江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组含盐岩系沉积特征与沉积环境_张永生
江汉盆地古近系潜江组盐湖沉积特征与成藏模式

第33卷第2期2021年4月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSV ol.33No.2Apr.2021收稿日期:2020-05-18;修回日期:2020-08-06;网络发表日期:2020-08-13基金项目:中国石油化工股份公司重大专项攻关课题“江汉盆地油气聚集规律与精细评价关键技术”(编号:ZDP17009)、中国石油化工股份有限公司科研项目“江陵凹陷新沟嘴组岩性油藏形成条件与分布”(编号:P15120)和国家科技重大专项“涪陵页岩气开发示范工程”(编号:2016ZX05060)联合资助作者简介:黄华(1982—),男,硕士,高级工程师,主要从事石油地质方面的研究工作。
地址:(408000)重庆市涪陵区焦石镇焦石大道涪陵页岩气公司。
Email :****************。
文章编号:1673-8926(2021)02-0009-08DOI :10.12108/yxyqc.20210202引用:黄华,袁娟梅,彭伟,等.江汉盆地古近系潜江组盐湖沉积特征与成藏模式.岩性油气藏,2021,33(2):9-16.Cite :HUANG H ,YUAN J M ,PENG W ,et al.Sedimentary characteristics and reservoir accumulation model of salt lake of Paleo ‐gene Qianjiang Formation in Jianghan Basin.Lithologic Reservoirs ,2021,33(2):9-16.江汉盆地古近系潜江组盐湖沉积特征与成藏模式黄华1,袁娟梅2,彭伟2,张亮2,文辉2(1.中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司,重庆408000;2.中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院,武汉430223)摘要:江汉盆地为典型的陆相盐湖盆地,古近系潜江组盐间地层为主力油气产层。
江汉盆地潜江凹陷潜江组非砂岩储层改造实验

江汉盆地潜江凹陷潜江组非砂岩储层改造实验侯献华;张永生;杨玉卿;张海清【摘要】组成江汉盆地潜江凹陷潜江组盐间段非砂岩储层的岩石主要为泥晶白云岩、钙芒硝岩、泥岩及其混积岩,孔渗性普遍较差.实验选用饱和盐水、饱和盐水+醋酸及饱和盐水+醋酸+盐酸等3种不同溶液,对王云10-6井潜二段的4号样(含钙芒硝泥晶白云岩)和王平1井潜三段的8号样(含云细-中晶钙芒硝岩)进行处理.由毛管压力曲线分析可知,处理后的岩样排驱压力明显减小,4号岩样降幅达62%,8号岩样达88%;最大孔喉半径显著增加,4号和8号岩样的增幅分别为187%和743%,孔喉分选系数得到明显提高;2个岩样的孔隙度分别增加了1倍多.实验结果表明,处理后的岩样骨架保持完好,孔渗性得到了有效改善.【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2007(029)006【总页数】6页(P617-622)【关键词】毛管压力曲线;孔渗性;改造实验;非砂岩储层;潜江凹陷;江汉盆地【作者】侯献华;张永生;杨玉卿;张海清【作者单位】中国地质科学院,矿产资源研究所,北京,100037;中国地质科学院,盐湖资源与环境研究重点开放实验室;中国地质科学院,矿产资源研究所,北京,100037;中国地质科学院,盐湖资源与环境研究重点开放实验室;中国海洋石油总公司,测井技术服务公司,北京,101149;中国石油化工股份有限公司,石油勘探开发研究院,北京,100083,北京,100037【正文语种】中文【中图分类】TE135.3江汉盆地是我国东部第三纪典型陆相含油盐湖盆地。
位于盆地中北部的潜江凹陷,在潜江组沉积期间,总体环境封闭性好,盐度高,蒸发强[1~3],沉积了厚达4 500 m的盐系地层,由Ⅰ—Ⅳ级规模不等的盐韵律组成。
每个韵律上部为盐岩段,厚度一般为5~20 m;下部由泥晶白云岩、泥岩、钙芒硝岩及其混积岩组成,不含砂岩,故称其为盐间非砂岩段[4],厚度一般为3~8 m,前人对其石油地质特征进行过系统研究[5~12]。
江汉盆地潜江凹陷潜江组岩性油藏勘探方向及对策

(I S NOPEC Jin h nOi il mp n a g a z ed Co a y,Qi n in f a ja g,Hu e 3 1 4, h n ) b i4 3 2 C ia
Ab ta t sr c :Th a  ̄in a e h e ta p r f h in h nB s n emo t r leo sd p eso eQin a gS gl si t ecn rl at e a g a a i a di t s oi r u e rsin i n ot J n sh p f frh do a b n a c muain i h a i.Th a j n o main h sb e trl x lrd,S h to o y rc r o cu lt t eb s o n n eQin gF r t a en mau eye po e i a o Ot elh - i
带 及挠 曲带 是 岩 性 油藏 的有 利 勘 探 方 向 发 展高 分 辨 率 三 维 地 震 、 立 以 相 控 砂 体 预 测 为 核 心 的岩 性 圈 闭 识 别 与 评 价 技 术 , 建 推
广 薄油 层 改 造 技 术 是 深化 潜 江 盐 湖 岩 性 油 藏勘 探 的主 要 对 策 与 方法 。 关 键词 : 气 勘 探 ; 油 岩性 油藏 ; 江 组 ; 江 凹 陷 ; 潜 潜 江汉 盆 地
i u ge t d t tt a r b e lt l gi d oc r on a c m u a i nso c n s r t r 1s o e b ls t u — s s g s e ha hef vo a l ih o chy r a b c u l to c uri t uc u a l p e t 。s r c
江汉盆地潜江凹陷岩性油藏规律研究

10 , . 6 氯仿 沥青“ 平均 为 0 32 , 含量平 均 A” . 37 烃 l 3mgI 有机质类 型好 [ I( 18 / ; 以 部分 工一S型) Ⅱ 和 型的腐泥型为主, 8. ] 总生油量达 5 ×1。, 占 15 , 4 0t其 中砂 泥岩 段 中 的生 油 量 为 l 0t 6 1。。生 烃 强 度 大 , x 为 (5  ̄ 15 ) 0tk , 湖 过渡 区最 大 , 于5 0 10 3 0 ×1‘/ m2盐 大 0× 1 k , 0t m。是整个盐湖沉积中烃源最为丰富的地区。地 / 温梯度高 、 生油门限浅。 烃源岩是形成油气藏的基础 。潜江地区带位于潜 江凹陷中部的蚌湖一周矶一吊堤 口向斜带上 , 为盐湖过 渡 区 , 积 了一套 巨厚 的生 油 岩系 ( 1 。该 区潜三 段 沉 图 ) 石油为未熟油( 1 , 表 )反映了低等生物藻类和陆源有机 质 双重 生源 成油 的特征 。 由于盐湖内盐韵律层段与砂泥岩层段频繁间互 , 盐 韵 律是 油气 纵 向运 移 的 良好 隔层 , 因此 各砂 泥岩层 段 中 的烃源二次运移以横 向运移为主。由于区内被盐韵律 分 隔 的油组 、 砂组 多 , 组砂 岩尖 灭线 多 , 砂 因此该 区对形 成 多层 组 的大量岩 性 油藏极 为有 利 。 前 三角 洲泥及 深 湖 相 的 暗色 泥 岩是 良好 的生 油相 带 。入 湖 的河流不 仅 为三角 洲沉 积带来 了大 量 的泥砂 , 而且 带来 了大量 的有机 物质 , 这些 有机 物质 随着悬 浮 的 泥质一起在前三角洲地区沉积下来 , 它们为湖盆中的生 物提供 了丰富的营养, 促使生物得 以大量 繁殖、 生长 。 因此 , 三角 洲 的泥岩 中含有 丰 富陆源 及原地 生长 的有 前 机 质 。而且 , 这部 分泥 质沉 积厚 度大 、 分布广 , 一般 处在 波浪所不能及的还原或弱还原环境 , 加上三角洲的沉积 和埋藏都比较迅速, 有利于有机质的保存和转化 。
