第23卷第l期 2011年2月 岩性油气藏 LITH0LOGIC RESERVOIRS Vol_23 No.1 Feb.2011 文章编号:1673—8926(2011)0l一0074—05 西湖凹陷古近系沉积环境分析 ——以微体古生物化石为主要依据 蒋海军l ',胡明毅 ,胡忠贵 ,柯 岭 ,徐艳霞 ,吴联钱 (1.长江大学地球科学学院;2.中国石化西北局;3.长江大学油气资源与勘察技术教育部重点实验室) 摘要:东海盆地西湖凹陷古近系包括花港组、平湖组和宝石组,是西湖凹陷比较重要的地层,也是烃源 岩较发育的层位。因此.前人对西湖凹陷古近系的沉积环境作过大量的研究,但是对于平湖组不同的人持 有不同的观点。文中通过对西湖凹陷BS一1,CHX一1,TWT一1,DQ~1,PH一1,NB2—1—1等井的微体古生物化 石资料(孢粉、钙质超微化石、介形虫、有孔虫、盘星藻、海相沟鞭藻等)进行研究认为:花港组为陆相沉积, 有争议的平湖组上部为陆相沉积.中下部为海相沉积,宝石组为陆相沉积.并推断古近系为亚热带气候。 关键词:微体古生物化石:孢粉;沉积环境;古近系;平湖组;西湖凹陷 中图分类号:TE121.3 文献标识码:A 古近系是西湖凹陷比较重要的地层,也是烃源 岩较发育的层位,前人对其沉积环境作过大量的研 究。但是对于平湖组的沉积环境不同的人持有不同 南分别与福江凹陷和钓北凹陷相接 (图1)。西湖 凹陷在构造上具有东西分带和南北分区的特点,自 西向东依次可分为西部斜坡带、中央洼陷反转带和 东部断阶带 6_。研究区的6口井主要位于西部斜坡 的观点:如林志强等n]认为西湖凹陷始新统平湖组 为半封闭海湾沉积环境,海水由南向北侵入,平湖 组下段为海湾浅水一滨岸一滨岸冲积平原相沉积, 平湖组中段为潮坪一三角洲相沉积,平湖组上段为 三角洲相沉积:陈琳琳等口 讨论了西湖凹陷始新统 带和中央洼陷反转带上,而这2个带是油气的主要 聚集地区。因此,弄清这些井古近系的沉积相,对于 平湖组沉积层序特征及控相机制,认为平湖组可分 为3段。其中下段和中段为内浅海沉积背景,上段 为陆相湖泊沉积;随后陈琳琳_3 还认为平湖组为近 海平原湿地沉积,以陆相煤系地层沉积为主。针对 上述争议.本文作了进一步的研究,旨在查明平湖 组的沉积环境,更好地为油田的勘探和开发服务。 1 区域地质背景 西湖凹陷位于东海陆架盆地中部.呈北北东向 展布,南北长约420 km,东西宽约100 km,面积约 4.2x10 km ,新生界最大埋深1.5x10 1TI,是中国海 域面积最大、埋深最深的凹陷之一,同时也是东海 盆地油气资源最丰富、勘探潜力最大的凹陷H]。西 湖凹陷东邻钓鱼岛隆褶带,西邻海礁隆起,向北、向 收稿日期:2010—04—27;修回日期:2010—10—15 图1西湖凹陷构造及井位分布图 Fig.1 The structure and well location map of Xihu Sag 基金项目:国家重大专项子课题“中国近海烃源岩与油气特征研究”项目(编号:2008ZX05023—01)资助。 第一作者简介:蒋海军,1983年生,男,长江大学在读硕士研究生,主要从事沉积相、层序地层学和储集岩成岩作用等方面的研究。地址 (434023)湖北省荆州市南环路lg- ̄t[大学东校区904信箱地球科学学院O8级研究生。E-mail:jhj0896@126.eotn 2011年 蒋海军等:西湖凹陷古近系沉积环境分析 75 更好地指导勘探和开发具有重要意义。 煤层和沥青质煤。先后经历的构造运动有雁荡运 西湖凹陷自古近纪以来发育的地层包括古新 动、瓯江运动和玉泉运动。通过对西湖凹陷岩性和 统灵峰组(研究区6口井未钻遇该地层),始新统宝 构造运动特征以及古生物资料的研究,可以推断出 石组、平湖组和渐新统花港组。颜色主要为灰色、深 大致的沉积相 和古气候.最后形成了西湖凹陷古 灰色,岩性主要为泥岩、粉砂岩和细砂岩。夹少量的 近系地层综合柱状图(图2)。 地层系统 厚度/m 岩性剖面 沉积相 主要岩性简述 构造运动 古气候 系 统 组 渐 花 深灰色泥岩夹砂岩.煤层和砂岩含钙质. 略干旱的亚 新 港 1 Oo0~2 Ooo 湖泊相一河流相 深灰色泥岩和灰白粉砂岩互层.夹泥晶 热带气候 统 组 灰岩和白云质泥岩 玉泉运动 古 上段灰一深灰色泥岩、浅灰色粉砂岩、 上 始 Ⅲ 细砂岩互层.