牛莊洼陷南坡沙三中亞段物源體系厘定

楊懷宇

(中石化勝利油田分公司地質科學研究院，山東東營 257015)

牛莊洼陷南坡沙三中亞段物源體系厘定

楊懷宇

(中石化勝利油田分公司地質科學研究院，山東東營 257015)

沙三段時期東營三角洲一直被認為是牛莊洼陷南坡的主物源體系，其南部是否存在物源通道一直存在爭議。綜合應用砂地比、巖石組分、重礦物及地化特征元素分析相結合，綜合判別不同的物源體系特征。研究成果表明：牛莊洼陷沙三段物源體系主要為兩個方向，一支為來自東部的東營三角洲體系，另一支來自南部的陳官莊三角洲體系。通過明確南部物源體系的分布范圍的新認識，同時配合本區發育的多條近東西向斷裂，這些對于研究區下一步構造-巖性油藏的勘探部署提出了新方向。

物源體系，聚類分析，沙三中亞段，牛莊洼陷南坡

牛莊洼陷南坡從沙三早期受到東營三角洲由西向東推進的影響，至沙三中期已控制該區成為沙三中沉積的主要物源[1-3]，受物源供給速率及古地形的影響，牛莊南坡地區砂巖沉積厚度不大，因此其南部緩坡的濱淺湖環境是否發育南部的物源體系一直存在疑問[4]，如果存在南部物源體系，兩支物源是在哪些地區交匯一直認識不清。為此，筆者疊合多種物源方法來分析南部物源存在的可能性，由于南部物源配合本區發育的多條近東西向斷裂易形成構造-巖性圈閉，因此南部物源的存在及其邊界分析對于本區下一步勘探部署具有重要的指導意義。

1 地質背景

牛莊洼陷屬于東營凹陷東南部的一個次級生油洼陷，研究區位于牛莊洼陷南部緩坡的廣大地區，構造格局整體呈現為東南高，西北低的特點，本區主要發育近東西向斷層，這些同生斷層對于本區的沉積格局均具有一定的控制作用，但影響較小。沙三中時期來自東營三角洲由東向西推進的沉積體系在牛莊洼陷南部的寬緩斜坡背景的下傾部位沉積成為該區的主要物源體系，研究區南部是否存在供給量低的物源體系一直沒有統一的認識，由于本區發育的多階斷裂切割南部物源砂體會進一步開拓本區的構造-巖性油藏的勘探，因此南部物源存在性分析及分布范圍亟需深入細化研究。

2 物源分析方法及其結果

2.1 巖石學特征

研究區主物源方向來自較遠的東營三角洲，其沉積物碎屑組分的成分成熟度與來自南部的物源體系存在不同，通過統計研究區的沙三中亞段砂巖的石英、長石、巖屑及反映母巖的變質巖巖屑含量發現，來自東部的砂巖成分成熟度（石英含量/（長石含量+巖屑含量））較高，另外從變質巖巖屑含量來看，來自南部廣饒凸起的陳官莊三角洲（南部物源）含量較高，表明物源區母巖中含變質巖成分較高，另外從南部物源體系的碎屑組分分布來看，其物源方向存在南部與東南部兩個分支方向向北及西北方向推進的特點（圖1）。

圖1 牛莊洼陷南坡沙三中巖石組分物源分析圖

2.2 重礦物含量及分布模式

由于母巖攜帶的重礦物含量及其穩定性都存在不同，因此不同母巖區的碎屑巖具有不同的重礦物組合，且距離物源區越遠的穩定重礦物含量較高。重礦物由于其穩定性強、耐風化，能較全地保留母巖沉積物的特征，在物源分析中具有重要作用[5-7]。

研究區選取的重礦物種類有鋯石、電氣石、石榴石、鈦磁鐵礦、黑云母、綠簾石、角閃石、榍石、金紅石、十字石。由于重礦物含量數據點較少，目前有牛1、牛2、牛3、通4和通10這5口井的資料，歸納來看研究區重礦物分布特征概括為2種模式：一種是“雙峰型”，表現為鋯石、石榴石含量高于30%，其它礦物含量小于10%，該類分布在陳官莊以北地區，結合碎屑組分研究成果，認為是東部物源重礦物分布模式（圖2a）；另一種是多峰型，表現為鋯石、石榴石、鈦磁鐵礦、綠簾石含量為10-40%，其它礦物含量小于5%，該類分布于陳官莊以東地區，認為是南部物源重礦物分布模式（圖2b）。

