南八仙油田下油砂山組地層物源分析

2013-12-01 05:32:32茆書巍李建明長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院湖北武漢430100

長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版) 2013年14期

茆書巍，李建明（長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430100）

李清，孫虎法（中石油青海油田分公司勘探開發(fā)研究院，甘肅敦煌736202）

物源分析是大地構(gòu)造背景判別、古環(huán)境恢復(fù)的重要依據(jù)，在整個(gè)盆地的沉積作用和構(gòu)造演化等方面起到非常重要的作用［1］。南八仙油田位于柴達(dá)木盆地東北部，其為北緣斷塊帶大紅溝隆起亞區(qū)馬海－南八仙背斜帶上的一個(gè)三級(jí)構(gòu)造［2］。從1999年起大規(guī)模原油試采后，在新近系地層上油砂山組（下油砂山組、上干柴溝組（N1）均發(fā)現(xiàn)了大量工業(yè)油氣流和油氣顯示，呈現(xiàn)出較好的勘探前景［3－5］。特別是下油砂山組（在新近系地層沉積演化中占據(jù)著承上啟下的地位，是筆者研究的目的層段。近年來電子探針、陰極發(fā)光、質(zhì)譜分析等先進(jìn)技術(shù)在物源分析中應(yīng)用日益廣泛［6］，但重礦物是目前是研究物源方向最有效的手段之一，因此分析研究區(qū)重礦物含量，準(zhǔn)確判別物源方向有助于油氣勘探取得突破［7］。筆者利用錄井、鉆井等的相關(guān)資料較為深入的分析了南八仙油田下油砂山組（地層中的重礦物、成分成熟度、砂礫巖厚度分布以及泥巖氧化色方面，得出了地層的物源既有來自北東向也有來自南東向，這將對(duì)南八仙油田下一步勘探具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 重礦物分析

重礦物是指碎屑巖中密度大于2.86g／cm3的陸源碎屑礦物，重礦物一般耐磨蝕、穩(wěn)定性強(qiáng)，能較多地保留其母巖的特征，因此在物源分析中占有重要地位［8－9］。巖石中的礦物成分受源巖及構(gòu)造環(huán)境兩方面因素控制，不同的礦物之間具有不同的共生關(guān)系，反過來，重礦物組合及分布特征也可以指示物源成分及方向。

1.1 重礦物組合、分布特征分析

研究重礦物的分布與組合特征是研究物源常用技術(shù)手段。重礦物組合是母巖的指示劑，可以確定沉積區(qū)母巖性質(zhì)及物源方向［10］。不穩(wěn)定重礦物抗風(fēng)化能力強(qiáng)，分布不廣，遠(yuǎn)離物源區(qū)含量減少，甚至消失［11］，應(yīng)重視不穩(wěn)定重礦物的組成，在某種程度上它對(duì)物源具有一定的判別意義［12］。筆者對(duì)研究區(qū)部分井段重礦物：鋯石、電氣石、金紅石、石榴石、綠簾石、黝簾石、角閃石、輝石、十字石等進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析（見表1）。由表1可以看出，X4井不穩(wěn)定重礦物如綠簾石、角閃石等含量較高；X102井穩(wěn)定重礦物鋯石、石榴石含量相當(dāng)高，其余不穩(wěn)定重礦物幾乎消失，表明北東向從X4井至X102井遠(yuǎn)離物源區(qū)，表明物源來自北東向。同時(shí)從組合形式上可以看出，北東方向重礦物主要以 “鋯石＋石榴石＋電氣石＋綠簾石＋榍石＋金紅石”的組合形式，而且經(jīng)過搬運(yùn)后石榴石含量高于鋯石，說明北東部物源母巖主要為變質(zhì)巖；沿著南東向從X5井至X101井穩(wěn)定重礦物含量升高，不穩(wěn)定重礦物種類少、含量低甚至消失，表明物源來自南東向，同時(shí)發(fā)現(xiàn)鋯石含量高可能是長距離搬運(yùn)鋯石抗風(fēng)化能力強(qiáng)，而造成相對(duì)富集的結(jié)果。

表1 南八仙油田部分井段地層重礦物含量統(tǒng)計(jì)