夹炭质泥岩及沥青质煤; 湿热的亚热 新 湖 河流相一滨海相 中段灰一深灰色泥岩与浅灰色泥岩粉 带气候 近 统 组 砂岩、细砂岩互层:下段灰质泥岩与粉 1 O00~5 0o0 砂岩、白云质泥岩呈薄互层 系 魄"0遥明 中下 始新 宝 石 湖泊相 以大套的泥岩为主,夹薄层致密含泥质 潮湿的亚热 统 组 灰质粉砂岩 带气候 古新 未钻 雁荡运动 统 及 l O00~5 O0o 图2西湖凹陷古近系地层综合柱状图 Fig.2 The comprehensive histogram of Paleogene in Xihu Sag 2 微体古生物化石环境意义 藻,是一种低等浮游植物,广泛分布于现代海洋,也 见于内陆湖泊;有孔虫是一类古老的原生动物,种 孢粉是孢子和花粉的简称。孢子植物的孢子和 被子植物的花粉都是生殖细胞,其细胞壁可分为2 类繁多,可作为判定地质年代和探测石油的标准化 石,从寒武纪至今都存在着;介形虫现存2000种, 层:内壁由纤维素组成,质软,易遭破坏;而外壁质 包括海生、淡水生和陆生种类,从晚寒武纪到近代 密、较硬,可形成化石。孢粉组合通常可用来推测地 均发现许多化石:钙质超微化石是颗石藻纲表面的 质时代并进行地层对比,同时还能反映古环境和古 钙质骨骼及与其相近化石的统称,是典型的海相化 气候。盘星藻为世界性广温型淡水藻类,生于浅水 石,可靠的钙质超微化石始于侏罗纪。西湖凹陷重 型的湖泊、池塘、洼地或小河流:沟鞭藻也称为甲 要古生物类型及代表环境见表1。 表1西湖凹陷重要古生物种类及代表环境 Table 1 The important palaeontoiogic species and representative environment in Xihu Sag 3 单井古生物化石分布及环境分析 发育,仅在平湖组和花港组岩心中见到一些双壳类 和植物碎片化石,反映了海陆交互的沉积环境。但 西湖凹陷古近系岩心中大的古生物化石不太 在西湖凹陷古近系地层中微体古生物化石[旧 发 76 岩性油气藏 第23卷第1期 育,主要有有孔虫、介形虫、钙质超微、孢粉等微体 质超微化石,均表明平湖组为一套海相沉积。 古生物化石。这些微体古生物化石除可应用于确 CHX~1井花港组和平湖组包含丰富的孢粉化 定地质年代外,其沉积环境意义也十分重要,特别 石,分别为单、双柬粉属一栎粉属一三瓣粉属一高腾粉 是对于海相和陆相沉积环境的判别具有重要的指 属组合和桤木粉属一高腾粉属组合,推断为温热的 向意义。本次研究过程中将研究区6口井(BS一1, 亚热带气候。该井在下部的平湖组含有较多的海相 CHX一1,TWT一1,DQ一1,PH一1,NB2—1—1)大致按照 沟鞭藻,种类较多,指示了海相沉积环境;在上部的 从南向北的顺序对微体古生物化石类型及其反映 花港组出现较多的盘星藻和疑源藻,指示陆相淡水 的沉积环境进行了详细分析,结果如下: 湖泊沉积环境(图3b)。在井深2233.05 in的花港组 BS一1井位于西湖凹陷南部,该井古近系生物化 出现较多海相沟鞭藻,且与下部出现类型相同,表明 石以孢粉为主,主要为瘤面海金沙孢属一水龙骨科一 花港组可能出现过一次海侵。 杉科一黄桤粉属组合,推断为湿热的亚热带、热带气 TWT一1井花港组和平湖组孢粉化石丰富, 一包括 候。见少量沟鞭藻,主要有繁棒藻属(Cleistosphaeri. 粉属一栎粉属一杉粉属一桤木粉属组合和桤木粉 [星 dium)、心球藻属(Cordosphaeridium)等,指示海相环 属组合,推断为较湿热的亚热带气候。花港组出 , 叫 滨海相 o 境。其中宝石组除顶部有零星的海相沟鞭藻分布 现较多数量的盘星藻,还出现大古化石台湾蓝蚬属 外,大部分井段未发现沟鞭藻,推断顶部沟鞭藻为上 (Taiwancorbicula).均代表陆相淡水或者半咸水环 覆地层掉落:同时该组有零星的钙质超微化石.但标 境;同时出现少量 的海相沟鞭藻化石,如磷光德 本溶蚀和增生现象比较普遍。可能由邻区搬运而来, 弗兰藻(Delfandreaphosphoritica)和圆膜藻未定种 推断为陆相沉积。BS一1井始新统平湖组海相沟鞭 (Cyclonephelium sp.),可能代表一次海侵。平湖组 藻频繁出现(图3a),含量最高可达4.0%,同时见钙 含有较多的5个属的钙质超微化石,如棒石属(Rha- 地层 ̄/J[/m 花粉 孢子 萎盘星藻 {勰 疑源类 地层深度,m 花粉 孢子盘星藻嚣霍薯襻; 疑源类 260o I ‘ ● f- _ 280o 花港组 tI- 一 上段 平湖组3o0O 。 ●-——一 k F32【x】 花港组 _ 3400 下段 ,/ . ●宝石组36o0 平湖组 380o fb 0 100 0 20 010 010 1oo o 2040 o1o o1o 0lO o1o 微体生物化石含量,% 礅体生物化石含量,% 地层深度,m 花粉 孢子 嚣雹薯 大古 有孔虫 地层深度,m 花粉 孢子 羹霎盘星藻球藻疑源类 2000 3650 ● ● , _ 花港组 上段2500 花矍 3上B£ 000 }: : ●一 …一37oo 一 . ——_ r_ 卜耻 陆 3500 //●— ——~ 平湖组3750 l | 『 40o0 ● 中下段 平湖组 I 一 ● 38o0 4500 r 、 5oo0 3850 (d) 0 100 0 20 4O 010 010 01O 0 80 o 20 40 o 20 o1o o 1o o1o 微体生物化石含量,% 微体生物化石含量/% 地层 深度,Ⅲ花粉 孢子 囊羹 盘星藻 疑源类 地层深度,m花粉 孢子 浮游藻类 盘星藻疑源类 花下段 上孽 平中段 F . 一 _; 。— — : : / 平下段 l『}I ‘一. ; l : :_ } (e) 二 , O 1o0 o 50 o 50 o 5 微体生物化石含量,% 图3单井微体古生物化石分布图 Fig.3 Graph showing microfossils distribution of single well (a)BS一1井;(b)CHX一】井;(c)TwT一1井;(d)DQ一1井;(e)PH一1井;(f)NB2-1-1井 2011年 蒋海军等:西湖凹陷古近系沉积环境分析 77 bdolithus)、簇形石属(Fasciculithus)、胶结球石属 (Daktylethus)、小顶星石属(Micrantholithus)、兰子石 沉积环境;平湖组上部盘星藻较发育,为陆相湖泊 环境.中下部发育海相沟鞭藻和少量钙质超微化石, 为浅海沉积背景;宝石组为陆相沉积环境。进而认 属(Scyphosphaera);还含有拟单栏虫属(Haplophra- gmoides)一面包虫属(Cibicides)浮游有孔虫组合,据 此可推断该井段为近岸浅海至滨岸沼泽相沉积(图 3c)。 为有争议的平湖组沉积环境为海陆过渡环境,海相 古生物主要分布于平湖组的中下部,控制着平湖组 上段的沉积。按照从南到北的顺序对区内6口井进 行古环境特征分析.认为北部受海水影Ⅱ向的结束时 间要早于中南部。 参考文献: [1]林志强,周平.东海西湖凹陷新生界沉积相的演化[J].海洋地 质与第四纪地质,1994,14(2):63—70. [2]陈琳琳,王丽顺.东海西湖凹陷始新统平湖组沉积层序特征及 控相机制讨论[J].上海地质,1995,54(2):51-61. [3]陈琳琳.东海西湖凹陷平湖组沉积环境演化[J].海洋地质与第 四纪地质,1998,18(4):69—78. [4] 叶加仁,顾惠荣.东海西湖凹陷油气地质条件及其勘探潜力 [J].海洋地质与第四纪地质,2008,28(4):l11—116. [5] 陈琳琳.西湖凹陷陆盆冲积体系河道演变规律探讨[J].上海地 质,2003,85(1):40—44. DQ一1井孢粉主要为高腾粉属和三瓣粉属一栎 粉属一双束松粉属一单束松粉属组合。推断为温度下 降的亚热带气候。在3 665 m井段盘星藻发育,指 示陆相沉积环境(图3d)。蕨类孢子含量从平湖组 至花港组中下段自下而上逐渐上升,且含量较高,反 映河、湖沼湿地之类的局部性植被发育。该段地层 中蕨类孢子含量自下而上增多,同时疑源类含量自 下而上剧减.都说明受海水的影响减弱。 PH—l井在花港组下段和平湖组中上段多次出 现的浮游藻类含量较高值层段,主要为盘星藻和疑 源类,可能指示了淡水湖泊沉积环境(图3e);平湖 组下段含海相沟鞭藻较多,指示海相环境。 NB2—1—1井在平湖组下部出现的浮游藻类含 『6]武法东.周平.东海陆架盆地西湖凹陷第三系层序地层与沉积 量较高值层段.主要为疑源类和球藻及少量盘星藻, 可能反映有淡水或者半咸水的存在(图3f)。表明该 区从古新统开始一直是陆相沉积环境,没有或很少 受到海侵的影响。 体系分析[M].北京:地质出版社,2000:20—32. 『7] 代黎明,崔忠国.渤海海域新近系浅水三角洲沉积体系分析 [J].岩性油气藏,2007,19(4):75—81. [8]武春英,韩会平,蒋继辉,等.鄂尔多斯盆地大路沟地区长6油 层组沉积相特征研究[J].岩性油气藏,2009,21(3):35—39. [9]郑荣才,王海红,韩永林,等.鄂尔多斯盆地姬塬地区长6段沉 4 结论 古生物是判别沉积环境,特别是判别海相或陆 积相特征和砂体展布[J].岩性油气藏,2008,20(3):21—26. [10] 曾勇,胡斌,林明月,等.