楊一珉 李樹霞 韋晴 張運周
摘要:自20世紀(jì)50年代起,深水濁流沉積開始被人們所關(guān)注。濁積巖現(xiàn)今是人們關(guān)注的重點。陸相含油氣區(qū)逐漸進入以隱蔽油氣藏為主要目標(biāo)的勘探階段,深水濁流沉積作為油氣儲層,成為石油地質(zhì)領(lǐng)域的研究重點。本文介紹了濁積巖有關(guān)概念,回顧濁流沉積研究進展的歷史,概述其研究現(xiàn)狀,并指出當(dāng)前濁流沉積研究存在的問題,最后對于濁積巖的發(fā)展提出了可能的方向。
關(guān)鍵詞:濁積巖;濁流;相模式
1研究濁積巖的目的
由于當(dāng)今世界對于油氣資源的需求日益上升,又沒有找出可替代的類似能源,僅靠陸上有限的油氣并不能滿足全球油氣供給,所以人們的目光從陸上轉(zhuǎn)向海上及深湖。雖然深水油氣開發(fā)具有巨大的經(jīng)濟價值,但其水深較大、開采難度極高、費用消耗巨大等因素制約著深水油氣勘探進度。濁積巖及現(xiàn)代濁流沉積中可能還有儲量巨大的深湖或深海性礦產(chǎn)資源。
2國內(nèi)外濁積巖研究的歷史進程
1855年福萊勒(Rorel)首先在瑞士康士坦斯湖和日內(nèi)瓦湖中發(fā)現(xiàn)由懸浮物引起的高密度流即重力流及它的地質(zhì)營力作用,但當(dāng)時并未提出“濁流”的概念。
1939年約翰遜(Johnson)引入“濁流”的概念,隨著研究的深入,已發(fā)現(xiàn)濁流僅為沉積物重力流的一種類型。
1948年昆寧(Kuenen)提出海底峽谷可能由高密度流侵蝕而成,并于1950年發(fā)表“粒序?qū)永碛蓾崃餍纬伞币晃?,第一次提出了“濁積巖”的這一革命性的概念,標(biāo)志著重力流研究的起點。
1962年鮑馬(Bouma)提出了鮑馬序列,詳細描述記錄了一次完整的濁流沉積序列,這成為了濁積巖的識別特征。
1973年米德爾頓(Middleton)等引入“沉積物重力流”的概念并劃分類型。
1979年和1982年洛維(Lowe)因自然界重力流具備多種搬運機制,結(jié)合流變學(xué)和搬運機制提出新的分類方案。
1984年內(nèi)梅克(Nemec)等提出了碎屑流不全為賓漢塑性體,非粘性碎屑流也并不都是顆粒流,因此把碎屑流劃分為兩類:粘性流和非粘性流。
1986年斯托(Stow)認為相模式就是反映沉積構(gòu)造和沉積特征標(biāo)準(zhǔn)層序,其中沉積物由同一事件或特定過程所產(chǎn)生,最有代表性的當(dāng)屬鮑馬序列,在描述典型濁流沉積時被廣泛應(yīng)用,但非典型濁積巖則無法用此加以解釋。
1996年尚穆根(Shanmugam)引入泥質(zhì)碎屑流和砂質(zhì)碎屑流兩個概念,認為高密度流實際上是砂質(zhì)碎屑流沉積。
20世紀(jì)70年代初,我國開始出現(xiàn)東部一些濁積巖的資料,較國外晚了20年左右。僅找到很少幾篇20世紀(jì)80年代之前有關(guān)于濁積巖的資料,關(guān)于湖泊相穩(wěn)定型濁積巖的資料幾乎沒有,所以在這之前,我國對于湖泊相穩(wěn)定型濁積巖在文獻資料方面幾乎空白。