圖2 牛莊洼陷沙三中物源體系重礦物分布模式

2.3 特征元素比值及其分布特征

碎屑巖中地化特征元素在搬運和沉積作用中含量較為穩定，由于受母巖化學性質的影響，其元素特征相關性較好，在沉積區與物源區具有一定的對比性，在物源分析中具有重要作用[5-7]。操應長、徐濤玉等2008年針對東營廣利西地區沙四上亞段的研究中提出了V/Co、Mg/Mn、Ni/Co、Mn/Sr、Ba/Mn、Fe/K、Ba/Sr、Mg/ Ca、Al/Na、Mg/Al這10種特征元素比值計算可較好地反映物源體系特征。考慮到牛莊洼陷與廣利西同屬東營凹陷東部，同時其物源區具有一定程度的相似性，上述10個特征元素比值對本區的物源研究應能取得理想的研究成果。

本文特征元素數據來自于勝利油田地質科學研究院地質測試中心利用ICP-AES方法測定的砂巖樣品中的微量元素作為物源示蹤指標，綜合特征元素特征可以看出，相似性較強的主要分布在兩個區域，一種是東部區域內的低緩峰值型的模式（牛110、王542、王541、牛21、牛16和官10），另一種是南部區域內的三峰或四峰型的模式（官11、官117、官12、梁57、史135和牛116），這兩種模式代表了截然不同的兩個物源體系，其中東部來自東營三角洲物源，南部來自陳官莊三角洲物源。

2.4 物源體系厘定

基于研究區古地貌和沉積背景的研究基礎上，筆者應用了碎屑巖石組分、重礦物含量及元素地球化學等方法對牛莊洼陷南坡地區的物源體系進行了厘定研究，綜合以上幾種研究方法將本區29口取芯井的物源分析數據表明，研究區總體上發育兩種類型的物源體系，其中東部物源體系具有高石英含量、低長石含量、低變質巖巖屑含量，重礦物含量表現為雙峰型，特征元素表現為低緩峰值型；南部物源體系表現為低石英含量、高長石含量、高變質巖巖屑含量，重礦物含量表現為多峰型，特征元素表現為低三峰或四峰型。由圖3可以看出，兩支物源體系在東部邊界清晰，西部在牛2-牛100井區兩支物源發生了交匯，結合沉積背景和鉆井情況得知，該區是三角洲前緣滑塌濁積巖集中發育區，因此物源邊界較為混亂，反映了兩支物源在本處交匯的特點。

圖3 牛莊洼陷南坡沙三中物源綜合分析圖

3 油氣地質意義

牛莊洼陷南坡沙三中亞段發育的三角洲主體構造類油藏基本已探明，下步應以尋找構造-巖性類隱蔽油氣藏為主要勘探任務，同時“尋找難度大，勘探部署方向不明確”是制約該類油藏的主要問題。本文上述綜合應用多種物源分析方法，明確研究區東部及南部2支物源體系的分布范圍，在此基礎上，以沙三中4砂組2小層為例，該小層統計的砂巖等厚圖圈定南部三角洲展布范圍及厚度，同時配合本區發育的多條近東西向同生斷層，可形成多個構造-巖性圈閉，初步估算圈閉面積4.5km2，預測儲量規模400萬噸。因此，搞清2支三角洲物源推進方向可指導三角洲構造-巖性油藏的精細勘探，為油田的增儲上產做出貢獻。

4 結論

（1）本文綜合應用碎屑巖石組分、重物含量及元素地球化學等方法，明確牛莊洼陷南坡沙三中亞段物源體系特征，研究表明本區存在東部和南部2支物源體系，這2支物源在官10-牛116井區存在交匯。

（2）在明確物源體系分布的基礎上，勾繪南部三角洲物源砂巖厚度配合本區發育的多條近東西向斷裂，初步尋找構造-巖性圈閉面積4.5km2，預測儲量規模400萬噸。

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A

1003-5168(2014)04-0179-02

楊懷宇（1982—），男，漢族，安徽銅陵人，博士，中國石化勝利油田分公司地質科學研究院工程師，從事油氣勘探生產研究工作。