深水水道沉积内幕级次划分与精细刻画

doi:10.11743/ogg20230303

摘要/Abstract

摘要：

深水水道是一类重要的深水油气储集体，因其沉积过程复杂、沉积相带多变，亟待建立一种深水水道沉积内幕的级次划分与精细刻画方法。基于不同深水水道的发育特点，提出了一套基于三维地震资料刻画评价深水水道沉积内幕级次的方法。当待评价深水水道发育、可见水道复合体系底界面时，可采用“三界面-六相带”沉积内幕解析方法，即依据3类地质界面（水道沉积体系底界面、水道复合体系底界面和沉积相带分界面）将这类深水水道划分为6个沉积相带（底部滞留、轴部充填、轴部侧翼沉积、滑塌碎屑流沉积、天然堤和水道泥）。当拟评价深水水道不发育、可见水道复合体系底界面时，可采用“两界面-两相带”沉积内幕解析方法，即依据2类地质界面（水道沉积体系底界面和天然堤顶、底界面）将这类深水水道划分为2个沉积相带（水道充填和天然堤）。其中，“六相带”中的底部滞留和轴部充填以及“两相带”中的水道充填可形成优质油气储集体，其富砂性可依据它们的顶凸程度来辨别（当发育可见的顶凸地震反射外形时相对富砂，反之则相对富泥）。利用“三界面-六相带”法和“两界面-两相带”法对琼东南盆地某深水水道进行解剖，结果发现它们可以较好地对深水水道沉积内幕进行级次划分与精细刻画，表明该方法在其他地区也具备实用性，具有一定的工业应用前景。

关键词: 地质界面, 沉积相带, 精细刻画, 级次划分, 沉积内幕, 油气储集体, 深水水道, 琼东南盆地

Abstract:

Deep-water channel deposits are of an important type of deep-water hydrocarbon reservoirs. Given their complicated depositional processes and variable facies， it is urgent to establish a method for the hierarchy division and fine architectural depiction of the interior of deep-water channel deposits. The study proposes an efficient method to characterize and evaluate the interior hierarchy of deep-water channel deposits by using seismic data while considering the characteristics of diverse deep-water channel deposits. If the bottom boundary of seismically resolvable channel-complex set is recognized， the methodology of “three boundaries plus six facies belts” can be applied to hierarchical division and fine architectural depiction of the interior of deep-water channel deposits. According to three types of geological interfaces （i.e.， the bottom boundary of channel sedimentation system， the bottom boundary of channel-complex set， and the interface of sedimentary facies belts）， six facies belts （including basal lags， axial fills， marginal fills， slumps and debris flows， levee， turbidite mud） can be delineated in this type of deep-water channels. While， if not， the methodology of “two boundaries plus two facies belts” can be used， where two facies belts （i.e. channel fills and levee） can be delineated by two kinds of boundaries （i.e. bottom boundary of channel sedimentation system and boundary of levee） in this type of deep-water channel deposits. “Basal lags and axial fills of the six facies belts” and “channel fills of the two facies belts”， among others， could have quality reservoirs developed， the sand-rich property of which can be recognized by top convexity （that is， relatively sand-rich property indicated when the top convex seismic reflection is visible， and relatively mud-rich property when this is invisible）. Applying the methodology of “three boundaries plus six facies belts” and “two boundaries plus two facies belts” in the investigation of the deep-water channel deposits in the Qiongdongnan Basin， we can conclude that it could better achieve the hierarchical division and architectural depiction of the interior of deep-water channel deposits. This also shows that the methodology can be applied to deep-water channel deposits in other regions， and is promising in industrial application.

