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1、南泥湾油田钻井岩芯古地磁学初步研究3杨斌谊1,吴汉宁1,李学森2,吕建军3(11西北大学地质系,陕西西安710069;21胜利石油管理局物探研究院,山东东营257000;31中国海洋石油研究中心勘探研究院,河北高碑店074010)摘要:热退磁处理可有效分离次生粘滞剩磁(低温分量)和原生剩磁(高温分量)。粘滞剩磁方向应与现今磁场方向一致;原生剩磁方向应与岩石沉积时的磁场方向一致。利用这一原理,通过矢量合成可确定钻井岩芯的原始方位。由于磁性矿物受当时磁场作用往往呈定向排列,导致岩石磁化率各向异性,反映了岩石的磁组构特征。磁组构主要表现了岩石沉积组构,因此,可通过磁组构研究岩石沉
2、积的环境信息,确立古水流方向和砂体展布方向。南泥湾油田近期所钻探井中岩芯的古地磁定向和磁组构研究结果表明,该区储层砂体的展布方向即水流方向为近EW向。关键词:粘滞剩磁;原生剩磁;磁组构;矢量合成;砂体展布;南泥湾油田第一作者简介:杨斌谊,男,38岁,博士生,盆地分析及古地磁学中图分类号:P63112文献标识码:A敏度为1×10-8SI,实验精度足以满足测试需要。样品采集及加工本次采样于南泥湾油田近期所钻的探井岩芯中进行,其层位主要集中于长61中部,岩性主要为一套暗色泥岩夹浅灰色粉细砂岩,深度约500～600m,为退水后水下分流河道和河道间泥质沉积序列。所采样品的岩性主要为细
3、粒、中细粒砂岩。选取了位于西区的岳屯区、松树林及刘台区的7口井(G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7)。这些井在空间上具有一定的分散性和连续性,适合本次研究的目的。将岩芯手标本样品加工成2cm×2cm×2cm规格的适于仪器测量的样品,切割时,同一块岩芯标本的所有样品均在横截面顶面划上统一标志线,确切标好每块样品的相对位置及标志线方向。为避免随机误差、人为误差,每块岩芯加工样品4～20块,共加工岩芯样品74块。对所采部分样品使用MTT热退磁仪进行了热退磁处理。为达到分离低温分量,在低温阶段退磁间隔设定为20～30℃,在150℃以上改为间隔50℃,到最后又适当加多温度段的设
4、定。剩磁强度的测量使用了2G三轴低温超导磁力仪,其测试灵1磁组构样品测试使用了捷克生产的卡帕桥KLY-3S新型磁化率仪,样品的重复测量效果良好。原始方位恢复2211原理古地磁学通常用如下原理来准确地恢复钻井岩芯的原始方位1,2:岩芯的粘滞剩磁分量方向与现代地磁场方向从统计意义上来说是一致的;岩芯的高温剩磁分量方向与岩石形成时地磁场方向是一致的。通过提取与分离次生的粘滞剩磁分量(低温分量)与原生的沉积剩磁分量(高温分量)的方法即可获得钻井岩芯原始方位。粘滞剩磁主要形成于沉积剩磁之后,是长期地质历史时期中于较低的温度阶段(通常小于150℃)获得的剩磁,其稳定性较差,故可在低温阶
5、段退去;沉积剩磁则是在沉积与成岩作用过程中形成的,比较稳定,它准确的记录了岩石形成时期当地的地磁场方向,在高温阶段方可退去。故通过逐步退磁实验可分别获得两组剩磁分量组平均方向。212方法为满足矢量合成的需要,选择合适的逐步热退磁温度设定,加密加多低温阶段的测量,让次生粘滞剩磁分量逐步分离出来。本次退磁温度设定为NRM,50℃,80℃,100℃,120℃,150℃,200℃,3国家自然科学基金资助项目(编号:49525406)收稿日期:20020423250℃,300℃,400℃,450℃,500℃,550℃,565℃,580℃,620℃。严格选取低温温度段的剩磁分量是正确分
6、离次生粘滞剩磁的前提。因所采样品均为500～600m深度,其温度一般比较低(远小于150℃),在长期微弱的地磁场的作用下,易获得粘滞剩磁,故选取了NRM～150℃的温度段作为低温分量拟合对象,通过逐步的矢量合成分离出各点的剩磁低温分量,将其方向投影到Zijderveld矢量图上,采用Kirschvink主分量分析法找出几个主分量进行线性拟合即可获得低温分量。然后对同一个采点内的所有样品的低温分量进行标准的Fisher方法统计,或者用特征分量与有限制点的重磁化大圆弧交会法处理,得到低温分量的组平均方向。计算过程中使用了Enkin编制的程序。高温分量的温度段一般选取400～58
7、0℃,拟合方法与低温分量相同。213结果本文以G1井为例分析样品的退磁特征,并采用上述方法对数据做了处理。样品坐标系下G1井所有退磁样品的Zijderveld矢量图及剩磁强度图表明了G1井具以下退磁特征。(1)大部分样品发现两个或两个以上的分量。当退磁温度达到150～250℃时,低温分量即可完全分离出来,此时Z氏图剩磁强度变化曲线会出现一个拐点,拐点以前的点可线性拟合为一条直线,即低温分量;拐点以后,可拟合为另一条直线,即高温分量,拐点即低温分量的解阻温度。(2)当达到低温分量的解阻温度(150～250℃)时,剩磁
