孔西斜坡Ek22上砂组物源分析及砂体展布规律

林 伶,付东立,郭秋霞

(中国石油大港油田分公司勘探开发研究院，天津 300280)

孔西斜坡Ek22上砂组物源分析及砂体展布规律

林 伶,付东立,郭秋霞

(中国石油大港油田分公司勘探开发研究院，天津 300280)

Ek22油组为孔西斜坡重点目的层系，含油范围广，油层分布稳定，目的层埋藏浅。为深入研究各物源的波及范围、砂体规模及展布特征，将孔西斜坡Ek22油组分为上下两套砂层，以上砂组为研究对象，根据轻重矿物特征、砂体展布规律和地震反射特征等资料，对影响区内的多个物源位置、波及范围及砂体展布规律进行了系统研究，孔西斜坡Ek22油组上砂组沉积物主要来自徐杨桥、孔店、沧市、舍女寺和叶三拨5个物源输入体系。

孔西斜坡; Ek22油组；物源体系；砂体展布

物源分析是分析沉积盆地的重要工作之一,是确定母岩性质、研究储层和油藏特征的可靠依据[1-5]。前人对孔西斜坡Ek22油组的物源及砂体已进行了大量研究[6-8]，但早期探井资料相对匮乏，研究并未深入，各物源的波及范围、砂体规模及展布特征等受到限制。本次研究将孔西斜坡Ek22油组分为上下两套砂层：上部砂层因高含放射性元素钍，测井曲线表现为高伽马、相对低电阻的特征，该砂层厚值区主要集中在孔西斜坡南面的官西地区；下部砂层测井曲线特征明显区别于上部砂体，具有低伽马、高电阻的特征，该砂层分布范围广泛，厚值区主要分布在枣园、舍女寺、叶三拔等地区，官西地区不发育。

1 地质概况

孔西斜坡夹持于沧东断裂和孔西断层之间，为沧东凹陷孔店中央隆起带以西的斜坡带，呈北东-南西向展布，勘探面积316 km2。孔西斜坡东面为近南北走向的孔店背斜构造带，南面以斜坡过渡到官西断鼻构造，西南面以浅鞍与舍女寺断鼻相邻，斜坡整体东抬西降，与沧东断裂下降盘相接。孔西斜坡古近纪经历了早期统一坳陷到晚期断陷的差异演化，两期湖盆结构特征各异，其正向构造带勘探程度高，已发现舍女寺-官西、枣园、风化店、沈家铺、自来屯等多个含油气构造，累计探明石油地质储量4 628.25×104t。孔西斜坡孔二段地层纵向上分为两个正旋回：Ek21- Ek22油组为一个正旋回，Ek21油组以泥-油页岩为主，Ek22砂岩发育；Ek23- Ek24油组为一个正旋回，Ek23油组以油页岩为主，Ek24砂岩发育。其中Ek22为孔西地区重点目的层系之一，含油范围广，油层分布稳定，发现枣园、舍女寺油田，已探明石油地质储量3 432×104t。

2 物源分析

物源分析的方法包括重矿物分析法、碎屑岩类分析法、矿物裂变径迹法、沉积法、地球化学和同位素法；这些方法都具有其应用条件范围和约束局限性[9-10]，运用时应将多种方法相结合，互相补充和印证，得出合理结论。本次主要运用轻重矿物分析法，结合砂体展布规律以及地震反射特征来识别孔西斜坡Ek22油组上砂组沉积时期各物源口的位置及波及范围。

2.1 重矿物分析

重矿物是指碎屑岩中密度大于2.9 g/cm3的陆源碎屑矿物，含量一般小于1%，其耐磨蚀、化学性质稳定，较多地保留了母岩特征，常被用来进行物源分析[11-14]。研究区常见重矿物有锆石、电气石、金红石、石榴石和磁铁矿，其中锆石和石榴石含量最高。

通过对孔西斜坡Ek22油组上砂组27口井274块岩心的取样分析，利用聚类分析对取心井重矿物资料进行处理，分析重矿物含量及ZTR指数(锆石、金红石、电气石三种矿物占透明矿物的含量，该值越大，矿物的成熟度越高)变化趋势，清晰识别出4个物源输入体系，分别为孔店物源、沧市物源、舍女寺物源和徐杨桥物源(图1)。