古生物地层学[M].徐州:中国矿业出版 社.2008:36—97. 相沉积环境最准确的标志。以上对西湖凹陷单井微 体古生物资料的分析表明,该区具有以下特征: (1)西湖凹陷古近系微体古生物化石组合孢粉 占绝对优势(根据孢粉组合推断古近系是亚热带气 [11] 张玉兰.东海陆缘地区晚第四纪沉积的孢粉及其古环境意义 [J].海洋地质与第四纪地质,2004,24(3):91-96. [12]胡鸿钧,李尧英,魏印心,等.中国淡水藻类[M].上海:上海科 学技术出版社.1980:314—317. 候),浮游藻类所占比例很小,见少量钙质超微化石 和介形虫。 (2)依据微体古生物化石认为:花港组为陆相 [13]郑执中,郑守仪.黄、东海及邻近水域浮游有孔虫地理区划的 初步探讨[J].海洋与湖沼,1963,5(3):207—214. [14]汪品先,闵秋宝.东海底质中钙质超微化石的初步研究[J].海 洋学报,1981,3(1):188—192. Sedimentary environment of Paleogene in Xihu Sag: Microfossil as the main foundation JIANGHai-jun ,HUMing—yi ,HUZhong—gui ,KELing ,XUYan—xia ,WULian-qian (1.SchoolofGeosciences,Yangtze University,flngzhou434023,China;2.NonhwestOilifeldCompany,Sinopec, Urumqi 83001 1,China;3.Key Laboratory ofExplortaion Technologiesfor 0以and Gas Resources,Minhtry ofEducation,Yangtze University,Jingzhou 434023,China) Abstract:The group of Paleogene in Xihu Sag in Donghai Basin contains Huagang Formation,Pinghu Formation and 78 岩性油 气藏 第23卷第1期 Baoshi Formation,which not only are the important layers but also the layers where hydrocarbon souree rocks developed wel1.Predecessors made a great deal of studies on sedimentary environment in Xihu Sag,but diferent people have different view-point to Pinghu Formation.Through the study on the microfossil data(spore and pollen,calcareous nanno— fossils,ostraeods,foraminifera,pediastrum,marine dinoflagellates etc.)in BS一1,CHX一1,TWT-.1,DQ一1,PH一1 and NB2M一1 well in Xihu Sag,it is believed that Huagang Formation should be terrestrial deposit,with marine deposit in middle and lower part and terrestrial deposit in the upper part,and Baoshi Formation should be terrestrial deposit.It is deduced that Paleogene should be the subtropical climate. Key words:microfossil;spore and pollen;sedimentary environment;Paleogene;Pinghu Formation;Xihu Sag (编辑 于惠宇) (上接第66页) 傅小康,霍永忠,叶建平.低阶煤煤层气富集模式初探[J].中国 煤田地质与勘探,2008,36(1):22—26. 煤层气,2006,3(3):24—26. [8] 钱凯,赵庆波,汪泽成.煤层甲烷气勘探开发理论与实验测试 陈水利,李敬功,王向功.