準(zhǔn)噶爾盆地春暉油田侏羅系八道灣組物源分析

董臣強(qiáng)

(勝利油田新春采油廠，山東 東營 257000)

引言

春暉油田區(qū)域構(gòu)造上位于哈拉阿拉特山南部，向東南與瑪湖凹陷相接(圖1)。

圖1 春暉油田區(qū)域位置圖Fig.1 Location of the Chunhui Oil Field in the Junggar Basin

巖心觀察揭示，春暉油田侏羅系八道灣組油層段多為中礫巖、細(xì)礫巖、礫狀砂巖及含礫砂巖構(gòu)成的一套粗碎屑沉積，巖心上總體呈塊狀，表現(xiàn)為具有一定磨圓度且輕微向上變細(xì)特征，但分選較差，呈雜亂堆積，部分扁平礫石略具定向排列特征，見有大型板狀、楔狀、槽狀交錯層理及砂礫互層平行層理(低角度斜層理)，水道沖刷特征明顯，反映較強(qiáng)牽引流沉積作用。綜合鉆井資料及野外露頭剖面沉積觀察，認(rèn)為侏羅系八道灣組儲層以濕地扇之扇中辮狀水道沉積為主。

但目前對這套扇中辮狀水道沉積的物源方向卻存在爭議，主要有西北的哈拉阿拉特山物源和西南部的成吉思汗山物源兩種觀點(diǎn)。哈拉阿拉特山物源的依據(jù)是濕地扇往往推進(jìn)不會太遠(yuǎn);成吉思汗山物源的依據(jù)是該區(qū)的沉積礫石具有一定的磨圓度，搬運(yùn)距離應(yīng)較長。物源的方向決定了優(yōu)質(zhì)儲層的發(fā)育分布，也決定了后期的勘探與開放方式，因此，物源方向的研究就顯得尤為重要。

物源分析方法主要包括重礦物法、碎屑巖類法、地球化學(xué)法、沉積方法、同位素法等多種［1-9］。針對春暉油田侏羅系八道灣組的物源方向，著重從重礦物實(shí)驗(yàn)和傾角測井資料兩方面進(jìn)行了判定。

1 重礦物實(shí)驗(yàn)分析

重礦物是研究物源區(qū)母巖的重要指標(biāo)，穩(wěn)定重礦物組合及含量對分析沉積環(huán)境具有重要的指示意義。穩(wěn)定重礦物可以指示物源方向，離物源越遠(yuǎn)，搬運(yùn)距離越長，不穩(wěn)定重礦物含量則會越來越少，相對而言，穩(wěn)定重礦物組合在重礦物中所占的比例則會越來越高［10］。

通過18口井的重礦物分析及ZTR指數(shù)計算表明，研究區(qū)的穩(wěn)定與不穩(wěn)定重礦物混雜，種類繁多，達(dá)到了9種以上。穩(wěn)定重礦物占一定比例，鈦鐵礦和赤鐵礦含量最高，達(dá)到15%以上，鋯石、磷灰石、銳鈦礦等含量較低(圖2)。進(jìn)一步分析重礦物顏色，其中鋯石呈淡玫瑰色，個別呈淡紫色，表明了母巖性質(zhì)為年代古老的片麻巖或花崗巖。

ZTR指數(shù)是指穩(wěn)定重礦物中電氣石、鋯石和金紅石組成之和，它能夠反映沉積物沿物源的搬運(yùn)距離和搬運(yùn)方向，是物源分析中常用的一個重要參數(shù)。ZTR指數(shù)越大則離物源越遠(yuǎn)，搬運(yùn)距離越長。哈山南緣山前帶侏羅系18口井的ZTR指數(shù)平面圖(圖3)顯示，西部哈山2井-北淺4井ZTR指數(shù)由2.3增大至20，中部哈淺6井-哈淺8井ZTR指數(shù)由2.2增大至18，東部重30井-哈淺8重3井ZTR指數(shù)由11.4增大至27，表明哈山西南緣ZTR指數(shù)由西北到東南方向呈明顯增大趨勢，反映出物源方向?yàn)槲鞅狈较颉?/p>

圖2 春暉油田八道灣組一段重礦物含量柱狀圖Fig.2 Bar charts of the heavy mineral contents in the 1st member of the Badaowan Formation in the Chunhui Oil Field

圖3 準(zhǔn)噶爾盆地哈山南緣山前帶侏羅系ZTR指數(shù)平面圖Fig.3 Planar distribution of the ZTR indices for the Jurassic strata from the southern margin of the Halaalate Mountain in the Junggar Basin

2 地層傾角資料分析

地層傾角測井是在井內(nèi)測量地層面傾角和傾斜方位角的一種測井方法，利用地層傾角測井資料了解沉積搬運(yùn)方向，判別沉積環(huán)境，是沉積相研究的一個重要依據(jù)［11］。利用地層傾角成果圖判斷古水流方向，主要采用的是矢量方位頻率圖法和藍(lán)色模式法。矢量方位頻率圖法就是將研究層段中所有矢量點(diǎn)進(jìn)行方位統(tǒng)計，繪制出矢量方位頻率圖，矢量點(diǎn)最多的方向表示主要古水流方向;在砂巖體中藍(lán)色模式的矢量方向一般都反映古水流方向。對于層狀結(jié)構(gòu)，即儲層成層性好，層理發(fā)育，計算的地層傾角個數(shù)多，且有一連串穩(wěn)定的傾角和方位角，沉積物搬運(yùn)方向在矢量圖與方位頻率圖上能夠清楚顯示出來，砂體延伸方向與古水流方向相同。

