首页 > 文章中心 > 正文

富K卤水形成条件分析

富K卤水形成条件分析

本文作者:周庆作者单位:中国石化江汉油田分公司地质工程设计监督中心

江陵凹陷西部深层卤水主要分布在该区的新沟嘴组新下Ⅱ、Ⅲ油组,少数井在沙市组也钻遇过富钾卤水,该区富钾卤水藏一般在井深3300m~4000m,在钻遇钾卤水层时,钻井均有不同程度的显示。结合在本区所钻探的钻井资料、测录井资料,对江陵凹陷西部深层富钾卤水形成条件进行浅析。希望能给以后的卤水资源的勘探开发提供依据。

1新沟嘴组岩性组合特征

该区的新沟嘴组地层以深灰色、紫红色泥岩夹泥膏岩和砂岩为主,与下伏沙市组、上覆荆沙组均为整合接触。新沟嘴组下段从上至下又可细分为大膏层、I油组、Ⅱ油组、泥隔层、Ⅲ油组,地层厚度500m~650m,最大厚度(位于江陵凹陷的梅槐桥向斜)达700m,主要以三角洲相沉积为主。上段(Ex上)厚200m~400m,在洼陷带厚度加大,为一套棕色、紫红色泥岩夹薄-中厚层粉砂岩、含膏泥岩、泥膏岩,局部见玄武岩。

新沟嘴组下段三个油组及泥隔层和大膏层地层特征如下:1)Ⅲ油组:为一套红色为主,红灰间互的泥岩夹砂岩及少量含膏泥岩,局部地区存在暗色泥岩发育段,在江陵凹陷梅槐桥洼陷有膏盐岩发育,地层厚100m~120m。2)泥隔层:江陵凹陷泥隔层厚度在40m~55m,主要以灰-深灰色泥岩间夹红色泥为主,自然伽马曲线中平,电阻率较低。3)Ⅱ油组:灰-深灰色泥岩夹砂岩、含膏泥岩、膏盐岩,上部以红灰间互为主,砂岩较发育,下部以灰色泥岩为主,砂岩不发育,在江陵凹陷的梅槐桥、虎渡河洼陷有盐岩发育,厚150m~300m。Ⅱ油组下部为新沟嘴组最主要的烃源层系,Ⅱ油组上部储层发育,尤其在江陵凹陷储层更为发育。4)Ⅰ油组:以红色泥岩及砂岩,含膏泥岩为主夹泥膏岩,局部地区底部为红灰间互,厚度为120m~150m左右,下部砂岩较发育,是主要的储集层段。5)大膏层:新下段顶部灰色泥膏岩及白色泥膏层,厚度在5m~30m,盆地内分布稳定,可追踪对比。测井曲线上表现为极低自然伽玛、极高电阻率,为新下段良好的区域盖层。6)新上段:岩性以红色泥岩和砂岩为主,夹有膏质泥岩或砂岩,4米电阻曲线呈不规则的齿状,自然伽马曲线表现为锯齿状曲线,其值多为130API~180API。

2沉积环境分析

涴市地区新沟嘴组气候由干旱转变为半干旱或半湿润,后港或远安物源增多,尤其新下段沉积时期以三角洲相沉积和滩坝相为主,纵向上Ⅱ组砂岩厚度最大,Ⅰ油组次之,Ⅲ油组最小,如L25井:

Ⅰ油组砂岩厚度43.8m,Ⅱ油组70m,Ⅲ油组40.6m,其中Ⅰ油组砂层主要分布在其底部,Ⅱ油组和Ⅲ油组分布在顶部。整体特征南岗地区以滩坝相沉积为主。

Ⅲ油组底部以浅湖相沉积为主,砂体不发育。顶部为三角洲前缘亚相沉积为主,砂体较发育,渗透性砂体厚度最大达36.8m,一般在8m~28m,砂体厚度由东北向西南减薄,岩性为为一套红色、灰色为主,红灰间互的泥岩夹砂岩及少量含膏泥岩、粉砂岩,局部地区存在暗色泥岩发育段,4米电阻曲线呈块状高值夹谷状低值,其值2Ωm~24Ωm。自然伽马曲线呈不规则锯齿状夹指状低值,其值为58API~180API。

Ⅱ油组以三角洲前缘亚相沉积为主,砂体最发育,渗透性砂体厚度最大达48.2m,一般在20m~40m,分布较广,砂体厚度由东北向西南减薄,岩性为灰-深灰色泥岩夹砂岩、含膏泥岩、白云岩,局部见灰黑色玄武岩(如范家台),上部以红灰间互为主,油层主要发育于中上部,4m电阻曲线上部呈波状,其值为6.0Ωm~23Ωm;下部基值抬高,呈不规则齿状,自然伽马曲线上部起伏较大为块状高低值间互,其值为54Ωm180API,下部为较紧密的梳状,其值为58API~180API。

