塔里木盆地西部四十廠剖面志留系柯坪塔格組瀝青砂巖沉積特征.docx

1、現(xiàn)代地質(zhì)GEOSCIENCE塔里木盆地西部四十廠剖面志留系柯坪塔格組III瀝青砂巖沉積特征吳立群焦養(yǎng)泉，3,榮輝之(1.中國地質(zhì)大學(xué)構(gòu)造與油氣資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430074；2.中國地質(zhì)大學(xué)資源學(xué)院，湖北武漢430074；3.中國地質(zhì)大學(xué)生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430074)摘要：塔里木盆地西部四十廠剖面志留系柯坪塔格組上部發(fā)育典型的瀝青砂巖，分別位于若干個正韻律沉積旋回的中下部。通過典型露頭剖面寫實(shí)、沉積物粒度分析、礦物鏡下鑒定、鑄體薄片鑒定和X衍射等手段，對該剖面瀝青砂巖進(jìn)行了精細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)瀝青砂巖形成于潮坪沉積體系中潮間帶下部的砂坪或混合坪內(nèi)，巖性以細(xì)砂巖

2、和粉砂巖為主,發(fā)育典型的雙向交錯層理和淺水動物遺跡等；其沉積物以跳躍搬運(yùn)為主，受潮汐改造作用明顯；碎屑礦物以石英或生物碎屑為主，含少量長石和粘土礦物。結(jié)合儲層物性測試對瀝青砂巖儲集性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，優(yōu)質(zhì)瀝青砂巖儲層往往是中等成分成熟度的長石石英砂巖，其內(nèi)部長石含量在5%-10%之間，石英含量在75%-83%之間，其次是較高成分成熟度的石英砂巖，其內(nèi)部K石含量-般在2%左右，石英含量在90%以上，較差的是含大量生物碎屑的砂巖,其內(nèi)部生屑含0：在60%左右，石英含量在35%左右。這對該區(qū)志留系瀝青砂巖儲層評價具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞：塔里木盆地；志留系；柯坪塔格組；瀝青砂巖中圖分類號：TE

3、122文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號:1000-8527(2011)01-0048-07SedimentaryCharacteristicsofSilurianKepingtageFormationBituminousSandstoneatSishichangSection,WesternTarimBasinWULi-qun1JIAOYang-quan123,RONGHui2(1.MOEKeyLaboratoryofTectonicsandPetroleumResources,ChinaUniversityofGeosciences,Wufuin,Hubei430074,China；2.Faculty

4、ofResources,ChinaUniversityofGeosicences,Wuhan,Hubei430074,China;3.MOEKeyLaboratoryofBiogeologyandEnvironmentalGeologyofofEducation,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan,Hubei430074,China)Abstract:TypicalbituminoussandstonedevelopedintheupperpartofSilurianKepingtageFormationatSishichangsectioninwestern

5、TarimBasin,whicharelocatedinthemiddle-lowerpartofseveralnormalgradedsedimentarycycles.Basedonthefieldoutcropsectionrealism,identificationundermicroscope,grainsizeanalysisandX-raydiffractionanalysis,detailedstudywasdoneonthebituminoussandstoneofthissection.Itwasfoundthatbituminoussandstonedevelopedin

6、sandflatandmixedflat,whichwereinthelowerpartofintertidalzoneintidalflatdepositionalsystem.Inbituminoussandstone,finesandstoneandsiltstoneweremost,withtypicalbidirectionalcrossbeddingandshallowbiogenictracedeveloped.Thesedimentwastransportedassaltationformandreformedbytidalactiongreatly.Mostmineralco

7、mpositionwasquartzandbioclast,withlittleclaymineralandfeldspar.Onthisbasis,reservoirqualityofbituminoussandstonewasanalysedcombinedwithphysicalpropertymeasurement.Itwasshowedthatthequalityoffeldspar-quartzsandstonewithmediumcompositionalmaturitywasthebest,ofwhichthefeldsparcontentwas5%to10%andthequa

