伏龍泉斷陷登婁庫組地層再認識及對勘探的地質意義

宋立斌,孫 凱,姜宏官

(中國石油吉林油田公司勘探開發研究院,吉林 松原 138000)

0 引言

松遼盆地南部天然氣勘探自營城組火山巖地層獲得突破后,營城組之上的登婁庫組碎屑巖天然氣勘探逐步得到重視。為了揭示伏龍泉地區登婁庫組地層含氣性,了解深部地層發育情況,伏14井于登婁庫組(當時分層)厚細砂巖層實施壓裂自噴求產,獲得14.176×104m3高產氣流,從而發現了伏14塊構造巖性復合圈閉氣藏。沿用過去吉林油田登婁庫組巖石地層劃分方案,目前這套地層一直被劃歸為營城組四段。

但依據松遼盆地登婁庫組松基6井建組剖面巖石學和生物地層學特征,結合營城組地層劃分標準分析,該文認為伏14井1 923.2～1 991.0 m試氣段地層應當歸屬為登婁庫組三段。產生分層錯誤的原因是人們對登婁庫組和營城組地層劃分標準不明確,缺少登婁庫組頂、底界識別標志,生產應用中也只是沿用臨近探井的地層劃分方案進行橫向對比而簡單地確定地層劃分,沒有從建組地層剖面分析入手,開展系統的地層劃分對比研究,從而產生地層分層混亂問題。

為解決伏龍泉斷陷登婁庫組存在的地層組/段劃分混亂問題,該文通過深入分析登婁庫組建組剖面地層巖石組合特點,確定了登樓庫組地層巖石地層學特征,結合該斷陷登婁庫組地層古生物孢粉及其年代地層學研究,建立了登婁庫組綜合地層劃分標準,并按照“地層格架剖面井震對比”的統層方法完成了對伏龍泉斷陷登婁庫組地層的統一劃分和地層再認識。

1 地質概況

伏龍泉斷陷地理位置位于吉林省長春市農安縣與松原市長嶺縣境內,區域構造位置位于松遼盆地南部中部斷陷帶的東南部,其西側為中央凹陷區的長嶺斷陷,東側為東南隆起區的德惠斷陷[1-2](如圖1所示)。伏龍泉斷陷勘探面積為1 071 km2,基底最大埋深超過 5 km,發育3個次級洼槽,斷陷東側發育一條近北東走向的下正上逆大斷裂,該斷裂向上斷至青山口組,向下斷至基底,它控制著伏龍泉次斷陷的形成和地層的沉積充填。

伏龍泉斷陷發育北北東向、近南北向和北北西向3組斷裂,受斷裂的切割平面上形成一系列斷鼻和斷塊構造。伏龍泉斷陷地質結構復雜,微小斷裂發育,構造形成及演化可概括為隆起期、斷陷期、坳陷期和構造反轉期4個不同的演化階段。從伏龍泉斷陷勘探成果及油氣成藏規律研究可知,伏龍泉斷陷在白堊紀晚期反轉形成的斷鼻或者小型穹窿型構造基本上控制了該區的油氣聚集成藏,斷裂對油氣的成藏起重要的控制作用[3-5],油氣成藏具有 “近油源、斷裂系統輸導及后期構造反轉二次調整” 的地質特點[6]。

從伏龍泉斷陷鉆井揭示的地層情況可知,該斷陷自下而上發育的地層序列依次為石炭二疊系基底,下白堊統火石嶺組、沙河子組、營城組、登婁庫組和泉頭組,上白堊統青山口組和第四系表土地層。根據地層巖性組合及電性特征,前期地層劃分方案是將伏龍泉斷陷登婁庫組和營城組地層各自劃為4個段。其中,登婁庫組地層厚度為300～430 m,每段地層厚度為35～120 m;營城組地層厚度為300～400 m,每段地層厚度為120～230 m?？碧綄嵺`證實,鉆探在伏龍泉斷陷反轉構造帶上的探井登婁庫組4個段均含氣,試氣有伏14井及伏26井等多口探井獲得工業氣流,說明伏龍泉斷陷反轉構造帶上的登婁庫組具備優越的成藏地質條件,登婁庫組碎屑巖具有較大的天然氣勘探潛力。

