新疆阜東地區(qū)齊古組物源方向分析

劉亞囡，王甘露，王延章，何明勤，劉 陽

(1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽 550025;2.中國石化勝利油田分公司勝利職業(yè)學(xué)院，山東 東營 257000;3.中國石化勝利油田分公司純梁采油廠，山東 濱州 256504)

引言

阜東地區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地，北接白家海凸起，西鄰昌吉凹陷，東與三臺凸起相臨，其南鄰博格達(dá)山前斷褶帶。侏羅紀(jì)中晚期的燕山運(yùn)動(dòng)及后續(xù)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在研究區(qū)主要表現(xiàn)為整體的升降，擠壓或拉張作用不發(fā)育。阜東地區(qū)斜坡發(fā)育為一個(gè)向南西方向傾斜的繼承性平緩斜坡，褶皺和斷層極少。構(gòu)造圈閉不發(fā)育，主要為巖性油氣藏。對于巖性油氣藏，物源方向的分析是油氣勘探的工作重點(diǎn)之一。在前人研究方法和研究思路的基礎(chǔ)之上［1-8］，筆者綜合多種方法對阜東地區(qū)齊古組的物源進(jìn)行研究，提出了與前人不同的觀點(diǎn)。張琴(1999)等認(rèn)為物源來自于東部三臺凸起，筆者則認(rèn)為由于晚期構(gòu)造旋回(J2t-J3k)隨著燕山運(yùn)動(dòng)的發(fā)生和增強(qiáng)，東南部的古博格達(dá)山強(qiáng)烈隆升成為主要物源區(qū)。

1 區(qū)域背景

阜東斜坡區(qū)經(jīng)歷了從晚古生代到第四紀(jì)之間的海西、印支、燕山和喜馬拉雅各期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，發(fā)育了從石炭系、二疊系到三疊系、侏羅系、白堊系一直到第三系和第四系的復(fù)雜演變。這些運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致頻繁的湖水進(jìn)退，控制著油氣的生成、運(yùn)移和聚集，也控制著各種沉積體系和沉積類型，控制著地層的發(fā)育和沉積旋回的形成。晚期構(gòu)造-沉積旋回(頭屯河組和齊古組)時(shí)，北部物源供給明顯減小，南部急劇抬升并持續(xù)提供物源。加之古氣候漸趨干旱，導(dǎo)致湖平面降低，湖域萎縮并消亡，自下而上主要形成濱淺湖和河流沉積，水體由深變淺，表現(xiàn)出正韻律旋回特征。

齊古組沉積期，孢粉化石稀少，沉積巖以紅色、紫紅色、棕紅色碎屑巖為主，區(qū)域上還發(fā)育石膏及鈣質(zhì)結(jié)核，為亞熱帶干旱氣候。該區(qū)的巖石類型主要有礫巖、含礫砂巖、砂巖、粉砂巖等類型。其中以砂巖、粉砂巖為主，常見有暗色有機(jī)質(zhì)沉積，如泥巖或薄煤層等，碎屑巖的成分成熟度較低，結(jié)構(gòu)成熟度較高。

2 重礦物穩(wěn)定系數(shù)

重礦物分為穩(wěn)定重礦物和不穩(wěn)定重礦物，其中穩(wěn)定重礦物又分為超穩(wěn)定的和穩(wěn)定的重礦物。超穩(wěn)定重礦物包含金紅石、鋯石、電氣石、銳鈦礦;穩(wěn)定重礦物包含磷灰石、石榴石(含鐵少)、十字石、獨(dú)居石、黑云母、鈦鐵礦、磁鐵礦［5］。穩(wěn)定重礦物具有較強(qiáng)的抗磨蝕能力和抗風(fēng)化能力。穩(wěn)定重礦物是判斷物源方向的方法之一，隨著巖屑物質(zhì)的搬運(yùn)和沉積，離物源越遠(yuǎn)的地方穩(wěn)定重礦物的百分含量越高。阜東地區(qū)齊古組共鑒定出20多種重礦物:黃鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦、綠簾石、磁鐵礦、白鈦石、石榴石、電氣石、鋯石、黑云母、十字石、重晶石等，其中包括穩(wěn)定重礦物鋯石、金紅石、電氣石、十字石、磁鐵礦、黑云母、石榴石、鈦鐵礦。所謂穩(wěn)定系數(shù)就是穩(wěn)定重礦物在總礦物中的百分比，穩(wěn)定系數(shù)越高，離物源區(qū)越遠(yuǎn);相反穩(wěn)定系數(shù)越低，距離物源區(qū)越近。

