珠一坳陷文昌组锆石定年物源示踪及其对储层的影响_周凤娟.pdf

第 卷第期 年月非常规油气 引用：周凤娟，丁琳，李晓艳，等珠一坳陷文昌组锆石定年物源示踪及其对储层的影响非常规油气，（）：，（）：珠一坳陷文昌组锆石定年物源示踪及其对储层的影响周凤娟，丁琳，李晓艳，张月霞，马永坤，刘冬青，王菲（中海石油（中国）有限公司深圳分公司，深圳 ）摘要：为示踪珠一坳陷文昌组砂岩物源，对研究区 口井 个砂岩岩屑样品进行了碎屑锆石 定年分析。结果表明：陆丰凹陷中部及其东部，年龄复杂，年龄谱呈现多峰特征；陆丰凹陷西部及惠州凹陷东部，年龄相对集中，年龄谱主峰值为中生代，另出现了少量古生代、元古代和太古代年龄；惠州凹陷中部及以西所有凹陷，年龄集中，呈现出中生代单峰的特征。对比沉积区与潜在物源区的锆石年龄谱系，推测珠一坳陷文昌组物源东西有差异，东部以中生代沉积岩为主，西部以中生代花岗岩为主，种母岩混合区在陆丰凹陷西部和惠州凹陷东部。不同母岩类型成岩演化路径的差异，形成物性迥异的储层，中生代沉积岩提供物源，较易形成原生孔发育的低孔中渗或中孔中高渗优质储层；中生代花岗岩提供物源，较易形成混合孔隙发育的低孔特低渗、中孔低渗特低渗储层；种母岩混合区形成的储层介于上述两者之间。这些认识揭示了珠一坳陷文昌组储层差异的根本原因，同时也为珠一坳陷文昌组优质储层预测提供新的指导方向。关键词：锆石定年；物源示踪；储层；珠一坳陷；文昌组中图分类号：文献标识码：，（，）：，；，收稿日期：基金项目：中海石油（中国）有限公司科技联合攻关项目“珠一坳陷不同构造带古近系有效储层发育机理及分布预测”（）第一作者简介：周凤娟（），女，硕士研究生，研究方向为沉积储层。：年月周凤娟等：珠一坳陷文昌组锆石定年物源示踪及其对储层的影响 ，；，：；引言随着新近系勘探程度的提高，古近系文昌组逐渐成为珠江口盆地珠一坳陷的重点勘探领域。研究表明，储层物性是决定文昌组勘探能否取得商业成功的重要原因，由于文昌组储层埋深普遍超过 ，陆相沉积环境复杂多样，且在漫长的埋藏过程中经历了复杂的成岩作用，导致储层物性非均质性强。前人对珠一坳陷陆丰南地区和惠州西南地区文昌组储层主控因素方面开展过一些研究，认为优质储层具有高成分成熟度、高结构成熟度、低杂基含量以及大孔喉等特点，大物源、远搬运及优相带是优质储层形成的基础，低地温、烃类充注及有机酸溶蚀等因素导致弱中压实作用、弱胶结作用以及强溶蚀作用，最终形成优质储层。但不同次洼或相似沉积条件下，存在储层特征及物性差异明显的问题，比如同是辫状河三角洲前缘水下分流河道储层，东部陆丰凹陷文昌组优质储层较发育，具有石英含量高、粒间孔发育、物性好及测试产能高的特点；而中部惠州凹陷优质储层欠发育，具有长石含量较高、溶蚀孔隙发育、物性较差及测试没有商业产能的特点。前人对珠一坳陷文昌组物源方面的研究甚少，该研究以锆石 定年为主要技术手段，首次对珠一坳陷不同次洼文昌组母岩类型进行定性半定量示踪分析，探究不同母岩类型对储层特征及物性的影响，揭示陆丰凹陷和惠州凹陷文昌组储层差异的根本原因，以期对珠一坳陷不同地区文昌组甜点储层的预测提供新的指导方向。区域地质背景珠一坳陷位于珠江口盆地北部浅水区，水深小于 ，面积约 ，呈北东东走向，自东向西分布陆丰凹陷、惠州凹陷、西江凹陷（西江主洼、番禺洼）和恩平 洼等，如图所示。