8、rtzcontentwas75%to83%.Thequalityofquartzsandstonewithhighercompositionalmaturitywasthenext,ofwhichthefeldsparcontentwasabout2%andthequartzcontentwasmorethan90%.Thequalityofsandstonecontaininglotsbio-收稿日期：2010-08-20；改回日期：2010-10-15；責(zé)任編輯：孫義梅?；痦?xiàng)目:中國石化海相前瞻性研究項(xiàng)目(2007026230)。作者簡介：吳立群，女，助教，1979年出生，礦產(chǎn)普查與勘探

9、專業(yè)，主要從事沉積學(xué)方面的科研和教學(xué)工作。Email:lqwuoclastwastheworst,ofwhichthebioclastcontentwasabout60%andthequartzcontentwasabout35%.ThisstudyhassomereferencemeaningtothereservoirevaluationofSilurianbituminoussandstone.Keywords:TarimBasin；Silurian；KepingtageFormation；bituminoussandstone。引言塔里木盆地志留系柯坪塔格組瀝青砂巖分布F塔北、塔中、柯

10、坪占隆起及斜坡區(qū)，是重要的含油層段和主要的勘探目的層，近年來引起r人們的廣泛關(guān)注和垂視。對瀝青砂巖的沉積環(huán)境,前人經(jīng)做r大頁研究，普遍認(rèn)為柯坪塔格組瀝有砂巖段與碎屑濱岸帶潮汐作用有"。對瀝行砂巖儲集性能以及晚期油氣的進(jìn)一步充注問題,許多學(xué)者也進(jìn)行r較為深入的探討7”",對該類含油層段油氣勘探提供了指導(dǎo)*o然而很少有人關(guān)注瀝青砂巖沉積結(jié)構(gòu)及其對后期油氣充注的影響。本文以新就阿克蘇四，廠剖而志留系柯坪塔格組上部瀝什砂巖為例，在沉積組構(gòu)和礦物成分分析的基礎(chǔ)|.，剖析瀝青砂巖儲集性能及影響因索，揭示這類儲層的含油性控制因素，為這類儲層的評價和預(yù)測提供指導(dǎo)。1地質(zhì)背景及剖面介紹四卜廠

11、剖面距離阿克蘇市約70km,沿314國道西行至1158km路標(biāo)處右拐即到(圖l(a)o露頭區(qū)柯坪塔格組勺卜伏奧陶系地層呈假整合接觸;上覆地層為塔塔埃爾塔格組，巖性為灰綠色與紫紅色泥質(zhì)粉砂巖丘層?？缕核窠M自下而上三分性明顯：卜段以中以層細(xì)砂巖為主，中部以灰綠色泥巖和粉砂質(zhì)泥巖為主，上段為砂巖段，以細(xì)砂巖、粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖互層為主，是本文精細(xì)解剖的層段。塔里木盆地志卯系沉積期為一地勢較為平坦、水體較淺的陸內(nèi)海，9'2，o大量研究表明，柯坪塔格組I：段沉積時期，盆地南高北低,海侵主要來自塔北一柯坪地區(qū)以北的古天山洋，四卜廠剖面總體上以潮坪沉積體系為主,旦位于潮間帶下部一朝下帶(圖1(b)

12、。該剖而柯坪塔格組上段未見底，實(shí)測部分以度65m,從卜往上,有37個巖性單元(圖1(c)和(<D)o根據(jù)巖性組合特征，可以在其內(nèi)部識別出6個大的沉積旋回：A、B、C、D、E、F,其中旋問B、C和F內(nèi)部可以識別出多個次級沉積旋回；每個沉積旋問整體I.呈正粒序，下部以細(xì)砂巖為主，上部以泥巖和粉砂質(zhì)泥巖為主(圖1(c)和(d)o該剖面以潮坪沉積體系為主，包括砂坪、混合坪和泥坪3種成因中.元。因此，每個旋min下而上往往山砂坪、混合坪和泥坪構(gòu)成，呈明顯的正韻律。剖面自F而上發(fā)育8期砂坪沉積、11期的混合坪沉積和8期泥坪沉積。2瀝青砂巖巖石學(xué)特征2.1瀝青砂巖宏觀巖石學(xué)特征瀝青砂巖主要分布于砂坪和

