泌陽凹陷白云巖系沉積特征

劉俊青

摘要：本文通過巖心觀察及化驗分析，明確了白云巖儲層沉積環境、沉積序列、成因模式，儲層分布特征，為后期研究提供好的基礎。

關鍵詞：泌陽凹陷;白云巖系沉積

一、探勘概況

泌陽凹陷安棚地區核桃園組白云巖系位于南襄盆地泌陽凹陷中央深凹區，面積75平方千米。截止目前，區內為全三維地震資料所覆蓋，共有36口井鉆遇白云巖系地層（取心1300余米），其中有20口探井見到不同級別的油氣顯示，有22口探井鉆穿了主要目的層段，有9口井鉆遇天然堿，有固相和液相兩種狀態。本區白云巖儲層試油8口井，其中云2井、泌103井和泌112井、云1HF四口井在核桃園組二段獲得工業油氣流，尤其泌103井在井段1960-1971.61米經酸化后獲得8.1噸的工業油流，并確定該區為稠油及碳酸鹽巖縫洞型油藏（原油密度0.872-0.9701g/cm3，70°C地面脫氣原油粘度11.99-11868mps.s，含蠟量14.54-32.61%，凝固點29-41°C）。雖然在多口井見到油氣顯示并在部分井獲得工業油氣流的情況下開展了白云巖沉積環境、生油能力、巖性特征及白云巖分布規律等方面的初步研究工作，但對白云巖系儲油能力、儲集層的空間分布發育狀況、儲集空間特征和分布規律及其控制因素、儲集層的識別和劃分、含油性等方面還有待于作進一步研究。

二、巖相類型

根據云1井、云2井、泌69井等井的巖心觀察描述，安棚地區核三1段—核二段白云巖層系主要有以下幾種巖相類型：

（一）水平層理暗色泥巖相。主要由深灰、灰黑色泥巖和白云質泥巖組成，中間夾有鈣質頁巖，發育水平層理、韻律層理和塊狀層理，生物化石稀少，指示湖水淡化期的靜水封閉深湖半深湖環境。

（二）塊狀和遞變層理砂巖相。由淺灰色細砂巖-粗礫巖組成，呈塊狀或發育粒序層理，底部有沖刷或印模，局部含撕裂狀泥礫，指示洪水濁流沉積。

（三）交錯層理砂巖相。由淺灰色細砂巖、粉砂巖組成，發育小型交錯層理、波狀交錯層理，局部發育波狀層理、透鏡狀層理、脈狀層理、浪成波痕和蟲跡化石，有時可見大型交錯層理和平行層理，在粉砂巖中常見到小型水流波痕和浪成波痕成因的交錯紋理。多呈席狀分布，其厚度一般為10-30cm，有時可達1m以上。

（四）水平層理、波狀層理白云巖相。主要由泥質成分含量較少的白云巖、泥質白云巖及含細砂質、粉砂質砂屑白云巖組成，白云巖主要屬同生-準同生成因，常發育水平層理、波狀層理。

（五）韻律層理泥質白云巖相。由白云質泥巖和泥質白云巖薄互層組成，反映季節性影響或湖平面小規模頻繁變化，是沉積水動力較弱的、較深水沉積環境的沉積響應。

（六）塊狀層理泥質白云巖相。由灰-灰黃色泥質白云巖組成，巖性單一，層理不發育，塊狀，指示封閉靜水環境。

三、沉積序列

上述各種巖相類型在剖面中有規律地重復出現，核三1段-核二段白云巖系在巖性上主要由灰褐、灰、淺灰色泥質白云巖、泥晶白云巖和天然堿層與深灰、綠灰、灰黑色白云質泥巖和泥巖不等厚互層組成。凹陷中心分布有天然堿和白云巖，指示干旱炎熱、水體大量蒸發、含鹽度增高的沉積條件。

核三1段-核二段沉積時期白云巖層系的主要沉積特征有：①白云巖和天然堿沉積分布在凹陷南部的沉積中心區;②白云巖和天然堿與暗色泥巖和鈣質頁巖呈相變和韻律互層沉積，在暗色泥巖層段中常發育有陸源碎屑濁積巖;③沉積序列主要為白云巖-天然堿序列;④在鹽湖堿化期常見泥裂、砂屑白云巖、水流波痕交錯層理等淺水甚至暴露的沉積標志。