Ⅰ油组底部以三角洲前缘亚相沉积为主,砂体较发育,渗透性砂体厚度最大达29.2m,一般在8m~24m,砂岩主要集中在本区中北部,延伸较近,砂体厚度由东北向西南逐渐尖灭,顶部以浅湖相为主,砂体不发育,岩性以红色泥岩、砂岩及含膏泥岩为主,夹泥膏岩,局部地区底部为红灰间互,油层主要发育于中下部,顶部发育有凹陷内可追踪对比的大膏层,4米电阻曲线呈不规则的齿状,其值为7.2Ωm~18Ωm,自然伽马曲线呈现起伏幅度大的、较紧密梳状及砂岩引起的指状低值。其值为36API~180API。

3富钾卤水水化学特征

该区新沟嘴组目前有8口井单独分析k+含量,新下段Ⅱ油组,钾离子含量在3645mg/L~9625mg/L,按照行标均达到富钾卤水的级别。新下段Ⅲ油组,膏盐岩十分发育,钾离子含量达到9000mg/L以上,Ⅱ油组相对膏盐岩不发育层段,钾离子含量在4000mg/L左右,说明富钾卤水分布与膏盐岩发育程度具有较好的相关性,部分地区钾离子含量达与深层水有关,L9井水化学分析铷含量73.6mg/L,铯含量26.5mg/L,锶含量400mg/L,稀有元素含量高,据资料分析该区富钾卤水主要来自地下深层水或原地沉积高浓缩水。

4富钾卤水的分异作用

在地球深部高温高压还原富氢环境,钾主要呈氢化物迁移,避免了钾与硅、铝生成钾长石等难溶硅铝酸盐对钾迁移的抑制。当钾氢化物迁移至地壳浅部,即与水作用形成K+继续迁移,经蒸发浓缩,分异富集,沉积成钾矿床。盐卤主要成分的分异有结晶分异、迁移分异、温差分异等。卤水蒸发过程中,最先晶出沉积于下部的是方解石、白云石等碳酸盐;次为石膏、无水石膏晶出淀积于碳酸盐上;再次是石盐晶出淀积于石膏、无水石膏上,这是因为地下温度一般大于40℃,盐类的溶解度KCl大于NaCl,且大部分SO4-2已被Ca2+耗去,不会有K2SO4析出;最后钾石盐、光卤石淀积于石盐上,还有少量石盐继续晶出。如原卤中SO42-浓度低,Ca2+浓度高,钾盐层中将有溢晶石(CaMg2Cl6•12H2O)产出。钾质卤液如源于深部强还原性热液,其盐类矿物的分异淀积受环境的氧化还原性(Eh值)的影响,如碳酸盐的晶出与CH4、CO等氧化成CO2有关,硫酸盐的淀积与S、S2-、HS-、H2S氧化成SO42-有关。在盐类分异淀积过程中,CH4、SiH4、H2、H2S、CO、CO2等气体成为包裹体固定在盐类矿物中和储于盐粒微细裂隙内。此外热液矿物也会沉淀析出。

5成藏配套关系

该区从沉积充填和构造演化匹配关系上分析,涴市地区富钾卤水丰富,成因多种多样,可来源于地下深部卤水、淋滤渗透火山岩地层水或原地高浓缩沉积水。储集层也具有多样性,新下段Ⅱ油组砂岩储集层、强烈断裂形成交织裂隙储集体。新下段顶部地层主要以浅湖相沉积为主,发育巨厚泥岩盖层,具有较好的封堵性。由于荆沙组沉积时期强烈的构造运动、盐隆作用和火山作用,形成不同圈闭类型,具有较好的成藏配套条件。

6该区卤水层压力

根据该区实钻的GJ1、S4井、ES9井、L9井、S15井井资料分析,认为该区的深层卤水层为高压卤水层(见表1)。7结论该区富钾卤水形成的基本条件:1)巨大丰富的钾盐物质来源,这是形成富钾卤水的物质基础和首要条件。2)有利的地质构造和地理地形条件,有封闭、半封闭的大盆地,其基底有次级凹陷,为持续聚盐、储盐提供空间,为盐类分异富集,形成厚度大、品位高、杂质少的富钾卤水层创造必要条件。3)干旱的古气候条件,是成盐富集的必备条件。4)有效的盖层,是深层富钾卤水成藏的必要条件。5)具有独立的压力系统,是深层富钾卤水成藏的必要条件。6)构造断裂与富钾卤水的形成分布也存在密切关系。

文档上传者