图1 Ek22油组上砂组重矿物特征

孔店物源：北部孔店地区重矿物具有高石榴石、低锆石的特征：石榴石平均含量52.39%，锆石平均含量19.48%，电气石平均含量3%，金红石平均含量1.42%，ZTR指数平均24.84%。ZTR指数、石榴石含量向盆内方向呈增大趋势,孔店地区存在物源输入，主要影响枣园地区。

沧市物源：西部沧市地区与孔店物源重矿物明显不同，具高锆石、低石榴石的特征：石榴石平均含量21.83%，锆石平均含量53.43%，磁铁矿平均含量3.27%，ZTR指数平均达64.95%。ZTR指数向盆内方向呈增大趋势，由此判断沧市地区存在物源输入，沿g89井-g108井-g126井方向向盆内供源，波及范围主要是g89井区以西至官西地区。

舍女寺物源：位于研究区西部，重矿物具有以下特征：锆石含量低，平均23.82%；石榴石含量高，平均52.03%；ZTR指数低，平均32.56%,向盆内方向ZTR指数和石榴石含量呈增大趋势，磁铁矿含量呈降低趋势，判断在舍女寺地区存在物源，联井方向即为物源向盆内供给的方向，主要影响舍女寺地区。

徐杨桥物源：北部的徐杨桥地区锆石平均含量25.79%，电气石平均含量3.33%，金红石平均含量4.43%，石榴石平均含量48.54%，ZTR指数平均33.55%。该区取样点相对分散，未呈现出盆地边缘向盆内稳定重矿物增加、不稳定重矿物减少的趋势，但其均表现为低-中锆石，高石榴石的特征，且轻重矿物特征不同于邻近的孔店物区和沧市物源。结合所钻井砂岩厚度平面变化趋势，判断在徐杨桥物源存在，主要影响徐杨桥地区。

2.2 轻矿物分析

利用陆源碎屑轻矿物组合及质量分数的变化，也是追溯物源和恢复母岩性质的常用方法之一[13-15]。碎屑岩分析法对母岩性质具有一定要求，母岩为火成岩和变质岩时，矿物所经历的搬运、沉积较少，受后期改造小，能很好反映物源性质；母岩为沉积岩时，经多次搬运、沉积和改造，矿物受到影响，发生组分或含量的变化。研究区岩屑类型主要为火成岩岩屑，因此轻矿物特征能很好反映母岩性质及物源方向。据此，通过对研究区Ek22油组上砂组27口井337块岩心的取样分析，共清晰识别出5个物源输入体系：孔店物源、徐杨桥物源、沧市物源、舍女寺物源和叶三拨物源(图2)。

图2 Ek22油组上砂组轻矿物特征

盆地东北部：孔店与徐杨桥地区。孔店地区石英含量为28%～40%，平均29.71%；长石含量为40%～60%；岩屑类型以火成岩为主，含少量沉积岩岩屑和变质岩岩屑。由北向南，石英含量逐渐增高，长石含量逐渐降低。以z25井、z31井和z56井为例，Q/(F+R)指数(轻矿物成份成熟度指数，判别砂岩在化学及在矿物上成熟度高低的指数)依次为0.39，0.51，0.6；呈增大趋势，成分成熟度不断增加，推断在北部的孔店地区存在物源输入，这与重矿物资料所得出的结论一致。

东部徐杨桥地区轻矿物表现为中高石英、中高长石；石英平均含量41%，长石平均含量47.2%，岩屑平均含量11.86%，Q/(F+R)指数较高，平均为0.71，说明其离物源体系较远。从组分总体变化规律来看，取样点相对分散，靠近盆地边缘区域的g998井石英含量小于40%，向盆地内的z69-1井、f40-20井、z47井石英含量均大于40%。说明在徐杨桥地区存在物源输入，这也验证了重矿物变化规律分析时的推测。

盆地西南部：沧市和舍女寺地区。沧市地区石英含量为25%～36%；长石含量为48%～62%。岩屑主要为火成岩岩屑及少量的沉积岩岩屑和变质岩岩屑。研究区离物源近，成分成熟度较低，沿物源向盆内的供给方向，石英含量逐渐增加，长石含量逐渐降低，成分成熟度不断提高。例如kn9井、g108井和gd15井，石英含量依次为25%，31%，33%；Q/(F+R)指数依次为0.31，0.39，0.45；判断在沧市地区存在物源输入，三井连线方向即为物源向盆内的供给方向。