珠一坳陷具有下断上坳、下陆上海的双层结构，古近系文昌组对应裂陷幕。文昌组沉积时期边界断裂活动强烈，物源区与沉积区古地貌高差大，珠一坳陷各次洼分割性强，物源主要来自于近源的盆内低隆起或低凸起，发育辫状河三角洲、扇三角洲、近岸水下扇以及湖底扇等沉积砂体。潜在源区地层岩性及年龄特征 潜在源区残留地层岩性特征前人区域研究成果表明，目前珠一坳陷残留的前古近系地层为中生代，说明古近系文昌组潜在物源最老为前古近系中生代地层。从目前钻遇前古近系的井来看，岩性主要为花岗岩，其次为沉积岩，局部发育火山岩、火山碎屑岩和变质岩。前人综合前古近系已钻井的岩性特征、地震相特征和重磁特征等，对珠一坳陷前古近系残留岩性平面分布特征进行研究，结果表明花岗岩分布范围最广，恩平 洼、西江凹陷、惠州凹陷以及陆丰凹陷北部均以花岗岩为主；在陆丰凹陷东南部发育较大面积中生代沉积岩基底；火山岩在各个凹陷均有零星分布，面积较小；而变质岩基底仅非常规油气油气勘探 图珠一坳陷构造区划、取样位置及地层柱状图 ，在陆丰某井处出现，其原岩为花岗岩。潜在源区残留地层年龄特征通过对“十二五”国家重大专项中 口井 个前古近系样品的锆石 定年数据收集并分析，发现样品主要分布在盆地周边凸起隆起上，下面对不同岩性年龄特征进行统计。图井花岗岩锆石 定年谐和图 花岗岩花岗岩在珠一坳陷前古近系广泛发育，花岗岩样品的锆石无色透明或略带褐色，震荡环带较为明显，边缘平直，部分边缘不规则。每个样品锆石分析点数据均落在谐和线上或附近形成了一组年龄，如图所示。其 加权平均年龄为（）（），该年龄代表花岗岩侵入体的形成时 代。统计所有前古近系花岗岩的锆石 年龄，以 和 两期为主，如图所示。表明珠一坳陷前古近系主要受到晚侏罗世和早白垩世两期岩浆侵入的影响。图珠一坳陷前古近系花岗岩锆石 定年统计图 沉积岩结合地震资料及已钻井钻探结果，珠一坳陷的沉积岩基底主要分布在东南部，对东部陆丰凹陷 井沉积岩基底进行碎屑锆石 定年分析，如图所示。结果显示最年轻的碎屑锆石年龄为 ，进一步证明了为中生代沉积岩基底。锆石年龄复杂，从新生代到太古代均有分布，年龄谱具有多峰特征，主峰值为 和 ；说明沉积岩基底的物源主要来自古生代地层，同时受到中生代岩浆活动的影响。年月周凤娟等：珠一坳陷文昌组锆石定年物源示踪及其对储层的影响图 井中生代沉积岩锆石 定年统计图 火山岩火山岩在各个凹陷均有零星分布，面积较小。统计表明珠一坳陷火山岩形成时间有期，如图所示。通过图可以看出，始新世约为 、始新世约为 、早白垩世约为 ，其中以始新世（约为 ）为主，表明珠一坳陷新生代一期重要的火山活动。图珠一坳陷火山岩锆石 定年统计图 变质岩珠一坳陷钻遇基底变质岩的仅有陆丰某井，岩性为云母斜长片麻岩，锆石 年龄为（），推测为中生代侏罗世花岗岩变质形成。珠一坳陷沉积区文昌组碎屑锆石 年龄特征该研究进行碎屑锆石 定年分析的砂岩岩屑样品分布在珠一坳陷个沉积区（如图所示），砂岩相带为辫状河三角洲前缘、扇三角洲前缘，层位为古近系文昌组。其中陆丰凹陷共口井 个样品，西部、中部和东部各口井；惠州凹陷共口井个样品，分布在西北部、中部和东部；西江主洼共口井个样品；番禺洼口井个样品；恩平 洼口井个样品。锆石 定年分析在同济大学海洋地质国家重点实验室完成。