阜東地區(qū)南部阜東11井重礦物的穩(wěn)定系數(shù)為7.06，阜東11井西北部北82井重礦物的穩(wěn)定系數(shù)為35，北82中西北部北27井重礦物的穩(wěn)定系數(shù)為91.6，阜東11井北部北82井重礦物的穩(wěn)定系數(shù)為9.1，阜東82井北部阜東161井重礦物的穩(wěn)定系數(shù)為28.6。從以上幾口井可以得出南部和西部穩(wěn)定重礦物的含量較低，穩(wěn)定系數(shù)最低的是東南部的阜東11井，穩(wěn)定系數(shù)最高的是在其西北部的北27井。從圖1中我們可以看出，從東南部到西北部，穩(wěn)定系數(shù)逐漸升高，最低的在東南部的阜東11井與北97井的位置，最高的在北部的北27井附近位置，由此可以推斷物源區(qū)在工區(qū)的東南部。

3 ZTR指數(shù)

ZTR指數(shù)分析也是重礦物分析的一種，ZTR指數(shù)是指超穩(wěn)定重礦物電氣石、金紅石以及鋯石的百分含量。ZTR指數(shù)越高代表重礦物的成熟度越高，巖石經(jīng)受的磨蝕作用和抗風(fēng)化作用越強(qiáng)，距離物源區(qū)越遠(yuǎn)。統(tǒng)計(jì)得到阜東地區(qū)井的ZTR指數(shù)等值圖(圖2)，可以看出，在工區(qū)的東南部ZTR指數(shù)相對較低，西北部則較高。從東南部到西北部，ZTR指數(shù)從阜東11井的1.5增加到北27井的5.64，ZTR指數(shù)逐漸增大。據(jù)此也可以推斷物源來自東南方向，這與重礦物組合分析所得出的結(jié)論相吻合。

4 沉積學(xué)方法

圖1 阜東地區(qū)齊古組穩(wěn)定系數(shù)等值圖Fig.1 Isogram of the stability coefficients for the heavy minerals from the Qigu Formation in the eastern Fukang region，Xinjiang

圖2 阜東地區(qū)齊古組ZTR指數(shù)等值圖Fig.2 Isogram of the ZTR index for the Qigu Formation in the eastern Fukang region，Xinjiang

圖3 阜東地區(qū)齊古組礫巖+砂巖含量等厚圖Fig.3 Isogram of the sandstone+conglomerate contents in the Qigu Formation in the eastern Fukang region，Xinjiang

圖4 阜東5井地層傾角測井矢量方位頻率圖Fig.4 Frequency diagram of vector orientations based on the stratigraphic dip logging for the Fudong-5 well

沉積學(xué)方法是根據(jù)盆地鉆井、測井、地震等資料，經(jīng)過詳細(xì)的地層對比與劃分，作出某時(shí)期的地層等厚圖、沉積相展布圖、砂巖+礫巖百分比含量等厚圖等相關(guān)圖件，可推斷出物源區(qū)的相對位置［1］。其中最能反映物源相對位置的是砂巖+礫巖百分含量等厚圖［12］，這是因?yàn)殡S著搬運(yùn)動(dòng)力的不足，砂巖和礫巖最先沉積下來。也就是說，砂巖和礫巖厚度較厚的地方是物源區(qū)，隨著搬運(yùn)距離的增加，離物源區(qū)越來越遠(yuǎn)，砂巖和礫巖的百分含量也逐漸減少。

