南八仙油田下油砂山组地层物源分析

茆书巍，李建明 （长江大学地球科学学院，湖北武汉430100）

李 清，孙虎法 （中石油青海油田分公司勘探开发研究院，甘肃敦煌736202）

物源分析是大地构造背景判别、古环境恢复的重要依据，在整个盆地的沉积作用和构造演化等方面起到非常重要的作用［1］。南八仙油田位于柴达木盆地东北部，其为北缘断块带大红沟隆起亚区马海－南八仙背斜带上的一个三级构造［2］。从1999年起大规模原油试采后，在新近系地层上油砂山组 （下油砂山组、上干柴沟组 （N1）均发现了大量工业油气流和油气显示，呈现出较好的勘探前景［3－5］。特别是下油砂山组 （在新近系地层沉积演化中占据着承上启下的地位，是笔者研究的目的层段。近年来电子探针、阴极发光、质谱分析等先进技术在物源分析中应用日益广泛［6］，但重矿物是目前是研究物源方向最有效的手段之一，因此分析研究区重矿物含量，准确判别物源方向有助于油气勘探取得突破［7］。笔者利用录井、钻井等的相关资料较为深入的分析了南八仙油田下油砂山组 （地层中的重矿物、成分成熟度、砂砾岩厚度分布以及泥岩氧化色方面，得出了地层的物源既有来自北东向也有来自南东向，这将对南八仙油田下一步勘探具有重要的现实意义。

1 重矿物分析

重矿物是指碎屑岩中密度大于2.86g／cm3的陆源碎屑矿物，重矿物一般耐磨蚀、稳定性强，能较多地保留其母岩的特征，因此在物源分析中占有重要地位［8－9］。岩石中的矿物成分受源岩及构造环境两方面因素控制，不同的矿物之间具有不同的共生关系，反过来，重矿物组合及分布特征也可以指示物源成分及方向。

1.1 重矿物组合、分布特征分析

研究重矿物的分布与组合特征是研究物源常用技术手段。重矿物组合是母岩的指示剂，可以确定沉积区母岩性质及物源方向［10］。不稳定重矿物抗风化能力强，分布不广，远离物源区含量减少，甚至消失［11］，应重视不稳定重矿物的组成，在某种程度上它对物源具有一定的判别意义［12］。笔者对研究区部分井段重矿物：锆石、电气石、金红石、石榴石、绿帘石、黝帘石、角闪石、辉石、十字石等进行了统计分析 （见表1）。由表1可以看出，X4井不稳定重矿物如绿帘石、角闪石等含量较高；X102井稳定重矿物锆石、石榴石含量相当高，其余不稳定重矿物几乎消失，表明北东向从X4井至X102井远离物源区，表明物源来自北东向。同时从组合形式上可以看出，北东方向重矿物主要以 “锆石＋石榴石＋电气石＋绿帘石＋榍石＋金红石”的组合形式，而且经过搬运后石榴石含量高于锆石，说明北东部物源母岩主要为变质岩；沿着南东向从X5井至X101井稳定重矿物含量升高，不稳定重矿物种类少、含量低甚至消失，表明物源来自南东向，同时发现锆石含量高可能是长距离搬运锆石抗风化能力强，而造成相对富集的结果。

表1 南八仙油田部分井段地层重矿物含量统计

表1 南八仙油田部分井段地层重矿物含量统计

井名矿物组成及含量／%锆 石 电气石 石榴石 绿帘石 黝帘石 角闪石 辉 石 榍 石 十字石 金红石X101 25.6 5.73 19.58 0 0 2.43 0 0 0 0 X5 16.91 1.3 18.25 37.27 2.27 2.05 1.31 2.73 1.4 0 X4 24.23 1.75 17.31 25.14 3.9 2.19 0.75 2.59 1 0.5 X102 27.73 2.45 35.45 0 0 0 0 0 0 0.68 X8 24.73 2.6 21.90 5.84 2.05 5 2.67 6.84 1.3 3.06 X7 19.57 2.03 24.46 3.54 1.73 2.74 1.42 4.17 0.90.8

1.2 ZTR指数分析

重矿物分析中，ZTR指数是比较常用的。所谓ZTR指数就是指矿物中锆石、金红石、电气石在透明重矿物中的所占的比例，它也是判断成分成熟度的重要指标。在利用取心井的岩心的化学分析总结了该井区的重矿物种类以及含量的基础上，得出了的ZTR指数表 （见表2）。在ZTR指数表的基础上绘制了南八仙油区的ZTR等值线图 （见图1）。从图1中可以明显看出，从北东向至南西向ZTR指数呈增大的趋势，同时从南东向至北西向也呈现出相同的趋势，表明该区有2个物源方向，分别为北东向和南东向。

表2 南八仙油田的ZTR指数

表2 南八仙油田的ZTR指数

井名 ZTR指数 井名 ZTR指数X5 0.19 X101 0.36 X7 0.27 X102 0.28 X103 0.15 X3 0.31 X8 0.23 X4 0.33 X6 0.25 XS4 0.26 XS5 0.16 XS2 0.26 XS1 0.24 X14 0.28

2 成分成熟度分析

成分成熟度是指碎屑岩中稳定矿物的相对含量，它反映碎屑组分随发生的地质作用的时间及强度，通常用Q／（F＋R）表示［13］（即石英含量／（长石含量＋岩屑含量））。离物源区越远的沉积砂体，砂岩成分成熟度越高。Q／（F＋R）来判别成分成熟度也是目前应用较为广泛的方法［9］。

图1 ZTR等值线图

3 砂砾岩厚度分布分析

砂岩的分布也是极为有意义的，从机械分异作用而言，靠近物源沉积物粒径较大，逐渐过渡为粉砂、泥，所以从砂岩的厚度分布特征上可以大体看出沉积区的物源方向。由钻井所获取的岩心和岩屑资料可知，地层没有发现砾岩，该油层组砂岩厚度大体在90～150m之间，X4井、X13井区域砂岩厚度大，XZ5、XZ27井区域厚度较小 （见图3）。由图3中可以看出，整个砂体布局呈现出沿着西南、西北方向逐渐变薄的趋势，即表明沉积物来源于北东向和南东向，这与上述分析相一致。

4 颜色分区分析

地层岩石颜色和色调一方面具有划分和对比地层的重要意义，另一方面在某种程度上也可以反映地层的成因［8］。颜色分区研究可以反映整个区域的沉积体系模式，对于研究水进、水退进而研究物源方向具有重要参考意义。在南八仙油田钻井、录井资料的基础上，对、、N1各个油组泥岩氧化色百分含量经行了统计 （见表3）。

笔者结合表3数据绘制了南八仙油田北东方向的泥岩氧化色分区图 （见图4）。由图4大体可以看出，从N1至经历了一个“水退－水进－水退”的过程。地层氧化色逐渐增多，表明其经历了一个水体变深后又变浅的过程。同时整体可以看出，从南西向到东北方向氧化色地层含量逐渐增多，即表明物源来自北东方向。

图2 地层中碎屑岩成分成熟度等值线

图3 地层砂岩厚度等值线

表3 南八仙油田新近系地层泥岩氧化色含量统计

图4 南八仙油田泥岩氧化分区图

5 结 论