伏龍泉斷陷登婁庫組主要發育湖泊、辮狀河三角洲以及曲流河3種沉積相類型。從登婁庫組重礦物分布及其地層砂地比變化特征可知,物源主要來自伏龍泉斷陷東南、東部和西北部3個物源方向,儲層砂體主要呈北西—南東方向條帶狀或者扇狀展布。營城組是斷陷盆地發育晚期緩慢沉降時的淺水斷陷湖盆扇三角洲沉積,此時火山活動相對較頻繁強烈。營城組扇三角洲沉積分為扇根和扇中2種亞相,其中扇根亞相進一步細分為扇根河道和扇根河道間2種微相。

2 登婁庫組地層劃分標準

為明確伏龍泉斷陷登婁庫地層劃分類型,指導探井地層準確劃分,需要從登婁庫組建組剖面分析入手,通過查閱歷史分層資料,研究分析登婁庫組命名的創建歷史,從中準確掌握登婁庫組/段巖石地層單元的巖石組合及其重要標志巖層的基本特征,采用多重地層劃分對比技術重新建立組/段地層識別標準。

2.1 登婁庫組定義

登婁庫組(K1d)層型建立及其沿革:登婁庫組正層型剖面是由松遼石油勘探局綜合研究隊于1959年在前郭縣東部登婁庫構造東北端的松基2井創建的,地層巖性由棕灰黑色、紫色粉砂質泥巖、粉砂巖及細砂巖組成的一套砂泥巖地層,厚度超過400 m,它與上覆泉頭組地層處呈整合接觸,確定時代歸屬為晚侏羅或白堊紀(現今厘定為下白堊統)。1975年,吉林省地層編寫組因松基2井鉆孔編錄較粗糙,且地層中沒有發現化石,改以扶101井作為吉林層型代表性剖面,并引用了舒蘭縣溪河鄉汪屯地表剖面做輔助剖面。1988年,地礦部吉林石油普查勘探指揮所的裘松余建議利用松基6井作為登婁庫組正層型剖面(如圖2所示)。

登婁庫組為斷坳轉換時期的三角洲—淺水湖盆粗碎屑沉積建造,地層呈披蓋式覆蓋于前期斷陷沉積之上。中下部地層巖性為一套雜色、灰白色砂礫巖夾紫紅色、灰綠色和深灰色泥巖;中上部地層巖性為灰紫色、暗紫色砂質(含礫)泥巖與灰色砂巖不等厚互層。

松基6井地理位置位于黑龍江省安達市薩爾圖約10 km處(登婁庫組井段2 641～4 188 m)。該井于1964年鉆探,鉆穿登婁庫組至基底(完鉆井深為4 718.77 m),在登婁庫組取得了相對較全的錄井資料。1979年經高瑞琪等進行的古生物研究,松基6井還在登三、登四段地層獲得豐富的孢粉化石,孢粉組合中以蕨孢占絕對優勢,含量高達83%,次為裸子植物花粉,占15.46%,被子植物花粉僅占1.46%。蕨孢以里白科為主,里白科(Gleicheniidites)含量可達23.65%,海金秒科無突肋紋孢(Cicatrivosisporites)和光面三縫孢(Leiotriletes)含量各占近10%,桫欏孢(Cyathidites)含量達16.53%;裸子植物花粉以無口器粉(Inaperturopllenites)為主,占9.16%,銀杏和克拉梭粉較少;被子植物花粉為三溝粉和三溝孔粉。孢粉化石屬于光面三縫孢-無突肋紋孢-擬里白孢組合帶[7-9]。

目前,大慶油田將松基6井登婁庫組劃分為登一段(砂礫巖段)、登二段(暗色泥巖段)、登三段(塊狀砂巖段)和登四段(過渡巖性段),吉林石油地質編寫組也一直沿用大慶油田登婁庫組地層4分方案。

