陳春峰,鐘 楷,朱偉林,徐東浩,王 軍,張伯成
[1.同濟(jì)大學(xué) 海洋地質(zhì)國家重點實驗室,上海 200092; 2.中海石油(中國)有限公司 上海分公司,上海 200335;3.中國海洋石油總公司,北京 100025]
東海麗水凹陷物源及其對儲層物性影響
陳春峰1,2,鐘 楷3,朱偉林1,徐東浩2,王 軍2,張伯成2
[1.同濟(jì)大學(xué) 海洋地質(zhì)國家重點實驗室,上海 200092; 2.中海石油(中國)有限公司 上海分公司,上海 200335;3.中國海洋石油總公司,北京 100025]
為確定東海陸架盆地麗水凹陷物源并尋找有利儲層發(fā)育區(qū),通過碎屑鋯石U-Pb定年分析麗水凹陷東、西次洼的物源及源區(qū)性質(zhì),在此基礎(chǔ)上探討不同物源對砂巖儲層物性的影響。經(jīng)分析,麗水西次洼物源主要來自凹陷西部的閩浙隆起區(qū),以火山巖為主,含少量侵入巖及變質(zhì)巖;該物源形成的砂巖塑性物質(zhì)含量較高、巖石抗壓性相對較弱,由壓實作用造成的孔隙損失量相對較大。麗水東次洼物源主要來自凹陷東部的漁山隆起區(qū),以沉積巖、侵入巖為主要物源;該物源形成的砂巖塑性物質(zhì)含量較低、巖石抗壓性較強(qiáng),由壓實作用造成的孔隙損失量相對較小。研究表明,物源差異對儲層物性有較大的影響。
U-Pb定年;碎屑鋯石;物源;儲層物性;麗水凹陷;東海陸架盆地
東海陸架盆地在近期已發(fā)現(xiàn)多個大型氣田。麗水凹陷作為該盆地內(nèi)一個主要潛力區(qū),其油氣勘探面臨的主要問題是尋找優(yōu)質(zhì)儲層。前人對麗水凹陷的儲層研究發(fā)現(xiàn),其內(nèi)部東、西次洼的巖石物性差異大,但對造成這種差異的原因認(rèn)識不清。
碎屑鋯石U-Pb定年是沉積物源研究的重要手段之一[1]。此方法的優(yōu)勢在于通過鋯石微區(qū)定年,與潛在源區(qū)巖層(體)進(jìn)行時代對比來確定物源[2-3]。在沉積環(huán)境相似的條件下,物源性質(zhì)的差異對儲層物性有重要影響。相對于火山巖物源區(qū)而言,來自變質(zhì)巖、侵入巖物源區(qū)的沉積物剛性顆粒含量更高、巖石抗壓實性強(qiáng),巖石孔隙在深層保存得就會更好[4-5]。因此,本文在分析麗水凹陷內(nèi)部各區(qū)物源差異的基礎(chǔ)上,分析物源性質(zhì)差異對儲層物性產(chǎn)生的影響,以預(yù)測麗水凹陷的有利儲層發(fā)育區(qū),為該區(qū)的油氣勘探指明有利方向。
麗水凹陷位于閩浙沿海東南部,是中國東海陸架盆地的一部分(圖1),為晚白堊世末—新生代的弧后裂陷盆地[6]。在晚白堊世末期,麗水凹陷開始裂陷,形成了石門潭組沉積;該時期麗水凹陷被靈峰凸起分為東次洼和西次洼。這種沉積格局一直持續(xù)到早古新世月桂峰沉積期及中古新世靈峰組沉積期。至晚古新世明月峰組沉積期,靈峰凸起高部位逐漸被沉積物所覆蓋,麗水凹陷形成了一個統(tǒng)一的沉積區(qū)[7-8]。由于靈峰凸起由數(shù)段組成,麗水東次洼和西次洼的沉積物存在相互交流的可能,其物源可能來自于西部的閩浙隆起區(qū),也可能來自于凹陷東部的漁山隆起區(qū)。為了更準(zhǔn)確地建立麗水凹陷兩個次洼的沉積物與上述兩個物源區(qū)的對應(yīng)關(guān)系,本次進(jìn)行了以碎屑鋯石定年為主要研究手段的物源研究。
麗水凹陷周緣前新生代基底包括凹陷西部的閩浙陸域沿海及凹陷東部的漁山隆起區(qū)。
閩浙沿海陸域前新生代基底主要為晚中生代火山巖系、侵入巖、變質(zhì)巖基底及少量中生代沉積[9-10]。該區(qū)火山巖形成于晚中生代,其年齡集中在168~95 Ma[11];侵入巖主要為晚中生代花崗巖類,由陸向海變新,年齡為107~90 Ma[12]。變質(zhì)巖基底主要有八都群變質(zhì)巖和芝溪頭變質(zhì)雜巖,局部見麻源群和陳蔡群。其中,八都群變質(zhì)巖年齡為1 850~1 880 Ma[13];芝溪頭變質(zhì)雜巖的年齡為251~233 Ma[14];麻源群主期變質(zhì)時間為800 Ma[15];陳蔡群主期變質(zhì)時間為435 Ma[16]。閩浙沿海的沉積巖主要是中生代大規(guī)?;鹕交顒映跏嫉哪ナ饺捍笏M底部的河湖相沉積及火山活動后期永康群的沉積[9]。