Key words: geological interface, sedimentary facies belt, fine depiction, hierarchical division, interior of deposits, hydrocarbon reservoir, deep-water channel, Qiongdongnan Basin

中图分类号:

TE121.3

李东伟,龚承林,胡林,等. 深水水道沉积内幕级次划分与精细刻画[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 553-564. doi: 10.11743/ogg20230303 Dongwei LI,Chenglin GONG,Lin HU,et al. Hierarchical division and fine architectural depiction of the interior of deep-water channel deposits[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44(3): 553-564. doi: 10.11743/ogg20230303

图/表 10

图1

图2

图3

图4

表1

水道复合体系内部不同相带发育特点与沉积解释"

相带单元	岩性	沉积过程	规模	剖面特点
底部滞留	砂岩、含砾砂岩	重力流侵蚀下切形成水道雏形之后，重力流粗粒组分在水道最深谷底线两翼滞留堆积而形成的沉积	厚度约十余米，宽度可达数百米	强振幅、低频、连续反射，通常无法识别凸起特征
轴部充填	砂岩为主，含砂率最高	浓度较大、粒度较粗、密度较大、限定性较强的底部高密度浊流多次冲刷滞留后形成的沉积	沿水道主体分布，宽度可达上千米，厚度可达数百米	透镜状强振幅、中-低频、中-低连续充填反射，通常具备向上凸起特点
轴部侧翼沉积	砂、泥岩均有发育	沟道化浊流底部高密度组分和限定性较弱的低密度浊流多次冲刷沉积在水道翼部的沉积充填	与轴部充填伴生，宽度可达上千米，厚度可达数百米	不规则状中-弱振幅、中-低频、中-低连续反射，通常不具备向上凸起特点
滑塌碎屑流沉积	砂岩、泥岩混杂	粗细混杂、快速搬运堆积的块体流沉积	局部发育，宽度可达数百米，厚度数十米	杂乱地震反射，局部可见倾斜或揉皱变形
水道泥	泥岩为主	浓度较小、密度较小、粒度较细、限定性较弱的低密度浊流形成的沉积	沿水道主体分布，宽度可达上千米，厚度可达数百米	弱振幅、高频、中-高连续透明反射
天然堤	泥岩	浓度较小、粒度较细、密度较小、限定性较弱的低密度浊流溢岸形成的沉积	沿水道两翼分布，宽度可达上百米，厚度可达数十米	楔状弱振幅、低频、中-高连续反射
砂质水道充填	砂质充填为主	浓度较大、粒度较粗、密度较大、限定性较强的底部高密度浊流多次冲刷滞留后形成的沉积	沿水道主体分布，宽度可达上千米，厚度可达数百米	透镜状强振幅、中-低频、中连续充填反射
泥质水道充填	泥质充填为主	浓度较小、密度较小、粒度较细、限定性较弱的低密度浊流形成的沉积	沿水道主体分布，宽度可达上千米，厚度可达数百米	楔状弱振幅、低频、中-高连续反射