濁流沉積大都發(fā)生在深水區(qū),現(xiàn)場勘查研究的成本風(fēng)險均很高。2003年前,受鉆井規(guī)模和壓裂工藝技術(shù)的限制,內(nèi)陸湖盆一直是勘探禁區(qū)。近30年來,關(guān)于濁積巖的資料才開始增多,濁流沉積才逐漸被國內(nèi)人們當(dāng)做石油地質(zhì)的研究重點。
3濁積巖的分類
1.典型濁積巖。典型濁積巖是指具有不同段數(shù)鮑馬層序的濁積巖(Bouma,1962)。一個完整的鮑馬層序由五個段組成,自上而下的順序是:A層:為具遞變層理的雜砂巖組成,底面具有槽模,溝模等沖刷鑄模;B層:為具有平行層理的砂巖;C層:為具小波痕交錯層理,變形層理的粉砂巖;D層:為具有水平紋理的粉砂巖,粉砂質(zhì)泥巖;E層:為塊狀泥巖。
2.非典型濁積巖:1)塊狀砂巖2)疊復(fù)沖刷粗砂巖3)卵石質(zhì)砂巖4)顆粒支撐礫巖5)雜基支撐的巖層6)滑塌巖
4濁積巖的相模式
目前人們主要依據(jù)重力流形成機制、形成環(huán)境、沉積物粒度、水道發(fā)育狀況以及水道組成的復(fù)雜性把濁流的沉積相模式分為以下三類:1.海底扇濁流沉積相模式(沃克,1978);2.湖底扇濁流沉積相模式;3.濁積溝道相模式。
5濁積巖研究現(xiàn)狀
經(jīng)查閱近30年部分關(guān)于濁積巖研究的文獻資料,本人發(fā)現(xiàn)近年來關(guān)于濁積巖的研究主要集中于山東東營凹陷勝利油田地區(qū)、新疆塔里木油田地區(qū)、陜甘寧交界鄂爾多斯盆地東南緣、河南南陽凹陷魏崗油田地區(qū)、渤海灣盆地黃河口凹陷、新疆準(zhǔn)噶爾盆地克拉瑪依油田以及中國南海北部等地區(qū)。
以上這些地區(qū)的共同點是:它們均為含油氣盆地,是某一地質(zhì)時期被沉積物所充填的地殼凹陷,在結(jié)構(gòu)上必然存在基底和蓋層,而濁積扇中常伴生河道砂體,河道砂體的形成與濁積扇體的生儲蓋結(jié)構(gòu)及油氣的運移有密切的關(guān)聯(lián),所以我認為這并不是巧合,含油氣盆地與濁積扇是有必然聯(lián)系的。
濁流在沉積過程中的復(fù)雜性導(dǎo)致其研究方法的多樣性,較為經(jīng)典的鮑馬序列、濁積扇模式等無法滿足研究的需求,人們對于濁積相的理解不同,建立了多種濁積相模式,這些濁積相模式各不相同,專業(yè)術(shù)語、定義及命名也很難統(tǒng)一,所以關(guān)于濁積相模式的分類較為紛繁雜亂。
6對于濁積巖研究的展望
1.由于濁積相模式分類不同,導(dǎo)致人們在研究濁積相的時候往往因為各種原因出現(xiàn)分歧,因此,在不同沉積環(huán)境中尋找適合研究的方法,靈活的運用這些濁積模式是必要的。
2.湖泊的深湖區(qū)離岸較遠,主要泥質(zhì)沉積,有機碳含量高,有機質(zhì)質(zhì)量好,成烴能力相對較高,由于濁積巖伸入到富含烴源巖的深湖暗色泥巖中,因此儲油條件得天獨厚。中國多以湖底扇為主,而湖泊濁流沉積理論主要是借鑒海相濁流沉積的理論,但海相和湖相在沉積過程中還是有部分區(qū)別,所以這方面的研究并不完善,因此這是我們努力的方向。
3.今后應(yīng)加強對濁流沉積模式和分布規(guī)律的研究,利用不斷發(fā)展的科學(xué)技術(shù),不斷完善修正已知的濁流沉積模式,使現(xiàn)有的模式更符合實際,同時加強對湖泊濁流沉積的研究,尤其是湖泊相穩(wěn)定型濁積巖的研究。