圖1 麗水凹陷及鄰區(qū)構(gòu)造輪廓Fig.1 Outline of Lishui Sag and adjacent structures
漁山隆起分布面積最廣的是福州凹陷侏羅系-白堊系的沉積巖和火山巖-沉積巖系,其次是隆起區(qū)與麗水凹陷東北部過渡區(qū)發(fā)育的火山巖及花崗巖,局部發(fā)育變質(zhì)巖。福州凹陷發(fā)育中-下侏羅統(tǒng)福州組含煤碎屑巖、下白堊統(tǒng)漁山組河湖相砂泥巖及上白堊統(tǒng)閩江組河湖相沉積巖-火山碎屑巖系。其中,福州組主要為石英砂巖和長石石英砂巖;漁山組物源主要來自巖漿弧,砂巖為富火山巖巖屑的長石砂巖-巖屑長石砂巖;閩江組底部為含安山質(zhì)玄武巖組分的礫巖,中部為砂、泥巖互層,上部為安山質(zhì)玄武巖。本次研究在漁山隆起西緣W2井中的前新生代基底內(nèi)火山巖中發(fā)現(xiàn)繼承變質(zhì)鋯石,其年齡分別為1 882 Ma和2 212 Ma;另外,在麗水凹陷中部的靈峰凸起鉆遇黑云母角閃斜長片麻巖,其年齡為1 806 Ma。
綜合對比,麗水凹陷東、西部前新生代基底性質(zhì)及年齡有較大的差異。西部的閩浙隆起物源以晚中生代168~90 Ma的火山巖和侵入巖為主,少量變質(zhì)基底及中生代沉積物源;而漁山隆起則以中生代早侏羅世—晚白堊世的沉積巖和火山巖-沉積巖系為主,其次是花崗巖、火山巖及少量古老變質(zhì)巖物源。
本次研究在麗水凹陷東、西次洼各選擇一口井為代表,分析麗水凹陷沉積物碎屑鋯石U-Pb年齡分布特征(圖2,圖3)。
2.2.1 東次洼碎屑鋯石特征
麗水凹陷東次洼以其東部邊緣的WZ26-1構(gòu)造為代表(圖1)。在該構(gòu)造W1井取到3個樣品,分別取自月桂峰組(樣品深度3 708~3 720 m)、靈峰組下段(樣品深度3 465~3 481 m)及靈峰組上段(樣品深度3 036~3 051 m)。每個樣質(zhì)量為2 kg,為灰白色細(xì)砂巖、粉砂巖。
W1井的鋯石顆粒細(xì)小,月桂峰組鋯石晶體大小(粒徑)為0.03~0.15 mm,靈峰組下段鋯石晶體大小為0.06~0.20 mm,靈峰組上段鋯石晶體大小為0.03~0.12 mm;鋯石主要為粉色、無色,少量玫瑰紫色。
該井月桂峰組樣品共測得60顆鋯石的年齡、Th/U值和CL(陰極發(fā)光)圖像,年齡主要分布在99.7~74 Ma(占總樣品的11.7%)、137~106 Ma(占63.3%)和204~183 Ma(占11.7%)3個區(qū)間(圖4c),此外還有少量鋯石年齡大于220 Ma。該井晚中生代鋯石的Th/U值普遍偏高,最高達(dá)2.2(圖2),均發(fā)育振蕩環(huán)帶,屬于巖漿鋯石(圖3a,c);年齡大于220 Ma的鋯石Th/U值相對較低,且分布不一,CL圖像較暗,多為弱分帶、面狀分帶,可見核邊結(jié)構(gòu),屬于變質(zhì)鋯石(圖3d)。
靈峰組下段樣品共測試了45顆鋯石的年齡、Th/U值和CL圖像,年齡主要分布在139~86 Ma(圖4b),占總樣品的62%;其次為年齡170~125 Ma的鋯石,占26.7%;此外,還有兩顆鋯石的年齡在400 Ma左右(分別為395 Ma和414 Ma),兩顆在230 Ma左右(分別為226 Ma和232 Ma),一顆鋯石年齡為60.8 Ma。上述年齡139~86 Ma及兩顆400 Ma左右的鋯石Th/U值普遍大于0.7,年齡170~125 Ma的鋯石Th/U值相對較低、集中在0.5左右(圖2),它們均發(fā)育巖漿鋯石振蕩環(huán)帶(圖3e,f),表明其來源于火山巖;而兩顆年齡230 Ma左右的鋯石Th/U值分別為0.54和0.67,CL圖像較暗、弱分帶,推測可能為變質(zhì)鋯石(圖3g)。
圖2 麗水凹陷定年樣品碎屑鋯石Th/U值分布Fig.2 Distribution of Th/U ratios of detrital zircon in samples from Lishui Sag
圖3 麗水凹陷典型碎屑鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像Fig.3 Typical cathodoluminscence images of detrital zircons from Lishui Sag
