【doc】北部湾涠西南凹陷物源方向及古地理景观分析

【doc】北部湾涠西南凹陷物源方向及古地理景观分析 北部湾涠西南凹陷物源方向及古地理景观 分析 2001年10月 石油勘探与开发 PETR0LEUMEXPL0RAT10NANDVol28No525 北部湾涠西南凹陷物源方向及古地理景观分析 赵军'洪庆玉(董伟良' (1)塔里未油田分公司(2)西南石扫学皖(3)南海西部石油磐司 丰丈曲耳享重点囊验室责助目南海北部湾涠西南凹陷沉积与克填机理研宄"部分 成果 日lJ茜 涠西南凹陷位于南海北部湾盆地中部坳陷的北 部,北接涠西南大断层,南靠北部湾盆地海中凹陷及企 西凸起,东临涠洲岛,发育于中,新生代-.该区油气 资源十分丰富,目前,已发现涠11-4,涠11—4N,涠6—1, 涠12—1,涠10—3以及涠10—3N等6个含油气构造(见 图1),其中涠l0—3油田已进入开发阶段.该区已成为 南海西部石油公司"九五"期间找油的主战场.由于该 区所处的特殊环境.构造作用较为复杂.在此背景下形 成了一套有别于我国东部断陷盆地的沉积充填模式. 开展该区沉积物源及古地理景观的研究,将有助于对 该区沉积特征的认识. l一古油气构造;2一井位;3一断层 田1北部湾盆地捆西南凹陷勘探形势略围 区域构造背景 北部湾盆地的形成与演化与其大地构造背景有着 十分密切的关系.由于该区地处欧亚板块的南缘,受 太平洋板块,欧亚板块和印度板块的共同作用,因而在 构造上具有十分复杂的特点]:既具有东部滨太平洋 构造域的特征,又有特提斯一喜马拉雅构造域的特征; 既不属典型的陆壳,也不属典型的洋壳,而是由晚中生 代安第斯型会聚边缘转换而成的离散大陆边缘.茹克 把这种比典型的大西洋型被动大陆边缘性质更复杂, 更具有活动性的块体称为"南中国海型"被动大陆边 缘l3l. 茹克等人通过对陆缘盆地沉降史及南海热流值的 计算,认为幕式张裂是南海北部陆架区张裂阶段盆地 发育的基本规律,并将其划分为3期张裂幕.认为第 一 期张裂始于晚白垩世,产生了涠西南凹陷及其北部 边界断层,这些断层控制了长流组的沉积;第二期张裂 发生于始新世,产生的盆地及新的断层走向为北东一 北东东向,这些断层控制了整个流沙港组的沉积:第三 期张裂发生在始新世末至渐新世初,产生的盆地与断 层的走向为近东西向,并使以前产生的断层重新获得 动力而大幅度活动,控制着整个涠洲组的沉积.幕式 张裂形成了盆地的基本单元——半地堑,它与我国东 部众多的地堑盆地有着本质的区别. 物源分析 重矿物分析对于了解母岩性质是一条极其有用的 线索.沉积物的成分不只由母岩的性质所决定,它还 与物源区的气候和地形有关,这些因素共同作用的结 果才能决定物源区风化残余物的成熟度.根据重矿物 组合及其含量的变化来追溯物源的方法已被广泛应 用,特别是在第三纪盆地中最为有效.Pettijohn(1972) 对重矿物稳定性划分了5个等级.这就是说.稳定重 矿物抵抗风化能力强,分布广,远离物源区其含量相对 升高;不稳定重矿物抵抗风化的能力弱,分布不广,远 离物源区含量其相对减少,甚至消失.可通过分析稳 定组分和不稳定组分在平面上的分布与变化,进而研 究物源方向和母岩性质. 1主物源方向 根据所收集的重矿物资料以及各资料井所处的地 石油勘探与开发?石油地质研究28No5 理位置,将研究区分为东,中,西3个区块.统计了各 区的重矿物稳定类型,井计算了重矿物的成熟度.各 区各组段重矿物种类及含量见表1(为突出含量高的重 矿物而省略了含量小于5%的重矿物). 表1各区各组段重矿物种类及含量对比表 拄:稳定型重矿物为译石,十字石,石榴石,独居石,黑云母,磁铁 矿,超稳定型重矿暂为锫石,盒红石,电气石,锐钍矿 从表1可见,涠一段,涠四段仅东区有资料,其超 稳定型重矿物含量远大于稳定型重矿物含量,属超稳 定一稳定型重矿物组合序列.重矿物成熟度分别是稳 定型重矿物的1.54倍和267倍.根据稳定型重矿物 抗风化能力强,远离物源区而含量相对升高,而不稳定 型重矿物抗风化能力弱,远离物源区含量相对减少的 规律,可推断涠一段,涠四段的物源来自西部. 涠二,三段从西向东超稳定型重矿物含量逐渐增 加,而稳定型重矿物含量逐渐减少,重矿物成熟度也是 从西向东逐渐增高.