分析原始数据经过预处理并计算谐和度，选取谐和度误差在 的锆石 年 龄，并 根 据 （）方法绘制锆石年龄谱图 。经过处理共计获得 个谐和年龄，如图所示。其中 的锆石 值大于，且显微镜下锆石 图显示岩浆生长振荡环带明显，说明样品锆石以岩浆成因 为 主，其 年 龄 结 果 可 以 指 示 锆 石 的 结 晶年龄。图珠一坳陷文昌组砂岩碎屑锆石 定年谐和图 陆丰凹陷文昌组碎屑锆石 年龄特征陆丰凹陷文昌组取样点处于辫状河三角洲和扇三角洲前缘相带，主要物源方向为周边陆丰中低凸起、陆丰东低凸起、惠陆低凸起以及东沙隆起。图所 示 为 陆 丰 凹 陷 文 昌 组 砂 岩 碎 屑 锆 石 年龄谱图，图中为年龄点个数。陆丰凹陷中部（如图 图 所示）及东部（如图 图 所示）锆石年龄复杂，不同时代的年龄均有分布，锆石年龄谱图具有多峰特征，其中较年轻的锆石和较老年代的锆石峰值较低，主峰值为 ，次峰值为 。这个地区锆石年龄谱特征相似，说明物源具有相似性。非常规油气油气勘探 陆丰凹陷西部锆石年龄相对简单（如图 图 所示），年龄谱主峰为中生代 ，和 ，次峰较低为 ，更老的年龄很少，说明陆丰凹陷西部物源成分较单一。图陆丰凹陷文昌组砂岩碎屑锆石 年龄谱图 惠州凹陷文昌组碎屑锆石 年龄特征惠州凹陷文昌组取样点处于辫状河三角洲和扇三角洲前缘，主要物源来自惠西低凸起和东沙隆起。图所 示 为 惠 州 凹 陷 文 昌 组 砂 岩 碎 屑 锆 石 年龄谱图，图中为年龄点个数。总体来看，惠州凹陷锆石年龄相对集中，以单峰为主，主峰值为中生代 和 ；东部有个样品出现多峰特征（如图 图 所示），但主峰值仍为中生代 ，古生代、元古代和太古代的年龄相对较少。由此说明惠州地区文昌组的物源可能较单一。图惠州凹陷文昌组砂岩碎屑锆石 年龄谱图 年月周凤娟等：珠一坳陷文昌组锆石定年物源示踪及其对储层的影响 番禺洼、恩平 洼、西江主洼文昌组碎屑锆石 年龄特征图所示西江主洼、番禺洼和恩平 洼文昌组砂岩碎屑锆石 年龄谱图，图中为年龄点个数。可以看出，珠一坳陷西部番禺洼、恩平 洼、西江主洼锆石年龄均很集中，表现为中生代 单峰值，说明西部文昌组物源成分均单一。由此可见，珠一坳陷不同凹陷文昌组锆石年龄谱特征差异明显。锆石年龄谱组合特征可以很好地反映物源区的信息，推测珠一坳陷东西部物源不同，陆丰凹陷东部和西部物源也有差异。图西江主洼、番禺洼、恩平 洼文昌组砂岩碎屑锆石 年龄谱图 ，物源示踪分析及其对储层的影响 物源示踪分析利用碎屑锆石进行物源示踪是目前物源分析比较有效的一种方法，该研究通过对比沉积区与潜在物源区的碎屑锆石年龄谱系，来确定沉积物的母岩类型。如前所述，珠一坳陷文昌组的锆石年龄主要有种特征：）陆丰凹陷中部及东部年龄复杂，年龄谱呈现多峰特征，以古生代 为主峰值，次峰是中生代 ，这种年龄谱特征与中生代沉积岩相似；）陆丰凹陷西部及惠州凹陷东部年龄相对集中，年 龄 谱 主 峰 值 为 中 生 代 ，和 ，另出现了少量古生代、元古代和太古代年龄；）惠州凹陷中部、西部及珠一坳陷西部其余次洼呈现出中生代单峰 ，的年龄特征，这种年龄谱特征与中生代花岗岩相似。区域研究表明，文昌组的潜在物源最老为中生代地层，因此如果砂岩中出现古生代甚至更老的年龄，不可能是直接来源于古生代或更老时代的地层。