潛江凹陷馬王廟地區(qū)古近系新溝嘴組下段物源分析

謝春安,胡明毅,賈秀容,胡忠貴,萬來

（1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗,湖北荊州434023;2.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北荊州 434023）

潛江凹陷馬王廟地區(qū)古近系新溝嘴組下段物源分析

謝春安1,胡明毅1,賈秀容2,胡忠貴1,萬來1

（1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗,湖北荊州434023;2.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北荊州 434023）

根據(jù)重礦物百分含量分區(qū)、巖石碎屑組分特征、地層傾角測井特征等對潛江凹陷馬王廟地區(qū)古近系新溝嘴組下段物源情況進行了分析。研究表明馬王廟地區(qū)受到北東向的漢川和北西向的漢水兩個方向物源影響。在此分析基礎(chǔ)上,結(jié)合砂巖百分含量分布特征和沉積環(huán)境詳細闡述了古近系新溝嘴組下段各個油組沉積時期不同物源的影響程度,認為馬王廟地區(qū)新溝嘴組下段主要受東北部漢川方向物源的影響,西北部物源的影響次之,兩物源影響交匯于馬10井—馬39井區(qū)附近。Ⅲ油組沉積時期研究區(qū)受到西北物源的影響較小;Ⅱ油組時期東北物源影響較前期增大,受西北部物源影響變化不大;Ⅰ油組時期仍以東北部物源影響為主,但其影響變小,而西北物源影響范圍變大。

潛江凹陷;馬王廟地區(qū);新溝嘴組下段;物源分析

Abstract:According to the distribution of heavy mineral percentage,features of clastic constituent of sand rocks,diplog traits,variation of palaeophyte distribution,provenance directions of Mawangmiao area was analyzed in this paper,and the result demonstrated that Mawangmiao area was influenced by two different provenances of northeast Hanchuan and northwest Hanshui.Based on the aforesaid research,combined with the features of sand content distribution and depositional environment,the study detailedly depicted different incidence of the two different provenances of every oil groups and considered the lower member of Xingouzui Formation in Mawangmiao area was mainly influenced by the northeast provenance,and the cross influenced area of the two different provenances convergenced on Ma 10 to Ma 39 well area.In the depositional era ofⅢoil group,the study area was minorly influenced by the northwest provenance.In the depositional era ofⅡoil group,the influence of the northeast provenance aggrandized than earlier phases and the influence of the northwest provenance had no further change.In the depositional era ofⅠoil groups,the northeast provenance was still the major provenance but its influence faded down and the influence of the northwest provenance aggrandize than earlier phases.

Key words:Qianjiang Sag;Mawangmiao area;the lower member of Xingouzui Formation;provenance analysis

江漢盆地是燕山運動以來中揚子準地臺上發(fā)育起來的白堊紀—第三紀斷陷鹽湖盆地。潛江凹陷是江漢盆地內(nèi)部一個較大的次級構(gòu)造單元,也是其最重要的生烴凹陷。江漢盆地潛江凹陷白堊—第三紀自下而上分別為白堊系漁洋組、古近系沙市組、新溝嘴組、荊沙組、潛江組、荊河鎮(zhèn)組、新近系廣華寺組及第四系平原組。其中新溝嘴組分為新上段和新下段,新下段自下而上又進一步劃分為Ⅲ油組、泥隔層、Ⅱ油組、Ⅰ油組和大膏層。馬王廟地區(qū)位于潛江凹陷東北部和岳口低凸起東段,為一個被眾多斷層復(fù)雜化的大型復(fù)合斷鼻構(gòu)造,面積約450 km2。北部以竹根灘斷層與岳口低凸起相連,東北部與小板凹陷以斜坡過渡,東部與通海口凸起接壤,南部與吊堤口之間為斜坡過渡,西部以三江向斜與潛江構(gòu)造帶相隔,整個地區(qū)大體上由西南向北東向逐漸抬升,并伴隨一定程度的起伏（圖1）。馬王廟油田是江漢盆地新溝嘴組豐度最高、規(guī)模最大,勘探效益最好的油田。