由此可见,无论是从重矿物的组 合序列的演化,还是从重矿物成熟度的量比关系上来 看,都能说明涠二,三段的物源来自西部. 流一段,流二段东,中,西区均有资料,流三段也有 中,西区资料.从表中的统计数据同样可看出,从西向 东其超稳定型重矿物含量逐渐增加,而稳定型重矿物 含量逐渐减少,重矿物成熟度也是从西向东逐渐增加. 由此可见,流沙港组的物源来自西部. 长流组仅有中区资料.其中超稳定型重矿物含量 远小于稳定型重矿物含量,属稳定一超稳定型重矿物 ,长流组的沉 组合系列,重矿物成熟度为6.5%同时 积受西部的涠西南大断层的控制,地形上西高东低,由 此可推断长流组物源来自西部 2点物源方向 在这次涠西南凹陷的物源研究中,通过对重矿物 的对比分析,发现了西北方向的两个点状物源区,即涠 5—5扇体和涠10-3扇体. (1)酒55扇体 根据涠5—5扇体上的涠5—5—1井的重矿物资料,通 过对各组段重矿物种类的统计分析,发现磁铁矿,锆 石,电气石,石榴石和赤褐铁矿的含量在所有重矿物含 量中占了绝对优势,平均含量达91.04%由此可见, 该并重矿物种类及含量的量比变化为此5种矿物所左 右,井成为分析物源方向和母岩性质的关键矿物组分. 此5种矿物在各组段的含量对比见图2. I. 'l磁铁矿办褐铁矿tg气石石榴石锫稳定矿构 图2涠5-5.1井各组段t矿物含量对比图 从图2中可以看出,流一段及其以上地层与流二 段所含的这5种重矿物在含量上发生了重大变化(平 均变化达1倍以上),这充分说明物源在流一段和流二 段之间发生了改变,即流二段物源方向与流一段及其 以上地层物源方向不同.由于流一段及其以上地层所 含的石榴石,电气石等主要矿物都是接触变质的典型 重矿物,锆石,金红石等矿物属酸性岩浆岩的典型矿 物,这些矿物在流一段及其以上地层的含量占整个重 矿物含量的764%,因此,有理由认为流一段及其以上 地层的物源区母岩主要是钾长花岗岩与碳酸盐岩接触 变质的产物.这个点物源从流一段沉积期开始至少延 续到涠一段沉积时期,影响井干扰了西部主物源区的 东流沉积物. (2)涸10—3扇体 涠10—3扇体有3口井的重矿物资料.通过对其各 组段重矿物含量的对比,发现流三段与下伏长流组和 2001年10月赵军等:北部湾疆西南凹陷物源方向及古地理景观分析 上覆流二段,流一段中的超稳定型重矿物的含量及成 熟度发生了较大的变化(见表2):流一段,流二段超稳 定型重矿物由西区向中区含量呈上升趋势,稳定型重 矿物则呈下降趋势,重矿物成熟度由西区向中区也呈 上升趋势.由此可知物源来自西部: 表2涠10.3扇体重矿物稳定类型及成熟魔对此表 注:稳定型重矿钫为磷藏右,十字石,石榴石,独居石黑母 磁铁矿.超稳定型重矿物为错石,金红石,电气石,锐钍矿 流三段超稳定型重矿物含量由西区向中区急剧增高, 而稳定型重矿物含量明显下降,由此说明了流三段物源的 西部成分,同时也可看出,流三段超稳定重矿物含量分别 是流一段和流?段的22倍和l9倍,出现了较大的变 化.流一段,流二段的"牵头矿物主要为赤褐铁矿,而流 三段的"牵头矿物"主要是锫石和石榴石这就充分说明, 流三段物源与流一段和流二段是不同的,是西部物源和西 北点状物源共同作用的结果.这一结论与通过沉积相的 研究所获得的认识是一致的. 古地理景观的重建 由于各井在溷西南凹陷的构造位置和沉积位置的 不可忽视陛,将磁铁矿,白钛矿,锫石,电气石,石榴石 和赤褐铁矿按件数加权和井数加权从表3中不难看 出,上述6种矿物占r重矿物总量的90%以上.它们 在各组段的量比变化将对古地理景观的恢复有重要的 意义. 表3涸西南凹陷分组段不同加权重矿物含量对比表 拄:表中数据为百丹赦 1长流期古地理景观 长流组超稳定型重矿物含量最低,件数加权含量为 294%,井数加权为304%.超稳定型重矿物含量最低 表明化学风化作用最弱,物理风化作用最强.石英含量 中多晶石英高于单晶石英,灰质砾岩含量达2162%,古 泥质花岗岩岩屑砂岩占砂岩的63.51%,浊流沉积的杂 砂岩占砂岩的85.11%表明长流组的沉积受第一期张 裂产生的涠西南大断裂控制,为地势相对高差大,物理风 化作用占优势的快速搬运,快速沉积的结果;或者是由于 热带一亚热带气候炎热干旱,物理风化作用占主导地位 和阵发性洪水的快速搬运,快速沉积的结果(见图3a). ?洪庆王,赵军.