滨里海盆地西南部U区块盐下层系沉积相研究

2012-11-22柳忠泉中石化胜利油田分公司西部新区研究中心山东东营257000

长江大学学报(自科版) 2012年25期

柳忠泉 (中石化胜利油田分公司西部新区研究中心，山东东营 257000)

陈云锋

柳忠泉 (中石化胜利油田分公司西部新区研究中心，山东东营 257000)

滨里海盆地U区块位于阿斯特拉罕-阿克纠宾斯克基底隆起带的西段，处于阿斯特拉罕隆起和北里海隆起之间的北侧。盐下层系为该区主要的含油气层系。该地区盐下层系埋深超过5000m，仅有SLW2井钻至6000m以下。根据SLW2井资料，分析了U区块盐下层系石炭系和二叠系的沉积相特征。研究表明，U区块中石炭世早期为台凹深水沉积体系，即台隆背景下凹陷区深水相沉积；中石炭世晚期与早二叠世为内陆棚浅水沉积体系。石炭系以暗色岩类为主，富含有机质，可作为良好的烃源岩。

滨里海盆地;U区块；盐下层系；深水相；放射虫

滨里海盆地是世界油气勘探的主要热点地区之一，也是世界上重要产油区，该盆地内已发现多个世界级的大油气田，包括阿斯特拉罕凝析气田、田吉兹油田、卡萨冈油田等。中石化和中石油在该盆地内有多个油气勘探开发权益区块，其中包括乌拉尔-伏尔加区块(简称U区块)。该区块构造上处于滨里海盆地的西南部，北接滨里海中央凹陷，位于阿斯特拉罕-阿克纠宾斯克基地隆起带的西段，邻接阿斯特拉罕隆起和北里海隆起。U区块所在地区的西南部是著名的阿斯特拉罕气田，其盐下层系主要包括下二叠统亚丁斯克组和石炭系[1]。由于U区块处于初期勘探阶段，对其盐下层系的沉积相研究较少，因而笔者依据U区块内SLW2井[2]的岩心、岩屑和地震资料分析了研究区盐下层系的沉积相特征。

1 区域沉积演化特征

滨里海盆地盐下层系沉积相类型以海相为主[3]。在中泥盆世,盆地南部为深水洋盆、大陆斜坡相沉积，盆地主体部位为深水陆架沉积，晚泥盆世陆棚碳酸盐岩的分布范围很广，几乎遍布整个阿斯特拉罕-阿克纠宾斯克隆起带,沉降中心向南迁移。早石炭世，随着海侵规模减小,在一些大型的平缓隆起上形成了生物灰岩,生物群落为珊瑚、苔藓、海绵、蠕形动物、有孔虫类、腕足类、海百合、藻类等，其中已发现的大中型油气田大多为生物礁相[4-6],生物组合反映其为距海岸线较远、水体较稳定的开阔浅水内陆架相。早-中石炭世,在盆地东部边缘带的岩相具有一些特殊变化。例如，早石炭世发育了呈近南北向展布的生物礁相带,而古隆起的围斜地带在这一时期则为远洋粘土质灰岩。晚石炭世盆地构造抬升,石炭纪灰岩顶部常见风化壳，有些地区缺失上石炭统、下二叠统，孔谷阶盐系角度不整合覆盖于风化壳之上。早二叠世早期，滨里海盆地南部构造继续抬升，其大范围被陆相地层覆盖[7]。早二叠世晚期相变为潮上蒸发岩,以盐岩、硬石膏和白云岩等岩石类型为主,成为盐下含油气沉积组合之上第一套优质区域盖层。

根据滨里海盆地的沉积演化特征[7]，认为U区块在石炭纪-早二叠世晚期基本处于陆架相沉积环境。在中石炭世早期为深水相沉积，与中央坳陷带相近；中石炭世晚期与早二叠世早期(亚丁斯克期)该区块与隆起区同属浅海环境，只是沉积沉降速度不同，岩层厚度有差异；早二叠世晚期(孔谷期)则为统一的蒸发盆地，其岩性均以盐岩和膏岩为主。