靈峰組上段樣品測得59顆鋯石的年齡、Th/U值和CL圖像,主要分布在兩個年齡區(qū)間,分別為143~84 Ma(78.0%)及201~168 Ma(13.5%)(圖4a),其余鋯石年齡散布在2 624~500 Ma。分布在上述兩個主要年齡段的鋯石Th/U值均較高,CL圖像顯示內(nèi)部振蕩環(huán)帶發(fā)育,為典型的巖漿鋯石(圖3h,k);年齡大于500 Ma的鋯石Th/U值差異很大,CL圖像很暗、無分帶或弱分帶(圖3j),為變質(zhì)鋯石。
2.2.2 西次洼碎屑鋯石特征
麗水西次洼以LS36-1構(gòu)造資料較豐富。在該構(gòu)造L1井取得2個樣品,分別來自靈峰組上段(樣品深度為2 682~2 727 m)和明月峰組下段(樣品深度為2 575~2 585 m)。每個樣品質(zhì)量為2 kg,為灰白色細(xì)砂巖。
該井的碎屑鋯石均以淺粉色為主,少量為次圓粒狀玫瑰色;以自形-半自形柱狀為主,少量短柱粒狀。靈峰組上段淺粉色鋯石晶體大小為0.05~0.25 mm;玫瑰色顆粒小,約為0.03~0.08 mm。明月峰組下段淺粉色鋯石晶體大小以0.03~0.15 mm為主,0.15~0.25 mm次之,個別達(dá)0.35 mm;玫瑰色顆粒較小,約為0.04~0.15 mm。
L1井靈峰組上段樣品共測得66顆碎屑鋯石的年齡、Th/U值和CL圖像,其中86.3%的鋯石年齡分布在184~94 Ma(圖4e),峰值年齡主要為140.8 Ma,另兩個峰值為112.4 Ma和175 Ma,鋯石Th/U值高,均大于0.5(圖2),振蕩環(huán)帶發(fā)育(圖3l),為巖漿鋯石;其次有9%的鋯石顆粒年齡分布在1 920~1 645 Ma,鋯石CL圖像暗、無分帶、弱分帶,常見核結(jié)構(gòu)(圖3n),為變質(zhì)鋯石;還有兩顆年齡分別為235 Ma和243 Ma的鋯石,其Th/U值較低(圖2),CL圖像暗、無分帶(圖3m),為典型變質(zhì)鋯石。
L1井明月峰組下段樣品共測得45顆碎屑鋯石的年齡、Th/U值和CL圖像。測年數(shù)據(jù)顯示,95%為中生代鋯石(圖4d),均發(fā)育典型巖漿鋯石震蕩環(huán)帶(圖3q);其中,69%的鋯石年齡近正態(tài)分布在120~100 Ma、峰值為110 Ma,剩余31%散布在95~85 Ma及155~120 Ma,無明顯峰值。兩顆年齡較老的鋯石,其Th/U值小于0.1(圖2),年齡分別為235 Ma和1 317 Ma,前者粒狀、面狀分帶(圖3r)、見窄變質(zhì)亮邊,后者見殘留核,經(jīng)歷多期變質(zhì)增生(圖3p),均為典型變質(zhì)鋯石。
圖4 麗水凹陷碎屑鋯石U-Pb年齡譜Fig.4 U-Pb age-spectra of detrital zircon in samples from Lishui Sag
麗水凹陷東次洼的物源可能主要源于東部的漁山隆起區(qū)。麗水凹陷東次洼W1井月桂峰組—靈峰組上段物源無顯著差異,以125~74 Ma的巖漿鋯石為主,峰值年齡120~100 Ma,部分205~170 Ma的巖漿鋯石,少量2 624~230 Ma的變質(zhì)鋯石(圖4)。W1井東北部、東部及東南部為漁山隆起區(qū)。漁山隆起發(fā)育大面積沉積巖和火山巖[17],其中隆起上的福州凹陷廣泛發(fā)育上白堊統(tǒng)閩江組火山碎屑巖系,其形成年齡與W1井中大量的125~74 Ma的巖漿鋯石相對應(yīng)。W1井發(fā)現(xiàn)少量變質(zhì)鋯石年齡為2 624 Ma左右,與W2井中揭示的漁山隆起區(qū)前新生代基巖中的變質(zhì)鋯石年齡1 882 Ma和2 212 Ma也有一定對應(yīng)關(guān)系。綜合分析認(rèn)為,東次洼W1井物源絕大部分應(yīng)來自凹陷東部的漁山隆起。
麗水凹陷西次洼L1井的碎屑鋯石峰值年齡為140.8 Ma和110 Ma,同時見數(shù)顆235,243和1 317 Ma的變質(zhì)鋯石及1 920~1 645 Ma的變質(zhì)鋯石(占靈峰組上段樣品的9%)(圖4)。對比L1井與閩浙隆起區(qū)、漁山隆起區(qū)鋯石類型及年齡峰值可以看出,L1井中巖漿鋯石峰值年齡為140.8 Ma和110 Ma,對應(yīng)于閩浙陸域方向的中生代中期形成的火山巖,而與漁山隆起區(qū)晚白堊世形成的火山巖年齡(99.6~65.5 Ma)相差較大。L1井中的變質(zhì)鋯石可能源于閩浙隆起區(qū)的變質(zhì)巖,其中L1井中年齡230 Ma左右的變質(zhì)鋯石可能來自芝溪頭變質(zhì)雜巖,靈峰組上段有一定含量的年齡1 920~1 645 Ma的變質(zhì)鋯石可能源于八都群變質(zhì)巖。以上分析表明,麗水西次洼的物源主要來自凹陷西部的閩浙隆起區(qū)。