模糊数学理论及其应用fM].北京:科 技术[M].北京:石油工业出版社,1997. 学出版社,2005. [9] Barr K.A guideline to optimize drilling lfuids for CoMbed metha33e 王一兵,田文广,李五忠,等.中国煤层气选区评价标准探讨[J]. reservoirs[R].SPE 123175,2009. 地质通报.2006.25(9/10):1 104—1 107. [1O] 张宝生.彭贤强。罗东坤.中国煤层气目标区综合评价与优选 Ross H E,Hagin P,Zoback M D.CO2 storage and enhanced eoalbed 研究[J].资源科学,2009,31(4):681—685. methaBe recovery:Reservoir characterization nad lfuid lfow simulatiODS 黄籍中.四川I盆地页岩气与煤层气勘探前景分析[J].岩性油气 fotheBigGeorgecoal,PowderRiverBasin,Wyo 【lg,USA[J].Interna- 藏.2009,21(2):l16 ̄120. tional Journal ofGreenhouseGasControl,2009,3(6):773—786. [12] 刘雯林.煤层气地球物理响应特征分析[J].岩性油气藏,2009, 孙斌,邵龙义,赵庆波,等.二连盆地煤层气勘探目标评价[J]. 2l(2):113~l15. Study on system and method of ranking coalbed methane development perspectives KANG Yuan—yuan ,SHAO Xian-jie ,SHI Let ,SHAN Yu ,YU Hang (1.Department ofPetroleumEngineering,YanshanUniversity,Qinhuangdao 066004,China; 2.qingh ̄i Oilifeld Company,PetroChina,Mangya 816400,China) Abstract:Ahhough the study on coalbed methane(CBM)has lasted for 20 years in China,the ranking system of CBM perspectives has not been established,which restircts the large—scale industiral development of CBM.Based on a large number of basic information and former researches on CBM,the influences of geological factors in coal reservoir on the enrichment abundance and the development effect of CBM are analyzed detailedly,and the relevant assessment index system for CBM perspectives is built up.The wetght value is determined by AHP and a group of processing functions have been designed for different types of indices.The wetghted average model is used to comprehensively evaluate the perspectives.Finally,some CBM regions in China are comprehensively evaluated.The practical application has a good result,so it can be used to effectively guide the exploration and development of the coalbed methane. Key words:coalbed methane;perspectives;ranking;comprehensive evaluation (编辑 杨琦)