通过对比沉积区文昌组与潜在物源区中生代的锆石年龄谱特征，推测陆丰凹陷中部及东部文昌组物源主要为中生代沉积岩，局部可能受到火山岩的影响，而中生代沉积岩的母岩为古生代或更老的地层；惠州凹陷中部、西部及珠一坳陷西部其余次洼文昌组物源主要为中生代花岗岩；而陆丰凹陷西部及惠州凹陷东部文昌组物源主要为中生代花岗岩，同时受到中生代沉积岩物源的影响。总体来说，珠一坳陷文昌组物源东西有差异，东部以中生代沉积岩为主，西部以中生代花岗岩为主，种母岩混合区在陆丰凹陷西部和惠州凹陷东部。另外，珠一坳陷文昌组砂岩轻矿物组分及含量也可佐证，如图 所示。陆丰凹陷中部文昌组物源为中生代沉积岩，沉积岩再旋回形成的砂岩成分成熟度高，岩石组分表现为高石英、低长石和低花岗岩岩屑的特征（井和井）；陆丰凹陷西部（井）、惠州凹陷中部（井）、西部（井和 井）及珠一坳陷西部（井和 井）非常规油气油气勘探 主要受到中生代花岗岩物源的影响，表现为较低石英、较高长石和较高花岗岩岩屑的组分特征。图 珠一坳陷典型井文昌组矿物成分统计图 ，物源差异对储层的影响母岩成分决定储层的先天条件，同时影响后期的成岩演化路径，最终形成不同类型的储层。陆丰凹陷中部文昌组物源主要为中生代沉积岩，而中生代沉积岩的母岩为古生代或更老的地层，沉积岩再旋回形成的砂岩成分成熟度高，岩石组分表现为高石英、低长石特征，高成熟度的粗粒净砂岩抗压实能力强，成岩早期受机械压实作用影响小，能保存较多的原生孔隙；随着埋深的增大、温度的升高以及酸性流体的注入，少量长石和岩屑发生溶蚀，伴随少量的产物如自生高岭石沉淀和少量的自生石英胶结，由于整体上可溶组分较少，溶蚀作用相对较弱。孔隙类型以原生粒间孔为主，具有溶蚀弱、产物少的特征（如图 所示），发育低孔中渗或中孔中高渗优质储层（如图 所示）。惠州凹陷中部、西部及珠一坳陷西部其余次洼文昌组物源主要为中生代花岗岩，表现为较低石英、较高长石组分特征，长石和岩屑含量高，成分成熟度较低，抗压实能力较差，原生孔隙损失较快；中成岩 期长石和易溶岩屑发生溶蚀，形成较多次生溶蚀孔隙，同时产生大量的黏土矿物和自生石英，最终形成剩余粒间孔与次生溶孔复合孔隙；如果溶蚀形成的矿物没用被有效带走，形成的储层虽然孔隙度较高但渗透率却很低，普遍发育低孔特低渗、中孔低渗特低渗储层，如惠州中部、西江主洼和番禺洼（如图 、图 、图 和图 所示）；但此类储层如果受到强水动力改造，也能形成 中 孔 中 渗 优 质 储 层，如 惠 州 凹 陷 东 部（如图 和图 所示）。种母岩混合区形成的储层物性一般介于上述两者之间，陆丰西部储层物性还受到粒间凝灰质等因素的影响，导致物性很差，形成中孔特低渗储层（如图 和图 所示）。图 珠一坳陷文昌组孔隙类型 年月周凤娟等：珠一坳陷文昌组锆石定年物源示踪及其对储层的影响图 珠一坳陷文昌组孔隙度与渗透率关系图 以上研究为珠一坳陷文昌组优质储层预测指明了方向。首先要寻找区域物源控制性优质储层，如惠州凹陷东部惠州 洼可能受到中生代沉积岩物源影响，预测可能发育优质储层；其次对受中生代花岗岩物源影响的区域，寻找相控型优质储层，这类储层如果受到强水动力改造，也能发育优质储层；再者中生代花岗岩供源形成的中孔低渗、特低渗储层，由于孔隙度较高，而且长英质矿物含量高，后期如果有合适的储层改造工艺，也能提升这类储层的勘探潜力。