岩性圈闭是指因储层岩性或物性变化而形成的圈闭^[1]，近年来岩性油气藏发现的比例逐年增大，目前已成为增加油气储量的重要构成^[2-4]。砂体上倾尖灭油气藏是岩性油气藏中最为常见、最为重要的类型。砂体上倾尖灭圈闭的勘探不仅要关注储层的厚度、物性，而且要分析砂体的侧封尖灭、顶底板条件，这些成藏要素直接关系到砂体上倾尖灭圈闭的有效性。在国内外各大油田实际的勘探过程中，因为侧封尖灭、顶底板条件不落实造成岩性圈闭勘探失败的例子屡见不鲜^[5-15]。层序地层学理论指导下，在三级层序和更高精度层序格架约束下开展储盖组合、砂体侧封尖灭与顶底板条件分析等工作是岩性圈闭评价的基础性工作，而储盖组合、砂体侧封尖灭与顶底板条件受控于关键层序界面，这些关键层序界面包括三级层序界面、转换面、最大水进界面以及次一级水进界面等，同时这些界面控制岩性油气藏的分布，所以识别关键层序界面以及探讨其在岩性油气藏勘探中的意义是非常重要的。

珠江口盆地惠州凹陷珠江组沉积时期，来自西北方向的古珠江三角洲前缘砂体与后期东沙隆起抬升产生的相向缓倾的斜坡相配置形成的岩性圈闭是目前油气勘探的有利区带之一，但前人在层序地层格架（主要是三级层序级别）研究方面的精度已经不能满足砂体上倾尖灭圈闭的勘探。以珠江口盆地惠州地区珠江组古珠江三角洲形成的砂体上倾尖灭油气藏为例，以钻井和三维地震资料为基础，井-震结合说明如何在三角洲岩性圈闭中识别不同成因类型的高频层序界面，并分析其与储层、顶底板之间的关系，以探讨其在三角洲前缘砂体上倾尖灭油气藏形成与勘探中的意义。

惠州凹陷位于珠江口盆地珠一坳陷中部，凹陷北为北部断阶带，南以东沙隆起为界。研究区主要位于惠州凹陷西南部，为惠州凹陷与东沙隆起的交会处[图 1（a）]。古近纪，由于陆内拉张，断陷湖盆发育，在始新世和渐新世早期，特别是始新世文昌组沉积的巨厚深湖相泥岩是珠江口盆地的主要烃源岩。新近系为盆地坳陷期的海相地层，珠海组沉积时期陆架坡折由白云凹陷南坡附近迁移到白云凹陷北坡，使得白云凹陷以北的大部分地区（包括东沙隆起和惠州凹陷等）处于陆架环境，物源主要来自于盆地北部的古珠江三角洲[图 1（b）]。从区域构造演化角度来看，珠江组沉积期，盆地进入坳陷期，构造活动较弱，地势较为平缓。从沉积物供给速率来看，该时期由于青藏高原南部和喜马拉雅山脉进入快速剥蚀阶段，提供大量的陆源物质，珠江水系携带大量的陆源碎屑形成珠江三角洲^[16]。从海平面变化角度来看，在距今21~16 Ma，珠江口盆地总体处于一个海侵背景，在距今15.0~12.5 Ma，研究区经历了一个海平面下降过程后，又持续上升^[17]。在整个海侵过程中，东沙隆起逐渐淹没，提供物源的能力减弱，在一个陆源碎屑影响较小、浅水环境下形成了大规模的碳酸盐岩沉积，这些碳酸盐岩主要分布在东沙隆起上。总的来说，珠江组沉积期处在一个海平面多次上升-下降的过程中。在沉积物供给速率较大、海平面频繁升降、沉积地貌较为平缓的背景下，三角洲多期次进退在平面上形成前三角洲或陆架泥岩与三角洲前缘砂岩指状交互、纵向上大套砂泥互层的岩性组合特征^[18-21] [图 1（b）]。中新世晚期，由于菲律宾板块对欧亚板块的再次俯冲造成东沙隆起再次隆起，形成东南高、西北低的构造格局[图 1（b）]。这种构造演化特征为珠江组三角洲前缘砂体上倾尖灭圈闭形成提供了良好条件^[22]。选择三角洲及条带砂发育区作为研究区，其内目前共有探井30余口（本次研究选用典型探井15口），三维地震资料满覆盖（2 000 km²）。