麗水凹陷東、西次洼的儲層物性存在明顯差異。在2 200~2 300 m深井段,西次洼的LS36-1構(gòu)造古新統(tǒng)上部明月峰組A1和B1砂層平均孔隙度為分別為16.5%和17.2%(表1);而東次洼WZ26-1構(gòu)造相同埋深、相同層位的C1和C2砂層平均孔隙度分別為26.4%和23.2%。LS36-1構(gòu)造古新統(tǒng)中部靈峰組B3和B4砂層埋深為2 700~2 900 m,測井平均孔隙度分別為12.6%和9.8%;而WZ26-1構(gòu)造古新統(tǒng)下部月桂峰組C4和C5砂層的埋深達(dá)3 600~3 910 m,其砂巖實測孔隙度仍達(dá)到11.1%~11.3%。顯然,在相同埋深、相同層位東次洼WZ26-1構(gòu)造的儲層物性明顯要比西次洼LS36-1構(gòu)造儲層物性好。
影響巖石物性有多種因素,包括沉積物源區(qū)條件、沉積條件及成巖作用等[5,18-21]。物源區(qū)條件包括物源區(qū)性質(zhì)、物源供應(yīng)情況及沉積區(qū)與物源區(qū)距離等。在上述因素中,當(dāng)物源性質(zhì)差異較大時,物源性質(zhì)的差異對儲層物性會產(chǎn)生重要影響[4-5]。
Pittman針對不同物源性質(zhì)的巖石可壓縮性進(jìn)行了模擬實驗[4],建立了變質(zhì)巖、玄武巖及頁巖3種類型的塑性巖屑顆粒與石英顆粒所代表的剛性顆粒在不同的含量下(塑性物質(zhì)含量分別為25%,50%和75%)隨深度變化時孔隙度的變化規(guī)律(圖5a,b)。結(jié)果顯示,玄武巖巖屑的塑性最強(qiáng)(代表火山巖),頁巖巖屑次之(代表沉積巖),變質(zhì)巖巖屑的抗壓縮性能最強(qiáng)。該試驗表明,砂巖中塑性物質(zhì)的類型和含量是影響壓實作用發(fā)育的主控因素,而成巖作用中壓實作用對碎屑巖儲層物性影響最大[22]。
為了盡量減少沉積條件對儲層物性的干擾,本次研究挑選沉積條件相似的砂巖作為研究對象,即選擇沉積水動力強(qiáng)、砂巖粒度較粗和雜基含量低的細(xì)砂巖、中砂巖、粗砂巖及含礫砂巖等樣品進(jìn)行研究。考慮到與巖石巖屑成分的分析點相對應(yīng),本次選取了11個樣品點或砂巖發(fā)育段(表1)進(jìn)行物性與物源性質(zhì)對應(yīng)關(guān)系分析,其中8個砂巖段為測井解釋孔隙度(測井解釋孔隙度已經(jīng)過井壁取心物性標(biāo)定),3 個砂巖點為實測孔隙度。
3.2.1 西次洼巖屑類型對儲層物性影響
在西次洼以LS36-1構(gòu)造為代表進(jìn)行分析。根據(jù)鏡下觀察結(jié)果,該構(gòu)造砂巖中剛性顆粒主要是石英和長石;塑性物質(zhì)主要包括巖屑及巖石中少量的雜基。在L1井,各砂層塑性物質(zhì)總含量為54.6%~56.4%;其中,巖屑絕對含量為50.6%~54.6%,火成巖巖屑絕對含量為49.6%~53.6%,少量變質(zhì)巖巖屑(表1)。L2井各砂層塑性物質(zhì)總含量為45.9%~52.5%;其中,巖屑絕對含量為43.8%~49.2%,火成巖巖屑絕對含量為42.8%~48.2%,極少量變質(zhì)巖巖屑(表1)??傮w上看,該構(gòu)造塑性物質(zhì)含量處于較高水平,約在46%~57%,且主要是火成巖巖屑。
砂巖儲層原始的地面孔隙度一般在40%左右[22]。由地面原始孔隙度40%減去砂層在某深度點的剩余粒間體積即為壓實作用產(chǎn)生的孔隙度損失量(由測得的巖石樣品孔隙度加上膠結(jié)物所占據(jù)的體積可計算出巖石在某深度的總粒間體積,由于總粒間體積包括了溶蝕作用產(chǎn)生的粒間體積,因此總粒間體積減去次生孔隙即為去除次生孔隙影響由壓實作用產(chǎn)生的剩余粒間體積)[23]。
圖5 麗水凹陷壓實作用分析Fig.5 Compaction process of sandstones in Lishui Saga.西次洼LS36-1構(gòu)造;b.東次洼 WZ26-1構(gòu)造
據(jù)計算(表1),LS36-1構(gòu)造A1和A2砂層由壓實作用產(chǎn)生的孔隙度損失量分別為18.9%和22.0%;B1,B2,B3和B4砂層由壓實作用產(chǎn)生的孔隙度損失量分別為17.5%,22.3%,24.1%和26.2%。