2 盐下层系岩性特征

2.1岩石类型

据探井的薄片鉴定资料统计，下二叠统有2类6种岩石类型:砂岩(岩屑砂岩、长石砂岩、粉砂岩)、粘土岩((含)(粉)砂质粘土岩、毡(丝缕、针)状粘土岩、含炭屑(含灰质)粘土岩)，石炭系有5类22种岩石类型:白云岩(放射虫硅质云岩、放射虫粉晶云岩、粉晶云岩、残余放射虫云岩)、石灰岩(放射虫泥晶灰岩、放射虫泥云质灰岩、放射虫灰岩)、硅岩(放射虫硅岩、放射虫云质硅岩、放射虫灰质硅岩、放射虫泥粉晶云灰质硅岩)、砂岩(灰质粉砂岩、细粒长石岩屑砂岩)、粘土岩(放射虫硅质粘土岩、毡(丝缕、针)状粘土岩、(粉)砂质粘土岩、膏质粘土岩)。

2.2下二叠统岩性特征

据测井岩性识别和录井资料分析，下二叠统亚丁斯克组砂岩层主要为灰质细粒～中粒～不等粒岩屑砂岩，少量为灰质粉砂岩和灰质长石砂岩。砂岩最显著的特征是灰质含量重，且以方解石胶结物和石灰岩岩屑的形式出现。石英含量平均值为30.3%。岩屑类型主要为石灰岩岩屑，也见喷出岩岩屑和石英岩岩屑。长石含量平均值为14.9%。填隙物高(平均值达21.45%)，粒间填隙充分，铸体薄片罕见铸入孔。粘土岩最明显的特征是不含硅质、放射虫和有机质，多为毡状和砂质的结构，重结晶作用强，且含较多的炭屑或炭质粉末。

2.3石炭系岩性特征

取心井段6108.0～6111.5m的薄片鉴定显示，岩石类型中白云岩类占31.8%，硅岩类占27.3%，粘土岩类占22.7%，石灰岩类占18.2%。纵向上有20种不同的岩类交互，显示了岩类组合复杂、交互频繁的特点。取心段的岩性主要有深灰～黑灰色放射虫有机质(及粉砂质)粘土岩、放射虫有机质硅质(或粘土岩)云岩、放射虫有机质粘土质(或云灰质)硅岩及放射虫硅质灰岩、粉晶灰岩。发育不等厚互层，具纹层状、条带状构造。富含有机质和放射虫，放射虫含量为0%～70%，均值为34.1%，且放射虫多被沥青污染。

石炭系未取心井段的岩屑薄片鉴定发现，除上述以成分划分的4种岩类外，在上部还可见灰质粉砂岩(井深6014m)和细粒长石岩屑砂岩(井深6017m)。岩屑中4种岩类的特征与岩心相同；岩屑的放射虫含量为0%～70%，均值为25.6%。总体上4种岩类的成分混杂。

石灰岩和白云岩类最明显的特征是放射虫含量高，粒级偏细，以泥晶为主。石灰岩的硅质含量平均为6.9%，个别可达25.0%；白云石的硅质含量平均为10.7%，个别可达35.0%。两者有机质含量均较多，除放射虫外，其他生物碎屑含量均较低。

硅岩以放射虫硅岩为主。硅质含量为44.0%～90.0%，平均为66.5%。硅岩填隙物以泥晶为主，平均含量为34.1%，有机质含量丰富。

3 沉积体系识别依据

3.1深水沉积体系的依据

深水沉积体系的依据有如下几方面：①中石炭统下部岩石颜色为灰、深灰色～灰黑色，岩石薄片中见多量的有机质、沥青和黄铁矿，反映了沉积时水体较深，水体循环受到限制，停滞缺氧。②中石炭统下部的薄片鉴定表明，在石灰岩、白云岩、硅岩及粘土岩中都含具深水相标志的放射虫和硅质骨针生物化石，深水相有很高比例。③石炭系粘土岩中水平纹层和条带构造十分发育，为深水相的一个标志。④白云石晶粒以粉晶为主，石灰岩、硅岩填隙物为泥晶，无亮晶胶结物，反映出当时水体能量弱，循环不畅。⑤缺乏浅水沉积的岩性特征和古生物化石。

3.2内陆棚浅水沉积体系的依据

内陆棚浅水沉积体系的依据有如下几方面：①下二叠统和中石炭统上部泥岩的颜色以灰色为主，底部为深灰色，砂岩多为浅灰色，少含有机质和黄铁矿，反映了浅海水域的沉积环境。②井深分别为5529、5532、5786、5820、5841m的岩屑薄片鉴定显示以完整个体或残片出现的浅海相生物化石，有苔藓虫、腕足类、有孔虫、蜓、棘皮类等，未见广盐度和深水相的生物化石。③岩性剖面为砂(粉砂)泥岩组合，且砂泥比为3∶7，砂岩富含灰质，成层性较好，最大的单层厚度可达十余米。