渤海海域沙東南構(gòu)造帶東二下亞段物源狀況分析

于喜通，韋阿娟，黃 雷

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津塘沽 300452)

渤海海域沙東南構(gòu)造帶東二下亞段物源狀況分析

于喜通，韋阿娟，黃 雷

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津塘沽 300452)

為查明沙東南構(gòu)造帶東二下亞段物源狀況、揭示沉積體系的分布格局，通過巖石碎屑組分特征、重礦物組合、砂巖百分含量分布以及典型地震前積結(jié)構(gòu)特征分析等研究方法,對東二下亞段的物源進行了綜合研究。結(jié)果表明，該地區(qū)主要受到西北部沙壘田凸起物源影響。在此分析的基礎(chǔ)上，認為同向斷階坡折帶對該地區(qū)砂體展布具有關(guān)鍵的控制作用,砂體主要分布在F1斷裂下降盤。

渤海海域；沙東南構(gòu)造帶；東二下亞段；物源分析；砂體展布

1 地質(zhì)概況

渤海海域是在前中生代基底之上發(fā)育的中、新生代疊合盆地，是渤海灣盆地的重要組成部分[1-4]。沙東南構(gòu)造帶位于渤海西部海域中南部，處于渤中凹陷和沙南東凹之間，整體為北西西向-近南北向的構(gòu)造脊背景，是在太古代花崗巖潛山背景上經(jīng)新生代北東向斷裂活動形成的北西-南東向的斷階帶，表現(xiàn)為長條狀壘塹相間的構(gòu)造格局(圖1)?？碧綄嵺`表明，東二下亞段地層是沙東南構(gòu)造帶重要的含油氣層位，目前已在該區(qū)發(fā)現(xiàn)F18-A、F18-B、Z13-A等多個油氣田。但由于受到圍區(qū)不同方向物源的影響而使得砂體展布變得復(fù)雜，給該區(qū)的勘探開發(fā)帶來了難度。因此，對該地區(qū)進行物源分析，查明古物源與沉積砂體的空間配置關(guān)系，對油氣儲層的準確預(yù)測具有重要意義。通過大量的室內(nèi)分析測試資料及地震資料，主要從巖石學、礦物學及地球物理等多種角度出發(fā)，對沙東南構(gòu)造帶東二下亞段的物源狀況進行分析，闡明古物源與沉積砂體展布關(guān)系，旨在為該地區(qū)下一步的油氣勘探提供依據(jù)。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置

2 物源分析

在油氣勘探開發(fā)過程中，物源體系關(guān)系到砂體的展布及巖性油氣藏勘探的成果[5-6]。從巖石碎屑組分特征、重礦物組合、砂巖百分含量分布以及典型地震前積結(jié)構(gòu)等方面對沙東南構(gòu)造帶東二下亞段進行了系統(tǒng)的物源研究。結(jié)果表明，該地區(qū)主要受西北部沙壘田凸起物源影響。

2.1 巖石碎屑組分特征

盆內(nèi)陸源碎屑物是由物源區(qū)巖石提供的，因此碎屑物組分的組合特征與物源區(qū)有密切關(guān)系，一般石英含量由物源區(qū)向沉積區(qū)逐漸升高[7-9]。鏡下觀察統(tǒng)計，研究區(qū)東二下亞段巖石類型主要為長石砂巖和巖屑長石砂巖，石英含量一般為32%～58.6%，長石含量29.1%～43.3%，巖屑含量低，僅為12.3%～29.8%；研究區(qū)西南部F22-B-F23-A井區(qū)雖然薄片資料較少，但仍能較好地反映該地區(qū)的巖石組分特征，H8井鉆遇砂巖為長石巖屑砂巖，巖屑含量高達52.5%，長石含量33.5%，石英含量僅為14%，具有“高巖屑、低石英”特征；研究區(qū)東南部Z19-D-Z26-B井區(qū)為相對石英含量高值區(qū)，石英含量一般為42%～56.3%，長石含量25.5%～39.5%，巖屑含量18.5%左右。另外，Z13-A井區(qū)存在一個明顯的石英含量低值區(qū)，石英含量25%～40.3%(圖2)。分析結(jié)果表明，研究區(qū)與其西南部F22-B-F23-A井區(qū)及東南部Z19-D-Z26-B井區(qū)巖石碎屑成分明顯不同，且由西北向東南，石英含量從32%(F18-A-1井)增加到58.6%(F18-B-1井)，巖石礦物成熟度有增高趨勢，由此判斷研究區(qū)東二下段物源主要來自于其西北部的沙壘田凸起，Z13-A井區(qū)受雙向物源影響，為西北和東南兩個方向物源的交匯區(qū)。

圖2 沙東南構(gòu)造帶及圍區(qū)東二下亞段巖石碎屑組分特征

2.2 重礦物組合特征

砂巖中的重礦物組合類型及其分布可作為物源區(qū)分析的重要依據(jù)。在物源相同、古水流體系一致的碎屑沉積物中，重礦物組合具有相似性，并且離物源區(qū)越遠穩(wěn)定重礦物的含量越高[10-12]。化驗分析資料表明，研究區(qū)及其圍區(qū)東二下亞段砂巖重礦物種類主要包括金紅石、電氣石、鋯石、石榴子石、褐鐵礦、黑云母，而重礦物組合主要分為三種類型：第一種為“鋯石+褐鐵礦”組合，這種組合集中在研究區(qū)及其西北部地區(qū)，并且自西北的F11-F-1井向東南的F18-B-2DS井處，超穩(wěn)定重礦物(金紅石+電氣石+鋯石)含量從33%增大到59.3%；第二種為“石榴子石+鋯石+電氣石”的重礦物組合，這種組合主要在研究區(qū)西南部發(fā)育，以H16井為代表；第三種為“石榴子石+鋯石”的組合，石榴石占據(jù)絕對優(yōu)勢，主要分布于研究區(qū)東南部。另外，Z13-A井區(qū)為“鋯石+石榴子石+褐鐵礦”組合，兼具第一種和第二種重礦物組合特征，受到西北和東南雙向物源影響的可能性較大(圖3)。這種分布格局表明，研究區(qū)主要受西北部沙壘田凸起物源影響。