表1

图5

图6

图7

图8

图9

参考文献 32

1	CLARK J D， PICKERING K T. Architectural elements and growth patterns of submarine channels： Application to hydrocarbon exploration［J］. AAPG Bulletin， 1996， 80（2）： 194-220.
2	PEAKALL B J， MCCAFFREY B， KNELLER B. A process model for the evolution， morphology， and architecture of sinuous submarine channels［J］. Journal of Sedimentary Research， 2000， 70（3）： 434-448.
3	MAYALL M， JONES E， CASEY M. Turbidite channel reservoirs—Key elements in facies prediction and effective development［J］. Marine and Petroleum Geology， 2006， 23（8）： 821-841.
4	ALPAK F O， BARTON M D， NARUK S J. The impact of fine-scale turbidite channel architecture on deep-water reservoir performance［J］. AAPG Bulletin， 2013， 97（2）： 251-284.
5	GONG Chenglin， WANG Yingmin， ZHU Weilin， et al. Upper Miocene to Quaternary unidirectionally migrating deep-water channels in the Pearl River Mouth Basin， northern South China Sea［J］. AAPG Bulletin， 2013， 97（2）： 285-308.
6	GONG Chenglin， STEEL R J， QI Kun， et al. Deep-water channel morphologies， architectures， and population densities in relation to stacking trajectories and climate states［J］. GSA Bulletin， 2021， 133（1/2）： 287-306.
7	李华，何幼斌. 深水重力流水道沉积研究进展［J］. 古地理学报， 2020， 22（1）： 161-174.
	LI Hua， HE Youbin. Research progress on deepwater gravity flow channel deposit［J］. Journal of Palaeogeography， 2020， 22（1）： 161-174.
8	赵晓明，刘飞，葛家旺，等. 深水水道沉积构型单元分级与结构样式［J］. 沉积学报， 2023， 41（1）： 37-51.
	ZHAO Xiaoming， LIU Fei， GE Jiawang， et al. Sedimentary architecture unit classification and structural style of deep-water channels［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2023， 41（1）： 37-51.
9	童晓光，张光亚，王兆明，等. 全球油气资源潜力与分布［J］. 石油勘探与开发， 2018， 45（4）： 727-736.
	TONG Xiaoguang， ZHANG Guangya， WANG Zhaoming， et al. Distribution and potential of global oil and gas resources［J］. Petroleum Exploration and Development， 2018， 45（4）： 727-736.
10	KOLLA V， POSAMENTIER H W， WOOD L J. Deep-water and fluvial sinuous channels—Characteristics， similarities and dissimilarities， and modes of formation［J］. Marine and Petroleum Geology， 2007， 24（6/9）： 388-405.
11	MCARTHUR A D， KNELLER B C， SOUZA P A， et al. Characterization of deep-marine channel-levee complex architecture with palynofacies： An outcrop example from the Rosario Formation， Baja California， Mexico［J］. Marine and Petroleum Geology， 2016， 73： 157-173.
12	DEPTUCK M E， SYLVESTER Z. Submarine fans and their channels， levees， and lobes［M］//MICALLEF A， KRASTEL S， SAVINI A. Submarine Geomorphology. Cham： Springer， 2018： 273-299.
13	HE Zhiguo， ZHAO Liang， HU Peng， et al. Investigations of dynamic behaviors of lock-exchange turbidity currents down a slope based on direct numerical simulation［J］. Advances in Water Resources， 2018， 119： 164-177.
14	THOTA S T， ISLAM M A， SHALABY M R. Reservoir quality evaluation using sedimentological and petrophysical characterization of deep-water turbidites： A case study of Tariki Sandstone Member， Taranaki Basin， New Zealand［J］. Energy Geoscience， 2023， 4（1）： 13-32.
15	李华，何幼斌，谈梦婷，等. 深水重力流水道-朵叶体系形成演化及储层分布——以鄂尔多斯盆地西缘奥陶系拉什仲组露头为例［J］. 石油与天然气地质， 2022， 43（4）： 917-928.
	LI Hua， HE Youbin， TAN Mengting， et al. Evolution of and reservoir distribution within deep-water gravity flow channel-lobe system： A case study of the Ordovician Lashenzhong Formation outcrop at western margin of Ordos Basin［J］. Oil & Gas Geology， 2022， 43（4）： 917-928.
16	孙辉，范国章，邵大力，等. 深水局部限制型水道复合体沉积特征及其对储层性质的影响——以东非鲁武马盆地始新统为例［J］. 石油与天然气地质， 2021， 42（6）： 1440-1450.