四、白云巖系沉積成因

古近系沉積時期，泌陽凹陷地處亞熱帶干旱-半干旱氣候區，為一三面環山的封閉斷陷湖盆，為鹽湖的形成發育提供了有利的古地理背景條件。

白云巖系的礦物學特征表明，核三1段-核二段沉積時期鹽湖的成分為富HCO3-和貧Ca2+的碳酸鈉型鹵水，而且其HCO3/Ca+Mg的克分子比值接近于1，從而為大量白云巖和天然堿的形成奠定了物質基礎。鹵水中的各種離子主要是由流經源區的洪水或河流和泉水供給的。根據水體的相對深淺其成因可概括為深水和淺水兩種模式（據賈振遠，1988年）。

（一）深水分層鹽湖成因模式

泌陽凹陷核三1段和核二2段的白云巖和天然堿是在深水分層鹽湖中形成的，分層鹵水是其成鹽的基本形式。在干旱氣候條件下，蒸發作用強烈，表層水濃縮，密度增加，因而會不斷下沉，在封閉的湖泊形成下部是鹵水，上部是微堿水的分層現象。含鹽度高的鹵水在下沉的同時將向更深的湖底流動，富集在凹陷較深處（凹陷南部沉積中心區），當河水、雨水等進入湖盆時就會“浮”在鹵水之上。這種淡水入流-表層水蒸發-鹵水下沉作用反復不斷進行的結果便形成了分層鹵水，由上而下依次為稀釋層、鹽躍層、鹵水層。本區白云巖和天然堿與砂泥巖互層的沉積特征正是由于分層鹵水沉淀鹽類和正常沉積交替進行的結果。

（二）淺水分層鹽湖成因模式

核二3和核二1段的白云巖和天然堿主要是在淺水分層鹽湖中形成的。淺水鹽湖與深水鹽湖的形成機理基本上相同，但淺水鹽湖水體相對較淺，因此，在天然堿沉積時期，由于不斷的蒸發濃縮作用將使鹽湖水體大大變淺，甚至局部暴露地表，因而在沉積剖面中發育泥坪或干泥坪沉積。其沉積體系從湖盆邊緣到中心依次為：沖積扇或湖濱沖積扇和三角洲-砂泥坪-白云巖坪-含鹽白云巖坪-淺水鹽盆。上述環境在平面上基本呈不對稱的環帶狀分布。

五、白云巖分布特征

白云巖儲層平面上主要分布于安棚鼻狀構造的東翼泌69井-泌1-泌103-泌112-云4井一帶，縱向上分布于核桃園組核二段-核三段Ⅰ砂組，巖性以白云巖、泥質白云巖及白云質泥巖為主。

核三段Ⅰ砂組平面分布面積為40.3km2，向北延伸到泌93井、E安1井附近，向南延伸到泌66井附近，向東延伸到泌346井附近，向洗延伸至泌98井附近，總體呈云朵狀，東南厚，西北薄，泌103-云3- ZK02沿線及兩側是白云巖主要發育區，平均厚度在100m以上，? ZK02井區最大厚度為190m。

核二段Ⅲ砂組分布面積為39.2km2，向北延伸到泌74、泌78井附近，向南延伸到泌251附近，向東南延伸泌319井附近，向東北延伸至泌130附近，總體呈花朵狀，東南厚，西北薄，有兩個厚度中心，分別是云2-泌69井區、ZK02-ZK05井區，自兩個厚度中心向周圍減薄，其中ZK05井區最大厚度為247m。

核二段Ⅱ砂組分布面積為39.12km2，呈不規則的橢圓狀，長軸為北東向，向東北延伸至泌395井附近，西南延伸至泌273附近，西北延伸至泌74、泌78井附近，東南延伸至泌407附近;依然有東南厚，西北薄的特點，厚度中心在ZK05-ZK02井區累計厚度為351m和294m，平均厚度在220以上。

核二段Ⅰ砂組白云巖類分布面積為44.9km2，向北延伸至安深1井，向南延伸至泌129、泌66井附近，向東延伸至泌319井，向西延伸至泌72井附近;有兩個厚度中心，一個在云2-泌103井區，一個在ZK02-ZK05井區，云2井區累計厚度為246m，ZK02井區累計厚度分別為330m，ZK05井區累計厚度506m。

核三段Ⅰ砂組-核二段Ⅰ砂組，白云巖范圍向東南不斷偏移，厚度不斷增大，這與這一時期氣候干旱有關。

六、結論

（一）泌陽凹陷核三1段和核二2段的白云巖和天然堿是在深水分層鹽湖中形成的;核二3和核二1段的白云巖和天然堿主要是在淺水分層鹽湖中形成的。

（二）核三段Ⅰ砂組-核二段Ⅰ砂組，白云巖范圍向東南不斷偏移，厚度不斷增大，這與這一時期氣候干旱有關。