圖1 馬王廟地區(qū)構(gòu)造位置Fig.1 Location of Mawangmiao area

在馬王廟油田勘探開發(fā)過程中,物源分析是很重要的研究,它關(guān)系到砂體的展布及巖性油氣藏勘探的成果[1]。目前普遍認為馬王廟地區(qū)主要存在北東的漢川方向的物源[2-3],但是否受到北西的漢水物源的影響仍存在爭議,對各時期物源影響程度也沒有詳細的分析和描述。本文旨在通過一系列物源分析技術(shù)方法來對馬王廟地區(qū)新溝嘴組下段沉積時期物源情況進行綜合分析,為沉積相和砂體展布規(guī)律等研究奠定基礎(chǔ),從而為后期繼續(xù)勘探開發(fā)指明方向。

1 新溝嘴組下段物源分析

馬王廟地區(qū)是一個受基底隆起控制的繼承性鼻狀構(gòu)造,其西南側(cè)面臨總口、吊堤口向斜,東北部為漢川隆起,西北部為漢水地塹,古地貌呈現(xiàn)北高南低的地形。物源是形成砂巖儲層的物質(zhì)基礎(chǔ),它決定砂巖的碎屑組分。物源分析的主要任務(wù)是確定沉積物來源方向、侵蝕區(qū)（或物源區(qū)）的位置、搬運距離及母巖性質(zhì)等[4]。下面通過重礦物分析,巖石碎屑組分、地層傾角測井特征、砂巖百分含量分布特征等對馬王廟地區(qū)的物源進行分析。

1.1 重礦物分析

重礦物根據(jù)其風(fēng)化穩(wěn)定性分為穩(wěn)定和不穩(wěn)定兩大類。穩(wěn)定重礦物抗風(fēng)化能力強,而且分布廣泛,在遠離母巖區(qū)的沉積巖中其百分含量相對增高。不穩(wěn)定重礦物抗風(fēng)化能力差,分布不廣,且離母巖越遠,其相對含量越少。按裴蒂莊1972年的分類方法,將鋯石、電氣石和金紅石劃分為超穩(wěn)定的重礦物。對新下Ⅱ油組重礦物分析發(fā)現(xiàn),自東北板7井向西南馬18井、馬斜22井處,超穩(wěn)定重礦物（ZTR）百分含量從14.0%增大到32.4%和40.2%,不穩(wěn)定及中等礦物從70.3%減小到61.3%和47.9%①王敏,等.馬王廟油田改善開發(fā)效果技術(shù)研究與應(yīng)用.中國石化股份公司科研報告,2006.。自北東向南西方向ZTR指數(shù)增大和不穩(wěn)定礦物含量減小,表明研究區(qū)東北部存在一支物源。同時,對馬王廟地區(qū)新下段金紅石和鋯石兩種超穩(wěn)定重礦物統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),砂巖中重礦物含量具有明顯的分區(qū)性,工區(qū)東北和西北部為“金紅石+鋯石低含量區(qū)”（圖2）,東南角的馬31井區(qū)一帶為“金紅石+鋯石高含量區(qū)”,而工區(qū)中部大部分區(qū)域為“金紅石+鋯石中等含量區(qū)”,新下段重礦物的這種分布格局指示出馬王廟地區(qū)新下段時期物源來自于東北和西北2個方向。

1.2 巖石碎屑組分特征

1.2.1 砂巖成分特征

馬王廟地區(qū)砂巖主要為長石砂巖,其中石英含量49.0%～68.8%。長石含量范圍24.4%～41.7%,長石以鉀長石為主,占長石總量的60%以上,斜長石、微斜長石次之。巖屑含量低,含量范圍（包括云母、綠泥石）1.9%～17.1%,平均約7.2%。巖屑主要為變質(zhì)巖巖屑,部分為火成巖巖屑,少量沉積巖巖屑。砂巖礦物成分成熟度指數(shù)（Q/（F+R））為1.1%～2.2%,礦物成熟度低。反映物源母巖以富含分長石的變質(zhì)巖為主。

圖2 馬王廟地區(qū)新溝嘴組下段金紅石+鋯石含量分布圖Fig.2 Distribution map of rutile and zircon of the lower member of Xingouzui Formation in Mawangmiao area