圖3 沙東南構(gòu)造帶及圍區(qū)東二下亞段重礦物組合特征

2.3 砂巖百分含量分布特征

砂巖百分含量等值線圖可以用來推測岸線位置和古水流方向，從而為物源分析提供一定的證據(jù)。對同一個沉積體系而言，一般的規(guī)律是距離物源區(qū)越近，含砂率值越大，它們通常為沉積物的主要搬運通道[13]。編圖結(jié)果顯示，研究區(qū)及圍區(qū)可識別出兩支主要的三角洲朵體：研究區(qū)西南方向發(fā)育近北東-南西向的三角洲朵體，含砂率8%～54%，且規(guī)模較小；研究區(qū)及其西北部發(fā)育呈近北西-南東向展布的三角洲朵體，砂巖百分含量分布范圍為5%～68%，分為明顯的東、西兩個分支砂體，其中東支砂體貫穿沙東南構(gòu)造帶，含砂率在研究區(qū)西北部的F11-E-1井處較大，達到 65%，而向東南方向的F18-B-2DS井處減少為6%。Z13-A井區(qū)可能受西北部及東南部雙向物源影響，但其西南部地區(qū)以含砂率小于10%為主，說明Z13-A井區(qū)主要受到西北部物源影響(圖4)。砂巖百分含量的這種分布特征是指示研究區(qū)物源主要來自其西北方向沙壘田凸起的又一重要證據(jù)。

圖4 沙東南構(gòu)造帶及圍區(qū)東二下亞段砂巖含量等值線圖

2.4 地震反射特征分析

地震剖面的內(nèi)部終端反射結(jié)構(gòu)尤其是前積結(jié)構(gòu)具有指示古水流方向的作用，因而可以作為判斷物源方向的重要標志[14-15]。從沉積背景來看，東二下亞段沉積期是湖泊三角洲建設(shè)發(fā)育期，沉積作用以進積為主，在地震資料上這些進積作用也有明顯的反映。地震資料分析結(jié)果顯示，在東二下亞段地層中記錄了典型的前積結(jié)構(gòu)，前積方向多為由西北向東南方向，該反射結(jié)構(gòu)被解釋為三角洲沉積體系的進積結(jié)構(gòu)，指示研究區(qū)物源來自北西方向，也進一步驗證了前面的物源分析結(jié)果(圖5)。

圖5 地震資料內(nèi)部前積結(jié)構(gòu)特征

3 討論

通過以上分析，明確了沙東南構(gòu)造帶東二下亞段物源主要來自于其西北部的沙壘田凸起?；谖镌磪^(qū)的精確確定，對該區(qū)砂體展布獲得新認識，認為同向斷裂坡折帶控制了該區(qū)東二下亞段砂體展布。

構(gòu)造坡折帶對沉積體系的發(fā)育和砂體分布起重要的控制作用[16-20]。按照徐長貴(2006)對渤海海域古近系坡折帶的成因劃分[21]，沙東南構(gòu)造帶歸屬于同向斷階坡折帶，主要受F1和F2兩條長期活動斷裂控制，其中F18-A井區(qū)位于F1斷裂下降盤，F(xiàn)18-B井區(qū)位于F2斷裂下降盤(圖6)。通常情況下，控制斷裂坡折帶的斷裂生長系數(shù)越大，其控砂能力相對越強。林暢松等(2000)對渤海灣盆地沾化凹陷的研究表明，主控斷裂的生長系數(shù)一般達到1.4～2.0時才可能起控制沉積體系和砂體展布的作用[22]。統(tǒng)計分析結(jié)果表明，東二下亞段沉積期F1斷裂的生長系數(shù)為1.73，控制砂體分布的可能性較大，位于下降盤的F18-A井區(qū)鉆遇良好的三角洲前緣主體細砂巖儲層，而同時期F2斷裂的生長系數(shù)僅為1.29，可能起不到控砂作用，這與其下降盤F18-B井區(qū)的實鉆結(jié)果吻合，即在東二下亞段僅發(fā)育薄層三角洲前緣遠端粉細砂巖儲層； 相比而言，F(xiàn)1和F2兩條斷裂在東三段沉積期的生長系數(shù)均較大，分別達到5.37 和4.17，對砂體分布起明顯控制作用，兩條斷裂的下降盤鉆井證實均發(fā)育良好的儲層。因此，同向斷階坡折帶主控斷裂的活動強度對本區(qū)東二下亞段砂體分布具有明顯的控制作用，使得優(yōu)質(zhì)儲層僅在F1斷裂下降盤發(fā)育。

圖6 沙東南同向斷階坡折帶構(gòu)造特征與沉積體系分布

因此，基于現(xiàn)有認識，那些發(fā)育在F1下降盤的圈閉內(nèi)東二下亞段儲層應(yīng)該是沙東南構(gòu)造帶現(xiàn)階段較為現(xiàn)實的勘探目標。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)05-0001-04

2015-04-08

于喜通，勘探地質(zhì)工程師，1983年生，2009年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(北京)，現(xiàn)從事石油地質(zhì)相關(guān)研究工作。

國家“十二五”科技重大專項(2011ZX05023-006-002)資助。

TE111.3

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