陈希南海北部湾涠西南凹陷沉积学研究1998 2流沙港期古地理景观 经过长流期的风化削蚀,第二期张裂活动产生的1 号断层控制着流沙港组的沉积.进人流三段沉积时 期,已是地形起伏不大,热带一亚热带温暖潮湿气候控 制下的化学风化为主的搬运和沉积时期,反映沉积介 质化学活动性及温暖潮湿气候特征的自生矿物含量有 所增加,超稳定型重矿物含量也急剧上升.以件数加 权,流三段超稳定型重矿物含量为667%,流二段为 620%,流一段为666%,其含量的波动起伏,表明了 其阶段性的特点,尤其是流二段的低值正对应了构造 平稳期的大范围泥质沉积在流三段时期,有涠103 石油勘探与开发?石油地质研究28No5 aj正期;lb)流沙港朝;/cj擅四朝;ld)捌 图3各期古地理景观示意图 构造附近的来自北翼陡坡的点物源;在流二段时期,有 涠12—3—2井附近的来自南翼缓坡的点物源:在流一段 时期,有涠5-5构造附近的来自北翼陡坡的点物源.除 上述点物源外,主要物源还是来自西部(见图3b). 3涠四期古地理景观 当进人渐新世的第一个沉积时期——涠四段时 期,超稳定型重矿物含量占了814%,如此高的含量是 由于白钛矿含量的激增,该种矿物占了超稳定型重矿 物总数的61.9%,这是任何岩性组段从未出现过的高 峰值.Petdjohn认为"白钛矿主要是再沉积重矿 物":可见,涠四段重矿物成分及其含量呈现的特征 是再沉积作用的产物结果使涠西南凹陷西区平行太 断层的上升盘东段太幅度抬升,不仅无涠四段沉积,而 且使涠11—4N一2井流一段沉积只残存了279m,湾2井 流一段也只残存了208.5m,这些地区的流一段经过 再风化削蚀.搬运沉积形成了涠西南凹陷东区涸四段 沉积,单晶石英明显高于多晶石英.涸洲组沉积初期 的古地理景观见图3c. 4涠洲期古地理景观 经过涠四期的抬升,使地形起伏加大,物理风化作 用高于流沙港时期,但仍大太低于长流期.以井数加 权,涠三段超稳定型重矿物含量为58.6%,涠二段超稳 定型重矿物古量为538%,涠一段占570%,其起伏 波动正显示了该期风化作用的阶段性.涠二段的低值 正对应了区域盖层:而西区经过涸四时期的风化削蚀, 在平行太断层的南西北东方向如涠9-4—1井,涸l0—7一l 井及湾3井等一带沉积了涠三段和涠二段,在涠一段 时期,西区再次构造抬升,使沉积作用主要发生在东 区.涠洲期古地理景观见图3d. 参考文献 t张启明苏厚霉j都湾盆地油地质悔洋地质与第四纪地质, 1989,9(3J7l,8t 2陈景达中国太陆东,南缘构造带沉积盆地娄型及其成固机制讨论 石油,1990.I1/2):13,19 3RuKe,PigottJSouthchinaatc~tonicevolutmn?l_dhydrocarbon potential:Negeologi~landg~physicalconstraimsAAPGHul1. 1985,69【3J:303 4PetaljohnFJ沉誊{岩北京:石油工业出版社,1981 第一作者简介赵军,男,29岁,工程师,博士,现从事油气惜集层地 质研完工作地址:新韫库尔勒市.培里未油目舟心司勘撮开发研究院, 邮政璃码841000 收稿日期2000.11.28 (编辑,绘图粱大新) 一 种新的矿业采油法 谢力摘译自"World0il,20016" {车{ 矿业辅助石油开发不是一个新概念,世界石油"在l996年第u期的文章中就有缸述. 上述概念现在叉重新引起重视Omega石油公司最近完成一项在Teapot穹隆 Shannon组的油藏下面建立生产设施的可行性经 济研究Shannon储集层属于低压浅层致密砂岩油藏,分割性强.一旦数据表明其中某间隔(有足够的能量诱发油的运移)发现油时, Shannon油藏将会得到经济开采公司将在下一步完成综台工程研究后,再做详细的成本估计 项目要求在产层内钻大约40个内径为43/4的水平井跟(总长度大约10万英尺),井口位于地下约1000英尺处的钻井室中.地 下钻井室由一直径1O英尺的竖井构成.分成大,小两部分,一个用于提升,另一个用于多用途导管. 该方法所有作业都由地面控制,如果成功的话.这项技术在生产{戋层油气时将碱少作业和开发成本,提高开采速度井减少对环境 的污染 (编辑李建国) 爨n一石一之一山一他