图 1

Fig. 1

下载eps/tif图 图 1 珠江口盆地珠江组沉积背景（a）与综合柱状图（b） Fig. 1 Depositional background (a) and integrated stratigraphic column (b) of Zhujiang Formation in Pearl River Mouth Basin

珠江组可以划分为下段、上段，其分界面为MFS18.5，表现为一套稳定的泥岩段（图 2），能在区域上进行追踪对比。由于惠州凹陷处于三角洲前缘，三级层序界面不是不整合面，主要是沉积的转换面，地层叠加样式上表现为由进积型的叠加样式向退积型的叠加样式转换（本次研究选用GR和AC共2条测井曲线，因为研究区是正常的砂泥岩组合，GR和AC曲线对本地区的岩性较为敏感）。其中，珠江组下段可以划分为1个半三级层序，分别是SQ1与SQ2_TST[图 3（a）]；珠江组上段可以划分为3个半三级层序，分别是SQ2_HST，SQ3，SQ4与SQ5 [图 3（b）]。

图 2

Fig. 2

下载eps/tif图 图 2 珠江组三级层序划分方案 Fig. 2 Third-ordersequence division of Zhujiang Formation

图 3

Fig. 3

下载eps/tif图 图 3 珠江组上段（a）与下段（b）三级层序划分 Fig. 3 Third-order sequence division of upper section (a) and lower section (b) of Zhujiang Formation

在三级层序内进行四级层序的划分关键在于界面的选择，关于四级层序界面是选择水进界面还是水退界面，国内外的学者一直存在很大的争议。大量研究表明，在三级层序地层格架内依据水进面划分高频层序，井-震结合进行追踪对比，建立四级或五级层序地层单元构成的高精度层序地层格架，可为沉积相或储集体分布规律研究分析提供重要基础[图 4（a）] ^[23]。

图 4

Fig. 4

下载eps/tif图 图 4 三角洲体系高精度层序划分模式（a）与四级层序内部结构特征（b） Fig. 4 High-resolution sequence stratigraphic model of delta system (a) and internal structure characteristics of fourth-order sequence (b)

在三角洲体系中选择水进界面作为四级层序界面主要有以下优势[图 4（b）]：①水进界面在钻井中易识别和对比，在地震剖面中也较易追踪；②从三角洲沉积角度来讲，以一个四级水进界面开始到下一个水进界面结束代表了一期三角洲的进积和退积，是一个完整的水退和水进过程；③四级层序内具备比较完整的储盖组合；④水进界面形成的泥岩构成了岩性圈闭良好的顶底板。

本文选取珠江组中的三级层序SQ2说明研究层段四级层序界面的识别标志。SQ2层序底界面为SB21，顶界为SB18，其中最大水进界面为mfs_18.5（图 5）。从区域研究成果来看，在研究区SQ2主要发育了三角洲体系，高频层序界面主要是以水进界面为界。在钻井剖面上，利用水进界面共识别了8个四级层序，分别是SQ2-1，SQ2-2，SQ2-3，SQ2-4，SQ2-5，SQ2-6，SQ2-7，SQ2-8。由于地震分辨率问题，在钻井上划分出来的8个四级层序无法都在地震剖面上进行区域追踪。井-震精细标定表明，地震可识别的四级层序与钻井上的四级层序对应关系如下：钻井上的四级层序SQ2-1对应于地震上的四级层序SQ2-Ⅰ；钻井上的四级层序SQ2-2，SQ2-3，SQ2-4合并对应于地震上的四级层序SQ2-Ⅱ；钻井上的四级层序SQ2-5，SQ2-6合并对应于地震上的四级层序SQ2-Ⅲ；钻井上的四级层序SQ2-7，SQ2-8合并对应于地震上的四级层序SQ2-Ⅳ。在三级层序（SQ2）中不仅识别出了最大水进界面mfs_18.5，还识别出了2个能在地震上进行区域追踪的水进界面（fs1，fs2）。在最大水进界面mfs_18.5表现为一套厚度在30~40 m、分布广泛的泥岩，在地震上表现为反射较强、很容易追踪的波谷。fs1界面附近表现为一套分布广泛、厚度在15~20的泥岩，在地震上表现为反射较强、较容易追踪的波谷。fs2界面附近表现为一套分布广泛、厚度在20余米的泥岩，在地震上表现为反射较强、较容易追踪的波谷。由此三级层序SQ2可划分为4个地震尺度可识别的四级层序，将油田开发过程中的砂体编号纳入到四级层序格架中来，赋予其地质含义，这将为后面的砂体平面预测奠定基础。