江汉盆地江陵凹陷古近系新沟咀组含膏盐岩系沉积特征及控制因素

江汉盆地江陵凹陷古近系新沟咀组含膏盐岩系沉积特征及控制因素沈均均;陈波;王春连;昌俊杰;周晓峰;关小曲;赵智鹏【期刊名称】《古地理学报》【年(卷),期】2015(17)2【摘要】江陵凹陷位于江汉盆地西南部,在其次级洼陷资福寺洼陷和梅槐桥洼陷南部新沟咀组下段(新下段)沉积了一套膏盐岩层.通过钻井、测井和岩心资料的分析,明确了研究区含膏盐岩系地层的岩性、电性及物理性质特征.在此基础上,结合三维地震剖面资料及正演模拟结果,确定了研究区主要岩性组合的地震响应特征:膏盐岩与泥岩互层表现为强振幅;砂泥岩互层表现为中振幅;质纯的泥岩振幅最弱.应用井点预测与均方根振幅预测相结合的方法,对新下段膏盐岩层的分布规律进行预测,结果表明,新下段膏盐岩层在平面上的分布较为局限,相对于沙市组具有明显的向南迁移萎缩的趋势,物源、构造和沉积环境3种因素的综合作用是造成这种差异性的主要原因.【总页数】10页(P265-274)【作者】沈均均;陈波;王春连;昌俊杰;周晓峰;关小曲;赵智鹏【作者单位】长江大学非常规油气湖北省协同创新中心,湖北武汉430100;长江大学非常规油气湖北省协同创新中心,湖北武汉430100;中国地质科学院矿产资源研究所,国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京100037;中国石化江汉油田分公司江汉采油厂,湖北潜江433123;长江大学非常规油气湖北省协同创新中心,湖北武汉430100;中国石油华北油田公司物探研究院,河北任丘062552;中国石油华北油田公司物探研究院,河北任丘062552【正文语种】中文【中图分类】P534.61+2【相关文献】1.江陵凹陷荆州背斜带新沟咀组沉积特征 [J], 范京2.江陵凹陷古近系沙市组含膏盐岩系沉积特征研究 [J], 沈均均;陈波;王春连;宋换新;周晓峰;周林3.江汉盆地西南部沙市组—新沟咀组下段沉积结构特征与有利勘探方向 [J], 唐平;申立春4.江陵凹陷梅槐桥地区第三系新沟咀组下段沉积相及砂体分布研究 [J], 易积正5.江陵凹陷新沟咀组古红层沉积特征及地质意义 [J], 赵珂;刘心蕊;李宸;杜学斌;黄华;彭伟;张成;何云龙;李赫男;熊仕鹏因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组含盐岩系沉积特征与沉积环境_张永生

文章编号:1671-1505(2003)01-0029-07江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组含盐岩系沉积特征与沉积环境张永生1 杨玉卿2 漆智先3 乔悦东2 袁鹤然11中国地质科学院矿产资源研究所,北京1000372中海油田服务有限公司测井事业部,北京1011493中国石化股份有限公司江汉分公司勘探开发研究院,湖北潜江433124摘要 潜江组盐层间的层段(盐间段)由砂岩和非砂岩两部分组成。
其中非砂岩分布广泛,主要由单层厚度为毫米—厘米级、累积厚度达几十厘米至几米的含盐韵律组成,并多为复成分的蒸发盐矿物、碳酸盐矿物及陆源的粘土和细碎屑矿物组成的混积岩。
过去,人们对盐间段非砂岩的研究主要基于对岩性的认识,对于其沉积特征和沉积环境方面的研究较薄弱。
文中通过对潜江凹陷西北部王场构造3口井共约151m 岩芯的精细研究,对盐间段沉积特征和沉积环境进行了系统分析。
认为潜江组盐间段湖盆环境为常年性较深水分层盐湖,大体可分为微咸水湖、半咸水湖、咸水湖和盐湖,水体深度自下而上逐渐变浅。
关键词 江汉盆地 潜江组 含盐岩系 沉积特征 常年性分层盐湖第一作者简介 张永生,男,1963年生,1995年获中国地质科学院博士学位,现为中国地质科学院矿产资源研究所研究员,主要从事盐湖学及沉积学研究工作。
中图分类号 P512.2 文献标识码 A1 概述江汉盆地是我国东部第三系陆相含油盐湖盆地中的典型一例,它由枝江、江陵、陈沱口、潜江、小板、云应、沔阳7个次级凹陷组成(图1)。
这些凹陷在平面上以潜江凹陷为中心,其余环绕其四周构成卫星式展布,其中以潜江凹陷下陷最深。
在古近系上始新统—下渐新统潜江组沉积期,潜江凹陷受北部潜北大断层强烈活动的影响,呈现北深南浅、北陡南缓、东西平缓的箕状深凹陷,构成湖盆汇水中心和沉降中心[1]。
潜江组自下而上可分为四段,即潜四下段、潜四上段、潜三段、潜二段和潜一段(表1),其中潜四上段至潜一段沉积层序中就有160多个Ⅲ级盐韵律,盐层累计厚度达1800余m 。
江汉盆地潜江凹陷盐间页岩油储层不同岩相微观储集特征——以古近

文章编号:1001-6112(2020)02-0193-09㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀doi:10.11781/sysydz202002193江汉盆地潜江凹陷盐间页岩油储层不同岩相微观储集特征以古近系潜江组三段4亚段10韵律为例徐二社1,2,3,4,陶国亮1,2,3,4,李志明1,2,3,4,吴世强5,张文涛1,2,3,4,饶㊀丹1,2,3,4(1.中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡㊀214126;2.页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室,江苏无锡㊀214126;3.国家能源页岩油研发中心,江苏无锡㊀214126;4.中国石油化工集团公司油气成藏重点实验室,江苏无锡㊀214126;5.中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院,武汉㊀430223)摘要:通过岩石薄片鉴定㊁扫描电镜㊁压汞 液氮吸附联合测定及微米CT三维重构等实验手段,对江汉盆地潜江凹陷潜江组页岩油储层的矿物组成㊁岩相组合㊁孔缝类型㊁孔隙结构及孔隙发育规律进行研究㊂盐间古近系潜江组三段4亚段10韵律页岩油储层主要岩相有纹层状泥质白云岩相㊁纹层状云(灰)质泥岩相和钙芒硝充填纹层状云质泥岩相;储集空间主要包括层间缝㊁晶间孔㊁晶间溶孔等㊂盐间页岩油储层孔隙的发育主要受岩性㊁岩相控制,钙芒硝充填纹层状云质泥岩相 纹层状云(灰)质泥岩相 纹层状泥质白云岩相孔隙发育程度依次增强㊂纹层状泥质白云岩相孔隙中宏孔最为发育,孔隙连通性最优,含油性最佳,为盐间页岩油储层中的优势岩相,是盐间页岩油最有利的勘探目标㊂关键词:储集特征;岩相组合;盐间;页岩油;潜江组;潜江凹陷;江汉盆地中图分类号:TE122.23㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:AMicroscopicreservoircharacteristicsofdifferentlithofaciesfrominter⁃saltshaleoilreservoirinQianjiangSag,JianghanBasin:acasestudyofPaleogeneEq43⁃10rhythmXUErshe1,2,3,4,TAOGuoliang1,2,3,4,LIZhiming1,2,3,4,WUShiqiang5,ZHANGWentao1,2,3,4,RAODan1,2,3,4(1.WuxiResearchInstituteofPetroleumGeology,SINOPEC,Wuxi,Jiangsu214126,China;2.StateKeyLaboratoryofShaleOilandGasEnrichmentMechanismsandEffectiveDevelopment,Wuxi,Jiangsu214126,China;3.StateEnergyCenterforShaleOilResearchandDevelopment,Wuxi,Jiangsu214126,China;4.SINOPECKeyLaboratoryofPetroleumAccumulationMechanisms,Wuxi,Jiangsu214126,China;5.ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,SINOPECJianghanOilfieldBranchCompany,Wuhan,Hubei430223,China)Abstract:Themineralcomposition,lithofaciesassociation,pore-fracturetype,porestructureandporedevelop⁃mentcontroloftheQianjiangFormationshaleoilreservoirintheQianjiangSagoftheJianghanBasinwerestudiedusingthinsectionpetrography,scanningelectronmicroscopy,mercuryinjection-liquidnitrogenadsorp⁃tionand3Dreconstructionofmicro⁃CT.ThemainlithofaciesofEq43⁃10rhythm(thetenthrhythminthefourthsubmemberofthethirdmemberoftheQiangjiangFormation)arelaminatedargillaceousdolomite,laminateddolomitic(calcareous)mudstoneandmirabilitefilledlaminateddolomiticmudstone.Themainreservoirporosityincludesinterlayerfractures,intergranularporesandintergranularsolutionpores.Theporedevelopmentofinter⁃saltshaleoilreservoirismainlycontrolledbylithologyandlithofacies,andtheporedevelopmentdegreeofmirabilitefilledlaminateddolomiticmudstone,laminateddolomitic(calcareous)mudstoneandlaminatedargillaceousdolomiteincreaseaccordingly.Macro⁃poresarethemostdevelopedporosityinthelaminatedargillaceous收稿日期:2019-09-26;修订日期:2020-02-12㊂作者简介:徐二社(1981 ),男,硕士,高级工程师,从事非常规油气地质研究㊂E⁃mail:xues.syky@sinopec.com㊂基金项目:国家科技重大专项(2017ZX05049001-002;2017ZX05036-002-003)和国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2014CB239102)联合资助㊂㊀第42卷第2期2020年3月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质PETROLEUMGEOLOGY&EXPERIMENT㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Vol.42,No.2Mar.,2020dolomitefacies,withthebestporeconnectivityandoil⁃bearingproperties,andisthedominantlithofaciesintheinter⁃saltshaleoilreservoirandthemostfavorableexplorationtarget.Keywords:reservoircharacteristics;lithofaciesassociation;inter⁃salt;shaleoil;QianjiangFormation;QianjiangSag;JianghanBasin㊀㊀自2005年以来,美国在海相地层中开展的页岩油勘探开发取得一系列重大突破,2018年页岩油产量已经超过其原油总产量的一半,已显现出巨大的勘探开发前景㊂页岩油气革命给美国能源独立奠定了坚实的基础,改变了世界能源格局[1-6]㊂我国新生代沉积盆地富有机质泥页岩分布广泛,蕴藏着巨大的页岩油资源,是现实的拓展领域[7-12]㊂其中,江汉盆地通过老井复查初步明确潜江凹陷盐间层系页岩油潜力大,盆地内共有128口钻井在古近系泥页岩层系中见到油气显示,其中有3口井初始日产量超过千吨[13-14]㊂勘探成果表明,潜江凹陷盐间页岩层系是我国陆相页岩层系中含油性最好的层系之一㊂目前,对于潜江凹陷古近系潜江组盐间页岩油藏的研究尚少[13-15],更多的是集中于其盐湖环境下烃源岩的地球化学评价[16-20]㊂也有学者对潜江组盐间储层开展了评价[21-23],其中熊志勇等[14]㊁王国力等[21]将盐间储层视为 泥质白云岩 ㊁ 非砂岩储层 ,但盐间储层岩性具有复杂多样性,其储集性能差异较大,不能一概而论,而且对盐间储层不同岩性的微观储集特征研究不够深入㊂为此,本文在前人研究的基础上,以W99井潜江组三段4亚段第10韵律(Eq43-10)系统取心为主,并辅以QYP2井㊁W4X-7-7井岩心资料,利用X射线衍射㊁薄片鉴定㊁(氩离子抛光)扫描电镜㊁压汞 液氮吸附联合测定及微米CT三维重构等实验手段,进行潜江组盐间储层的岩相划分,确定其主要岩相;并对主要岩相孔缝类型进行识别及结构表征,结合主要岩相含油性特征,从而明确盐间储层孔隙发育规律及其优势岩相,为下一步的勘探开发提供依据㊂1㊀地质概况潜江凹陷位于江汉盆地中部,面积2530km2,北部以潜北控凹断层为界,分别与荆门㊁汉水地堑㊁乐乡关地垒及永隆河隆起相邻;南以通海口断层分界;东西两侧分别与岳口低凸起和丫角 新沟低凸起呈斜坡过渡㊂构造上潜江凹陷为东西向平缓,北部陡㊁南部缓的箕状,深度较大,构成湖盆的汇水中心[14]㊂沉积相上由西向东呈现出盐度逐渐增大的现象,可划分为砂泥岩相区㊁咸淡过渡区和盐发育图1㊀江汉盆地潜江凹陷区域构造㊁沉积相及取样位置[14]Fig.1㊀Regionalstructures,sedimentaryfaciesandsamplelocationsofQianjiangSag,JianghanBasin区[14,22](图1)㊂潜江组沉积时期发育了一套厚达5000m的盐系地层,纵向上发育193套盐间韵律层[23]㊂盐间地层为一套由碳酸盐㊁硫酸盐㊁泥质等多种成分混杂㊁互层组成的富有机质细粒沉积岩,一般厚度5 