域的油气地质意义,1

15、低水位体系域 在低水位期形成的各种沉积体系，特别是河口砂坝，有堤水道、洪积岩和浊积岩(盆底扇)，其下部是前期高水位体系域或水进体系域深水沉积，其向盆地方向也是低水位期的较深水沉积物。这些沉积体系具有距油源近的特点，其上部是水进体系域深水沉积，封盖条件好，如果孔隙度、渗透率及连续性好，可以形成地层圈闭油气藏。由于低水位砂体一般赋存于湖盆中央、埋深大、孔、渗条件难以预测，故开采风险大。但若次生孔隙发育，可形成良好的油气圈闭。低水位期发育于陡坡边缘带的冲积扇，扇三角洲，发育于缓坡的三角洲沉积体系，油源可由下方或侧向运移而来，盖层为上方泥质封闭，但侧向近同生断层，封闭条件有变化，有时同生断层的作用可产

16、生沉积背斜，有利于油气藏的形成；若呈上倾尖灭或透镜状态产出，可形成地层圈闭油气藏。,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,五、陆相盆地体系域的油气地质意义,2水进体系域 在水进期间水域范围迅速扩大，水体迅速变深，深水沉积范围明显增大，就区域上而言，水进期沉积可以做为其下面油气藏的盖层和上面油气藏的生油层，并且它本身也可以形成不同类型的岩性油气藏和岩性构造油气藏。1)水进三角洲和砂滩砂坝体系 水进期的退积作用有助于砂泥岩呈互层状产出，滨岸砂体经波浪作用反复冲刷、分选性和磨圆度均好，孔隙度和渗透率极佳，顶部为密集段，故顶部和侧向均有良好的生油层。密集段是顶部最好的盖层，但底部和近岸侧向封闭条件是变

17、化的。孤立砂滩可形成地层圈闭；连续的砂体需要配置构造圈闭；水进期沉积物明显向岸超覆，故也可形成上倾尖灭型油气圈闭。,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,五、陆相盆地体系域的油气地质意义,2)碳酸盐浅滩 水进期海水周期性泛入内陆盆地，水位剧涨，陆源碎屑物质受到抑制，水体清澈而动荡，使碳酸盐岩得以发育，在水下隆起，砂滩砂坝等水下高地上，可形成粒滩，核形石滩及繁衍生物(钙藻为主)破碎后的生物滩。碳酸盐浅滩上覆密集段，侧向为泥岩、灰泥岩、泥灰岩或胶结物未被溶化的某些碳酸盐岩，封闭条件好，油源来自上方或侧向运移而来，但孔隙度、渗透率多变。碳酸盐岩中以次生孔隙为主，孔隙度的大小取决于碳酸盐胶结物的溶蚀程

18、度。一般藻砂(砾)屑滩、粒滩，孔渗性能较好，由碳酸盐浅滩含油潜力看，其圈闭幅度较小但仍可获得工业油气藏，油气产量受沉积相带和构造部位的控制。,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,五、陆相盆地体系域的油气地质意义,3)浊积砂体 浊积砂体在水进期发育，空间上在陡坡带可形成扇三角洲浊积扇复合体系，在缓坡三角洲前缘在外力作用下发生滑塌，经再搬运，在深湖半深湖环境可形成湖底扇体系。浊积砂体孔隙度、渗透率一般极好，湖底扇上、下均为深水的泥岩沉积，油源和封闭条件极好，陡坡带浊积扇近同生断层一侧及顶部(覆盖其它砂体)封闭条件差或可变；油源来自深层的垂直运移或密集段向下或侧向的运移，一般可形成良好的地层圈闭油

19、气藏。,五、陆相盆地体系域的油气地质意义,3高水位体系域 高水位期水位停滞或缓慢下降，而快速的堆积作用使岸线向盆地中央进积，形成水退式沉积。高水位体系域中三角洲前缘、扇三角洲前缘和河道砂体是最佳常见的储集砂体；洪泛面常为其盖层，但侧向易渗漏；油源通常是下部水进体系域和侧向同沉积的深湖沉积物，多形成构造圈闭油气藏，在同生断层一侧常有滚动背斜、同沉积背斜等构造圈闭。目前，油区见效最快的仍是高水位体系域沉积砂体构成的油气藏。由于河流、三角洲类砂体埋藏浅、孔隙度和渗透性性能好，多以构造圈闭或构造岩性圈闭为主，识别快，风险小，产量高，因而广泛引起人们的重视。但是，随着油气勘探事业向纵深发展，非构造油气藏

20、越来越受到重视。油气圈闭在不同的深度、储层和孔隙性质及生储盖组合都不尽相同，表6-2给出了不同深度油气圈闭与体系域的关系。掌握这些特征对于老区油气储量的挖掘和新区含油气区的预测都有指导意义。,五、陆相盆地体系域的油气地质意义,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,五、陆相盆地体系域的油气地质意义,另外，层序地层学还可以作为对反复进行过地质工作的老盆地进行新研究的一种方法。应用层序地层学方法重新研究勘探程度较高的老盆地可以：明确新的油气藏圈闭类型，开阔老探区新的勘探；提高划分和确定隐蔽的，但有价值的地层圈闭的能力；重新评价已投产的油气田，增加油气储量并延长油气田开采年限；为新的有风险的油气藏建立更加综合性的地层框架。图6-1概要地表示了两种不同盆地的边缘，即具有陆架坡折的陆架边缘和缓坡型边缘与层序、准层序相结合的地层和地层构造复合油气藏类型。,五、陆相盆地体系域的油气地质意义,第六章 层序地层学在油气勘探中的应用,谢谢！大家！,工作愉快,