圖4 哈淺1井八道灣組傾角測井圖Fig.4 Dip logs for the Badaowan Formation through the HQ-1 well

通過對哈山地區(qū)哈淺1井、哈淺4井、哈淺8井的八道灣組一段傾角測井資料分析，發(fā)現(xiàn)其傾角矢量圖中矢量點(diǎn)最多的方向均指示為東南方向，而哈淺1井的330～340m、哈淺8井450～460m等部分井段的藍(lán)模式指向也為東南方向(圖4、圖5)。由此表明，研究區(qū)八道灣組一段沉積時期古水流流向?yàn)槲鞅钡綎|南。

圖5 哈淺8井八道灣組傾角測井圖Fig.5 Dip logs for the Badaowan Formation through the HQ-8 well

3 近源礫石磨圓現(xiàn)象分析

綜合重礦物實(shí)驗(yàn)及傾角測井成果，認(rèn)為哈山地區(qū)物源來自西北方向毗鄰的哈拉阿拉特山，屬于典型的近源沉積。但是，取心井觀察表明該區(qū)礫石磨圓度較高，且粒徑越大，磨圓越好，部分礫石可達(dá)圓球狀，這一現(xiàn)象與常規(guī)的扇體沉積認(rèn)識有矛盾，正因如此，許多研究人員懷疑礫石可能是從其它較遠(yuǎn)處搬運(yùn)而來。在大量調(diào)研我國典型現(xiàn)代濕地扇沉積特征的基礎(chǔ)上，對礫巖段進(jìn)行了取樣并鏡下觀察，研究認(rèn)為礫石屬于哈山物源的近源礫石。

在我國現(xiàn)代濕潤型沖積扇中，近源礫石磨圓好的現(xiàn)象十分常見，例如四川龍門山、云南麗江、新疆烏魯恰克剖面(據(jù)劉聃)、怒江低階地(據(jù)趙希濤)等，都可見大量典型次圓-圓狀礫石(圖6、圖7)。常見的干旱型沖積扇常是由陣發(fā)性洪水形成，水動力能量強(qiáng)，但持續(xù)時間較短，主要形成礫、砂、泥混雜堆積的沉積體;而潤濕型沖積扇與干旱扇明顯不同，其水動力強(qiáng)度不大但長期持續(xù)作用，礫石在一期水流攜帶下不足以搬運(yùn)較長距離，但由于長期沖刷、磨蝕，形成了磨圓度高的特征。由此可見，哈山地區(qū)礫巖與砂巖并非同一時期沉積的產(chǎn)物，但可能為同一物源方向沉積而成。

圖6 烏魯克恰剖面礫石Fig.6 Gravels from the Wulukeqia section in Xinjiang

圖7 怒江低階地礫石Fig.7 Gravels from the Nujiang low terraces in Yunnan

通過對礫石取樣并開展鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)礫石與砂巖巖屑的成分相近，二者成分均主要為玄武巖、安山巖等噴出巖以及凝灰質(zhì)，還可見部分淺變質(zhì)巖，表明礫石與砂巖巖屑來自同一物源區(qū)。此外，鏡下觀察還發(fā)現(xiàn)研究區(qū)存在糜棱巖礫石，糜棱巖是強(qiáng)烈破碎塑變作用所形成的巖石，屬于典型的動力變質(zhì)巖，常分布在斷裂活動區(qū)，由于壓扭應(yīng)力作用，使巖石發(fā)生錯動，研磨粉碎，并由于強(qiáng)烈的塑性變形，使細(xì)小的碎粒處在塑性流變狀態(tài)下而呈定向排列。該區(qū)糜棱巖具有典型的眼球狀構(gòu)造特征，且糜棱巖礫石自身磨圓度較高，表明該礫石在形成過程中已具備較高的磨圓程度(圖8)。此外，研究區(qū)三疊系、石炭系中也發(fā)現(xiàn)了礫石磨圓較好但分選較差的現(xiàn)象，且其成分與研究區(qū)礫石的成分具有可對比性(圖9)。

圖8 哈淺3井460.5m糜棱巖Fig.8 Mylonite at the depth of 460.5 m in the HQ-1 well

圖9 哈山3井596m砂礫巖段Fig.9 Glutenite at the depth of 596 m in the H-3 well

哈山地區(qū)構(gòu)造演化特征表明該區(qū)侏羅紀(jì)時期屬于穩(wěn)定抬升階段，三疊紀(jì)、二疊紀(jì)以及更老時期的巖石受到持續(xù)擠壓、推覆構(gòu)造作用，形成了具有一定磨圓程度的礫石，再經(jīng)過持續(xù)水流搬運(yùn)、沖刷，形成了近源礫石高磨圓度的特征。

4 結(jié)論

(1)穩(wěn)定重礦物可以指示物源方向，離物源越遠(yuǎn)，搬運(yùn)距離越長，不穩(wěn)定重礦物含量則會越來越少。通過3個位置的ZTR指數(shù)大小的變化分析，均表現(xiàn)出由西北到東南方向的明顯增大趨勢，反映出西北方向?yàn)橘_系八道灣組油層的物源方向。

(2)矢量方位頻率圖中矢量點(diǎn)最多的方向表示主要古水流方向。通過18口井的傾角測井資料分析，發(fā)現(xiàn)矢量點(diǎn)最多的方向均指示為東南方向，因此可以判定侏羅系八道灣組沉積時期古水流方向?yàn)闁|南方向。

(3)侏羅系八道灣組的近源礫石具有較高的磨圓度，一是因?yàn)榇嬖诿永鈳r礫石，糜棱巖礫石自身磨圓度就較高;二是因?yàn)殚L期的擠壓、推覆構(gòu)造活動及水流的持續(xù)搬運(yùn)、沖刷，形成了近源礫石的高磨圓度特征。

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