13、混合坪中。在砂坪中，其巖性以中薄層細(xì)砂巖為主，單層厚度普遍在0.85m,其內(nèi)部多發(fā)育羽狀交錯層理和槽狀交錯層理(圖2(a)和(b)°在剖面頂部沉積旋回中,砂坪普遍含有大仙生物碎屑(圖2(c)。在混合坪中，巖性主要為粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖，發(fā)育透鏡狀層理和脈狀層理(圖2(d),巖石層面上發(fā)育水平生物遺跡和波痕(1*12(e)和(f),瀝青砂巖主要發(fā)育于混合坪中的細(xì)砂巖和粉砂巖中。砂坪中瀝青等有機(jī)質(zhì)含量遠(yuǎn)高于混合坪，具體而言，細(xì)砂巖瀝青含量比粉砂巖高，且在細(xì)砂巖中含生物碎屑越高,瀝青等有機(jī)質(zhì)含量越低。2.2瀝青砂巖微觀巖石學(xué)特征瀝青砂巖主要發(fā)育于潮坪沉積體系中的砂坪中，巖性以細(xì)砂巖為

14、主。碎屑顆粒以石英為主,其次是生物碎屑和K石，顆粒直徑多在16中之間，含量在90%以上，呈次圓狀，分選系數(shù)在0.71之間，分選中等，顆粒間多呈線接觸、顆粒間或顆粒內(nèi)部瀝i芋充填(圖3)。其累計(jì)概率曲線多呈三段式或多段式，其中滾動總體占5%30%,跳躍總體占65%85%,而懸浮總體占1%-10%不發(fā)育，總體上以跳躍總體為主(圖4)。其顆粒偏度普遍在0.7以上，屬于很正偏的范疇;而峰度普遍在13之間，屬f尖說一很尖銳的范畤(表1)。瀝青砂巖礦物成分差別很大，一般在生物碎屑含量低的情況卜，多以石英和方石英為主，含少量粘土、K石；而砂巖中含有生物碎屑時，以生物碎屑和石英為主，含少量粘土(表I)。綜上所

15、述，瀝青砂巖形成于潮坪沉積體系中，HP哭“坪坪泥坪泥IAIE沏.卸坪泥合昆砂的混介坪砂坪混fr坪i*泥怦MHNH混人|坪砂怦混介坪混仆坪混合坪jnJ*©L_J森頭制而地名國道盆地邊界鉆孔泥坪I.'LJO細(xì)砂*泥公粉砂巖砂坪混合坪曰粉砂成泥巖II泥質(zhì)粉砂巖粉砂質(zhì)泥與泥成粉砂W層圖1區(qū)域地質(zhì)背景及剖面介紹Fig.1Regionalgeologicalbackgroundandoutcropsection圖2柯坪四十廠剖面柯坪塔格組上段砂坪和混合坪典型特征Fig.2HietypicalcharacteristicsofsandflatandmixedHatintheup|MTpir

16、tofKepingtageFormation,Sishichangsection.Keeping砂坪中瀝#砂巖中的羽狀交錯層理;(b)砂坪中瀝肯砂巖中的槽狀交錯層理;(。)砂坪中瀝背砂巖內(nèi)部的生物碎俏;(d)混合坪中發(fā)育的透鏡狀層理和脈狀層理；(？)混合坪中巖石層而上的波痕；(D混合坪中水平生物遺跡圖3柯坪四十廠柯坪塔格組潮坪體系瀝青砂巖微觀巖石學(xué)特征Fig.3MicroscopicpetrologycharacteristicsofbituminoussandstoneintidalflatdepositionalsystemofKepingtageFormation,Sishichangs

17、ection,Krping(a).(。、(d)細(xì)粒石英砂巖,分選中等，顆粒間被瀝青等有機(jī)質(zhì)充填，分別對應(yīng)樣品編號SS-1、SS3、SS-4；(b)含生物碎屑細(xì)粒石英砂巖,分選較好.生物碎屑破壞程度高.部分發(fā)生重結(jié)晶,對應(yīng)樣品編號SS-2；均為單偏光,晉通巖礦薄片99.99999.9999.89980-j40j0.21o.oi30.001斗1跳躍總佐滾勸總體浮總體804099.899o°oS；510.2(b)滾動總體跳躍總體慫浮總體99.99999.9999.899粒度/,(c)80：£40：變501.2；0.010.001跳躍總體跳躍總體滾勸總體粒度/巾浮總體跳躍總體99.