2.2 登婁庫組4分方案

自1979年黑龍江省區域地層表編寫組對松基6井登樓庫組用4分方案建組以來,其巖性地層和生物地層經歷了幾次修訂,其中變化較大的一次是在2003—2004年。在這個時期大慶油田率先在徐家圍子斷陷營城組火山巖天然氣勘探取得了重大突破,一些地層研究學者基于野外地質剖面考察,結合徐家圍子斷陷地震解釋與探井綜合地層研究后,提出了松遼盆地北部徐家圍子斷陷營城組4分方案,即營一段為酸性火山巖段,營二段為砂泥巖段,營三段為中基性火山巖段,營四段為砂礫巖段,同時分析認為徐家圍子地區缺失登一段粗碎屑巖沉積。分層變化本質就是營四段雜色砂礫巖段地層的歸屬問題。按照早期建組剖面松基6井標準井是應該將這套雜色砂礫巖段歸屬到登一段,并且已經確定雜色砂礫巖段是一個厚度約50～100 m的區域相對穩定的標志層。

為了探討營四段雜色砂礫巖段歸屬問題,在2007—2021年吉林大學的劉碩、高友峰和尹永康等通過對松科2科學探索井開展年代地層學研究,又一次將營四段重新劃歸登一段(如圖3所示)。直接證據是在松科2井雜色砂礫巖之上2 969 m處發育一3 m厚的薄層凝灰巖,取樣測試獲得鋯石U-Pb年齡測年為(103±0.83)Ma,屬于阿爾布晚期,并通過與松遼南部登一段砂礫巖層類比,認為松科2科學探索井營四段雜色砂礫巖層就是早期認為缺失的登一段地層[10]。

圖3 松遼盆地北部松科2井地層綜合柱狀圖Fig.3 The stratigraphic histogram of well Songke2 in the northern Songliao Basin

另外,從1975年吉林省地層表編寫組利用吉林省九臺市煤礦341和343鉆孔資料創建的營城組層型剖面可知,營城組地層一直劃分為3段。鉆孔揭示巖石地層特征為1套火山巖中間夾1套火山湖相碎屑巖地層,與下伏沙河子組碎屑巖地層呈平行不整合接觸。1997年吉林省巖石地層表編寫組及2019年吉林大學張梅生教授推薦的營城組3分方案為:1)底部營一段為中基性火山巖-酸性流紋巖;2)中部營二段為碎屑砂礫巖夾可采煤層,產植物化石;3)頂部營三段為局部發育的中基性玄武質安山巖,營三段一般較薄且分布局限,多數盆內探井不發育營三段地層,故在盆地內多數探井營城組只是劃分為營一段和營二段,缺失營三段。

由此可知,大慶油田在徐家圍子斷陷劃分出來的所謂“營四段砂礫巖層”,實際應當歸屬于營城組地層之上的登一段地層。該文通過伏龍泉地區登婁庫組地層綜合研究,結合區域上地層古生物孢粉特征及年代地層學特征,認為登婁庫組采用4分方案比較合理。這種地質觀點不僅符合登婁庫組松基6井建組剖面巖石組合及標志性巖層的層型定義,而且登一段底部雜色砂礫巖段標志層與其下伏營城組火山巖地層呈區域角度不整合接觸關系(T4)比較明確。

2.3 登婁庫組地層劃分標準

建立登婁庫組地層劃分標準,重點是需要找到能夠區分出登婁庫組頂、底界線的巖電特征識別標志。

2.3.1 登婁庫組頂界(T3)巖電特征識別標志

登婁庫組頂界登四段砂泥巖地層與泉一段底部地層的分層界線處巖電標志特征不明顯,需要依據松基6井建組剖面的地質巖心資料仔細觀察界面上、下地層的泥巖顏色,找到是否存在巖性突變界面、沉積旋回類型的轉化界面及沉積相突變界面。然后觀察測井資料的自然伽瑪測井曲線是否相應的出現突變界面,深淺電阻率曲線是否出現突然增大或降低以及聲波測井曲線的突變界面等,從而明確分層界線處的巖電標志,為地質分層找到參考依據。

登婁庫組為斷坳轉換時期扇三角洲—淺水湖盆粗碎屑沉積建造。松基6井登婁庫組上部為灰綠或灰褐色泥巖與雜色砂礫巖互層,與上覆泉頭組一段呈連續過渡;下部為灰白色和雜色砂礫巖為主,夾灰綠、紫紅色泥巖及少量凝灰巖。

松基6井泉一段地層巖性為暗紫色、紫紅色泥巖與灰白色、淺灰色砂礫巖、粗砂巖及粉砂巖呈不等厚互層,重礦物中陸源礦物以鋯石、石榴石、綠簾石和磁鐵礦為主。泉一段與下伏登婁庫組呈整合-假整合接觸,盆地邊部常超覆于不同層位老地層之上。