	SUN Hui， FAN Guozhang， SHAO Dali， et al. Depositional characteristics of locally restricted channel complex in deep water and its influence on reservoir properties： A case study of the Eocene series， Rovuma Basin［J］. Oil & Gas Geology， 2021， 42（6）： 1440-1450.
17	张文彪，陈志海，刘志强，等. 深水水道形态定量分析及沉积模拟——以西非Gengibre油田为例［J］. 石油学报， 2015， 36（1）： 41-49.
	ZHANG Wenbiao， CHEN Zhihai， LIU Zhiqiang， et al. Morphology quantitative analysis and simulation of deepwater channel： A case study of Gengibre Oilfield in West Africa［J］. Acta Petrolei Sinica， 2015， 36（1）： 41-49.
18	李全，吴伟，康洪全，等. 西非下刚果盆地深水水道沉积特征及控制因素［J］. 石油与天然气地质， 2019， 40（4）： 917-929.
	LI Quan， WU Wei， KANG Hongquan， et al. Characteristics and controlling factors of deep-water channel sedimentation in Lower Congo Basin， West Africa［J］. Oil & Gas Geology， 2019， 40（4）： 917-929.
19	陈华，林畅松，张忠民，等. 西非下刚果—刚果扇盆地A区块中新统深水水道体系沉积特征及演化［J］. 石油实验地质， 2021， 43（3）： 476-486.
	CHEN Hua， LIN Changsong， ZHANG Zhongmin， et al. Depositional characteristics and evolution of Miocene deep-water channel systems in Block A of Lower Congo-Congo Fan Basin， West Africa［J］. Petroleum Geology and Experiment， 2021， 43（3）： 476-486.
20	PICKERING K T， CANTALEJO B. Deep-marine environments of the Middle Eocene Upper Hecho Group， Spanish Pyrenees： Introduction［J］. Earth-Science Reviews， 2015， 144： 1-9.
21	SYLVESTER Z， PIRMEZ C， CANTELLI A. A model of submarine channel-levee evolution based on channel trajectories： Implications for stratigraphic architecture［J］. Marine and Petroleum Geology， 2011， 28（3）： 716-727.
22	JOBE Z R， HOWES N C， AUCHTER N C. Comparing submarine and fluvial channel kinematics： Implications for stratigraphic architecture［J］. Geology， 2016， 44（11）： 931-934.
23	NAVARRE J C， CLAUDE D， LIBERELLE E， et al. Deepwater turbidite system analysis， West Africa： Sedimentary model and implications for reservoir model construction［J］. The Leading Edge， 2002， 21（11）： 1132-1139.
24	WYNN R B， CRONIN B T， PEAKALL J. Sinuous deep-water channels： Genesis， geometry and architecture［J］. Marine and Petroleum Geology， 2007， 24（6/9）： 341-387.
25	STRIGHT L， STEWART J， CAMPION K， et al. Geologic and seismic modeling of a coarse-grained deep-water channel reservoir analog （Black’s Beach， La Jolla， California）［J］. AAPG Bulletin， 2014， 98（4）： 695-728.
26	MUTTI E， NORMARK W R. Comparing examples of modern and ancient turbidite systems： Problems and concepts［M］//LEGGETT J K， ZUFFA G G. Marine Clastic Sedimentology： Concepts and Case Studies. Dordrecht： Springer， 1987： 1-38.
27	SPRAGUE A R G， GARFIELD T R， GOULDING F J， et al. Integrated slope channel depositional models： The key to successful prediction of reservoir presence and quality in offshore West Africa［C］. Veracruz： CIPM， 2005： 1-13.
28	CAMPBELL C V. Lamina， laminaset， bed and bedset［J］. Sedimentology， 1967， 8（1）： 7-26.
29	BOUMA A H. Sedimentology of some Flysch deposits； a graphic approach to facies interpretation［M］. Amsterdam： Elsevier， 1962： 168.
30	JANOCKO M， NEMEC W， HENRIKSEN S， et al. The diversity of deep-water sinuous channel belts and slope valley-fill complexes［J］. Marine and Petroleum Geology， 2013， 41： 7-34.
31	MAYALL M， KNELLER B. Seismic interpretation workflows for deep-water systems： A practical guide for the subsurface［J］. AAPG Bulletin， 2021， 105（11）： 2127-2157.
32	蔡露露，刘春成，吕明，等. 西非下刚果盆地深水水道发育特征及沉积储层预测［J］. 中国海上油气， 2016， 28（2）： 60-70.
	CAI Lulu， LIU Chuncheng， Ming LYU， et al. The development characteristics of deep water channel and sedimentary reservoir prediction in Lower Congo Basin， West Africa［J］. China Offshore Oil and Gas， 2016， 28（2）： 60-70.

