自然伽马曲线应用于古气候.古环境研究--以柴达木盆地七个泉地区

2015年10月

第29卷第5期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀

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M I N E R A LR E S O U R C E SA N D G E O L O G Y

㊀㊀㊀㊀

V o l . 29, N o . 5, O c t . 2015

自然伽马曲线应用于古气候㊁ 古环境研究

以柴达木盆地七个泉地区古近新近纪地层为例-梁文君1, 肖传桃1, 代城建2, 肖㊀ 胜1, 张炜烽2

(长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室, 湖北武汉㊀ 41. 30100; ) 中国石油大学(北京) 油气资源与探测国家重点实验室, 北京㊀ 12. 02249

摘㊀ 要:关于全球气候变化过程的研究一直是国内外关注的焦点, 而将G 古R 曲线应用于重建古环境㊁ 气候方面的工作目前还处于尝试性阶段㊂ 本文在研究七2利用水体盐度㊁ 古生3井G R 曲线的基础上, 物化石资料加以验证, 发现G 沉积环境的变迁㊂ 并据此完整恢复了研究R 曲线可以敏感地反映古气候㊁ 区干旱气候ң 暖湿气候ң 干旱气候的4次波动, 扇三角洲相与滨浅湖相的交替沉积, 水体在湖盆扩张与收缩过程中浅ң 深ң 浅的变化㊂ 且在G 总结出波频高R 值下降ң 气候变干ң 水体变浅的普遍规律下, 低和波幅大小的一系列组合可以较为详尽的反映沉积环境信息㊂ 同时G R 曲线的突变有记录短时间内线能够成为恢复古环境㊁ 古气候的有用参考指标㊂ 关键词:自然伽马曲线; 古气候; 古环境; 波幅; 波频

() 中图分类号:Q 914. 5; P 531㊀㊀ 文献标识码:A㊀㊀ 文章编号:1001-5663201505-0698-05沉积环境及气候突变事件的能力, 由此可提取出研究区与青藏高原隆升有关的古地理信息㊂ 故G R 曲

0㊀ 引言

等一系列全球性钻探计划的实施, 关于全球气候变化过程的研究在我国开始逐步兴起, 并在很大程度上推

1-3]

㊂ 纵向连续性好㊁ 动了测井地质学的发展[分辨率

机碳含量等代用指标, 对柴达木盆地七个泉构造东南部七东1井及东北部七2新近纪时期3井的古近纪㊁ 的沉积环境㊁ 古气候演化过程进行了综合分析㊂ 以期能够验证将G 古环R 曲线运用在重建该时期古气候㊁ 境的可行性, 并对七个泉地区的进一步油气勘探起到一定指导作用㊂

二十世纪8随着国际上D 0年代以来, S D P ㊁ O D P

高的测井资料能够为分析古气候㊁ 古环境变迁提供重要信息, 成为继地质学㊁ 地理学㊁ 地球化学方法后的第

[]

4类重要手段4㊂

1㊀ 区域地质背景

柴达木盆地油气资源非常丰富, 是我国最重要的含油气盆地之一㊂ 位于阿尔金山前的柴西南地区广

5-7]

㊂ 整个布着多个油田, 是油气储量的重要发现区[

但是, 以往的研究均出自上新世以来的第四纪地

层, 对于古近纪㊁ 新近纪陆相地层中的应用至今几乎未见报道㊂ 而这些地层正是柴达木盆地中沉积面积最广㊁ 厚度最大的地层, 关于它的古环境及古气候研究将具有非常重要的意义㊂ 本文在利用G R 曲线的基础上, 结合岩芯观察, 对比孢粉组合㊁ 生物化石㊁ 有

古近纪㊁ 新近纪以来, 柴达木盆地始终处于拗陷ң 隆

]8-9

, 升的湖盆持续演化阶段[为逾千米厚烃源岩系的

发育提供了基础条件㊂ 从古新世末期开始, 喜山运动

收稿日期:2015-02-27

() 基金项目:青海油田公司及长江大学联合项目 柴西南地区岩性油气藏形成条件及有利目标优选 资助㊂ 2011025, :作者简介:梁文君(女, 硕士生, 主要从事储层沉积学研究㊂ E 1991-) -m a i l 306346558@q . c o m q () :地质, 2015, 295698-702.