精細分析松基6井建組地層巖性剖面,可總結出登婁庫組頂界(T3)與泉一段底界分層界線處上、下地層巖電特征如下:

1)泉一段泥巖顏色偏暗,以灰紫色或淺紫色為主;登婁庫上部泥巖顏色偏氧化色,顏色紅一些,多為紫紅色。

2)泉一段電阻率基值比登四段泥巖電阻率基值低,代表域廣、穩定沉降的淺湖環境(盆地地貌類似平底鍋形態)。

3)砂巖組合不同,電阻率曲線形態有變化,泉一段泥質巖偏多,砂巖以薄砂層細砂巖為主,電阻率曲線呈現單峰狀; 登四段砂質巖偏多,粒度偏粗,以砂礫巖和粗砂巖為主,電阻率曲線呈梳狀。

4)泉一段與登四段之間分層界線劃分是在電阻率曲線由登四段高阻基值到泉一段低阻基值弧形變化拐點處,卡位在砂巖底(局部地區或者是相對位置的泥巖底)。

2.3.2 登婁庫組底界(T4)巖電特征識別標志

登婁庫組底界登一段雜色砂礫巖標志層巖電特征明顯,是一段發育50～100 m厚的巖性粗、成分和顏色雜的砂礫巖地層,視電阻率曲線特征為中高幅箱型及鐘型曲線,呈現高自然伽馬(GR)、高電阻率(Rt)和低時差(Δt)曲線特征。

分析登婁庫組底界登一段雜色砂礫巖標志層沉積成因可知,該套砂礫巖是在營城組末期擠壓抬升后發生沉降初期的產物。在區域構造上,營城組末期抬升與伊澤奈岐板塊末端的大洋火山擠壓有關,而抬升結束后的熱沉降初期,必然伴隨著強烈的垂向構造運動,導致地表落差較大的地區發生重力流,濁流沉積,抬升時未完全風化的礫巖快速堆積在斷陷盆地中,形成火山碎屑成分磨圓度中等的雜色礫巖。其含義代表著熱沉降初期的事件沉積,沉積受構造動力和地形控制,屬于重力流沖積扇沉積,砂礫巖厚度平面分布不均勻,一般在近物源的洼槽邊緣較為發育且厚度大,到了斷陷洼槽中心漸變為含礫砂巖或者過渡為粗砂巖等。

2.3.3 巖石地層標準

松基6井登婁庫組地層內部總體由2套向上明顯變細的正旋回構成,相當于大慶油田4分方案的登一、登二段和登三、登四段。2022年吉林油田對伏龍泉斷陷登婁庫組開展區域統層研究,通過伏龍泉地區多口探井的層位標定和地層格架剖面井震地層對比研究,表明伏龍泉斷陷登婁庫組地層發育齊全,登一段～登四段可以按照巖性由粗到細進一步細分為4個正旋回。

類比松基6井巖石組合及沉積旋回特征,將伏龍泉斷陷登婁庫組劃分為4段(標準井如伏14井和伏19井等)。登一段(砂礫巖段)巖性為雜色砂礫巖,其上部夾少量砂巖和泥巖;登二段(暗色泥巖段)下部為紫褐色和深灰色泥巖,灰色泥巖與淺灰色粉砂巖、細砂巖呈不等厚互層,上部為紫褐色和深灰色砂質泥巖夾紫灰色、灰色泥質粉砂巖及細砂巖;登三段(塊狀砂巖段)整體為紫褐色、深灰色泥巖或粉砂質泥巖與灰色、紫灰色粉砂巖及細砂巖呈不等厚互層;登四段(過渡巖性段)巖性為灰褐色泥巖與灰白色粉砂巖不等厚互層,泥巖質純,砂巖為中厚層塊狀,巖性組合為正旋回。登婁庫組底部標志層為局部穩定發育的雜色砂礫巖段地層,厚度約為50～100 m。在斷陷內次級凹槽之間的局部隆起區,登一段地層遭受隆起剝蝕或者未沉積而缺失。

