潜江凹陷马王庙地区古近系新沟嘴组下段物源分析

谢春安,胡明毅,贾秀容,胡忠贵,万来

（1.油气资源与勘探技术教育部重点实验,湖北荆州434023;2.长江大学地球科学学院,湖北荆州 434023）

潜江凹陷马王庙地区古近系新沟嘴组下段物源分析

谢春安1,胡明毅1,贾秀容2,胡忠贵1,万来1

（1.油气资源与勘探技术教育部重点实验,湖北荆州434023;2.长江大学地球科学学院,湖北荆州 434023）

根据重矿物百分含量分区、岩石碎屑组分特征、地层倾角测井特征等对潜江凹陷马王庙地区古近系新沟嘴组下段物源情况进行了分析。研究表明马王庙地区受到北东向的汉川和北西向的汉水两个方向物源影响。在此分析基础上,结合砂岩百分含量分布特征和沉积环境详细阐述了古近系新沟嘴组下段各个油组沉积时期不同物源的影响程度,认为马王庙地区新沟嘴组下段主要受东北部汉川方向物源的影响,西北部物源的影响次之,两物源影响交汇于马10井—马39井区附近。Ⅲ油组沉积时期研究区受到西北物源的影响较小;Ⅱ油组时期东北物源影响较前期增大,受西北部物源影响变化不大;Ⅰ油组时期仍以东北部物源影响为主,但其影响变小,而西北物源影响范围变大。

潜江凹陷;马王庙地区;新沟嘴组下段;物源分析

Abstract:According to the distribution of heavy mineral percentage,features of clastic constituent of sand rocks,diplog traits,variation of palaeophyte distribution,provenance directions of Mawangmiao area was analyzed in this paper,and the result demonstrated that Mawangmiao area was influenced by two different provenances of northeast Hanchuan and northwest Hanshui.Based on the aforesaid research,combined with the features of sand content distribution and depositional environment,the study detailedly depicted different incidence of the two different provenances of every oil groups and considered the lower member of Xingouzui Formation in Mawangmiao area was mainly influenced by the northeast provenance,and the cross influenced area of the two different provenances convergenced on Ma 10 to Ma 39 well area.In the depositional era ofⅢoil group,the study area was minorly influenced by the northwest provenance.In the depositional era ofⅡoil group,the influence of the northeast provenance aggrandized than earlier phases and the influence of the northwest provenance had no further change.In the depositional era ofⅠoil groups,the northeast provenance was still the major provenance but its influence faded down and the influence of the northwest provenance aggrandize than earlier phases.

Key words:Qianjiang Sag;Mawangmiao area;the lower member of Xingouzui Formation;provenance analysis

江汉盆地是燕山运动以来中扬子准地台上发育起来的白垩纪—第三纪断陷盐湖盆地。潜江凹陷是江汉盆地内部一个较大的次级构造单元,也是其最重要的生烃凹陷。江汉盆地潜江凹陷白垩—第三纪自下而上分别为白垩系渔洋组、古近系沙市组、新沟嘴组、荆沙组、潜江组、荆河镇组、新近系广华寺组及第四系平原组。其中新沟嘴组分为新上段和新下段,新下段自下而上又进一步划分为Ⅲ油组、泥隔层、Ⅱ油组、Ⅰ油组和大膏层。马王庙地区位于潜江凹陷东北部和岳口低凸起东段,为一个被众多断层复杂化的大型复合断鼻构造,面积约450 km2。北部以竹根滩断层与岳口低凸起相连,东北部与小板凹陷以斜坡过渡,东部与通海口凸起接壤,南部与吊堤口之间为斜坡过渡,西部以三江向斜与潜江构造带相隔,整个地区大体上由西南向北东向逐渐抬升,并伴随一定程度的起伏（图1）。马王庙油田是江汉盆地新沟嘴组丰度最高、规模最大,勘探效益最好的油田。

图1 马王庙地区构造位置Fig.1 Location of Mawangmiao area

在马王庙油田勘探开发过程中,物源分析是很重要的研究,它关系到砂体的展布及岩性油气藏勘探的成果[1]。目前普遍认为马王庙地区主要存在北东的汉川方向的物源[2-3],但是否受到北西的汉水物源的影响仍存在争议,对各时期物源影响程度也没有详细的分析和描述。本文旨在通过一系列物源分析技术方法来对马王庙地区新沟嘴组下段沉积时期物源情况进行综合分析,为沉积相和砂体展布规律等研究奠定基础,从而为后期继续勘探开发指明方向。