將LS36-1構(gòu)造各砂層相應(yīng)深度點的孔隙度值和去除次生孔隙影響的剩余粒間體積值投到Pittman模型圖中(圖5a中的點A1,A2,B1,B2,B3和B4)。L1井及L2井的塑性物質(zhì)含量在44%~57%,以火山巖巖屑為主,極少量變質(zhì)巖巖屑。L1井及L2井的A2,B2,B3和B4共4個點分布于玄武巖巖屑壓實模型塑性物質(zhì)含量27%~40%的趨勢線附近,或者變質(zhì)巖巖屑壓實模型塑性物質(zhì)含量60%~80%的趨勢線附近。實際投點顯示,該構(gòu)造砂巖的抗壓性比壓實模型中的玄武巖巖屑和頁巖巖屑的抗壓性要強(qiáng)一些,但弱于模型中的變質(zhì)巖巖屑。綜合分析顯示,該兩口井的壓實模型介于變質(zhì)巖巖屑與玄武巖巖屑模型之間。因此,我們參照這兩個模型的趨勢線劃出各點的剩余粒間體積變化趨勢線(圖5a中的虛線段);同時,參照粒間體積變化趨勢線作出孔隙度隨深度變化趨勢線。
對比LS36-1構(gòu)造內(nèi)部幾個砂巖層,砂巖粒間孔隙與塑性物質(zhì)含量呈反比,即在深度相近的情況下,砂巖塑性物質(zhì)含量越高,砂巖的粒間體積越小。
3.2.2 東次洼巖屑類型對儲層物性影響
東次洼以WZ26-1構(gòu)造為例。該構(gòu)造W1井5個砂層巖屑絕對含量為10.7%~23.4%。其中,火成巖巖屑含量最高,絕對含量為10.6%~18.6%;變質(zhì)巖巖屑絕對含量為0~1.5%;另有極少量的沉積巖巖屑和燧石。巖屑加上雜基后,該井塑性物質(zhì)總含量為16.1%~35.1%(表1)。
據(jù)分析,W1井C1—C5砂層的去次生作用后剩余粒間體積分別為29.0%,23.6%,25.7%,16.3%和18.4%;壓實作用產(chǎn)生的孔隙度損失量分別為11.0%,16.4%,14.3%,23.7%和21.8%。
C1—C5砂層的塑性物質(zhì)總含量在16%~35%。將各砂層的孔隙度值和剩余粒間體積值投到Pittman模型圖中,從實際投點的位置來看(圖5b中的點C1,C2,C3,C4和C5),5個點均分布于頁巖巖屑壓實模型塑性物質(zhì)含量15%~32%的趨勢線附近,表明該構(gòu)造的巖屑抗壓實能力弱于變質(zhì)巖巖屑而強(qiáng)于火成巖巖屑。因此,參照頁巖巖屑壓實趨勢線劃出各點的粒間體積變化趨勢線及孔隙度隨深度變化趨勢線。從幾個砂巖層對比來看,砂巖粒間體積、孔隙度與其塑性物質(zhì)含量呈反比關(guān)系,如C4砂層塑性物質(zhì)含量比C5砂層高,其粒間體積及孔隙度明顯比C5砂層要小一些。
3.2.3 物源性質(zhì)差異對壓實作用影響
對比分析顯示,以火山巖為主要物源的西次洼LS36-1構(gòu)造容易形成較高的塑性物質(zhì)總含量,達(dá)到44%~57%,該構(gòu)造砂巖在2 300~2 900 m埋深由壓實作用產(chǎn)生的孔隙度損失量達(dá)17.5%~26.2%;而以沉積巖和侵入巖為主要物源的東次洼WZ26-1構(gòu)造的塑性物質(zhì)總含量較低,在16%~35%,該構(gòu)造在2 250~3 100 m埋深由壓實作用產(chǎn)生的孔隙度損失量為11.0%~16.4%。在相同埋深下(2 250~3 100 m),由壓實作用造成WZ26-1構(gòu)造儲層孔隙度比LS36-1構(gòu)造高約7.2%~8.7%(已去除次生孔隙影響)。對比兩構(gòu)造的塑性物質(zhì)總含量、巖屑類型與壓實作用造成的孔隙度損失情況,可以發(fā)現(xiàn)物源的差異首先表現(xiàn)在塑性物質(zhì)含量及類型的差異上,而塑性物質(zhì)含量及類型的差異進(jìn)而形成壓實作用程度差異及儲層物性差異。
成巖中的膠結(jié)作用會降低儲層的孔隙度[23]。西次洼LS36-1構(gòu)造和東次洼WZ26-1構(gòu)造砂巖的中、后期膠結(jié)作用發(fā)育程度一般。其中,LS36-1構(gòu)造砂巖膠結(jié)物總量為3.3%~6.1%;WZ26-1構(gòu)造膠結(jié)物含量稍高,在2.4%~9.1%。總體上,兩構(gòu)造的膠結(jié)物含量差異不大。
