基础地质知识 水的“孩子”——储层沉积相

2010-12-09 02:44:00

    石油、天然气的生成和分布与沉积相的关系密切,尤其是储油层的形成和分布更是受一定的沉积相所控制。因此,研究沉积相对寻找油、气田有重要意义。

    沉积相是指在一定的沉积环境中所形成的岩石组合。沉积环境包括岩石在沉积和成岩过程中所处的自然地理条件、气候状况、生物发育、沉积介质的物理化学性质及地球化学条件。而岩石组合是指岩石的颜色、结构以及各种岩石的相互关系和分布情况等。不同的沉积环境,所形成的岩石的成分组合不同;一定的岩石组合又反映了一定的沉积环境。二者之间有紧密的内在联系。

    不同类型的沉积相形成于不同的沉积环境,在沉积环境中起决定作用的是自然地理条件,以此为依据,一般把沉积相分为以下的类型。

    但无论哪种类型,其形成过程都离不开水的作用。

    

    1星罗棋布的陆相沉积相

    

    陆相沉积的过程主要发生在大陆上相对较低的地方,即所谓的沉积区;而那些相对较高的地区是沉积区的物质供给区,称为侵蚀区。

    陆相沉积的共同特点是形成条件复杂,沉积类型多,且在时间和空间都有较大变化。陆相沉积以碎屑岩和粘土岩为主,含较多的陆相矿物,不稳定矿物如高岭石等,缺乏海绿石等海相矿物。岩石碎屑多具棱角,分选不好,层理类型很多。沉积物搬运距离不大,离岩母近。陆相沉积的生物以淡水动物和陆生植物为主,如蚌、螺、叶肢介、脊椎动物、成煤植物等。

    陆相沉积分布很广,类型很多,岩性、岩相变化较大。对油、气勘探来讲,尤以河流相和湖泊相更为重要。

    河流相可分为河床相、河漫滩相及牛轭湖相。就储油气性质而言,河床相砂岩常是良好的储集层,孔隙性和渗透性较好,胶结疏松。河漫滩相和古河流相及牛轭湖相粒度较细,泥质含量较多,储油气性质不如河床相。研究河流相,对于恢复古地形和古河流的发育,判断物质来源和方向等也有重要意义。

     湖泊的沉积(近海和远海的)是陆相沉积中分布最广泛的沉积之一,与油、气关系密切,意义很大。近海湖泊沉积对油气的生成和储存有更为优越的条件。

    按湖水含盐度的不同,可分为淡水湖和盐湖两类,前者含盐度小于3.5%,后者大于3.5%,二者沉积条件差别甚大,故湖泊相又分为淡水湖泊相和盐湖相。

    

     2 油气开发新的主战场——海相沉积相

    

    一般说来,海相沉积以化学岩、生物化学岩和粘土岩为主,碎屑岩次之。另一特点是沉积面积很广,海洋是接受沉积的最主要最广阔的场所,层位稳定,岩性变化不大,易于对比。由于海水深浅不同,物理化学环境(温度、压力、波浪作用力、化学成分等)和生物环境等的不同,形成的沉积物也不同。因此,海相又分为滨岸相、浅海相、半深海相、深海相,他们对油、气田勘探有不同的意义。

     滨岸相沉积发生在海水涨潮线和退潮线之间的狭长海岸带。水深一般在10m以内。岩石类型以碎屑岩为主,主要为砂岩和砾岩,偶见粘土岩及生物碎屑灰岩。由于海水时进时退,波浪作用力强,所以磨圆度和分选效果好,常具交错层、波痕、干裂等。含海生动物贝壳,但多破碎。滨岸相砂岩常沿海岸成条带状分布,砾岩成透镜状,沿海岸断续分布,滨岸相沉积横向变化大。

    浅海是指退潮线至水深200m的地带,约相当于大陆架的海洋部分。这一带的特点是波浪作用力减小、阳光充足、底栖生物繁盛,所以沉积物以细碎屑物质及化学和生物化学沉积物质为主,富含生物化石。地质时代的海相地层绝大部分属于浅海相,浅海相在水深0-70m地带沉积类型较多,既有大量的砂岩、粉砂岩和粘土岩,又有大量碳酸盐岩(主要为石灰岩)及其它化学岩,粒度由粗到细呈带状大致平行于海岸分布,但有时分带性不明显,层理类型以水平层理为主,波状层理也很常见。这一带生物繁盛,化石丰富,主要是各种底栖生物和藻类。水深在70-200m地带,水动力条件减弱,碎屑岩减少,化学沉积占优势,化石种类趋向单调,以水平层理为主。

     半深海相是指海平面下200-2000m,深海在2000m以下地区,这些地带海水深度大,水动力条件微弱,主要沉积物是具有灰质和硅质硬体的微小浮游生物遗体堆积而成的生物软泥。

    海相沉积与油、气关系密切,海相地层对油、气具有有利的生、储、盖条件,这已为石油勘探的长期实践所证实。浅海相的粘土岩和碳酸盐岩中含有丰富的有机物质,具备良好的孔隙性和渗透性,呈层状产出,分布广,层位稳定,是很好的储集层,海相碳酸盐岩,特别是礁灰岩,储集性能好,也是一种良好的储集层;泥质岩、泥灰岩和石膏层可作为良好的盖层。截至目前为止,海相油田在世界大油田中仍占据多数。我国海相地层广泛分布,尤其西南地区海相地层发育,对油、气勘探来说,有广阔的远景。

    

    3 江河奔流到海的留恋——过渡相沉积相

    

    过渡相沉积相,简称过渡相,其最大特征是海水含盐度往往不正常,常因河流注入而淡化或因闭塞蒸发而咸化。过渡相厚度很大,一般为几百米,有时达千米以上,这是主要特征之一。

    三角洲相是指携带着大量砂泥质碎屑的河流入海(或湖)在河—海(湖)水动力共同作用下,在河口区形成的尖顶指向陆地的三角形的沉积体,三角洲因此得名。三角洲相因受河流、波浪、潮汐及岸流影响程度的差别,形态有所不同,但总体上自陆向海(湖)可分为三部分:三角洲平原,三角洲前缘,前三角洲。

    三角洲相与油气的关系密切,因为有如下有利条件:

    ①生油条件:前三角洲,水体安静,有机质含量高为还原环境,可向石油转化,为良好的生油环境,其中含有机质高的泥岩为良好的生油岩。

    ②储集条件:三角洲前缘有发育良好的河口砂坝、远砂坝和席状砂等砂体,其砂质较纯,分选性好,储油物性好,并临近生油环境的前三角洲,是良好的油气储集环境。

    ③盖层条件:三角洲破坏期的海相泥以及分流间湾泥以及三角洲平原的沼泽泥是良好的盖层。

    ④圈闭条件:三角洲向海推进时,可产生同生滚动背斜及同生断层,形成良好的构造及岩性构造圈闭。

    对沉积相进行分析,可以恢复古代自然地理环境及沉积条件,借以了解油、气生成和分布变化规律,为含油、气远景评价提供依据。(石油知识编辑部)

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