阜東地區(qū)齊古組砂巖+礫巖含量在東南部其厚度比較厚，向西北方向逐漸降低。阜東10井的砂巖+礫巖厚度為174m，在其西北部阜東021井的砂巖+礫巖的厚度為124m，北97井的砂巖+礫巖厚度為148m，在其西北部的阜東5井的砂巖+礫巖的厚度為114m，在阜東5西北部的阜東052井的砂巖+礫巖厚度為58m，在阜東052北部的阜東9井的砂巖+礫巖厚度為36m，從東南到西北方向砂巖+礫巖的厚度逐漸降低。由此也可以推斷物源方向?yàn)闁|南部，這與重礦物穩(wěn)定分析和ZTR分析得出的結(jié)論相一致。

5 地層傾角測井法

層理是沉積巖中典型的沉積構(gòu)造之一，是巖石性質(zhì)沿垂向變化的一種層狀構(gòu)造，通過礦物成份、結(jié)構(gòu)、顏色的突變或漸變而顯現(xiàn)出來，能夠?yàn)楣潘鞣较蛱峁┲庇^的依據(jù)。通過地層傾角測井資料可以得出豐富的沉積信息，利用地層傾角圖可以得出沉積巖層理方向，進(jìn)而能夠判斷出古水流的方向。

地層傾角測井主要包括矢量方位頻率圖法和藍(lán)色模式法，筆者主要通過矢量方位頻率圖法來判斷古水流的方向。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(jì)，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［7］。通過阜東2和阜東5兩口井的傾角測井沉積處理結(jié)果，得出下面兩張矢量方位頻率圖(圖4、圖5)。阜東2井和阜東5井的地層傾角測井矢量方位圖中顯示矢量方位比較穩(wěn)定，古水流方向也比較穩(wěn)定。西北方向的矢量點(diǎn)較多，可以判斷古水流方向?yàn)槲鞅狈较?，從而可以得出物源方向?yàn)闁|南方向的推斷。

6 結(jié)論

(1)筆者綜合運(yùn)用穩(wěn)定重礦物分析法、ZTR指數(shù)分析法、沉積學(xué)方法、地層傾角測井的物源分析方法對阜東地區(qū)齊古組的物源方向進(jìn)行研究。通過研究各層段的重礦物的穩(wěn)定系數(shù)和ZTR含量我們可以得知，在工區(qū)的東南部，重礦物的穩(wěn)定系數(shù)比較低，ZTR指數(shù)也比較低;而向西北方向，重礦物穩(wěn)定系數(shù)和ZTR指數(shù)逐漸升高。

(2)砂巖+礫巖含量則相反，在工區(qū)的東南部比較高，向西北方向逐漸降低，從而說明物源區(qū)是工區(qū)的東南部。

圖5 阜東2井地層傾角測井矢量方位頻率圖Fig.5 Frequency diagram of vector orientations based on the stratigraphic dip logging for the Fudong-2 well

(3)從地層傾角測井資料解釋矢量圖可以看出，古水流從東南向西北方向流動(dòng)，這與前面3種物源分析方法所得到的結(jié)論相吻合。

(4)每一種研究方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，綜合運(yùn)用穩(wěn)定重礦物分析法、ZTR指數(shù)分析法、沉積學(xué)方法、地層傾角測井法，最終得出阜東地區(qū)齊古組古水流方向?yàn)榻鞅狈较颍镌捶较驗(yàn)闁|南。這與前人所認(rèn)為的物源來自于東部三臺凸起的觀點(diǎn)大不相同。筆者認(rèn)為，由于晚期構(gòu)造旋回隨著燕山運(yùn)動(dòng)的發(fā)生和增強(qiáng)，東南部的古博格達(dá)山強(qiáng)烈隆升成為主要物源。

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