溶解作用對物性的影響是使儲層孔隙度增加。本區(qū)明月峰組和甌江組地層中的煤層和月桂峰組烴源巖發(fā)育,煤層和烴源巖產(chǎn)生的有機(jī)酸為溶蝕孔的形成提供了條件[24-26],東次洼WZ26-1構(gòu)造的W1井薄片中可觀察到由溶蝕作用產(chǎn)生的次生孔隙,面孔率平均值約為0.2%~3.0%;相對而言,西次洼LS36-1構(gòu)造的溶蝕作用不是很發(fā)育,次生孔隙發(fā)育程度弱,面孔率僅為0~0.8%。
1) 麗水凹陷西次洼LS36-1構(gòu)造的物源是來自西部閩浙隆起帶的火山巖、侵入巖及少量變質(zhì)巖,以火山巖為主要物源。以火山巖為主的物源形成該構(gòu)造塑性物質(zhì)含量較高,巖石抗壓性相對較弱,由壓實作用造成的孔隙損失量相對較大。
2) 麗水東次洼WZ26-1構(gòu)造的物源主要來自東部的漁山隆起,是以沉積巖和侵入巖為主要物源,形成該構(gòu)造塑性物質(zhì)含量相對較低,巖石抗壓性較強(qiáng),由壓實作用造成的孔隙損失量相對較小。
3) 兩構(gòu)造儲層物性具有較大的差異,造成物性差異的直接原因是兩構(gòu)造在砂巖塑性物質(zhì)含量上的差異,而造成塑性物質(zhì)含量及類型差異的原因是物源性質(zhì)差異。預(yù)測在麗水凹陷以東部漁山隆起為物源區(qū)形成的巖石物性好于以西部閩浙隆起帶為物源區(qū)的巖石物性。
[1] Link P K,Fanning C M,Beranek L P.Reliability and longitudinal change of detrital-zircon age spectra in the Snake River system,Idaho and Wyoming:An example of reproducing the bumpy barcode[J].Sedimentary Geology,2005,182(1):101-142.
[2] Fedo C M,Sircombe K N,Rainbird R H.Detrital zircon analysis of the sedimentary record[J].Reviews in Mineralogy and Geochemistry,2003,53(1):277-303.
[3] 李瑞磊,朱建峰,劉瑋,等.松遼盆地長嶺斷陷火山巖鋯石U-Pb測年及其地質(zhì)意義[J],石油與天然氣地質(zhì),2015,36(5):736-744.
Li Ruilei,Zhu Jianfeng,Liu Wei,et al.Zircon U-Pb dating of volcanic rocks of Changling Fault Depression in the southern Songliao Basin and its geological significance[J].Oil & Gas Geology,2015,36(5):736-744.
[4] Pittman E D,Larese R E.Compaction of lithic sands:Experimental results and applications[J].AAPG Bulletin,1991,75 (8):1279-1299.
[5] 王洪建,吳小斌,孫衛(wèi),等.隴東地區(qū)延長組長3、長4 +5儲層物源及其對儲層物性的影響[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報,2008,30(1):38-43.
Wang Hongjian,Wu Xiaobin,Sun Wei,et al.Provenance of Member 3 and Member 4+5 in Yanchang Formation of Longdong area in Ordos Basin[J].Journal of Earth Sciences and Environment,2008,30(1):38-43.
[6] 馮曉杰,蔡東升,王春修,等.東海陸架盆地中新生代構(gòu)造演化特征[J].中國海上油氣(地質(zhì)),2003,17(1) :33-37.
Feng Xiaojie,Cai Dongsheng,Wang Chunxiu,et al.The Mesozoic-Cenozoic tectonic evolution in East China Sea shelf basin[J].China Offshore Oil and Gas (Geology),2003,17(1):33-37.