10m,单层最厚38m㊂潜江组纵向上可分为4段,即潜一段(Eq1)㊁潜二段(Eq2)㊁潜三段(Eq3)和潜四段(Eq4)㊂3个最大湖泛面为富有机质页岩发育时期,其中潜二段有机质成熟度偏低,潜三下段和潜四下段是页岩油勘探最有利层段㊂2㊀矿物组成与岩相划分综合岩心观察㊁薄片㊁扫描电镜㊁全岩X衍射分析表明,盐间地层的主要成分为碳酸盐㊁硫酸盐㊁碎屑岩类矿物,其成因多样化,其中碎屑矿物为机械沉积,碳酸盐和硫酸盐矿物为化学沉积㊂这就在一定程度上决定了盐间地层岩石类型的复杂多样性㊂W99井潜江组Eq43-10韵律样品分析结果表明,盐间地层矿物主要为碎屑矿物㊁碳酸盐类和硫酸盐类,其平均含量分别为:碎屑矿物(黏土矿物+长石+石英)含量42.25%;白云石含量28.77%㊁方解石含量13.11%;钙芒硝含量7.91%(图2)㊂岩相划分方案上与前人研究一致[22-23],以矿物成分 层理构造为岩相定名的主要依据,其中三端元矿物成分为原生和准同生的碎屑矿物(黏土矿物+长石+石英) 方解石 白云石;层理构造为纹层状㊃491㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷㊀㊀图2㊀江汉盆地潜江凹陷W99井Eq43-10韵律综合柱状图Fig.2㊀ComprehensivestratigraphicchartofEq43⁃10rhythminwellW99,QianjiangSag,JianghanBasin图3㊀江汉盆地潜江凹陷W99井Eq43-10韵律样品岩相分类Fig.3㊀ClassificationdiagramofEq43⁃10rhythmsamplesinwellW99,QianjiangSag,JianghanBasin(0.1 1cm) 薄层状(1 10cm) 块状(>10cm);次生矿物的产状和含量以前缀形式反映次生岩相㊂由图3可知,W99井Eq43-10韵律的岩相主要有泥质白云岩相㊁云质泥岩相㊁灰质泥岩相,而泥质灰岩相㊁泥岩相㊁白云岩相分布较少㊂综合图2中不同岩性层理构造发育情况,W99井Eq43-10韵律沉积岩相自上而下分别为:纹层状泥质白云岩相㊁纹层状云质泥岩相㊁纹层状灰质泥岩相㊁纹层状云质泥岩相;由于后生成岩过程中钙芒硝的充填作用,从成岩岩相来看,则可划分出 钙芒硝充填纹层状云质泥岩相 一类(图2)㊂3㊀盐间页岩油储层微观孔㊁缝类型目前,国内外学者对非常规储层孔缝类型的划分具有不同的方案[24-25],其中LOUCKS的划分方案[24] 粒间孔隙㊁粒内孔隙及裂缝孔隙最为常见㊂本文综合前人的研究成果[21-23],在岩心观察㊁新鲜断面氩离子抛光扫描电镜观察等基础上,按照不同岩相,对不同尺度下的盐间页岩油储层进行观察,划分出成岩缝㊁构造缝㊁晶间孔㊁晶间溶孔等㊂其中裂缝(微裂缝)在上述不同岩相中均有发育;而孔隙类型则与不同岩相的矿物组成密切相关㊂3.1㊀裂缝(微裂缝)通过岩心观察发现,盐间不同岩相均大量存在顺层发育的水平层理缝,其中上部在纹层状泥质白云岩相中最为发育,通常可达1 2mm宽,常有液态烃充填(图4a);下部可见钙芒硝充填的垂直及斜交缝,且有油迹显示(图4b)㊂扫描电镜下观察,㊃591㊃㊀第2期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀徐二社,等.江汉盆地潜江凹陷盐间页岩油储层不同岩相微观储集特征㊀图4㊀江汉盆地潜江凹陷潜江组盐间地层微裂缝㊁层理缝发育概况Fig.4㊀Developmentofmicro⁃fracturesandbeddingfracturesofinter⁃saltstratainQianjiangFormation,QianjiangSag,JianghanBasin纹层状泥质白云岩相㊁纹层状云㊁灰质泥岩相多见微裂缝及层理缝,主要为沉积形成的层理缝及后期构造活动引起的微裂缝,多为微米级以上(图4c,d)㊂其中极其发育的层理缝,为主要的储集空间和运移通道[23]㊂3.2㊀不同岩相的主要孔隙类型基于铸体薄片㊁新鲜断面及氩离子抛光扫描电镜观察可知,纹层状泥质白云岩相白云石晶间孔隙最为发育,多呈三角形或不规则状,可见油膜,未充填的孔径尺寸为微米级,被沥青所充填的残余孔隙,尺寸在数百纳米 微米级,孔隙连通性好,为有效孔隙(图5a);白云石晶间溶孔较为常见,尺寸为微米级,白云石晶粒周缘呈参差不齐状,溶蚀程度剧烈时,其溶蚀体积多倍于周围晶粒(图5b)㊂纹层状云(灰)质泥岩相黏土矿物晶间孔隙最为发育,多为片状伊利石晶间孔,孔隙呈片状或不规则图5㊀江汉盆地潜江凹陷盐间潜江组页岩不同岩相主要的孔隙类型Fig.5㊀Mainporetypesofdifferentlithofaciesofinter⁃saltshaleinQianjiangFormation,QianjiangSag,JianghanBasin㊃691㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷㊀㊀状,通常在数百纳米级(图5c);碎屑矿物中的火山碎屑也常见沸石类矿物溶蚀孔及层状火山凝灰溶孔,其尺寸一般可达微米级(图5d);白云石㊁方解石晶间孔较为发育,但发育程度弱于纹层状泥质白云岩相㊂钙芒硝充填纹层状云质泥岩相主要发育黏土矿物晶间孔㊁白云石晶间孔,但由于钙芒硝的次生充填,基质孔隙被堵塞,偶有裂缝发育(图5e,f)㊂总之,纹层状泥质白云岩相层理缝最为发育,其白云石晶间孔㊁晶间溶孔尺寸多在微米级以上,连通性好,可见油膜覆盖;纹层状云(灰)质泥岩相次之,以数百纳米的黏土矿物晶间孔为主;钙芒硝充填纹层状云质泥岩相,与纹层状云质泥岩相孔隙类型一样,差异在于基质孔隙堵塞,可将此岩相视为纹层状云质泥岩相中储集条件较差的一种㊂4㊀不同岩相与孔缝发育的关系4.1㊀全孔径分布特征(高压压汞 低温液氮吸附)页岩油气储层孔隙尺寸的分类通常采用IUPAC(国际理论与应用化学协会)孔隙分类方法[26]㊂气体吸附法与压汞法均可以测得页岩油气储层孔隙大小分布,可有效地反映储层样品的非均质性㊂气体吸附法可以有效反映页岩油气储层中微 介孔的分布,压汞法可以反映页岩油气储层中宏孔的信息㊂针对两种方法的优缺点,微孔(0 2nm)㊁介孔(2 50nm)采用吸附数据,宏孔(>50nm)则采用压汞数据,其测试分析过程参照‘页岩全孔径分布的测定压汞 吸附联合法:NB/T14008 2015“㊂同时基于前人对不同岩性孔径分布的研究[27]以及扫描电镜下观察到的孔㊁缝尺寸,在IUPAC孔隙分类方法基础上,再将宏孔划分为50 100nm㊁100 500nm及>500nm三段,以便于展现不同岩相孔隙演化规律㊂结合上述扫描电镜等所定性观察到的不同岩相主要孔隙类型可知,钙芒硝充填纹层状云质泥岩相由于基质孔隙堵塞,仅剩部分未充填黏土矿物晶间孔,孔径分布呈单峰型,介孔比例可达85%(图6a)㊂纹层状云质泥岩相孔径分布呈双峰型,主要发育介孔,比例约为55%,主要由黏土矿物晶间孔㊁火山灰溶蚀孔贡献;宏孔大于500nm段比例达20%以上,主要由白云石晶间孔㊁部分层理缝贡献(图6b)㊂纹层状灰质泥岩相孔径分布呈双峰型,主要发育微 介孔,比例达50%以上,其中介孔㊁宏孔50 100nm段比例相对较高,主要由黏土矿物晶间孔㊁方解石晶间孔贡献(图6c)㊂纹层状泥质白云岩相孔径分布呈单峰型,主要发育宏孔(>50nm),比例可达90%以上,且主要集中于100 500nm段,主要由白云石晶间孔㊁溶蚀孔贡献;宏孔大于500nm段有一定比例,约为30%,主要为极其发育的层理缝所贡献(图6d)㊂因此,随着岩相的变化(钙芒硝充填纹层状云质泥岩相 纹层状云㊁灰质泥岩相 纹层状泥质白云岩相),所发育孔隙尺寸由小变大,孔隙结构由 以介孔为主 转变为 以宏孔为主 ,且宏孔100 