王 宇,李舒曼,張 遠(yuǎn),湯 睿,劉武波 (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北武漢430100)
三疊盆地是泛非構(gòu)造運(yùn)動(dòng)后在前寒武系結(jié)晶基底上由古生界克拉通盆地、中生界坳陷盆地和新生界被動(dòng)大陸邊緣盆地疊加而成的復(fù)合型含油氣盆地[1]。該盆地是阿爾及利亞重要的含油盆地之一,油氣資源十分豐富,阿爾及利亞油氣原始地質(zhì)儲(chǔ)量的70%位于該盆地[2]。奧陶系的Hamra組是盆地工區(qū)內(nèi)三套主儲(chǔ)層之一,目前已有油氣發(fā)現(xiàn),是非常重要的研究勘探的層段。目前,前人對(duì)Hamra組地層比較細(xì)致的沉積相研究分析非常少。由于沉積相分析是進(jìn)行層序地層研究和儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方面的基礎(chǔ),對(duì)認(rèn)識(shí)和剖析盆地演化史,指導(dǎo)相關(guān)油、氣資源勘探開發(fā)工程具有重要意義。為此,筆者結(jié)合工區(qū)內(nèi)已掌握的所有井的錄井、測(cè)井和取芯的數(shù)據(jù)資料,對(duì)三疊盆地奧陶系Hamra組的沉積相進(jìn)行了比較細(xì)致的研究分析,希望能對(duì)以后該工區(qū)內(nèi)的各個(gè)方面的地質(zhì)研究工作提供一些理論上的參考。
三疊盆地位于阿爾及利亞撒哈拉地臺(tái)北部,是阿爾及利亞的主要含油氣盆地,面積約30×104km2。研究區(qū)位于三疊盆地的東北部,橫跨達(dá)馬哈隆起和哈西邁薩烏德隆起2個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元,面積約為5377.97km2[3]。三疊盆地的整個(gè)演化過程主要經(jīng)歷了加里東、海西、早阿爾卑斯和晚阿爾卑斯4個(gè)構(gòu)造階段,各構(gòu)造階段不同的褶皺幕運(yùn)動(dòng)對(duì)盆地產(chǎn)生了不同程度的影響,形成了目前的構(gòu)造面貌和沉積地層[4]。筆者研究的目的層位是三疊盆地早古生代奧陶系的Hamra組,其HST體系域段被晚奧陶世太康運(yùn)動(dòng)剝蝕;該組為一套灰白色細(xì)砂-粉砂巖,局部夾黑色泥巖,屬于濱海相沉積環(huán)境。
巖石顏色可以作為直接判斷該巖層沉積時(shí)的氣候狀況、水介質(zhì)氧化-還原條件等標(biāo)志[5]。奧陶系的Hamra組地層以一套灰白色、灰綠色細(xì)砂-粉砂巖為主,局部夾黑色泥巖,反映出沉積環(huán)境為無障壁海岸的缺氧的弱還原環(huán)境。
不同的沉積環(huán)境發(fā)育不同的巖石類型組合,因此,巖石類型組合也是重要的相標(biāo)志[6]。研究工區(qū)內(nèi)的Hamra組以細(xì)粒石英砂巖為主,次為泥巖。
Hamra組砂巖發(fā)育于上部和中部,上部為一套細(xì)粒石英砂巖,顏色以灰綠色為主,分選好、磨圓度好,存在生物介殼,砂巖中見透鏡狀層理、平行層理和低角度交錯(cuò)層理,表明為一套后濱沉積。中部為一套細(xì)-粉砂巖,顏色主要為灰白色,分選及磨圓度良好,含黃鐵礦和云母,發(fā)育平行層理和生物擾動(dòng)構(gòu)造,屬于前濱和近濱沉積環(huán)境。底部為一套粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥巖互層,發(fā)育水平層理,指示是水動(dòng)力較弱的環(huán)境,為濱外陸棚沉積。
圖1 研究工區(qū)Hamra組主要沉積構(gòu)造
研究區(qū)Hamra組沉積構(gòu)造見平行層理、板狀交錯(cuò)層理、透鏡狀層理、水平層理和低角度交錯(cuò)層理 (見圖1),其中平行層理、板狀交錯(cuò)層理、透鏡狀層理和低角度交錯(cuò)層理發(fā)育于砂巖中,表明水動(dòng)力條件較強(qiáng),屬于前濱帶和近濱帶;水平層理發(fā)育于泥巖中,表示了水動(dòng)力條件較弱,應(yīng)為濱外陸棚沉積。