[7] 田兵,李小燕,龐國印,等.疊合斷陷盆地沉積體系分析——以東海麗水-椒江凹陷為例[J].沉積學(xué)報,2012,30(4):696-705.
Tian Bing,Li Xiaoyan,Pang Guoyin,et al.Sedimentary systems of the superimposed rift-subsidence basin:Taking Lishui-Jiaojiang sag of the East China Sea as an example[J].Acta Sedimentologica Sinica,2012,30(4):696-705.
[8] 陳國俊,李超,梁建設(shè),等.東海陸架盆地甌江凹陷明月峰組沉積相及沉積特征分析[J].天然氣地球科學(xué),2011,22(5):760-769.
Chen Guojun,Li Chao,Liang Jianshe,et al.Sedimentary facies of Mingyuefeng Formation in Oujiang sag,East China Sea basin[J].Natural Gas Geoscience,2011,22(5):760-769.
[9] 浙江省地質(zhì)礦產(chǎn)局.浙江省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1989:131-451.
ZhejiangGeological Minerals Bureau.Regional geology of Zhejiang Province[M].Beijing:Geological Publishing House,1989:131-451
[10] 福建省地質(zhì)礦產(chǎn)局.福建省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1985:134-418.
Fujian Geological Minerals Bureau.Regional geology of Fujian Pro-vince[M].Beijing:Geological Publishing House,1985:134-418.
[11] Guo F,Fan W,Li C,et al.Multi-stage crust-mantle interaction in SE China:Temporal,thermal and compositional constraints from the Me-sozoic felsic volcanic rocks in eastern Guangdong-Fujian provinces[J].Lithos,2012,150:62-84.
[12] Li J,Zhang Y,Dong S,et al.Cretaceous tectonic evolution of South China:A preliminary synthesis[J].Earth-Science Reviews,2014,134:98-136.
[13] 趙磊.浙西南八都群早前寒武紀(jì)變質(zhì)演化與年代學(xué)研究[D].北京:中國地質(zhì)科學(xué)院,2012.
Zhao Lei.Study on theEarly Precambrian metamorphic evolution and geochronology of the Badu Group in southwestern Zhejiang province[D].Beijing:Chinese Academy of Geological Sciences,2012.
[14] 向華,張利,周漢文,等.浙西南變質(zhì)基底基性-超基性變質(zhì)巖鋯石U-Pb年齡、Hf同位素研究:華夏地塊變質(zhì)基底對華南印支期造山的響應(yīng)[J].中國科學(xué)(D輯:地球科學(xué)),2008,38(4):401-413.
Xiang Hua,Zhang Li,Zhou Hanwen,et al.U-Pb zircon geochrono-logy and Hf isotope study of metamorphosed basic-ultrabasic rocks from metamorphic basement in southwestern Zhejiang:The response of the Cathaysia Block to Indosinian orogenic event[J].Science in China (Series D:Earth Sciences),2008,38(4):401-413.
[15] Wan Y,Liu D,Xu M,et al.SHRIMP U-Pb zircon geochronology and geochemistry of metavolcanic and metasedimentary rocks in northwestern Fujian,Cathaysia Block,China:Tectonic implications and the need to redefine lithostratigraphic units[J].Gondwana Research,2007,12(1):166-183.
[16] 胡艷華,顧明光,徐巖,等.浙江諸暨地區(qū)陳蔡群加里東期變質(zhì)年齡的確認(rèn)及其地質(zhì)意義[J].地質(zhì)通報,2011,30(11):1661-1670.
Hu Yanhua,Gu Mingguang,Xu Yan,et al.The confirmation of the age of Caledonian Chencai Group in Zhuji area of Zhejiang Province and its geological significance[J].Geological Bulletin of China,2011,30(11):1661-1670.
[17] 王長勢,朱偉林,陳春峰,等.東海麗水-椒江新生代凹陷基底的巖性及分布[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014,42(4):636-644.
Wang Changshi,Zhu Weilin,Chen Chunfeng,et al.Basement lithology and distribution of Lishui-Jiaojiang Cenozoic Sag in East China Sea[J].Journal of Tongji University(Natural Science Edition),2014,42(4):636-644.
[18] 賀靜,馮勝斌,黃靜,等.物源對鄂爾多斯盆地中部延長組長6砂巖孔隙發(fā)育的控制作用[J].沉積學(xué)報,2011,29(1):80-87.
He Jing,FengShengbin,Huang Jing,et al.Effects of provenance on porosity development of Chang 6 sandstone of the Yanchang Formation in the center of Ordos Basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,2011,29(1):80-87.
[19] 王多云,鄭希民,李風(fēng)杰,等.低孔滲油氣富集區(qū)優(yōu)質(zhì)儲層形成條件及相關(guān)問題[J].天然氣地球科學(xué),2003,14(2):87-91.
Wang Duoyun,Zheng Ximin,Li Fengjie,et al,Forming condition of high-quality reservoir and its relative problems in low porosity and permeability enrichment zone[J].Natural Gas Geoscience,2003,14(2):87-91.