图 5

Fig. 5

下载eps/tif图 图 5 研究区井-震结合的高精度层序地层划分 Fig. 5 Well-seismic tie classification of high-resolution sequence stratigraphy

（1）水进体系域四级层序构成样式

从三级层序位置来看，水进体系域处在水进背景下，四级层序具有完整的水退-水进结构（图 6）。

图 6

Fig. 6

下载eps/tif图 图 6 水进体系域中沉积结构解释的钻井对比剖面（a）与对应的地震对比剖面（b）和高位体系域中沉积结构解释的钻井对比剖面（c）与对应的地震对比剖面（d）（剖面位置见图 1） Fig. 6 Sedimentation structure interpretation of well section (a) and corresponding seismic section (b) in transgressive system tract, sedimentation structure interpretation of well section (c) and corresponding seismic section (d) in highstand system tract

从连井对比剖面上看[图 6（a）]，四级层序水退半旋回下部处在海平面上升的末期，形成了大套的泥岩；水退半旋回上部，三角洲砂体不断往海方向进积，砂体类型从HZ25-8-1的箱形河道砂体逐渐变成HZ32-3-1的反旋回河口坝砂体；在水进半旋回中，三角洲砂体不断往陆地方向退缩，在水进半旋回上部，形成了有一定厚度的灰质砂岩。在水退、水进半旋回中，三角洲远端都形成了被改造的条带砂体。从连井地震剖面上看[图 6（b）]，水退半旋回形成了不断进积的弱前积反射结构，而水进半旋回形成了不断退积的弱反射结构，在这些弱前积结构的前部存在透镜状的反射特征，根据钻井标定，这些透镜状反射为被改造的条带砂体，主要形成于波浪的改造作用。

（2）高位体系域四级层序构成样式

从三级层序的位置来看，高位体系域处在水退背景下，四级层序的结构不完整，通常以一个水退半旋回为主[图 6（c），（d）]。

从连井对比剖面上看[图 6（c）]，SQ2_Ⅲ四级层序的水退半旋回下部处在海平面上升的末期，形成了大套的泥岩；水退半旋回上部，三角洲砂体不断往海方向进积，水退半旋回结束后，由于快速水进（水进持续的时间较短），形成了厚度不大的泥岩段，四级层序表现为不完整的结构特征。SQ2_Ⅳ为SQ2三级层序中最上部的四级层序，它的顶界面为三级层序界面（SB），这个四级层序由一个水退半旋回组成。由于处在高位体系域的顶部，在三级层序界面下部大规模的三角洲往盆地方向推进，形成了厚度较大的、物性较好的储层。

从地震剖面上看[图 6（d）]，由于四级层序主要由水退半旋回组成，地震上主要表现为进积型的弱前积特征，而退积型的弱前积结构特征不明显。

灭油气藏勘探中的意义在三级层序内部识别了次一级水进界面，利用此界面建立了珠江盆地惠州凹陷三角洲体系井-震吻合的高精度层序地层格架。图 7为根据研究区钻井和地震建立的三级层序内部不同成因类型的界面与储集层及其顶底板分布的关系模式图。从图中可以看出，在此高精度层序地层格架中存在2种性质不同的界面，分别是水退界面和水进界面。水退界面包括三级层序界面（SB）和四级层序内部的转换面；水进界面包括最大水进界面（mfs）和次一级水进界面（fs）。

图 7

Fig. 7

下载eps/tif图 图 7 三级层序内的关键界面类型及其与储集层、顶底板的关系 Fig. 7 Key interface types in third-order sequences and their relationship with reservoirs, top and bottom caps

三级层序界面是由于相对海平面下降驱动形成的，随着相对海平面的下降，三角洲不断往盆地推进。钻井揭示在三级层序界面附近相对富砂，即三级层序界面控制砂体的分布。这种类型砂体是岩性圈闭重要的储集对象。

四级层序内部转换界面形成于一次水退到一次水进的转换。通常随着水退过程的发生，三角洲往盆地方向推进，在转换界面附近达到进积作用的高峰。随着水进的开始，三角洲往陆地方向退缩，在一个水进界面（mfs或者fs）附近退积作用达到极限。因此，在四级层序内部转换界面附近也是相对富砂，即四级层序内部转换界面控制砂体的分布。