, :通讯作者:肖传桃(男, 博导, 教授, 研究方向:地层学及沉积学㊂ E 1965-) -m a i l c t x i a o @y a n t z e u . e d u . c n g

]引文格式:梁文君, 肖传桃, 代城建, 等. 自然伽马曲线应用于古气候㊁ 古环境研究 以柴达木盆地七个泉地区古近新近纪地层为例[-J . 矿产与

自然伽马曲线应用于古气候㊁ 古环境研究㊀ 第29卷㊀ 第5期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ 梁文君等:

[0]

使得盆地逐步由断陷型向拗陷型转化; 进入Ⅰ幕1

始新世, 盆地大面积稳定沉降, 不断湖侵, 达到湖盆全

699

纪㊁ 新近纪的地层沉积并没有控制作用, 但对油气的运移㊁ 成藏起到一定影响㊂ 七东断裂是一条同沉积断层, 对中新世以前的沉积和构造有一定程度的控制, 在其附近亦存在断裂坡折带㊂ 而七西断裂及其南侧次级断裂为油气的运移提供了良好的网毯式输导体

13]

㊂ 经一系列钻井揭示, 系[七个泉地区主要发育路3

㊁ ㊁ 乐河组(下干柴沟组下段(下干柴沟组上E E 1+2) 1) 32

㊁ ㊁ 段(上干柴沟组(下油砂山组(和上油砂E N N 2) 1) 1) 214]

㊂ 山组(的全部或部分层位地层[N 2)

胜期, 七个泉㊁ 红柳泉㊁ 狮子沟等油田均处于半深湖亚相, 暗色泥岩大量发育; 至渐新世, 湖盆开始萎缩, 已沉积了千余米的巨厚泥岩, 成为新生代主力生油岩; 在中新世, 喜山运动I 研究区I 幕使得青藏高原抬升, 周围山系隆起而湖盆强烈收缩; 而后又由于尕斯断陷移, 使得研究区最终进入陆上演变阶段㊂ 柴达木盆地也随着喜山运动末期的挤压应力作用, 全面褶皱回返结束湖盆演化史, 形成现今的构造地貌㊂

]12

㊂ 它整体为尕斯断陷带上的层-岩性复合油气藏[

11]

, 的抬升[沉积与沉降中心由西向东㊁ 由南向北迁

的沉积相展布发现, 该地区地形较陡, 有大量断裂坡折带, 以发育近源沉积体系:冲积扇-近岸水下扇-[]15

㊂ 尤其是近岸水下扇河道砂体被大湖泊为特征[

]12

, 套湖泛泥岩覆盖形成的透镜状岩性圈闭[为该区

在宏观的构造-古地理背景下, 研究七个泉地区

其中, 七个泉油田为柴西南地区典型的构造-地

一个短轴背斜构造, 受多条NW-S E 向的断层影响, ㊂ 七个泉断裂是该区域一深部形成鼻状隆起(图1) 条重要的后生逆断层, 形成于喜山运动中期, 对古近

油气勘探重点

㊂

F i . 1㊀S t r u c t u r a l l o c a t i o nm a fQ i e u a no i l f i e l d g p o g q

图1㊀ 七个泉油田构造位置图(据李军, 2005修改)

2㊀ 自然伽马测井曲线运用于古环境㊁

古气候研究的原理

[6]

, 候和古环境的想法应该归功于H 近年来e r b e r t 1

较深㊂ 同时, 也指示了降水多㊁ 较潮湿的古气候㊂ 反之, 低G 反映了水体浅, 水动力R 值对应着高含砂量, 较强, 气候干燥㊂ 故G 古环境波动反R 值对古气候㊁

4]

, 映较为敏感[具有成为重建研究区古近纪㊁ 新近纪

最早提出应用自然伽马(测井曲线反演古气G R )

湖盆演化期间古气候㊁ 古环境良好代用指标的潜力㊂

国内也有少数学者对此进行研究㊂ 自然伽马测井的原理是测量井内岩层的放射性元素原子核衰变释放

出的γ射线强度㊂ 该强度大小与岩石中所

023238

含4且不同种类的岩K ㊁ T h 和2U 的总浓度有关,

古3㊀ 七23井自然伽马曲线与古气候㊁

环境分析

地层2是柴西南地区少有的几口钻到该套地层如60m , 此厚度的取芯井之一, 为研究区古近纪㊁ 新近纪地层的在此深度内共钻揭了古新世至上新世的4套地3300m ,

) ㊂ 层, 现将G 图2R 曲线绘制于沉积相综合柱状图中(全面研究奠定了基础㊂ 该井的测录井范围为1700~

七2钻遇路乐河组3井在七个泉油田的北东方向,

石间存在一定差异㊂ 故G R 曲线的变化能够准确指示沉积地层的岩性状况㊂

同时, 放射性元素的富集易受到气候㊁ 区域环境等外部因素影响㊂ 前人在对全球不同地区不同剖面

]17-18

, 的分析下[总结出一些规律:当G 说R 值较高时,

明地层中泥质含量丰富, 代表了弱水动力条件, 水体