1 新沟嘴组下段物源分析

马王庙地区是一个受基底隆起控制的继承性鼻状构造,其西南侧面临总口、吊堤口向斜,东北部为汉川隆起,西北部为汉水地堑,古地貌呈现北高南低的地形。物源是形成砂岩储层的物质基础,它决定砂岩的碎屑组分。物源分析的主要任务是确定沉积物来源方向、侵蚀区（或物源区）的位置、搬运距离及母岩性质等[4]。下面通过重矿物分析,岩石碎屑组分、地层倾角测井特征、砂岩百分含量分布特征等对马王庙地区的物源进行分析。

1.1 重矿物分析

重矿物根据其风化稳定性分为稳定和不稳定两大类。稳定重矿物抗风化能力强,而且分布广泛,在远离母岩区的沉积岩中其百分含量相对增高。不稳定重矿物抗风化能力差,分布不广,且离母岩越远,其相对含量越少。按裴蒂庄1972年的分类方法,将锆石、电气石和金红石划分为超稳定的重矿物。对新下Ⅱ油组重矿物分析发现,自东北板7井向西南马18井、马斜22井处,超稳定重矿物（ZTR）百分含量从14.0%增大到32.4%和40.2%,不稳定及中等矿物从70.3%减小到61.3%和47.9%①王敏,等.马王庙油田改善开发效果技术研究与应用.中国石化股份公司科研报告,2006.。自北东向南西方向ZTR指数增大和不稳定矿物含量减小,表明研究区东北部存在一支物源。同时,对马王庙地区新下段金红石和锆石两种超稳定重矿物统计发现,砂岩中重矿物含量具有明显的分区性,工区东北和西北部为“金红石+锆石低含量区”（图2）,东南角的马31井区一带为“金红石+锆石高含量区”,而工区中部大部分区域为“金红石+锆石中等含量区”,新下段重矿物的这种分布格局指示出马王庙地区新下段时期物源来自于东北和西北2个方向。

1.2 岩石碎屑组分特征

1.2.1 砂岩成分特征

马王庙地区砂岩主要为长石砂岩,其中石英含量49.0%～68.8%。长石含量范围24.4%～41.7%,长石以钾长石为主,占长石总量的60%以上,斜长石、微斜长石次之。岩屑含量低,含量范围（包括云母、绿泥石）1.9%～17.1%,平均约7.2%。岩屑主要为变质岩岩屑,部分为火成岩岩屑,少量沉积岩岩屑。砂岩矿物成分成熟度指数（Q/（F+R））为1.1%～2.2%,矿物成熟度低。反映物源母岩以富含分长石的变质岩为主。

图2 马王庙地区新沟嘴组下段金红石+锆石含量分布图Fig.2 Distribution map of rutile and zircon of the lower member of Xingouzui Formation in Mawangmiao area

通过马王庙地区新下段Ⅱ油组24口井砂岩成分统计研究表明,虽然大部分砂岩为长石砂岩,但西北方向马5井、马6井、马13井区等6口井岩屑含量较高,平均含量10.9%,为岩屑长石砂岩;东北方向马36井、马53井、马斜55井等18口井岩屑平均含量4.8%。两个方向岩屑含量分别向西北、东北增大,呈较好的分区性。另外,砂岩矿物成分成熟度指数也存在较好的分区性,西北方向马5、马13井区等矿物成熟度多小于1.50,且向西南方向值逐渐增大至接近1.50;东北方向马33—马18—马24井区多小于1.50,向西南方向的马斜60井区和向南方向的马49井区逐渐增大为2左右。通过上述岩石组分含量分析,表明研究区受到东北和西北两个方向物源的影响（图3）。

1.2.2 砂岩结构特征

岩石结构特征包括粒度的大小、分选性、磨圆度和分布状况等,反映沉积环境水动力条件及碎屑颗粒搬运距离的远近。马王庙地区砂岩粒度在0.012～0.158 mm之间,为粉砂—细砂岩,以粉砂岩为主,结构成熟度较好,风化程度中—浅,分选程度以中—好为主,颗粒呈悬浮—点—线接触,以点接触为主,颗粒呈次棱角状—次圆状。反映沉积水动力较小且相对远离物源区沉积特征。

对马王庙地区新下Ⅱ油组16口井砂岩结构特征进行分析,沿古水流往水能量减小方向,有粒度减小,分选性、结构成熟度变好趋势。这些砂岩结构特征反映西北和东北两个物源影响特征[5]。此外马17井区的成分成熟度1.36,分选性好,说明马17井区该时期处于混源环境（图3）。

1.3 地层倾角测井特征

在缺乏有效指向构造和岩心不能准确定位的情况下,倾角测井资料对于确定沉积物搬运方向显示出明显的优越性。许多研究己证明地层倾角资料对于确定古水流方向和物源区方向是可靠的[6]。对马17井新下段Ⅲ油组1小层岩心和地层倾角测井统计分析,其中地层倾角方位NW向占44%,N向占5%,W向占5%,SE向占17%,S向占22%。沉积构造从交错层理到水平层理,发育俱全（图4）[7],对地层倾角的判断影响较大。扣除沉积构造影响,古水流方向以北偏西为主,其次为南偏东方向,推断新下段Ⅲ油组1小层时期马17井区受东北物源往北西向分支河道和北西物源共同影响,并在砂岩百分含量等值线图上得到较好的验证。