最大水进界面是由于相对海平面上升驱动形成的，是三级层序内规模最大的一个水进界面，在地震上容易追踪对比。随着相对海平面的上升，三角洲不断往陆地方向退缩，在最大水进界面附近达到高峰，因为最大水进界面附近相对富泥，能作为一个区域性的盖层控制油气的分布，即最大水进界面控制顶板或底板的分布。

次一级水进界面发生在三级层序内，其形成与次一级海平面上升或与三角洲朵叶体的退积作用有关，在此界面附近相对富泥。其在地震上较易识别追踪，与其伴生的泥岩在一定范围内可以作为盖层控制油气的分布；能成为岩性圈闭的顶板或底板，即次一级水进界面也控制顶板或底板的分布。

三级层序内部存在不同的界面组合类型，这些组合类型会分别形成独立的顶板-上倾尖灭的储集层-底板的“三明治”式组合体。岩性油气藏往往分布在这些组合体中，即受不同类型界面控制的顶板-上倾尖灭的储集层-底板的“三明治”式组合体控制油气藏的纵向分布。研究表明，研究区存在2种类型组合体，分别是“最大水进界面控制的顶板-三级层序界面控制的上倾尖灭储集层-次一级水进界面控制的底板”组合体（三级层序界面SB18附近的K22砂体为代表）[图 8（a）]和“最大水进界面控制的顶板-四级层序内部转换界面控制的上倾尖灭储集层-次一级水进界面控制的底板”组合体（mfs_18.5附近的L15-L10 low砂体为代表）[图 8（b）]。通过对已知油藏的对比与分析表明，三级层序界面控制的储集层比四级层序内部转换面控制的储集层厚度大、物性好，形成的岩性油气藏规模大。

图 8

Fig. 8

下载eps/tif图 图 8 “最大水进界面控制的顶板-三级层序界面（a）和顶板-四级层序内部转换界面（b）控制的上倾尖灭储集层-次一级水进界面控制的底板”组合体控藏（剖面位置见图 1） Fig. 8 Reservoir combinations:up-dip pinch-out reservoir-sub-level water flooding surface-controlled floor controlled by maximum water flooding surface-controlled roof-third-order sequence boundary (a) and maximum water flooding surface-controlled roof - fourth-order sequence internal transition surface (b)

研究表明，四级层序内部转换面上下三角洲沉积体的分布范围与叠加样式不同，其决定了岩性上倾尖灭带的分布范围与储层物性的优劣。转换面之下，砂体呈进积叠加样式，与上倾构造背景配置形成的岩性圈闭分布范围大，自下而上砂体物性逐渐变好；转换面之上砂体呈退积叠加样式，岩性圈闭分布范围相对较小，砂体物性逐渐变差。因此，高频层序的划分对岩性圈闭精细预测有重要意义。

（1）利用三级层序内的水进界面将三级层序SQ2划分为4个地震尺度的四级层序，为后续精细的沉积体系与砂体平面分布预测提供一个合理的地层单元。通过对内部构成的分析，在一个三级层序内识别了水进体系域四级层序构成样式和高位体系域四级层序构成样式2种类型。水进体系域中，四级层序具有完整的水退-水进结构，而高位体系域往往由一个水退半旋回组成。

（2）在一个三级层序内识别了2种性质不同的界面，分别是水退界面和水进界面。按照级别来讲，水退界面可以划分为三级层序界面（SB）和四级层序内部的转换面；水进界面可以划分为最大水进界面（mfs）和次一级水进界面（fs）。其中，三级层序界面和四级层序内部的转换面均控制砂体的分布，即水退界面控砂，而最大水进界面和次一级水进界面均控制顶底板的分布，即水进界面控顶底板。

（3）珠江盆地惠州凹陷珠江组存在2种“顶板-储集层-底板”组合体类型，分别是“最大水进界面控制的顶板-三级层序界面控制的上倾尖灭储集层-次一级水进界面控制的底板”组合体和“最大水进界面控制的顶板-四级层序内部转换界面控制的上倾尖灭储集层-次一级水进界面控制的底板”组合体，这2种类型的“顶板-储集层-底板”组合体控制着惠州地区珠江组砂体上倾尖灭油气藏的分布。