500nm段比例逐渐变大㊂其中纹层状泥质白云岩相孔隙结构以宏孔为主,孔径最大,为最优岩相㊂4.2㊀微米CT三维表征CT扫描三维重构可以有效地研究页岩油气储层内部的结构[28-34],并可通过三维数据体得到很好的展示㊂在数字岩心技术的基础上,可以求得孔径分布㊁孔喉分布及其计算孔隙度等参数㊂同时潜江组页岩油储层微裂缝发育,岩心碎裂化严重,柱塞难以钻取,常规物性测试误差大,三维重构及其计算结果可以作为很好的补充和参考㊂由此,在上述定量表征的基础上,将上述主要岩相系列进行CT三维表征㊂实验所用的CT设备为美国通用电气公司(GE)生产的纳米焦点CT㊂该设备最大管电压为180kV,能够分析的样品直径最大约为2.5cm㊂样品为1mm左右时最小的体元像素尺寸(分辨率)为0.5μm㊂针对研究区不同岩相层理缝发育且泥质含量较高㊁CT圆柱取心困难,同时考虑页岩油储层所需要的研究尺度,本次岩石样品采用2mm圆柱样,像素分辨率为1μm㊂由微米CT三维重构及计算结果(表1㊁图7)可知,CT计算孔隙度与岩性密切相关,纹层状泥质白云岩相孔隙度最大,可达13.3%;纹层状灰质泥岩相与纹层状云质泥岩相相差不大,为3.5%左右;钙芒硝充填纹层状云质泥岩相最小,仅3.2%㊂纹层状泥质白云岩相主体孔隙直径100 400μm㊁主体孔喉直径1 4μm,平均孔喉长度为8.49μm,三维重构体上显示为孔隙发育密集,喉道连通性最优(连通的喉道最多),为最佳岩相(图7a-b);纹层状灰质泥岩相与纹层状云质泥岩相次之,主体孔隙直径4 40μm㊁主体孔喉直径0.8 4μm,孔隙分布呈层状,喉道连通性较好(图7c-f);钙芒硝充填纹层状云质泥岩相对最差,主体孔隙直径4 20μm㊁主体孔喉直径0.8 2μm,三维重构体显示孔隙分布较为孤立,孔隙连通性差(连通的喉道零星分布)(图7g-h)㊂由此,盐间页岩油储层孔隙发育主要受岩性㊁岩相控制,钙芒硝纹层状云质泥岩相 纹层状云㊁㊃791㊃㊀第2期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀徐二社,等.江汉盆地潜江凹陷盐间页岩油储层不同岩相微观储集特征㊀㊃891㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷㊀㊀图6㊀江汉盆地潜江凹陷盐间潜江组页岩不同岩相全孔径分布特征宏孔(直径大于50nm)为压汞法;微孔 介孔(0 50nm)为吸附法Fig.6㊀Porediameterdistributioncharacteristicsofdifferentlithofaciesofinter⁃saltshaleinQianjiangFormation,QianjiangSag,JianghanBasin表1㊀江汉盆地潜江凹陷W99井Eq43-10韵律不同岩相微米CT分析计算结果Table1㊀MicronCTanalysisfordifferentlithologiesfromEq43⁃10rhythminwellW99,QianjiangSag,JianghanBasin岩性深度/m主体孔隙直径/μm主体喉道直径/μm平均喉道长度/μmCT孔隙度/%纹层状泥质白云岩相1676.88100 4001 48.4913.30纹层状灰质泥岩相1680.424 400.8 47.993.58纹层状云质泥岩相1678.264 402 47.423.46钙芒硝充填云质泥岩相1684.044 200.8 27.883.20图7㊀江汉盆地潜江凹陷W99井Eq43-10韵律不同岩相微米CT三维重构图Fig.7㊀3DreconstructionofdifferentlithofacieswithmicroCTfromEq43⁃10rhythminwellW99,QianjiangSag,JianghanBasin灰质泥岩相 纹层状泥质白云岩相孔隙发育程度依次增强㊂纹层状泥质白云岩相孔隙发育密集,孔径最大,喉道连通性最优㊂5㊀不同岩相与含油性的关系国内外学者基于热解实验的普遍性及可操作性,通常以热解参数S1来代替游离烃含量以进行页岩含油潜力分析[35-40]㊂LOPATIN[35]㊁JAR⁃VIE[36]提出以含油饱和指数(OSI)(S1与TOC的比值)以表征页岩含油潜力的大小,现已被国内外学者广泛采用㊂若页岩油层段OSI值大于100mg/g时,则认为出现油跨越,可被认定为页岩油的有利段[39]㊂潜江组盐间页岩油纵向上来看(图2),由上至下四类岩相均存在一定的油跨越现象㊂盐间地层整体含油性好㊂基于上述微观储集特征可知,上部纹层状泥质白云岩相岩性均一,孔隙中宏孔发育,孔隙连通性最佳,含油性更加稳定(S1值最高,可达26.0mg/g);纹层状云㊁灰质泥岩相次之;底部钙芒硝充填纹层状云质泥岩相最差,稳定性不佳,呈尖刺状㊂总之,潜江组页岩油储层孔隙发育类似于常规油藏,主要受岩性㊁岩相控制,并决定其储集物性,纹层状结构具有积极的作用㊂纹层状泥质白云岩相孔隙最为发育,以宏孔为主,孔隙连通性最优,含油性最佳,为盐间页岩油储层中的优势岩相;同时其可压性矿物 白云石含量最高,可作为盐间页岩油勘探中的 甜点 ㊂6㊀结论(1)潜江组盐间页岩油储层主要的矿物成分为碳酸盐类㊁碎屑矿物及硫酸盐矿物,其岩相主要有纹层状泥质白云岩相㊁纹层状云质泥岩相㊁纹层状灰质泥岩相和钙芒硝充填纹层状云质泥岩相㊂(2)潜江组盐间地层中裂缝(层理缝)在不同岩相中均有发育㊂主要孔隙类型有白云石晶间孔㊁白云石晶间溶蚀孔㊁黏土矿物晶间孔等,其中纹层状泥质白云岩晶间孔㊁晶间溶孔最为发育,孔隙尺寸最大㊂(3)随着岩相的变化(钙芒硝充填纹层状云质泥岩相 纹层状云㊁灰质泥岩相 纹层状泥质白云岩相),所发育孔隙尺寸由小变大,孔隙结构由 以介孔为主 转变为 以宏孔为主 ,且宏孔100500nm段所占比例逐渐变大㊂结合三维重构可知,盐间页岩油储层孔隙发育主要受岩性㊁岩相控制,钙芒硝纹层状云质泥岩相 纹层状云㊁灰质泥岩相 纹层状泥质白云岩相孔隙发育程度依次增强㊂(4)纹层状泥质白云岩相孔隙最为发育,且以宏孔为主,孔隙连通性最优,含油性最佳,为盐间页岩油储层中的优势岩相,同时可压性矿物 白云石含量最高,为盐间页岩油最有利的勘探目标㊂参考文献:[1]㊀GIBSONRI.Basementtectonicsandhydrocarbonproductionin㊃991㊃㊀第2期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀徐二社,等.江汉盆地潜江凹陷盐间页岩油储层不同岩相微观储集特征㊀theWillistonBasin:aninterpretiveoverview[C]//7thInterna⁃tionalWillistonBasinSymposium.Tulsa:AAPG,1995:3-11.[2]㊀SONNENBERGSA,PRAMUDITOA.PetroleumgeologyoftheGiantElmCouleeField,WillistonBasin[J].AAPGBulletin,2009,93(9):1127-1153.[3]㊀ORANGIA,NAGARAJANNR,HONARPOURMM,etal.Unconventionalshaleoilandgas⁃condensatereservoirproduc⁃tion,impactofrock,fluid,andhydraulicfractures[C]//SPEHydraulicFracturingTechnologyConference.TheWoodlands,Texas,USA:SPE,2011.[4]㊀LAFOLLETTER,HOLCOMBWD,ARAGONJ.Impactofcom⁃pletionsystem,staging,andhydraulicfracturingtrendsintheBakkenFormationoftheeasternWillistonBasin[C]//SPEHydraulicFracturingTechnologyConference.TheWoodlands,Texas,USA:SPE,2012.