舍女寺地区石英含量较邻近沧市地区高，平均37.91%；长石含量为42%～55%。岩屑类型仍然以火成岩岩屑为主。n21井、n24井和n13井盆地边缘向盆内方向，石英含量逐渐增加，依次为30.41%，35.9%，40%；Q/(F+R)指数依次为0.43，0.57，0.68；说明向盆内方向成分成熟度增高，推断舍女寺地区存在物源输入，三井连线方向即为该物源在盆内的供给方向。

南部的叶三拨地区，共5口取心井，石英含量较高，且盆外向盆内由45%增至55%，与舍女寺地区石英含量中等的特点不一致，物源输入不可能来自舍女寺地区，推断叶三拨地区存在物源输入。

2.3 砂体展布特征

在物源体系宏观框架指导下编制出来的精细砂岩等厚图,不仅是对物源体系的反证，而且更精细刻画了物源推进方向和展布特征。统计出研究区目的层段153口井渗透砂岩的厚度，绘制出砂岩等厚图，从图中可以识别出五个物源方向的朵体(图3)。

沧市地区的砂岩厚度较大，达15 m以上，呈大面积席状分布，分布范围较广。砂岩主体沿西北-东南方向展布，发育两个厚值区，一个厚值区砂岩主体以g78井和n23井为轴线分布，向西南鞍部砂岩厚度变化快，至n13井、n27X1井和y11井一线，相变为泥岩；向东北方向至g137井，砂岩厚度减薄为3 m，直至gd14井区附近，相变为泥岩。另一个厚值区位于沧市物源口，该厚值区无钻遇井，kn9井、g89井、z68-12井、z45井均为周围钻遇井，砂岩厚度依次为11.5 m，11.4 m，11 m和10 m。

图3 Ek22油组上砂组砂体展布

2.4 地震反射分析

孔西斜坡孔二段沉积时期是三角洲、湖泊建设发育期，沉积作用以进积作用为主，在地震资料上具有明显的反映。地震剖面上多表现为下切充填反射结构，波形特征明显，呈透镜状、顶平底凹，表明了侵蚀河道的发育，顺河而上可追溯物源[16]。由于河道砂体与上覆及围限泥岩存在波阻抗界面，河道砂体顶部为强振幅反射，连续性好，为亮点特征；河道底部表现为弱反射；河道边缘界限清晰，地震相位反转，频率降低。

通过对孔西斜坡孔二段二维地震剖面的系统解析，按地区识别出徐杨桥、孔店、沧市、舍女寺和叶三拨5个下切沟槽，可根据这些沟槽大致判断出古河道的位置和流向(图4)。沟槽的位置与轻重矿物分析、砂体展布规律所预测的物源通道位置基本相符，进一步确定了周缘各物源输入口的位置。徐杨桥、孔店、沧市地区抽取的测线，地震剖面上所反映沟槽的形态具有“宽”、“深”的特点，指示了物源供给较为充足，古河道流量较大，可推断徐杨桥、孔店、沧市三个地区为主要物源。

3 结论

(1)通过对孔西斜坡Ek22油组上砂组轻重矿物分析、砂体展布规律及地震反射特征的综合分析，可识别出5个物源输入体系，分别为东部(徐杨桥)、北部(孔店)、西部(沧市、舍女寺)和南部(叶三拨)。

(2)由砂体等厚图可以看出，在沧市、孔店、徐杨桥地区砂岩厚度相对较大，延伸范围相对较远，结合地震剖面下切沟槽综合分析，沧市、孔店、徐杨桥地区物源供给充足，古河道流量较大，为影响孔西斜坡Ek22油组上砂组砂体的主要物源输入体系；而叶三拨和舍女寺地区砂岩厚度相对较小，延伸范围相对较小，物源供给相对匮乏，为次要物源输入体系。

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编辑：赵川喜

1673-8217(2017)01-0030-04

2016-07-28

林伶，硕士，工程师，1985年生，2012年毕业于西南石油大学，现从事综合含油气评价研究。

中国石油科技重大专项“大港油区大油气田勘探开发关键技术研究”(2014E-06)。

TE111.3

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