井名礦物組成及含量／%鋯石電氣石石榴石綠簾石黝簾石角閃石輝石榍石十字石金紅石X101 25.6 5.73 19.58 0 0 2.43 0 0 0 0 X5 16.91 1.3 18.25 37.27 2.27 2.05 1.31 2.73 1.4 0 X4 24.23 1.75 17.31 25.14 3.9 2.19 0.75 2.59 1 0.5 X102 27.73 2.45 35.45 0 0 0 0 0 0 0.68 X8 24.73 2.6 21.90 5.84 2.05 5 2.67 6.84 1.3 3.06 X7 19.57 2.03 24.46 3.54 1.73 2.74 1.42 4.17 0.90.8

1.2 ZTR指數(shù)分析

重礦物分析中，ZTR指數(shù)是比較常用的。所謂ZTR指數(shù)就是指礦物中鋯石、金紅石、電氣石在透明重礦物中的所占的比例，它也是判斷成分成熟度的重要指標(biāo)。在利用取心井的巖心的化學(xué)分析總結(jié)了該井區(qū)的重礦物種類以及含量的基礎(chǔ)上，得出了的ZTR指數(shù)表（見表2）。在ZTR指數(shù)表的基礎(chǔ)上繪制了南八仙油區(qū)的ZTR等值線圖（見圖1）。從圖1中可以明顯看出，從北東向至南西向ZTR指數(shù)呈增大的趨勢，同時(shí)從南東向至北西向也呈現(xiàn)出相同的趨勢，表明該區(qū)有2個(gè)物源方向，分別為北東向和南東向。

表2 南八仙油田的ZTR指數(shù)

井名 ZTR指數(shù) 井名 ZTR指數(shù)X5 0.19 X101 0.36 X7 0.27 X102 0.28 X103 0.15 X3 0.31 X8 0.23 X4 0.33 X6 0.25 XS4 0.26 XS5 0.16 XS2 0.26 XS1 0.24 X14 0.28

2 成分成熟度分析

成分成熟度是指碎屑巖中穩(wěn)定礦物的相對(duì)含量，它反映碎屑組分隨發(fā)生的地質(zhì)作用的時(shí)間及強(qiáng)度，通常用Q／（F＋R）表示［13］（即石英含量／（長石含量＋巖屑含量））。離物源區(qū)越遠(yuǎn)的沉積砂體，砂巖成分成熟度越高。Q／（F＋R）來判別成分成熟度也是目前應(yīng)用較為廣泛的方法［9］。

圖1 ZTR等值線圖

3 砂礫巖厚度分布分析

砂巖的分布也是極為有意義的，從機(jī)械分異作用而言，靠近物源沉積物粒徑較大，逐漸過渡為粉砂、泥，所以從砂巖的厚度分布特征上可以大體看出沉積區(qū)的物源方向。由鉆井所獲取的巖心和巖屑資料可知，地層沒有發(fā)現(xiàn)礫巖，該油層組砂巖厚度大體在90～150m之間，X4井、X13井區(qū)域砂巖厚度大，XZ5、XZ27井區(qū)域厚度較小（見圖3）。由圖3中可以看出，整個(gè)砂體布局呈現(xiàn)出沿著西南、西北方向逐漸變薄的趨勢，即表明沉積物來源于北東向和南東向，這與上述分析相一致。

4 顏色分區(qū)分析

地層巖石顏色和色調(diào)一方面具有劃分和對(duì)比地層的重要意義，另一方面在某種程度上也可以反映地層的成因［8］。顏色分區(qū)研究可以反映整個(gè)區(qū)域的沉積體系模式，對(duì)于研究水進(jìn)、水退進(jìn)而研究物源方向具有重要參考意義。在南八仙油田鉆井、錄井資料的基礎(chǔ)上，對(duì)、、N1各個(gè)油組泥巖氧化色百分含量經(jīng)行了統(tǒng)計(jì) （見表3）。

筆者結(jié)合表3數(shù)據(jù)繪制了南八仙油田北東方向的泥巖氧化色分區(qū)圖（見圖4）。由圖4大體可以看出，從N1至經(jīng)歷了一個(gè)“水退－水進(jìn)－水退”的過程。地層氧化色逐漸增多，表明其經(jīng)歷了一個(gè)水體變深后又變淺的過程。同時(shí)整體可以看出，從南西向到東北方向氧化色地層含量逐漸增多，即表明物源來自北東方向。