大情字井地区青三段Ⅻ砂组的物源体系特征

马世忠， 何 宇， 牛东亮， 李泉泉， 张宇鹏， 宋宪强

(1．东北石油大学 地球科学学院， 黑龙江 大庆 163318； 2.吉林油田勘探开发研究院， 吉林 松原 138000)

大情字井地区青三段Ⅻ砂组的物源体系特征

马世忠1， 何 宇1， 牛东亮2， 李泉泉1， 张宇鹏1， 宋宪强1

(1．东北石油大学 地球科学学院， 黑龙江 大庆 163318； 2.吉林油田勘探开发研究院， 吉林 松原 138000)

为获得大情字井地区青三段Ⅻ砂组的物源方向，根据盆地区域地质背景，分析重矿物组合类型、古地貌特征、ZTR指数、沉积砂岩含量及泥岩颜色。结果表明：大情字井地区青三段Ⅻ砂组存在西北、西南、东南三个方向的物源体系，西北方向为以锆石为主的通榆物源体系,西南方向为以锆石为主、石榴石次之的保康物源体系，东南方向为以锆石为主、电气石次之的怀德物源体系。该研究可以为砂体预测及油气藏位置判断提供参考。

物源特征； 大情字井地区； 青三段Ⅻ砂组； 重矿物； 古地貌； 沉积砂岩

物源分析在确定沉积物物源位置、性质以及沉积物搬运路径，甚至整个盆地的沉积作用和构造演化等方面意义重大[1-2]。大情字井油田勘探初期，学者们认为青三段Ⅻ砂组存在大西南物源，但随着新钻井的增加，岩心分析、试油成果急增，三维地震新处理新解释发现了许多新问题。2010年石油工作者们怀疑西部物源的存在。近年来,随着勘探的深入,研究区东南部砂体变好,亦怀疑研究区可能存在着东南物源。为此，笔者对大情字井地区青三段Ⅻ砂组重矿物组合类型、古地貌特征、泥岩颜色变化、沉积砂岩含量和测井曲线特征进行研究，确定青三段Ⅻ砂组的物源体系，以期为砂体预测和油气藏位置确定提供参考。

1 区域地质概况

研究区位于松南最好生油凹陷——长岭凹陷中北部，北接乾安油田，东南邻大情字井油田。构造形态上总体表现为轴向北北东、东缓西陡的不对称向斜构造，西翼较陡，东翼较缓[3-5]，呈现一隆两凹的“马鞍形”构造格局，部分井区断层较为发育，区域构造位置十分有利，为该区油气成藏提供了良好的构造背景条件[6-13]。研究区勘探面积为1 500 km2，主要含油层系为高台子油层[3-4]。白垩系青山口组是松辽盆地油气勘探的主要目的层[6]，此次主要研究青三段Ⅻ砂组的物源方向，研究区位置如图1所示。

图1 研究区位置

2 物源特征

2.1重矿物

重矿物分析在物源分析中具有重要作用。分析研究区29口井257块重矿物样品可知，研究区大情字井青三段Ⅻ砂组油层锆石的质量分数为60.0%～83.8%，是所有重矿物中占比最高的一种，其次是电气石、石榴石和白钛矿，它们的质量分数分别为1.0%～14.5%、2.0%～30.6% 和0～11.9%，其他重矿物如金红石、绿帘石、角闪石、锡石、磁铁矿、绿泥石、黑云母、板钛矿和绿鳞石的质量分数均小于1.0%。根据此前对大情字井地区重矿物的研究结果，选取锆石、电气石、石榴石、白钛矿、金红石、绿帘石、锡石和磁铁矿八种重矿物分析大情字井青三段Ⅻ砂组油层重矿物组合平面分布，如图2所示。

图2 重矿物组合平面分布

根据各种重矿物特征和所占质量分数，确定大情字井地区青三段Ⅻ砂组为西北、西南和东南三个物源方向。其中，西北物源受通榆物源影响，锆石的平均质量分数为78.3%，重矿物中所占比例最多，其次为石榴石，平均质量分数为10.6%，白钛矿平均质量分数为5.0%，电气石平均质量分数为3.3%,重矿物形成“锆石—石榴石—白钛矿—电气石”组合。西南物源受保康物源影响，锆石的平均质量分数为69.9%，重矿物中所占比例最多，其次为石榴石，平均质量分数为17.9%，白钛矿与电气石平均质量分数均为5.0%，重矿物形成“锆石—电气石—石榴石—白钛矿”组合。东南物源受怀德物源影响，锆石的平均质量分数为82.2%，重矿物中所占比例最多，其次为电气石，平均质量分数为10.2%，石榴石平均质量分数为3.0%，白钛矿平均质量分数为2.0%,重矿物形成“锆石—石榴石—白钛矿—电气石”组合。

在重矿物随水搬运的过程中，稳定重矿物逐渐富集[14]。由此，根据重矿物中最稳定的锆石、电气石和金红石占透明重矿物的质量分数绘制了ZTR指数等值线，如图3所示。研究区大情字井青三段Ⅻ砂组ZTR指数介于65%～90%，从西北、西南和东南三个方向向中部ZTR逐渐增大，稳定重矿物质量分数逐渐增加，离源区越来越远，进一步确定物源供给来自三个方向。

图3 ZTR等值线

2.2古地貌特征

古地貌在一定程度上影响了古水流的流向。依据现有条件，研究古地貌主要根据“沉积补偿原理”，采用地层厚度来反映古地貌特征。根据研究区1956口井Ⅻ砂组的地层厚度数据分析大情字井地区Ⅻ砂组地层厚度分布，如图4所示。