[5]㊀RASDIMF,CHULifu.Diagnosingfracturenetworkpatternandflowregimeaidsproductionperformanceanalysisinunconven⁃tionaloilreservoirs[C]//SPE/EAGEEuropeanUnconventionalResourcesConferenceandExhibition.Vienna,Austria:SPE,2012.[6]㊀CENTURIONSM,CADER,LUOXL.EagleFordshale:hydraulicfracturing,completion,andproductiontrends:partⅡ[C]//SPEAnnualTechnicalConferenceandExhibition.SanAntonio,Texas,USA:SPE,2012.[7]㊀宋明水.济阳坳陷页岩油勘探实践与现状[J].油气地质与采收率,2019,26(1):1-12.㊀㊀㊀SONGMingshui.Practiceandcurrentstatusofshaleoilexplora⁃tioninJiyangDepression[J].PetroleumGeologyandRecoveryEfficiency,2019,26(1):1-12.[8]㊀朱日房,张林晔,李政,等.陆相断陷盆地页岩油资源潜力评价:以东营凹陷沙三段下亚段为例[J].油气地质与采收率,2019,26(1):129-136.㊀㊀㊀ZHURifang,ZHANGLinye,LIZheng,etal.Evaluationofshaleoilresourcepotentialincontinentalriftbasin:acasestudyofLowerEs3MemberinDongyingSag[J].PetroleumGeologyandRecoveryEfficiency,2019,26(1):129-136.[9]㊀余涛,卢双舫,李俊乾,等.东营凹陷页岩油游离资源有利区预测[J].断块油气田,2018,25(1):16-21.㊀㊀㊀YUTao,LUShuangfang,LIJunqian,etal.PredictionforfavorableareaofshaleoilfreeresourcesinDongyingSag[J].Fault⁃BlockOilandGasField,2018,25(1):16-21.[10]㊀李志明,陶国亮,黎茂稳,等.渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷L69井古近系沙三下亚段取心段页岩油勘探有利层段[J].石油与天然气地质,2019,40(2):236-247.㊀㊀㊀LIZhiming,TAOGuoliang,LIMaowen,etal.FavorableintervalforshaleoilprospectingincoringWellL69inthePaleogeneEs3LinZhanhuaSag,JiyangDepression,BohaiBayBasin[J].Oil&GasGeology,2019,40(2):236-247.[11]㊀包友书.济阳坳陷超压和应力场对页岩油富集的影响[J].断块油气田,2018,25(5):585-588.㊀㊀㊀BAOYoushu.InfluenceofoverpressureandstressonshaleoilenrichmentinJiyangDepression[J].Fault⁃BlockOilandGasField,2018,25(5):585-588.[12]㊀孙焕泉.济阳坳陷页岩油勘探实践与认识[J].中国石油勘探,2017,22(4):1-14.㊀㊀㊀SUNHuanquan.ExplorationpracticeandcognitionsofshaleoilinJiyangDepression[J].ChinaPetroleumExploration,2017,22(4):1-14.[13]㊀吴世强,唐小山,杜小娟,等.江汉盆地潜江凹陷陆相页岩油地质特征[J].东华理工大学学报(自然科学版),2013,36(3):282-286.㊀㊀㊀WUShiqiang,TANGXiaoshan,DUXiaojuan,etal.GeologiccharacteristicsofcontinentalshaleoilintheQianjiangDepression,JianghanSaltLakeBasin[J].JournalofEastChinaInstituteofTechnology,2013,36(3):282-286.[14]㊀熊志勇,吴世强,王洋,等.江汉盐湖盆地盐间泥质白云岩油藏地质特征与实践[J].地质科技情报,2015,34(2):181-187.㊀㊀㊀XIONGZhiyong,WUShiqiang,WANGYang,etal.GeologicalcharacteristicsandpracticeforintersaltargillaceousdolomitesreservoirintheQianjiangDepressionofJianghanSaltLake[J].GeologicalScienceandTechnologyInformation,2015,34(2):181-187.[15]㊀蒲秀刚,漆智先,郑晓玲,等.盐间非砂岩油藏基本石油地质特征及资源潜力[J].石油勘探与开发,2002,29(5):28-30.㊀㊀㊀PUXiugang,QIZhixian,ZHENGXiaoling,etal.Basicpetroleumgeologicalcharacteristicsandresourcepotentialofinter⁃saltnon⁃sandstonereservoir[J].PetroleumExplorationandDevelopment,2002,29(5):28-30.[16]㊀HOUYuguang,WANGFurong,HeSheng,etal.PropertiesandshaleoilpotentialofsalinelacustrineshalesintheQianjiangDepression,JianghanBasin,China[J].MarineandPetroleumGeology,2017,86:1173-1190.[17]㊀LIMaowen,CHENZhuoheng,CAOTingting,etal.ExpelledoilsandtheirimpactsonRock⁃Evaldatainterpretation,EoceneQianjiangFormationinJianghanBasin,China[J].InternationalJournalofCoalGeology,2018,191:37-48.[18]㊀CHENZhuoheng,LIMaowen,MAXiaoxiao,etal.GenerationkineticsbasedmethodforcorrectingeffectsofmigratedoilonRock⁃Evaldata:anexamplefromtheEoceneQianjiangFormation,JianghanBasin,China[J].InternationalJournalofCoalGeology,2018,195:84-101.[19]㊀徐崇凯,刘池洋,郭佩,等.潜江凹陷古近系潜江组盐间泥岩地球化学特征及地质意义[J].沉积学报,2018,36(3):617-629.㊀㊀㊀XUChongkai,LIUChiyang,GUOPei,etal.Geochemicalcharacte⁃risticsandtheirgeologicalsignificanceofintrasaltmudstonesfromthePaleogeneQianjiangFormationintheQianjiangGraben,Jiang⁃hanBasin,China[J].ActaSedimentologicaSinica,2018,36(3):617-629.