[20] 張興良,田景春,王峰,等.致密砂巖儲層成巖作用特征與孔隙演化定量評價——以鄂爾多斯盆地高橋地區(qū)二疊系下石盒子組盒8 段為例[J].石油與天然氣地質(zhì),2014,35(2) :212-217.
Zhang Xingliang,Tian Jingchun,Wang Feng,et al. Diagenetic cha-racteristics and quantitative porosity estimation of tight sandstone reservoirs:A case from the 8th Member of Permian Xiashihezi Formation in the Gaoqiao region,Ordos Basin[J].Oil & Gas Geology,2014,35(2) : 212-217.
[21] 秦偉軍,李娜,付兆輝.高郵凹陷深層系有效儲層形成控制因素[J].石油與天然氣地質(zhì),2015,36(5):788-792.
Qin Weijun,Li Na,Fu Zhaohui.Factors controlling formation of effective reservoirs in deep of the Gaoyou Sag[J].Oil & Gas Geology,2015,36(5):788-792.
[22] 趙澄林,朱筱敏.沉積巖石學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2001:125-137.
Zhao Chenglin,Zhu Xiaomin.Sedimentary petrology[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2001 :125-137.
[23] 李繼巖.渤海灣盆地東營凹陷東段紅層儲層成巖環(huán)境時空演化及成巖孔隙演化[J].石油與天然氣地質(zhì),2017,38(1):90-97.
Li Jiyan.Temporal spatial evolution of diagenetic environment and diagenesis pore evolutionary process of red beds in the eastern Dongying Sag,Bohai Bay Basin[J].Oil & Gas Geology,2017,38(1):90-97.
[24] 于興河.碎屑巖系油氣儲層沉積學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2002:87-98.
Yu Xinghe.Petroleum reservoir sedimentology of clastic rocks[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2002:87-98.
[25] 張永旺,曾濺輝,曲正陽,等.東營凹陷砂巖儲層自生高嶺石發(fā)育特征與成因機(jī)制[J].石油與天然氣地質(zhì),2015,36(1):73-79.
Zhang Yongwang,Zeng Jianhui,Qu Zhengyang,et al.Development characteristics and genetic mechanism of authigenic kaolinite in sandstone reservoirs of the Dongying Sag,Bohai Bay Basin[J].Oil & Gas Geology,2015,36(1):73-79.
[26] 周翔,何生,陳召佑,等.鄂爾多斯盆地代家坪地區(qū)延長組8段低孔滲砂巖成巖作用及成巖相.[J].石油與天然氣地質(zhì),2016,37(2):155-164.
Zhou Xiang,He Sheng,Chen Zhaoyou,et al.Diagenesis and diagene-tic facies of low porosity and permeability sandstone in Member 8 of the Yanchang Formation in Daijiaping area,Ordos Basin.[J].Oil & Gas Geology,2016,37(2):155-164.
Provenance of sediments and its effects on reservoir physical properties in Lishui Sag,East China Sea Shelf Basin
Chen Chunfeng1,2,Zhong Kai3,Zhu Weilin1,Xu Donghao2,Wang Jun2,Zhang Bocheng2
(1.StateKeyLaboratoryofMarineGeology,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.ShanghaiBranchofCNOOCLtd.,Shanghai200335,China;3.ChinaNationalOffshoreOilCorporation,Beijing100025,China)
In order to determine the provenance of sediments and play fairways in Lishui Sag,East China Sea Shelf Basin,we analyzed and characterized the provenances of the sediments in the sub-sags in eastern and western Lishui Sag through detrital zircon U-Pb dating and discussed the influences of different provenances on the physical properties of sandstone reservoirs in the Sag.The results show that sediments in the west sub-sag were mostly sourced from Minzhe Uplift Zone in the western part of the Sag where volcanic rocks are predominant with some intrusive and metamorphic rocks .The sandstone formed by sediments sourced from this provenance has high plastic content and low resistance to compaction,thus porosity loss is relatively largeduring compaction processes.The sediments in the east sub-sag were mostly sourced from Yushan Uplift Zone in the eastern part of the Sag where sedimentary rocks and intrusive rocks are predominant.The sandstone formed by sediments sourced from this provenance has low plastic content and strong resistance to compaction,thus porosity loss is relatively small during compaction.It is suggested that the provenance differences indeed have certain impact upon the physical properties of the reservoirs in the Sag.
U-Pb dating,detrital zircon, provenance,reservoir physical property,Lishui Sag,China East Sea Shelf Basin
2017-03-23;
2017-07-19。
陳春峰(1972—),男,博士研究生,石油地質(zhì)。E-mail:chenchf@cnooc.com.cn。
鐘楷(1974—),男,高級工程師,石油地質(zhì)。E-mail:zhk717@sina.com。
國家科技重大專項(2011ZX05023-003)。
0253-9985(2017)05-0963-10
10.11743/ogg20170515
TE112
A
(編輯 李 軍)