結(jié)合以上巖石組合特征和沉積相標(biāo)志,可認(rèn)為奧陶系Hamra組為一套濱海相沉積,可劃分為濱岸相和淺海陸棚相2個(gè)相帶,并進(jìn)一步劃分出后濱亞相、前濱亞相、近濱亞相和濱外陸棚亞相這4個(gè)亞相。工區(qū)Hamra組的沉積相剖面圖如圖2所示。
圖2 研究工區(qū)Hamra組沉積相剖面圖(H6井)
后濱亞相位于最大風(fēng)暴潮線與平均高潮線之間,平時(shí)暴露于地表經(jīng)受風(fēng)的作用,只有在特大高潮或風(fēng)暴浪時(shí)才有沉積作用發(fā)生[7]。該亞相以灰綠色-灰色細(xì)砂巖為主,粒度較沙丘帶粗,磨圓度及分選較好。砂巖中主要發(fā)育的層理類型為平行層理 (見圖1(b))和低角度交錯(cuò)層理 (見圖1(c))。該亞相在自然伽馬曲線上主要反映為微齒化漏斗形(見圖2)。
前濱亞相位于平均高潮線與平均低潮線之間的潮間帶,地形平坦,起伏較少,并逐漸向海傾斜[7]。該亞相以一套灰色-灰白色石英細(xì)砂-粉砂巖為主,含有黃鐵礦和云母,可見貝殼碎片,具有磨圓度和分選較好,結(jié)構(gòu)成熟度較高,粒度相對(duì)其它亞相較粗等特點(diǎn)。砂巖中發(fā)育層理類型為平行層理和交錯(cuò)層理 (見圖1(d))。該亞相在自然伽馬曲線上主要表現(xiàn)為低伽瑪值,顯示為齒化箱形或鐘形 (見圖2)。
近濱亞相位于平均低潮線至浪基面之間的朝下帶,常年浸沒于海水之下[7]。該亞相以一套灰白色-深灰色細(xì)砂-粉砂巖為主,分選及磨圓度較好。砂巖中發(fā)育有板狀交錯(cuò)層理 (見圖1(a))及生物擾動(dòng)構(gòu)造(見圖1(e)),水動(dòng)力條件比較強(qiáng)。該亞相在自然伽馬曲線上呈齒化形態(tài) (見圖2)。
濱外陸棚位于過渡帶外側(cè)至大陸坡內(nèi)邊緣的淺海區(qū),也常稱為“陸架”或“陸棚”[8]。該亞相巖性主要以一套灰黑色的粉砂質(zhì)泥巖與黑色的泥巖互層為主,礦物成熟度高,磨圓度高,分選性好,水體深處見水平層理 (見圖1(f))發(fā)育,表示沉積環(huán)境為水動(dòng)力條件較弱且水體較深的還原環(huán)境。該亞相在自然伽馬曲線上呈指狀形態(tài) (見圖2)。
圖3 研究工區(qū)Hamra組沉積相展布圖
依據(jù)對(duì)連井對(duì)比剖面、關(guān)鍵井的井資料、單井沉積相精細(xì)分析和地震屬性資料的分析研究,總結(jié)出了Hamra組的沉積相展布圖(見圖3)。由圖3可知,Hamra組為濱淺海沉積,在工區(qū)內(nèi)發(fā)育廣泛,砂體由NW-SE方向展布,濱岸砂體受浪控作用影響連續(xù)發(fā)育并延伸,在平面上呈寬闊的帶狀分布。砂體連續(xù)性比較好,有利于發(fā)育較好的儲(chǔ)層和形成油氣藏。
通過井上資料的分析研究,在結(jié)合地震資料的對(duì)比,對(duì)阿爾及利亞三疊盆地奧陶系Hamra組沉積相特征有了一下2點(diǎn)認(rèn)識(shí)。
(1)研究工區(qū)Hamra組可劃分為濱岸相和淺海陸棚相2個(gè)相帶,進(jìn)一步劃分出后濱亞相、前濱亞相、近濱亞相和濱外陸棚亞相這4個(gè)亞相。
(2)研究工區(qū)Hamra組發(fā)育大套砂巖,僅局部夾部分泥巖,巖性以灰綠色-灰白色細(xì)砂-粉砂巖為主,分選和磨圓度較好,平面上由NE-SW向展布,其沉積環(huán)境水動(dòng)力條件較強(qiáng),砂體連續(xù)性較好,有利于儲(chǔ)層的發(fā)育。根據(jù)對(duì)工區(qū)井資料和地震資料的分析,認(rèn)為阿爾及利亞三疊盆地奧陶系Hamra組為一套無障壁型海岸的濱淺海沉積。
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