18、99999.9999.899510.2O.O1OOO粒度/小az粒度/4>圖4柯坪四十廠柯坪塔格組潮坪體系瀝青砂巖累計(jì)概率曲線特征Fig.4(CumulativeprobabilitycurvecharacteristicsofbituminoussandstoneintidalflatdepositionalsystemofKepingtageFormation,Sishichangsection,Keping圖5柯坪四十廠柯坪塔格組潮坪剖面瀝青砂巖孔隙類型Fig.5Poretypesofbituminoussandstoneintidalflatdepositionalsystemo

19、fKepingtageFormation,Sishichangsection,Keping(a),(d)以粒間孔隙為主,局部見粒內(nèi)溶孔，分別對應(yīng)樣品編VSS-1.SS-4；(b)以粒內(nèi)溶孔發(fā)育為主，孔隙被有機(jī)質(zhì)充填,顆粒間多為方解石膠結(jié)物；(必以粒間孔隙為主,部分被有機(jī)質(zhì)充填,瀝育呈浸染狀充填長石顆粒；(a)、(b)、(c)、(d)均為鑄體薄片，單偏光表2物性測試數(shù)據(jù)表Table2Physicalpropertymeasurementdata未洗油孔隙直徑/呻瀝宵等有機(jī)質(zhì)含量/%總面孔率/%有機(jī)質(zhì)充琪百分?jǐn)?shù)/%樣品號孔原度/%滲透率/(10-3p.m2殘余面孔)知平均孔隙直徑/呻SS-18.4

20、0.9261.901501306.838.7378.24SS-21.70.022002002.842.84100.00SS-35.20.1120.347529010.4910.8396.86SS-42.60.0250.268021010.0910.3597.49其宏觀上表現(xiàn)出受雙向水流改造，水體深度不大;從粒度分布上看，其沉積物以跳躍搬運(yùn)為主，受波浪改造作用明顯；從顆粒含量及礦物成分上看,其沉積的水動力條件并不強(qiáng)烈。表1粒度參數(shù)及X衍射分析數(shù)據(jù)表Table1GrainsizeparametersandX-raydiffraction樣品號粒度參數(shù)礦物成分/QMzcrSkKg粘上石英方石英K石方

21、解白云石石SS-13.1980.8651.1361.3395930200SS-23.4550.6770.7270.85353500600SS-33.7950.7930.9501.100107521030SS-43.4921.0511.3632.1135832550analysisdata3瀝青砂巖儲集性特征瀝行砂巖中孔隙類型以粒間孔隙和粒內(nèi)溶孔發(fā)育為主(圖5(a)和(d)o粒間孔隙數(shù)量較多,分布廣泛，主要是石英顆粒之間的原生孔隙，孔隙平均直徑一般在75-150之間，連通較好,部分孔隙之間被瀝青等有機(jī)質(zhì)充填；粒內(nèi)溶孔分布也比較廣泛，多是長石顆粒遭受溶蝕后形成,孔隙平均直徑多在200290jim之

22、間，多數(shù)被瀝青等有機(jī)質(zhì)充填(圖5(b),此外，少量瀝青呈浸染狀與粘土礦物混合(圖5(c)。在不洗油的情況下，物性測試分析(表2)顯示，瀝青細(xì)砂巖孔隙度多在1.7%8.4%,滲透率多在0.022x10t0.926x10刁聲,且各巖石樣品物性差別較大，SS-2孔隙度和滲透率最低，而從SS-1、SS-3到SS-4,孔隙度和滲透率逐漸減小。術(shù)充注油氣的孔隙類型主要為粒間孔隙，根據(jù)鑄體薄片分析所統(tǒng)計(jì)的面孔率數(shù)據(jù)顯示，除SS-2面孔率最低外，樣品SS-1卻較SS-3和SS-4中面孔率低很多。很顯然，這種物性測試并不能代表瀝青砂巖其實(shí)的儲集性能，這與常規(guī)物性測試中未溶解的瀝青的存在有關(guān)。瀝青砂巖是原油充填過