2.3.4 生物地層標準

松遼盆地南部登婁庫組地層中孢粉化石比較豐富。研究表明,登婁庫組發育典型的克拉梭粉(Classopollis)-希指蕨孢(Schizaeoisporites)-無突肋紋孢(Cicatrivosisporites)孢粉組合。而其上部地層泉一、泉二段發育典型的三瓣孔孢(Trilobosporites)-桫欏孢(Cyathidites)-三孔溝粉(Tricolpopllenites)孢粉組合。

泉頭組泉一、泉二段地層屬于典型湖相地層沉積,其與登婁庫組斷陷轉換期地層沉積特征在孢粉組合特征上有明顯區別,可以借助鉆井泥質巖類地層的巖心或者巖屑取樣開展孢粉古生物鑒定,據此甄別并劃分出登婁庫組地層。2019年,吉林大學張梅生教授對伏龍泉斷陷伏8井(1 160～1 370 m)、伏231井(1 995.26 m)、伏240井(2 217 m)和伏242井(2 285.7 m)這4口探井登婁庫組泥質巖巖心開展過孢粉組合研究,建立了以濕熱背景下發育的克拉梭粉(Classopollis)-三角光面孢(Leiotriletes)-無突肋紋孢(Cicatrivosisporites)孢粉組合,這個新建立的生物地層標準為登婁庫組地層劃分起到了重要的指導作用。

2.3.5 年代地層標準

伏龍泉斷陷鉆井巖心火山巖同位素年齡未實際測得,原因是松遼盆地南部登婁庫組火山巖不發育,取心資料少,導致對登婁庫組形成時代的研究較少,近3年松遼盆地登婁庫組鉆井火山巖僅查閱到3個測年結果(如圖4所示)[10]。第1個測年結果于2019年來自徐家圍子地區松科2井登二段淺灰色中砂巖(取井深度為2 880.77～2 882.09 m),碎屑鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年結果為(102±4)Ma(如圖4a所示)。劉碩等研究認為,這個最年輕且為巖漿成因的鋯石年齡代表了登二段最大沉積年齡[10],表明松遼盆地徐家圍子斷陷在該時期已進入阿爾布晚期,登二段沉積時代要晚于102 Ma。第2個測年結果來自松科2井登一段灰色凝灰巖(取井深度2 969.21～2 972.11 m,厚3 m),鋯石測年為(103±0.83)Ma。劉碩等研究認為,這個巖漿成因的鋯石年齡代表了登一段沉積年齡[10]。第3個測年結果于2021年來自松遼盆地南部德惠斷陷松科3井登一段(取井深度2 359.35 m),該段為一個厚度0.2 m的極薄層火山灰層火山灰,鋯石測年為(105.4±0.6)Ma(如圖4b所示)。吉林大學高有峰教授研究認為,這個巖漿成因鋯石年齡指示了登一段沉積時期年齡,接近于登婁庫組底界的沉積年齡。

圖4 松科2井和松科3井登婁庫組鋯石U-Pb測年諧和年齡圖Fig.4 Zircon U-Pb concordia diagram for Denglouku Formation in well Songke2 and well Songke3

另外,對于登婁庫組頂底界地層年齡的厘定,還需要依據其上(泉頭組一段)、下(營城組三段)地層對應的國際地層年代表(2022年發布)確定的時間來限制,以此最終確定登婁庫組的頂、底界地層時代。

從文獻[11]可知,上白堊統泉頭組一段底界對應國際地層塞諾曼階(Cenomanian)底金釘子(GSSP),年齡為100.5 Ma。據此初步確定登婁庫組頂界地層年齡為100.5 Ma。綜合松遼盆地火山巖鋯石測年確定的登婁庫組地層底界年齡(105.4±0.6)Ma,該研究初步厘定松遼盆地登婁庫組地層年齡大約為100.5～105.5 Ma,延續時間約為5 Ma。

2.3.6 地震波組響應特征

地層界面識別的地震標志主要是按照地震反射終止關系(即削截、頂超、上超和下超)來確定,登婁庫組底面(對應地震T4)與營城組地層之間為一角度不整合面,T4地震響應特征為一連續可追蹤的波峰地震反射,是地震波成層反射與雜亂反射的分界,在T4界面上追蹤存在明顯削截和上超現象。