通過馬王廟地區(qū)新下段Ⅱ油組24口井砂巖成分統(tǒng)計研究表明,雖然大部分砂巖為長石砂巖,但西北方向馬5井、馬6井、馬13井區(qū)等6口井巖屑含量較高,平均含量10.9%,為巖屑長石砂巖;東北方向馬36井、馬53井、馬斜55井等18口井巖屑平均含量4.8%。兩個方向巖屑含量分別向西北、東北增大,呈較好的分區(qū)性。另外,砂巖礦物成分成熟度指數(shù)也存在較好的分區(qū)性,西北方向馬5、馬13井區(qū)等礦物成熟度多小于1.50,且向西南方向值逐漸增大至接近1.50;東北方向馬33—馬18—馬24井區(qū)多小于1.50,向西南方向的馬斜60井區(qū)和向南方向的馬49井區(qū)逐漸增大為2左右。通過上述巖石組分含量分析,表明研究區(qū)受到東北和西北兩個方向物源的影響（圖3）。

1.2.2 砂巖結(jié)構(gòu)特征

巖石結(jié)構(gòu)特征包括粒度的大小、分選性、磨圓度和分布狀況等,反映沉積環(huán)境水動力條件及碎屑顆粒搬運距離的遠近。馬王廟地區(qū)砂巖粒度在0.012～0.158 mm之間,為粉砂—細砂巖,以粉砂巖為主,結(jié)構(gòu)成熟度較好,風(fēng)化程度中—淺,分選程度以中—好為主,顆粒呈懸浮—點—線接觸,以點接觸為主,顆粒呈次棱角狀—次圓狀。反映沉積水動力較小且相對遠離物源區(qū)沉積特征。

對馬王廟地區(qū)新下Ⅱ油組16口井砂巖結(jié)構(gòu)特征進行分析,沿古水流往水能量減小方向,有粒度減小,分選性、結(jié)構(gòu)成熟度變好趨勢。這些砂巖結(jié)構(gòu)特征反映西北和東北兩個物源影響特征[5]。此外馬17井區(qū)的成分成熟度1.36,分選性好,說明馬17井區(qū)該時期處于混源環(huán)境（圖3）。

1.3 地層傾角測井特征

在缺乏有效指向構(gòu)造和巖心不能準確定位的情況下,傾角測井資料對于確定沉積物搬運方向顯示出明顯的優(yōu)越性。許多研究己證明地層傾角資料對于確定古水流方向和物源區(qū)方向是可靠的[6]。對馬17井新下段Ⅲ油組1小層巖心和地層傾角測井統(tǒng)計分析,其中地層傾角方位NW向占44%,N向占5%,W向占5%,SE向占17%,S向占22%。沉積構(gòu)造從交錯層理到水平層理,發(fā)育俱全（圖4）[7],對地層傾角的判斷影響較大。扣除沉積構(gòu)造影響,古水流方向以北偏西為主,其次為南偏東方向,推斷新下段Ⅲ油組1小層時期馬17井區(qū)受東北物源往北西向分支河道和北西物源共同影響,并在砂巖百分含量等值線圖上得到較好的驗證。

1.4 砂巖百分含量分布特征

圖3 馬王廟地區(qū)新溝嘴組下段Ⅱ油組巖石成分、結(jié)構(gòu)成熟度變化圖Fig.3 Variation of the compositional and textural maturity of clastic rocks of theⅡoil group of Lower member of Xingouzui Formation in Mawangmiao area

圖4 馬王廟地區(qū)馬17井新下段Ⅲ油組1小層地層傾角變化圖Fig.4 Dip angle’s variation of the frist single layer of Ⅲoil group of the lower member of Xingouzui Formation in Mawangmiao area

