深南—榆科地區古近系沙河街組一段物源分析

摘 要：經古地貌特征、巖屑組合特征、重礦物、碎屑組分對深南-榆科地區沙一段的物源進行分析。結果表明，深南-榆科地區在沙一段沉積時期存在兩個方向的物源，即西南方向物源和西北方向物源。

關鍵詞：物源；沙一段；深南-榆科地區

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.095

0 前言

物源分析可以確定源區位置、物源方向、母巖類型、搬運路徑及距離，對研究盆地沉積和構造演化具有重要意義；同時其對于儲層砂體展布方向、油氣成藏及砂體與斷層的配置關系等具有重要的影響[3]。

研究區雖然油藏埋藏較淺，油層相對集中，采出程度低，具有良好的成藏條件，但由于斷層小且密，砂體疊置規律復雜，橫向變化較大等復雜的地質構造，導致油層連通性差，影響油田進一步勘探開發，因此對物源的分析，為下一步對沉積體系、沉積相及儲層的研究奠定基礎。

1 區域地質概況

研究區位于深縣凹陷東南部的深南-榆科構造帶上（圖1），南為衡水斷裂-孫虎斷裂，北以舊北斷裂與劉村低凸起相鄰，西部與白宋莊三維區相鄰，東部相接饒陽凹陷，是夾持在孫虎斷裂與舊城北斷裂之間的一個復雜背斜，背斜表現為下隆、上陷，其斷層極為發育。

通過鉆井資料分析研究：古近系沙河街組一段地層厚度約為600～920m，為一套灰、灰綠色泥巖夾灰巖、砂巖。沙河街組一段又可細分為四個油組（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ油組）。

2 物源分析

2.1 古地貌

由于古地貌的隆凹格局控制著沉積物的剝蝕、搬運及沉積，所以物源特征、沉積相類型和沉積體系的展布等是由同沉積期的古地貌形態決定的[4]。

本次通過回剝技術，恢復某一時期原始盆地發育的地貌形態，并使用定量計算出盆地的沉降量，來確定原始古地貌特征。

首先利用三維地震解釋成果，再應用先進的Petromod軟件進行地史反演，進而實現同沉積期沙一段底界面（T4）的古地貌圖的編制。

從研究區沙一段底界面（T4）同沉積期古地貌圖（圖2）上可以看出，地貌總體上呈“南北不對稱、南北分區、東西分帶“的特征：東北部和西南部地形高，中間和西北部地形低，南部地層較緩，北部地層較陡。

2.2 巖屑組合特征分析

針對深南-榆科地區地層和巖性特征，對收集到的27口井的樣品巖石類型進行統計分析，本區沙一段的母巖類型有變質巖、沉積巖和巖漿巖，編制了沙一段的巖屑組合平面分布圖（圖3）。研究發現沙一段沉積時期至少存在兩個物源方向，南偏西方向應該有一物源，變質巖含量在巖屑中較高，主要為8.9%～24.1%，巖漿巖含量較低，主要在42%～77%；西北方向應有一物源，變質巖含量很少或沒有，一般為0～13.1%，巖漿巖含量較高，為51.4%～88.9%。

2.3 重礦物分析

將收集到的薄片資料通過統計之后發現，沙一段的重礦物資料只有5口井，無法繪出有效反應研究區重礦物含量變化的等值線圖，所以本次研究采用已知井重礦物資料與測井曲線資料系列相關關系擬合，計算出研究區沙一段剩余81口井的重礦物含量。

通過研究本區的沉積背景發現，本區具有多物源、多沉積體系的發育特點，針對本區實際情況將深南-榆科地區86口探井劃分為4個區塊來進行計算，從而更準確的預測深南-榆科地區的物源方向。利用深南-榆科地區沙一段穩定礦物數據編制了ZTR指數及柘榴石分布平面圖，研究發現本區沙一段存在西北部、西南部兩大物源體系（圖4，圖5）。

2.4 碎屑組分指示物源方向

礦物分析的理論基礎關于成分成熟度的研究。根據石英、長石和巖屑含量的變化趨勢可較準確的確定母巖搬運方向及搬運距離，從而判定研究區物源方向。

我們收集到沙一段66口探井薄片資料，但是落實到單井時數據就極少，所以本次研究采用已知井分析化驗碎屑組分含量與測井曲線資料系列相關關系擬合來計算研究區沙一段剩余81口井的碎屑組分含量，并編繪了石英、長石、巖屑含量等值線圖（圖6～8）。

石英、長石、巖屑含量是決定地層的巖石物理屬性的主要因素，聲波測井、自然電位測井、井徑測井、自然伽瑪測井、微梯度測井曲線及電阻率測井曲線在本工區相對齊全，這6條曲線較為全面地反應地層的巖石物理屬性。

以本工區現有樣本分析為依據采用多元線性回歸方法，分別求取石英、長石、巖屑的百分含量。

具體算法是以井為單位擬合公式，因工區面積較大，又考慮到樣本井的分布情況，采用就近原則選擇公式計算，可以達到整體計算結果最優的效果。

由圖6～8中可以清楚的看出，沙一段石英含量總體上具有往西北和西南方向逐漸增高的趨勢，長石、巖屑含量總體上具有往西北和西南方向逐漸減小的趨勢，即成分成熟度是從西北和西南方向逐漸增高，表明研究區沙一段物源主要來自西北和西南部物源。

通過對冀中坳陷的總體區域地質資料分析，并借鑒前人的研究成果[1-2]，認為深縣凹陷的主物源還是來自于西北方向的太行山凸起及西南部的新河凸起。

3 結論

本次研究通過應用古地貌恢復、巖屑組合特征、重礦物分析、碎屑組分等多種方法綜合對比分析，確定深南-榆科地區沙一段物源主要來自西北和西南兩個方向。

通過對深南-榆科地區沙一段的物源分析，對于我們深入認識該地區的砂體展布，以及對下一步預測、尋找有利的儲集優勢相帶具有重要意義。

參考文獻：

[1]李梅.冀中坳陷深縣凹陷沙一段沉積相研究及有利區帶預測[D].中國地質大學（北京），2010.

[2]李瑞嵩.蠡縣斜坡沙河街組沙二段至沙一下亞段物源分析及沉積相特征[D].西南石油大學，2012.

[3]趙賢正.冀中坳陷淀南地區沙河街組一段層序地層及沉積演化[J].石油與天然氣地質，2010（05）：542-551.

[4]韓少甲.渤中坳陷古近紀沙三段沉積期原盆面貌恢復[D].西北大學，2014.

基金項目課題：深南-榆科地區主要含油層系沉積相、沉積微相研究。

作者簡介：馬江曉（1991-），女，河南人，在讀研究生，專業為礦物學、巖石學、礦床學，研究方向：油藏描述。