图4 地层厚度分布

从图4来看，研究区在Ⅻ砂组沉积的地质历史时期，地貌整体呈现向东北开口的箕状，周边三面高，但西部最高，东南次之，西南稍低而中部—东北部一带最低，地貌长轴(东北—西南)与低轴线、中央断裂带重叠，东南部发育鼻状构造。因此，西坡陡、沿轴西南缓坡、东南缓鼻的周边高、中部—东北低的箕状地貌佐证了物源形成的古地貌基础。

2.3沉积砂岩

根据研究区2004口井的青三段Ⅻ砂组油层砂岩数据绘制研究区油层砂岩等值线，如图5所示。研究区青三段Ⅻ砂组油层在沉积时期主要可以划分为八个砂岩条带：Hu15—H81—H77—H99—H53；Hu101—Hu16—H106—Qi139—H109；H144—H62—H102—H58；D42—Yz301—D27—Yz3—D24；H149—H148—H96—H71—H76；Q6—H117—H73—H97；H119—Qi146—Qi143。砂岩条带的发育代表着古水流的发育，从砂岩条带方向上看，沉积砂岩主要有西北、西南和东南三个方向。研究区砂岩厚度西北厚度最大，其次是西南和东南砂岩厚度较厚，中间区域砂岩厚度最薄。砂岩厚度分别由西北、西南和东南三个方向向中部减薄。造成此结果的原因是研究区受三个物源控制,西北物源至Hu31—Hu34—H137—Qi110—Qi148—H201—H130—H110—H70—H63—H45一线，西南物源至H150—H45—H67—Qi141—H50—H132—D34—Yz1—Yz2一线，东南物源至Ys7—D35—H132—H76-28-34—H97—Qi142—Qi169—Qi115一线(图5)。研究区西北、西南和东南分别为河流的上游，水体能量强、携带的物质多、砂体厚且粗，研究区中部河流的能量逐渐减弱，砂岩变细、变薄。

图5 砂岩等值线

2.4泥岩颜色

泥岩的颜色与自身的成分和形成环境密切相关，它是识别沉积相、判断沉积环境的重要宏观特征[15]，尤其在判断沉积物源的方向方面起着重要作用。通常情况，陆上为氧化环境，水下为还原环境，并且随着水体的加深还原性增强，沿河流方向水体变深。一般陆上泥岩由于长期暴露于地表，泥岩颜色为氧化色，呈红色、紫红色、棕红色、紫色，水下的泥岩颜色为还原色，呈灰褐色、灰绿色、紫灰色、绿灰色、灰色、灰黑色、黑色，并且从灰褐色到黑色水体逐渐加深。

此次研究收集整理研究区内90口探井的泥岩颜色资料，统计了青三段Ⅻ砂组的泥岩颜色百分含量，并绘制泥岩颜色饼状图，如图6所示。

图6 泥岩颜色饼状图

从图6可以看出，研究区西北部Qi116、H81、H94、H103、H52和H104井均为氧化色，向东南方向至H122—H99—H64一线逐渐过渡为还原色。研究区西南部H150、H152、H93、H134、H84和H88井为氧化色，向东北方向至H64—H78一线逐渐变为还原色。研究区东南方向也是如此，井H149、H89、H123、H96、H56、H86、H117、H119、Qi123、Qi228、Qi209、Qi153、Qi114等均为氧化色，向西北方向至Qi207—Qi107—H82—H78一线逐渐变为还原色。

从泥岩颜色的分布规律可以看出，研究区西北、西南和东南为陆上环境，向中部变为水下环境，可以判断物源是这三个方向，并且三物源的界限与砂岩等值线的分析判断结论吻合。

3 结 论

(1)大情字井青三段Ⅻ砂组重矿物存在三个物源：西北隅以锆石为主，受通榆物源影响；西南隅以锆石为主，石榴石次之，受保康物源影响；东南隅以锆石为主，电气石次之，受怀德物源影响。

(2)研究区地貌整体呈现向东北开口的箕状，周边三面高，但西部最高，东南次之，西南稍低，而中部—东北部一带最低。

(3)沉积砂岩条带呈现西北、西南和东南三个方向。从西北、西南和东南这三个方向向中部砂岩厚度逐渐减薄，西北方向砂岩厚度最大。

(4)从泥岩颜色可以看出，西北、西南和东南为陆上环境，向中部变为水下环境。

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(编校荀海鑫)

ProvenancecharacteristicsofDaqingziareagreenthreesectionXIIsandgroupsource

MaShizhong1，HeYu1，NiuDongliang2，LiQuanquan1，ZhangYupeng1，SongXianqiang1

(1.School of Geosciences， Northeast Petroleum University， Daqing 163318， China； 2.Jilin Oilfield Exploration & Development Research Institute, Songyuan 138000， China)

This paper is aimed at a better insight into the provenance direction of three green sand group XII in Daqingzi area by analyzing heavy minerals and their combination types, palaeogeomorphology, ZTR index, and the content of sandstone mudstone color according to the regional geological background. The results demonstrate that Daqingzi area green three section XII sand group is found to have source systems in three directions, such as the Northwestern Tongyu provenance system dominated by zircon, Southwestern Baokang source system dominated by zircon followed by garnet, and Southeastern Whitaker source system dominated by zircon followed by tourmaline. The study may provide a reference for sand body prediction and location evaluation of oil and gas reservoirs.

provenance characteristics; Daqingzi area; three section XII green sand group; heavy mineral; paleo geomorphology; sedimentary sandstone

10.3969/j.issn.2095-7262.2017.06.008

P618.3

2095-7262(2017)06-0612-04

A

2017-04-26;

2017-08-01

国家科技重大专项项目(2016ZX05025-001-002)

马世忠(1963-),男,河北省沧州人，教授，博士，博士生导师，研究方向：沉积学、油气田开发地质，E-mail：yu311567@163.com。