[20]㊀潘银华,黎茂稳,孙永革,等.江汉盆地潜江凹陷盐间云质页岩热压生排烃模拟实验研究[J].石油实验地质,2018,40(4):551-558.㊀㊀㊀PANYinhua,LIMaowen,SUNYongge,etal.Thermo-compressionsimulationofhydrocarbongenerationandexpulsionofinter⁃saltdolomiticshale,QianjiangSag,JianghanBasin[J].PetroleumGeo⁃logy&Experiment,2018,40(4):551-558.[21]㊀王国力,张永生,杨玉卿,等.江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组盐间非砂岩储层评价[J].石油实验地质,2004,26(5):462-468.㊃002㊃㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷㊀㊀㊀㊀㊀WANGGuoli,ZHANGYongsheng,YANGYuqing,etal.Evalua⁃tionofnonsandstonereservoirsbetweensaltbedsofthePaleo⁃geneQianjiangFormationintheQianjiangDepressionoftheJianghanBasin[J].PetroleumGeology&Experiment,2004,26(5):462-468.[22]㊀孙中良,王芙蓉,何生,等.潜江凹陷古近系盐间典型韵律层页岩孔隙结构[J].深圳大学学报(理工版),2019,36(3):289-297.㊀㊀㊀SUNZhongliang,WANGFurong,HESheng,etal.Theporest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潜江凹陷盐湖沉积储集层分布预测

文章编号:100020747(2004)022*******潜江凹陷盐湖沉积储集层分布预测柳保军1,陈开远2,史忠生1,刘刚1,吕金博3(1.中国地质大学(武汉);2.中国地质大学(北京);3.中国石化河南油田勘探开发研究院)摘要:江汉盆地潜江凹陷潜江组为典型的盐湖沉积,盐岩主要发育在湖盆基准面的上升早期和下降中晚期,储集层发育受湖平面升降旋回、古地貌和物源供给的控制,储集层类型有低位体系域砂体、盐湖密度流砂体、湖滨浅滩砂体以及盐间非砂岩等。
建立潜江组的高分辨率等时地层格架,将高精度测井层序对比与地震剖面横向追踪相结合,预测潜江凹陷潜北断裂带的高位及低位体系域三角洲和扇三角洲砂体较发育,蚌湖洼陷东斜坡和西斜坡发育扇三角洲砂体,凹陷坡折带盐湖密度流砂体等分布较为广泛,具有形成隐蔽油气藏的有利条件。
图5参8关键词:潜江凹陷;潜江组;盐湖沉积;储集层类型;分布预测中图分类号:TE122.3 文献标识码:A图1 潜江组沉积相分布及低位体系域砂体分布预测图1潜江凹陷地质概况潜江凹陷是江汉盆地最重要的生烃单元(见图1),面积约2500km 2。
潜江凹陷潜江组为上始新统—下渐新统的盐湖沉积,厚度达4700m ,岩性为砂岩、暗色泥岩、盐岩及泥膏岩伴生。
潜江组沉积时期潜江凹陷是江汉盆地的汇水中心及沉降中心,沉积了巨厚的湖相盐韵律层,除凹陷北部为碎屑岩分布区外,其它大部分地区发育盐岩、膏泥岩[1,2]。
受构造沉降、气候和物源等因素的影响,潜江凹陷经历了断陷期(潜4段下部)→断拗期(潜4段上部至潜2段)→拗陷期(潜2段至荆河镇组)3个演化阶段;由于盐岩的塑性流动和上拱[3],使箕状断陷古地貌进一步复杂化,影响了储集层预测的准确性。
本文应用层序地层学基本原理建立潜江凹陷潜江组的高分辨率等时地层格架,进而分析各三级层序体系域内的砂体展布规律,据此对盐湖沉积独特的储集层分布进行预测。
2潜江组层序地层格架根据地层基准面原理和高分辨率层序地层分析技术[4,5],首先确立各级层序的划分标准,基于潜江组盐湖沉积的实际,综合地震反射特征、区域地质特征及钻井资料识别层序界面;通过测井资料,即根据盐岩的韵律性、砂层厚度、砂泥比及测井曲线的变化特征,划分短期基准面上升和下降半旋回准层序,进而划分出前积准层序、退积准层序和加积准层序3种类型;最后,根据潜江组各层序、体系域和准层序等层序单元的识别特征,建立了潜江凹陷潜江组层序地层格架(见图2)。
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文章编号:1671-1505(2003)01-0029-07江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组含盐岩系沉积特征与沉积环境张永生1 杨玉卿2 漆智先3 乔悦东2 袁鹤然11中国地质科学院矿产资源研究所,北京1000372中海油田服务有限公司测井事业部,北京1011493中国石化股份有限公司江汉分公司勘探开发研究院,湖北潜江433124摘要 潜江组盐层间的层段(盐间段)由砂岩和非砂岩两部分组成。
其中非砂岩分布广泛,主要由单层厚度为毫米—厘米级、累积厚度达几十厘米至几米的含盐韵律组成,并多为复成分的蒸发盐矿物、碳酸盐矿物及陆源的粘土和细碎屑矿物组成的混积岩。
过去,人们对盐间段非砂岩的研究主要基于对岩性的认识,对于其沉积特征和沉积环境方面的研究较薄弱。
文中通过对潜江凹陷西北部王场构造3口井共约151m 岩芯的精细研究,对盐间段沉积特征和沉积环境进行了系统分析。
认为潜江组盐间段湖盆环境为常年性较深水分层盐湖,大体可分为微咸水湖、半咸水湖、咸水湖和盐湖,水体深度自下而上逐渐变浅。
关键词 江汉盆地 潜江组 含盐岩系 沉积特征 常年性分层盐湖第一作者简介 张永生,男,1963年生,1995年获中国地质科学院博士学位,现为中国地质科学院矿产资源研究所研究员,主要从事盐湖学及沉积学研究工作。
中图分类号 P512.2 文献标识码 A1 概述江汉盆地是我国东部第三系陆相含油盐湖盆地中的典型一例,它由枝江、江陵、陈沱口、潜江、小板、云应、沔阳7个次级凹陷组成(图1)。
这些凹陷在平面上以潜江凹陷为中心,其余环绕其四周构成卫星式展布,其中以潜江凹陷下陷最深。
在古近系上始新统—下渐新统潜江组沉积期,潜江凹陷受北部潜北大断层强烈活动的影响,呈现北深南浅、北陡南缓、东西平缓的箕状深凹陷,构成湖盆汇水中心和沉降中心[1]。
潜江组自下而上可分为四段,即潜四下段、潜四上段、潜三段、潜二段和潜一段(表1),其中潜四上段至潜一段沉积层序中就有160多个Ⅲ级盐韵律,盐层累计厚度达1800余m 。
由于纵向上多盐层的分隔,从而形成多级分散的油气藏系统。
盐间段储层由砂岩和非砂岩两部分组成。
砂岩储层的勘探和开发已经历时30余年,研究程度已相当深入。
非砂岩储层是由单层厚度为毫米—厘米级、累积厚 收稿日期:2002-09-30 改回日期:2002-10-16第5卷 第1期2003年2月古地理学报J OURNAL OF PALAEOGEOGRAPHY Vol .5 No .1Feb .2003图1 江汉盆地构造位置图Fig .1 Tecton ic location of Jian ghan Basin度达几十厘米至几米的Ⅳ级含盐韵律组成,岩性组成复杂,为复成分的蒸发盐矿物、碳酸盐矿物及陆源的粘土和细碎屑矿物组成的混积岩。
人们对盐间段非砂岩储层的研究主要基于对岩性的认识,对于其沉积特征和沉积环境等方面研究较为薄弱。