砂巖百分含量等值線圖主要推斷岸線位置和主要物源方向[8]。根據(jù)馬王廟地區(qū)砂巖、地層發(fā)育和實際開發(fā)情況,通過對其新溝嘴下段三個油組砂巖百分含量等值線圖的編制（圖5）,來反映物源的供給情況并分析研究區(qū)不同時期受到物源的影響程度。總的變化趨勢為:由東北向中西部、由北西向中東部砂巖百分含量逐漸變低,南部和正北砂巖百分含量最低,在局部區(qū)域較高。其布局反映了研究區(qū)主要受東北部較大物源和西北較小物源影響,其影響區(qū)在馬10井—馬39井區(qū)附近交匯。總體上來說,新下段不同沉積期受到兩支物源影響程度各有差異。

Ⅲ油組沉積時期研究區(qū)砂巖百分含量分布范圍為6%～42%,平均20%,平面上存在兩個砂巖百分含量相對高值分布區(qū)（圖5-A）,分別為東部的呈東北—南西方向延伸和西部的北西—南東方向延伸的兩支砂體,兩者在馬10—馬39井區(qū)交匯,其中以前者延伸范圍更廣,尖滅于馬21、馬5井一帶,表明東部一支砂巖發(fā)育程度更高,分布范圍更廣,受東北部物源影響更大,受北西漢水物源的影響相對較小。

Ⅱ油組沉積時期發(fā)生湖侵,湖岸線東移,研究區(qū)砂巖百分含量在10%～50%之間,平均值為28.5%。東北部的板7—馬20井一帶砂巖百分含量最高,達40%～50%,從東北方向向西南砂巖百分含量值逐漸減小,西北部馬4—馬6井一帶砂巖百分含量平均約15%（圖5-B）,分別反映東部的呈東北—南西方向延伸和西部的北西—南東方向延伸的兩支砂體,其中以前者延伸范圍廣,砂體尖滅于岳2、馬39、馬5和夏2井一帶,說明此時期主要物源來自北東漢川隆起,且東北部物源影響較Ⅲ油組沉積時期大,次要物源為西北部漢水物源。從板7—馬37處主砂體分為兩個主要分支,分別向馬67—馬5井和馬斜48—馬49井延伸,馬67井和西部馬6井中間的馬10—馬39井區(qū)處于兩主體砂體之間,為兩物源共同影響區(qū)。

圖5 馬王廟地區(qū)新溝嘴組砂巖百分含量等值線圖Fig.5 Contour maps of sandrock’s content of the lower member of Xingouzui formation in Mawangmiao area

Ⅰ油組沉積時期湖盆緩慢退縮,砂巖百分含量在0～25%之間,平均值約14%。東北部的馬47井區(qū)砂巖百分含量值最高,達25.3%,西北馬6—馬17井一帶砂巖百分含量平均值約21.6%（圖5-C）,亦反映東北和西北方向的兩支砂體,其中前者尖滅于岳2、馬39、馬5和夏2井一帶,后者延伸至馬17井以東。說明此時期東北部物源影響變小,而西北部物源影響范圍變大,但仍以東北部物源影響為主。

2 結(jié)論

（1）綜合重礦物分布特征、碎屑組分、地層傾角測井、砂巖百分含量分布及變化等物源分析結(jié)果表明,馬王廟地區(qū)新溝嘴組下段沉積時期受北東向漢川隆起和北西漢水地塹兩個不同方向物源控制。整個新下段和三個油組沉積期均以東北部物源影響為主,西北部物源影響為輔,兩支物源影響在馬10井—馬39井區(qū)附近交匯。

Provenance analysis of the lower member of Xingouzui Formation of Paleogene System in Mawangmiao Area of Qianjiang Sag

Xie Chun’an1,Hu Mingyi1,Jia Xiurong2,Hu Zhonggui1,Wan Yunlai1

（1.Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources,Ministry of Education,Jingzhou434023;2.Institute of Goesciences,Yangtze Univercity,Jingzhou434023）

TE121.3

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2010.04.056

1008-2336（2010）04-0056-06

中石化委托科研項目《潛南地區(qū)新溝嘴組下段沉積相及砂體展布規(guī)律研究》（編號:G0601-09-ZS-0034）資助。

2010-07-08;改回日期:2010-08-16

謝春安,男,1982年生,長江大學(xué)在讀碩士研究生,研究方向油藏描述、儲層地質(zhì)學(xué)。E-mail:xiechunan200905@163.com。