1.4 砂岩百分含量分布特征

图3 马王庙地区新沟嘴组下段Ⅱ油组岩石成分、结构成熟度变化图Fig.3 Variation of the compositional and textural maturity of clastic rocks of theⅡoil group of Lower member of Xingouzui Formation in Mawangmiao area

图4 马王庙地区马17井新下段Ⅲ油组1小层地层倾角变化图Fig.4 Dip angle’s variation of the frist single layer of Ⅲoil group of the lower member of Xingouzui Formation in Mawangmiao area

砂岩百分含量等值线图主要推断岸线位置和主要物源方向[8]。根据马王庙地区砂岩、地层发育和实际开发情况,通过对其新沟嘴下段三个油组砂岩百分含量等值线图的编制（图5）,来反映物源的供给情况并分析研究区不同时期受到物源的影响程度。总的变化趋势为:由东北向中西部、由北西向中东部砂岩百分含量逐渐变低,南部和正北砂岩百分含量最低,在局部区域较高。其布局反映了研究区主要受东北部较大物源和西北较小物源影响,其影响区在马10井—马39井区附近交汇。总体上来说,新下段不同沉积期受到两支物源影响程度各有差异。

Ⅲ油组沉积时期研究区砂岩百分含量分布范围为6%～42%,平均20%,平面上存在两个砂岩百分含量相对高值分布区（图5-A）,分别为东部的呈东北—南西方向延伸和西部的北西—南东方向延伸的两支砂体,两者在马10—马39井区交汇,其中以前者延伸范围更广,尖灭于马21、马5井一带,表明东部一支砂岩发育程度更高,分布范围更广,受东北部物源影响更大,受北西汉水物源的影响相对较小。

Ⅱ油组沉积时期发生湖侵,湖岸线东移,研究区砂岩百分含量在10%～50%之间,平均值为28.5%。东北部的板7—马20井一带砂岩百分含量最高,达40%～50%,从东北方向向西南砂岩百分含量值逐渐减小,西北部马4—马6井一带砂岩百分含量平均约15%（图5-B）,分别反映东部的呈东北—南西方向延伸和西部的北西—南东方向延伸的两支砂体,其中以前者延伸范围广,砂体尖灭于岳2、马39、马5和夏2井一带,说明此时期主要物源来自北东汉川隆起,且东北部物源影响较Ⅲ油组沉积时期大,次要物源为西北部汉水物源。从板7—马37处主砂体分为两个主要分支,分别向马67—马5井和马斜48—马49井延伸,马67井和西部马6井中间的马10—马39井区处于两主体砂体之间,为两物源共同影响区。

图5 马王庙地区新沟嘴组砂岩百分含量等值线图Fig.5 Contour maps of sandrock’s content of the lower member of Xingouzui formation in Mawangmiao area

Ⅰ油组沉积时期湖盆缓慢退缩,砂岩百分含量在0～25%之间,平均值约14%。东北部的马47井区砂岩百分含量值最高,达25.3%,西北马6—马17井一带砂岩百分含量平均值约21.6%（图5-C）,亦反映东北和西北方向的两支砂体,其中前者尖灭于岳2、马39、马5和夏2井一带,后者延伸至马17井以东。说明此时期东北部物源影响变小,而西北部物源影响范围变大,但仍以东北部物源影响为主。

2 结论

（1）综合重矿物分布特征、碎屑组分、地层倾角测井、砂岩百分含量分布及变化等物源分析结果表明,马王庙地区新沟嘴组下段沉积时期受北东向汉川隆起和北西汉水地堑两个不同方向物源控制。整个新下段和三个油组沉积期均以东北部物源影响为主,西北部物源影响为辅,两支物源影响在马10井—马39井区附近交汇。

Provenance analysis of the lower member of Xingouzui Formation of Paleogene System in Mawangmiao Area of Qianjiang Sag

Xie Chun’an1,Hu Mingyi1,Jia Xiurong2,Hu Zhonggui1,Wan Yunlai1

（1.Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources,Ministry of Education,Jingzhou434023;2.Institute of Goesciences,Yangtze Univercity,Jingzhou434023）

TE121.3

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2010.04.056

1008-2336（2010）04-0056-06

中石化委托科研项目《潜南地区新沟嘴组下段沉积相及砂体展布规律研究》（编号:G0601-09-ZS-0034）资助。

2010-07-08;改回日期:2010-08-16

谢春安,男,1982年生,长江大学在读硕士研究生,研究方向油藏描述、储层地质学。E-mail:xiechunan200905@163.com。