[1]	周荔青, 江东辉, 杨鹏程, 张如凤, 董鑫, 桑亚迪. 琼东南盆地陵水北坡LS13-2区勘探思路与突破方向[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(3): 673-683.
[2]	付超, 谢玉洪, 赵雨初, 王晖, 苑志旺, 徐伟, 陈国宁. 深水峡谷上游复合浊积砂岩储层类型及其展布规律[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(2): 516-529.
[3]	侯读杰, 吴克强, 尤丽, 张自鸣, 李雅君, 熊小峰, 徐敏, 严夏泽, 陈威合, 程熊. 琼东南盆地陆源海相烃源岩有机质富集机理[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(1): 31-43.
[4]	尤丽, 权永彬, 庹雷, 滕长宇, 左高昆. 琼东南盆地深水区宝岛21-1气田天然气来源及输导体系[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(5): 1270-1278.
[5]	吴克强, 解习农, 裴健翔, 任建业, 尤丽, 姜涛, 权永彬. 超伸展陆缘盆地深部结构及油气勘探意义[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 651-661.
[6]	侯明才, 何小胡, 金秋月, 曹海洋, 贺礼文, 阙有缘, 陈安清. 琼东南盆地中生代潜山成储主控因素及分布规律[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 637-650.
[7]	朱红涛, 徐长贵, 杜晓峰, 刘强虎, 孙中恒, 曾智伟. 陆相盆地古源-汇系统定量重建、级次划分及耦合模式[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 539-552.
[8]	李增学, 刘莹, 李晓静, 张功成, 孙瑞, 王东东, 尹露生, 刘佳敏. 琼东南盆地古近纪泥炭沼泽破坏与重建作用对煤型源岩物质形成的控制[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(6): 1309-1320.
[9]	胡迅, 尹艳树, 冯文杰, 王立鑫, 段太忠, 赵磊, 张文彪. 深水浊积水道训练图像建立与多点地质统计建模应用[J]. 石油与天然气地质, 2019, 40(5): 1126-1134.
[10]	李全, 吴伟, 康洪全, 任世君, 逄林安, 杨婷, 蔡露露, 刘小龙. 西非下刚果盆地深水水道沉积特征及控制因素[J]. 石油与天然气地质, 2019, 40(4): 917-929.
[11]	刘莹, 刘海燕, 杨海长, 王东东, 宋广增, 吕大炜, 陈莹, 李增学. 琼东南盆地古近纪成煤沉积体系类型及特征[J]. 石油与天然气地质, 2019, 40(1): 142-151.
[12]	廖计华, 吴克强, 郭刚, 甘华军, 孙鸣, 蔡露露, 朱石磊, 刘子玉. 莺歌海盆地东方区黄流组大型强振幅体沉积内幕及其油气意义[J]. 石油与天然气地质, 2018, 39(1): 153-164.
[13]	张文彪, 段太忠, 郑磊, 刘志强, 许华明, 赵磊. 基于浅层地震的三维训练图像获取及应用[J]. 石油与天然气地质, 2015, 36(6): 1030-1037.
[14]	龙胜祥, 游瑜春, 刘国萍, 冯琼. 元坝气田长兴组超深层缓坡型礁滩相储层精细刻画[J]. 石油与天然气地质, 2015, 36(6): 994-1000.
[15]	童亨茂, 范彩伟, 童传新, 宋鹏, 张昊. 琼东南盆地宝岛变换带的特征、类型及其成因机制[J]. 石油与天然气地质, 2015, 36(6): 897-905.