结论）陆丰凹陷中部及东部，年龄复杂，年龄谱呈现多峰特征，以古生代 为主峰值；陆丰凹陷西部及惠州凹陷东部，年龄相对集中，年龄谱主峰值为中生代，另出现了少量古生代、元古代和太古代年龄；惠州凹陷中部、西部及珠一坳陷西部其余次洼，年龄集中，呈现出中生代单峰的特征。）推测陆丰凹陷中部及东部文昌组物源主要为中生代沉积岩，惠州凹陷中部及以西所有凹陷文昌组物源主要为中生代花岗岩，而陆丰凹陷西部及惠州凹陷东部文昌组物源主要为中生代花岗岩，同时受到中生代沉积岩物源的影响。）中生代沉积岩提供物源的储层成分成熟度高，具有弱溶蚀少产物的特征，较易形成低孔中渗或中孔中高渗优质储层；中生代花岗岩提供物源的储层成分成熟度较低，发育粒间孔、长石溶孔等混合孔隙，较易形成低孔特低渗、中孔低渗特低渗储层。参考文献：汪旭东，张向涛，何敏，等珠江口盆地陆丰凹陷南部文昌组储层发育 特 征 及 其 控 制 因 素 石 油 与 天 然 气 地 质，（）：，（）：朱筱敏，葛家旺，吴陈冰洁，等 珠江口盆地陆丰凹陷深层砂岩储层特 征 及 主 控 因 素 石 油 学 报，（增 刊）：，（）：葛家旺，秦成岗，朱筱敏，等惠州凹陷 构造带文昌组低孔渗 砂 岩 储 层 特 征 和 成 因 机 理 岩 性 油 气 藏，（）：，（）：孙晓猛，张旭庆，张功成，等南海北部新生代盆地基底结构及构造属性中国科学：地球科学，（）：，：，（）：鲁宝亮，孙晓猛，张功成，等南海北部盆地基底岩性地震重磁响应特 征 与 识 别 地 球 物 理 学 报，（）：，（）：鲁宝亮，王璞珺，张功成，等 南海北部陆缘盆地基底结构及其油气勘探意义石油学报，（）：，（）：周凤娟，丁琳，马永坤，等 陆丰 东洼文昌组碎屑锆石 年龄特征及其物源示踪意义中国海上油气，（）：，（）：丁琳，李晓艳，周凤娟，等珠江口盆地珠一坳陷古近系优质储非常规油气油气勘探 层差异 发 育 特 征 及 主 控 因 素 岩 石 矿 物 学 杂 志，（）：，（）：，：，（）：，（）：，（）：，：王维，叶家仁，杨香华，等 珠江口盆地惠州凹陷古近纪多幕裂陷旋回的沉积物源响应地球科学 中国地质大学学报，（）：，（）：周俊燊，邵磊，乔培军，等 南海北部深海盆地上中新统浊积砂体物源分析古地理学报，（）：，（），（）：超高温大斜度井分段改造技术获重大突破多项技术指标刷新国内纪录 年月上旬，中国石油青海油田公司的昆 井桥塞分段大规模压裂施工取得圆满成功。这是国内首次在超深超高温大斜度井中应用桥塞分段压裂技术，刷新了国内超高温基岩气藏压裂施工排量最大、加砂规模最大等多项指标，标志着中国石油超深超高温大斜度井精细分段压裂技术取得重大突破。昆 井位于柴达木盆地阿尔金山前东段昆特依凹陷昆特依一号构造带，完钻井深为 ，储层温度为 ，斜度达 ，是目前国内温度最高的基岩大斜度井。针对这口井高储层温度、高构造压力以及施工排量受限等储层改造难题，中国石油青海油田公司与中国石油工程技术研究院成立昆 井压裂技术攻关小组，开展联合攻关，顺利完成地质工程一体化提产方案设计和现场施工指挥工作，确保大规模储层改造顺利开展。昆 井采用“一段酸化三段压裂”的储层改造方案，累计施工液量为 ，加砂量为 ，刷新该类别井压裂施工纪录。其中，这口井应用的压裂液及酸液配方体系为工程技术研究院自主设计研发，压裂液整体性能与酸液腐蚀速率指标达到国际先进水平，为昆 井储层大规模高效改造提供了坚实的技术保障。（非常规油气摘自中国石油新闻中心）