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地球科學學院湖北武漢430100

長江大學學報(自科版) 2013年14期

茆書巍，李建明（長江大學地球科學學院，湖北武漢430100）

李清，孫虎法（中石油青海油田分公司勘探開發研究院，甘肅敦煌736202）

物源分析是大地構造背景判別、古環境恢復的重要依據，在整個盆地的沉積作用和構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木盆地東北部，其為北緣斷塊帶大紅溝隆起亞區馬海－南八仙背斜帶上的一個三級構造［2］。從1999年起大規模原油試采后，在新近系地層上油砂山組（下油砂山組、上干柴溝組（N1）均發現了大量工業油氣流和油氣顯示，呈現出較好的勘探前景［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、陰極發光、質譜分析等先進技術在物源分析中應用日益廣泛［6］，但重礦物是目前是研究物源方向最有效的手段之一，因此分析研究區重礦物含量，準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，這將對南八仙油田下一步勘探具有重要的現實意義。

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、穩定性強，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造環境兩方面因素控制，不同的礦物之間具有不同的共生關系，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手段。重礦物組合是母巖的指示劑，可以確定沉積區母巖性質及物源方向［10］。不穩定重礦物抗風化能力強，分布不廣，遠離物源區含量減少，甚至消失［11］，應重視不穩定重礦物的組成，在某種程度上它對物源具有一定的判別意義［12］。筆者對研究區部分井段重礦物：鋯石、電氣石、金紅石、石榴石、綠簾石、黝簾石、角閃石、輝石、十字石等進行了統計分析（見表1）。由表1可以看出，X4井不穩定重礦物如綠簾石、角閃石等含量較高；X102井穩定重礦物鋯石、石榴石含量相當高，其余不穩定重礦物幾乎消失，表明北東向從X4井至X102井遠離物源區，表明物源來自北東向。同時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，而且經過搬運后石榴石含量高于鋯石，說明北東部物源母巖主要為變質巖；沿著南東向從X5井至X101井穩定重礦物含量升高，不穩定重礦物種類少、含量低甚至消失，表明物源來自南東向，同時發現鋯石含量高可能是長距離搬運鋯石抗風化能力強，而造成相對富集的結果。

表1 南八仙油田部分井段地層重礦物含量統計

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指數分析

重礦物分析中，ZTR指數是比較常用的。所謂ZTR指數就是指礦物中鋯石、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。在利用取心井的巖心的化學分析總結了該井區的重礦物種類以及含量的基礎上，得出了的ZTR指數表（見表2）。在ZTR指數表的基礎上繪制了南八仙油區的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指數呈增大的趨勢，同時從南東向至北西向也呈現出相同的趨勢，表明該區有2個物源方向，分別為北東向和南東向。

表2 南八仙油田的ZTR指數

井名 ZTR指數井名 ZTR指數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定礦物的相對含量，它反映碎屑組分隨發生的地質作用的時間及強度，通常用Q／（F＋R）表示［13］（即石英含量／（長石含量＋巖屑含量））。離物源區越遠的沉積砂體，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，地層沒有發現礫巖，該油層組砂巖厚度大體在90～150m之間，X4井、X13井區域砂巖厚度大，XZ5、XZ27井區域厚度較小（見圖3）。由圖3中可以看出，整個砂體布局呈現出沿著西南、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。