圖5所示為伏14井地震剖面合成記錄層位標定圖。通過制作合成記錄,在伏14井地震剖面上標定,可知T4與T3反射層之間存在3個較連續的波峰同相軸,將登婁庫組分成4段(登一～登四),4個段分界面恰好能夠與4個地震反射波峰同相軸相對應(T31,T32,T33)。登婁庫組地層在地震反射特征明顯,易于同其上下相接觸的地層反射特征區別開來。上部泉一段地層表現為中低頻和中弱振幅,呈弱連續地震反射特征;下部營城組地層表現為中低頻和中強-中弱振幅,同相軸呈連續性較好的平行、亞平行反射特征;而登婁庫組內部則表現為中高頻和中強振幅,同相軸呈連續的平行反射特征。登婁庫組和營城組所有層段地層在三維地震剖面上都可以開展全區對比和地質層位追蹤解釋。

圖5 伏14井地震剖面合成記錄層位標定圖(東西向)Fig.5 The calibration map of the synthetic record of the seismic profile of well Fu14 (east-west direction)

3 登婁庫組地層劃分及其地質意義

登婁庫組的地層劃分與對比按照以下3個步驟進行。

第1步:選擇標準井進行單井地層劃分。應選擇巖、電特征明顯的探井作為標準井,按照前文總結得出的登婁庫組頂界(T3)和底界(T4)巖電特征識別標志,先對標準井進行單井登婁庫組頂界(T3)和底界(T4)縱向地層劃分,在此基礎上,再依據登婁庫組本身發育的4個正旋回特征完成4個段級別地層單元劃分;其他探井比照標準井4個段級劃分方案,再依次完成地層的初步劃分與對比。

第2步:選擇連井地震剖面,建立地層格架網,在伏龍泉斷陷選擇兩橫、三縱共5條過11口鉆井的區域地震剖面作為連井骨干剖面,形成地層格架對比剖面網,這5條剖面網的探井都能實現與標準井的間接對比,達到地質層位閉合對比的地質目的。

第3步:采用井-震標定控制下的三維空間地震及地質層位追蹤閉合技術,完成探井地層的統一劃分。

3.1 登婁庫組地層劃分

由伏龍泉斷陷內的探井揭示的地層發育情況分析可知,伏14井鉆穿登婁庫組地層,資料齊全,巖電特征明顯,且鉆遇營城組凝灰巖標志層(井壁取心證實),可以作為標準井。

依據大慶油田松基6井登婁庫組4分方案,結合伏14井巖石組合特征,對照測井曲線巖電標志和旋回特征,將伏14井登婁庫組地層進一步劃分為登一段～登四段(如圖6所示)。

圖6 伏龍泉斷陷伏14標準井地層綜合柱狀圖Fig.6 The comprehensive histogram of the stratum of the standard well Fu14 in the Fulongquan Fault Depression

伏14井登婁庫組分布在1 558.6～2 420.0 m井段,上部被泉一段碎屑巖覆蓋,下部角度不整合于營城組凝灰巖地層之上。

伏14井登婁庫組鉆遇地層層序如下:

登婁庫組(1 558.6～2 420.0 m井段)總厚度861.40 m;

登婁庫組四段(1 558.6～1 789 m) 厚度230.4 m;

16. 厚層灰色粉砂巖夾薄層深紫色泥巖 44.28 m;

15. 深紫色泥巖與薄層灰色粉砂巖互層 53.12 m;

14. 厚層深紫色泥巖夾灰色粉砂巖 77.32 m;

13. 深灰色泥巖與薄層灰色粉砂巖互層 55.68 m。

登婁庫組三段(1 789.0～1 997.0 m) 厚度179.8 m;

12. 深灰色泥巖與深灰色粉砂巖互層 77.60 m;

11. 深紫色泥巖 10.08 m;

10. 灰色細砂巖夾薄層灰色泥質巖 53.48 m;

9. 厚層深紫色泥巖 24.00 m;

8. 灰色泥巖、粉砂質泥巖 14.64 m。

登婁庫組二段(1 997.0～2 190.0 m)厚度193.00 m;

7. 灰色、灰白色細砂巖夾灰色泥巖 92.00 m;

6. 深灰色泥巖夾灰色細砂巖 91.16 m;

5. 灰色細砂巖與灰色泥巖薄互層 9.84 m。

登婁庫組一段(2 190.0～2 420.0 m) 厚度230.0 m;

4. 深灰色泥巖夾薄層泥質粉砂巖 13.04 m;