本文是在对潜江凹陷西北部王场构造王平1井(潜三段—潜二段)、王云10—6井(潜三段—潜二段)和王80—2井(潜四段)3口井潜四段至潜二段共约151m 、13个Ⅲ级含盐韵律的取芯段进行了大比例尺(1:20—1:30)观察描述制图的基础上,对盐间段的沉积特征和沉积成盐环境进行了分析。
认为潜江盐湖为常年性较深水分层盐湖,盐间段沉积环境大体可分为微咸水湖、半咸水湖、咸水湖和盐湖,水体深度自下而上逐渐变浅,这一认识为深化潜江盐湖盆地的研究和油气勘探提供了基础依据。
表1 潜江凹陷古近系地层简表Table 1 Stratigraphy of Paleogene in Qianjiang Sag30 古地理学报第5卷第1期张永生等:江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组含盐岩系沉积特征与沉积环境31 2 潜江组常年性分层盐湖的沉积特征常年性盐湖是指常年有水的含盐湖泊。
它要求有稳定的常年入流,并提供可溶性盐类溶质和碎屑沉积物。
其沉积作用一般由机械碎屑沉积向化学沉积过渡。
常年性盐湖的水体可深可浅,但深水盐湖一般是分层盐湖[2],沉积作用主要发生在浪基面以下,水深范围在几米至几百米。
浅水盐湖沉积作用一般发生在浪基面之上,水深范围在几米以内。
深水与浅水盐湖沉积的主要区别体现在两方面:一是各类沉积暴露标志如泥裂、足迹等是否发育,二是结构构造特征如交错层理、纹理、波状层理、碎屑状砂砾结构、人字形纹理结构石盐[2]等的发育情况。
具备这些特征基本为浅水盐湖沉积,否则为深水盐湖沉积[2]。
本次研究的3口井取芯井段从潜四段至潜二段,经综合研究后基本为常年性较深水分层盐湖沉积。
其主要特征如下:(1)蒸发岩层序中碎屑沉积物粒度细,主要为泥质岩类,含微量粉砂岩,缺乏粗碎屑砂岩和砾岩,颜色以灰色—深灰色为主,可见灰黑色,发育水平纹层理和块状层理,分布稳定广泛,这显然是远离源区或滨岸带的水下缺氧还原环境沉积的产物。
(2)薄层状暗色泥岩、页岩和碳酸盐岩(白云岩)与厚层状蒸发盐类(石盐岩、无水芒硝岩等)呈韵律性互层,其中Ⅲ级韵律的厚度为几米—几十米,Ⅳ级韵律的厚度为几十厘米—几米,累积厚度达数百米甚至千米以上,其中未见干旱氧化和富氧及含氧条件下形成的红层、暴露标志和沉积间断。
(3)在盐间相对淡化段沉积中(王80—2井潜四段),发育有深水陆源碎屑浊积砂岩,具良好鲍马序列,CM图显示出典型的重力流沉积特征,虽未见槽膜等底痕,但见重力滑动变形构造,与其伴生的暗色泥页岩水平纹层理很发育,反映了较深水静水沉积特征。
(4)盐间相对淡化段沉积中毫米级纹层状蒸发岩发育,如纹层状钙芒硝岩、纹层状石膏和纹层状石盐等,它们厚度薄(1—10mm),侧向延伸稳定,界面平坦,在岩芯上厚度几乎一致,有时有皱纹和微塑性变形,这些特征表明它们是在水体相对较深、水底未受波浪和流水影响的滞留环境中沉淀而成的,这是深水蒸发岩相的典型成因单元或岩性相之一[2]。
此外,在淡化段泥质岩中还常见呈条带状、透镜状、团块状顺层分布的同生粒状钙芒硝岩及石盐等,反映出盐湖蒸发沉积时的深水成因沉积构造特征[3]。
这种蒸发岩与细碎屑岩在地层剖面中呈互层状、条带状和纹层状小韵律性(或层偶状)分布的现象是盐湖发育过程中水体含盐度淡化—浓缩相间的多旋回、多韵律式沉积[2]。
(5)在盐间相对淡化段沉积中,相对纯净的白云岩十分少见,仅在王平1井潜二段有发育,厚度不大,只有几厘米到十几厘米,岩芯中分布稳定,以块状层理为主,还有水平纹理,矿物成分较为纯净,以白云石为主,还有微量泥质和方解石,基本无盐类矿物,加酸起泡较明显。
在纵向上,白云岩夹于泥质岩类之间,或与纹层状钙芒硝岩和石盐岩过渡,其颜色均较暗,代表了相对淡化阶段覆水较深,盐度较大,湖水相对浓缩阶段沉积的产物。
(6)各项元素相标志表明潜四段至潜二段沉积时湖盆水体的盐度和还原程度均较高,且自下而上盐度和还原程度不断增高;区域构造及古地理研究表明潜江组沉积期3口井所处的潜江凹陷北缘沉降幅度较大,水体相对较深,为该凹陷的3个主要沉积成盐中心之一。
因此,从横向分布、物源方向和盐湖蒸发机理看,蒸发岩相和细碎屑岩应分布于盆地较深水区,32 古地理学报第5卷粗碎屑岩应分布于盆地边缘区。
(7)从盐间段不同岩石中获取的孢粉化石及其组合①表明潜江组沉积期古气候以干旱为主,并伴有潮湿相间的特征,同时自下而上干旱程度不断增强。
上述沉积特征表明王平1等3口井潜四—二段蒸发岩序列是干旱为主并伴有潮湿气候下的常年性较深水分层盐湖沉积,自下而上,气候越来越干旱,盐度逐渐增高。
3 潜江组盐间段沉积环境对于现代湖泊沉积环境的划分,一般按盐度可分为四类:淡水湖泊,盐度<0.5‰;半咸水湖泊,盐度=0.5‰—35‰;咸水湖泊,盐度=35‰—50‰;和盐湖,盐度>50‰;其中后三种统称为咸化湖泊[4]。
对古代咸化湖泊按沉积物成分也可分为三类:淡水—微咸水湖泊,以碎屑沉积物为主,含少量碳酸盐沉积物;咸水湖泊,以碳酸盐沉积物为主,含少量碎屑沉积物;盐湖,以硫酸盐和氯化物为主。
但也有人利用湖泊碳酸盐沉积物中Mg2+Ca2+比值来反映湖泊水体盐度,进而划分其环境的[5]。
本区潜江组盐间段沉积中未能获取有效的指示沉积环境的微体古生物化石,暂参照沉积物成分、Mg2+Ca2+比值和微量元素B Ga比值等,把盐间相对淡化段湖泊环境大体分为四类,即微咸水湖泊、半咸水湖泊、咸水湖泊和盐湖(见表2)。
表2 潜江凹陷潜四段至潜二段盐间段沉积环境划分Table2 Lake environ ment classification of intervals between salt bedsfrom Member4to Member2of Qianjiang Formation in Qianjiang Sag沉积物成分Mg2+Ca2+w(B Ga)湖泊类型本区所占比例%以泥质为主,无或含微量粉砂与盐类矿物、少量白云石<0.25<15微咸水胡45—55 (一般<10%—15%)以泥质和白云石为主,含少量盐类矿物0.25—0.515—35半咸水湖35—45以白云石为主,次为盐类矿物,含少量泥质0.5—135—50咸水湖5—8以盐类矿物为主,次为白云石,含少量泥质>1>50盐湖3—5 从表中看出:(1)盐间相对淡化段的形成环境总体以微咸水环境为主,次为半咸水环境,两者约占总量的90%以上,咸水湖和盐湖总共不足10%。
这充分说明盐间段沉积时湖泊水体稀释淡化速度较快,由卤水很快过渡到咸水、半咸水和微咸水,盐类沉积因此中断。
(2)纵向分析表明,潜四段—潜三段盐间段沉积时湖泊水体盐度相对较低,以微咸水—半咸水环境为主;潜二段盐间段沉积时湖水盐度相对增高,基本以咸水为主;但两类环境中均间歇性出现咸水和卤水环境。
(3)沉积环境与岩性对应较好,低盐度的微咸水—半咸水环境一般对应于暗色泥岩类、含云(云质)泥岩类和浊积岩;咸水环境多对应于泥质云岩类、含泥含钙芒硝白云岩和泥质(云质)钙芒硝岩;卤水环境基本对应较纯的盐岩类,如石盐岩、钙芒硝岩和无水芒硝岩等,但通常含少量的泥质和云质。
①张永生等.王场王平1等井沉积微相及储层精细评价.北京:中国地质科学院矿产资源研究所.2000第1期张永生等:江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组含盐岩系沉积特征与沉积环境33 4 关于潜江组咸化湖泊水体深度的讨论利用生物标志(包括生物的壳体构造、生态特征、地球化学和群落组合等)恢复古代海相沉积盆地的古水深已取得显著成效[6]。
但要定量地确定水体的深度仍然缺乏可靠的手段和方法,在陆相沉积盆地尤其如此。
近年来通过现代沉积研究发现元素的地球化学特征与盆地水体的深度(更确切地说是离岸距离)有一定关系。
在古代大型湖泊沉积中,这种关系更为清楚。
如松辽盆地白垩系湖相泥岩中,元素V+Ni+Cu的含量由河流相泥岩向湖相泥岩逐渐升高[7]:河流相<150×10-6;滨浅湖相=150—170×10-6;半深湖相=170—190×10-6;深水湖相>190×10-6。