23、的儲層，在進(jìn)行其儲集性能分析的情況下，號慮瀝青砂巖中瀝青等仃機(jī)質(zhì)含量,能較為客觀地反映出其真實(shí)的儲集性能。瀝甘砂巖總面孔率相當(dāng)于術(shù)除油面孔率與瀝育等有機(jī)質(zhì)含雖之和。瀝背等有機(jī)質(zhì)含咕分析表明，SS-1和SS-2中瀝青含量較SS-3和SS-4的低很多，同時SS-1內(nèi)部瀝青等有機(jī)質(zhì)占總而孔率的TF分比較后三者均低?？疾烀總€巖樣中礦物不難發(fā)現(xiàn)，除SS-2由于生物碎屑含K高外,其余3個樣品中石英含量越高，其中所充填的有機(jī)質(zhì)越少,長石或粘土含量越高,有機(jī)質(zhì)充填越多(圖6),并且瀝青等有機(jī)質(zhì)往往充填全部粒內(nèi)溶孔和部分粒間孔隙。從沉積背景和巖石沉積的水動力條件上看，它們差別并不大，而主要勺其礦物成分關(guān)系密切，

24、石英不容易被溶蝕，而K石卻容易溶蝕，由于石油等有機(jī)質(zhì)的充注，導(dǎo)致K石溶解造成孔隙擴(kuò)大，瀝青進(jìn)一步充填，導(dǎo)致瀝青含量增加。可見,在對志留系瀝青砂巖的勘探中，含長石石英砂巖往往比石英砂巖儲集性和含油性好，并不是沉積物成分成熟度越高越有利于儲集體形成(圖6)。優(yōu)質(zhì)瀝青砂巖儲層往往是中等成分成熟度的K石石英砂巖，其次是較高成分成熟度的石英砂巖，最差的是含大時生物碎屑的砂巖。1008()601()20mi-flt圖6瀝青砂巖中不穩(wěn)定礦物(長石+粘七)含量與儲集性能的關(guān)系Fig.6Therelationshipl)etweenunstablemineralcontentandstorageinbitumi

25、noussandstoneSS-3樣品編號4結(jié)論和認(rèn)識通過對四十廠剖面柯坪塔格組上段瀝青砂巖研究，得出以下結(jié)論和認(rèn)識。(1) 瀝青砂巖形成于潮坪沉積體系中潮間帶下部的砂坪或混合坪內(nèi)，巖性以細(xì)砂巖和粉砂巖為主，發(fā)育典型的雙向交錯層理和潛水生物遺跡等；其沉積物以跳躍搬運(yùn)為主，受潮汐改造作用明顯；礦物成分以石英或生物碎屑為主，含少量粘土礦物和長石。(2) 瀝青砂巖是油氣充注過的儲層，其內(nèi)部粒間孔隙和粒內(nèi)溶孔是有機(jī)質(zhì)賦存的主要場所，瀝青等有機(jī)質(zhì)的含質(zhì)直接影響到瀝青砂巖儲集性能的評價。在瀝青砂巖中，優(yōu)質(zhì)瀝青砂巖儲層往往是中等成分成熟度的長石石英砂巖，其次是較高成分成熟度的石英砂巖，較差的是含大量生物碎屑

26、的砂巖。參考文獻(xiàn)：1 高志勇，朱如凱，郭宏莉，等.海侵背景下風(fēng)暴控制的濱岸-陸棚砂體研究以塔中志留系下瀝青砂巖段為例J.沉積學(xué)報(bào),2006,24(4)：468-475.2 賈進(jìn)華，張寶民，朱世海，等.塔里木盆地志留紀(jì)地層、沉積特征與巖相古地理J.古地理學(xué)報(bào)，2006,8(3)：339-352.3 郭少斌，洪克巖.塔里木盆地志留系一泥盆系層序地層及有利儲層分布J.石油學(xué)報(bào)，2007,28(3)：44-50.4 張師本，倪寓南，龔福華.塔里木盆地周緣地層考察指南M.北京：石油工業(yè)出版社，2003：17-26,161-171.5 謝俊，張金亮，梁會珍，等.塔里木盆地志留系柯坪塔格組沉積相與沉積模式研

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