3. 灰白色細砂巖夾薄層灰色泥巖 52.36 m;

2. 灰色細砂巖夾薄層灰色泥巖 36.60 m;

1. 雜色砂礫巖 128.00 m。

將伏14井作為登婁庫組標準井,按照地層劃分與對比的3個步驟,開展了對伏龍泉斷陷登婁庫組嚴格受井震標定約束的三維地震地層格架劃分與對比,并將5條地層格架剖面上的重點探井進行了系統性劃分(見表1),實現了三維地震空間內連井地震剖面線交叉點處地質層位與地震層位的閉合統一。

表1 伏龍泉斷陷登婁庫組探井地層劃分數據表Table 1 Data table of stratigraphic division of exploratory wells in Denglouku Formation of Fulongquan Fault Depression

3.2 對勘探的地質意義

伏龍泉斷陷天然氣勘探開發實踐表明,對登婁庫組天然氣成藏研究有2項最重要的基礎工作:一是登婁庫組地層的劃分標準和統層工作,明確的分層標準和準確的分層數據是開展氣層地震標定以及制作氣藏剖面的重要基礎;二是氣藏圈閉描述工作,只有地層分層方案明確和分層數據準確,才能保障地震構造解釋層位追蹤的準確性和構造巖性圈閉落實的可靠性。

按照“格架地層剖面井震對比”統層方法,吉林油田較好地實現了對伏龍泉斷陷登婁庫組地層的統一劃分,通過重視深層地層基礎研究,提高了地層分層數據的精度。按照新的地層劃分結果,2022年吉林油田對伏龍泉斷陷開展了新一輪天然氣成藏地質研究,在伏龍泉斷陷登婁庫組新發現一批小型的斷層巖性和構造巖性復合圈閉,經過圈閉評價,針對新發現的有資源潛力規模的登婁庫組氣藏圈閉部署了3口預探井,并開展了井震結合的水平井軌跡導向設計工作,對推動吉林油田天然氣勘探取得進展起到了促進作用。

該文通過對伏龍泉斷陷登婁庫組地層深入研究,較好地解決了伏龍泉斷陷存在的地層劃分混亂問題,使得原來劃分到營城組的地層合理地歸位于登婁庫組,達到了開展井震標定和區域地震地質統層的地質目的。新建立的登婁庫組分層方案和地層識別標準不僅對松遼盆地南部伏龍泉斷陷的氣藏勘探開發地質研究起到重要的指導作用,對松遼盆地其他斷陷登婁庫組地層劃分也有良好的借鑒作用。

4 結論與建議

1)通過分析松基6井建組剖面登婁庫巖石組合、沉積旋回及巖電特征標志,明確了登婁庫組巖石地層學、生物地層學及年代地層學特征,在伏龍泉斷陷建立了登婁庫組綜合地層劃分標準。

2)對鉆遇到的登婁庫組登一段和登二段薄層火山巖(火山灰)的松科2井和松科3井的巖漿成因的鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年結果進行分析,認為登二段沉積時期年齡要晚于102 Ma,登一段沉積時期年齡接近于登婁庫組底界的沉積年齡;結合國際年代對登婁庫組頂、底界線年齡的限定,提出了松遼盆地南部伏龍泉斷陷登婁庫組年代地層標準,地層年齡大約為100.5～105.5 Ma,延續時間約為5 Ma。

3)伏14標準井的登婁庫組巖石組合特征完全符合登婁庫建組剖面定義,依據新建立的劃分標準,完成了伏14井登婁庫組4個段級別單元的地層劃分。

4)在伏龍泉斷陷開展了以伏14井為標準井指導的地層格架劃分與對比,新的地層分層數據將為伏龍泉斷陷登婁庫組油氣成藏地質研究和水平井井位軌跡設計提供準確的分層數據。

5)松遼盆地是中國陸相白堊紀地層和生物最為豐富的地區,需要加強生物地層學研究,建立連續的古植物、孢粉、葉肢介、介形類和雙殼等生物序列,識別重要的生物演化節點,建立有精確年齡控制的生物地層框架,以期提高生物地層對比精度。

6)建議松遼盆地南部深層基礎地質研究要加強高精度的CA-ID-TIMS鋯石U-Pb定年研究,重視火山巖測年樣品設計和挑選,提高火山巖/火山灰層定年的精度。