全 文 ：105 工程技术
图 1　深南 -榆科地区及毗邻地区构造分区图
图 2　沙河街组一段底界面（T4）沉积期古地貌图
图 3　沙一段岩屑类型组合特征平面图
0 　前言
　　物源分析可以确定源区位置、物源方向、母岩类型、搬运路径
及距离，对研究盆地沉积和构造演化具有重要意义；同时其对于储
层砂体展布方向、油气成藏及砂体与断层的配置关系等具有重要的
影响 [3]。
　　研究区虽然油藏埋藏较浅，油层相对集中，采出程度低，具有良
好的成藏条件，但由于断层小且密，砂体叠置规律复杂，横向变化较
大等复杂的地质构造，导致油层连通性差，影响油田进一步勘探开发，
因此对物源的分析，为下一步对沉积体系、沉积相及储层的研究奠定
基础。
1　区域地质概况
　　研究区位于深县凹陷东南部的深南 -榆科构造带上（图 1），南
为衡水断裂 -孙虎断裂，北以旧北断裂与刘村低凸起相邻，西部与白
宋庄三维区相邻，东部相接饶阳凹陷，是夹持在孙虎断裂与旧城北断
裂之间的一个复杂背斜，背斜表现为下隆、上陷，其断层极为发育。
深南 -榆科地区古近系沙河街组一段物源分析
马江晓 1,2, 陈佩佩 1,2, 程　盼 1,2, 金成林 1
（1. 长江大学地球科学学院 ; 2. 油气资源与勘探技术教育部重点实验室（长江大学）, 武汉 430100）
摘　要：经古地貌特征、岩屑组合特征、重矿物、碎屑组分对深南 -榆科地区沙一段的物源进行分析。结果表明，深南 -榆科地区在沙一段沉
积时期存在两个方向的物源，即西南方向物源和西北方向物源。
关键词：物源；沙一段；深南 -榆科地区
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.095
看出，地貌总体上呈“南北不对称、南北分区、东西分带“的特征：
东北部和西南部地形高，中间和西北部地形低，南部地层较缓，北
部地层较陡。
　　通过钻井资料分析研究：古近系沙河街组一段地层厚度约为
600 ～ 920m，为一套灰、灰绿色泥岩夹灰岩、砂岩。沙河街组一段又
可细分为四个油组（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ油组）。
2　物源分析
2.1　古地貌
　　由于古地貌的隆凹格局控制着沉积物的剥蚀、搬运及沉积，所以
物源特征、沉积相类型和沉积体系的展布等是由同沉积期的古地貌形
态决定的 [4]。
　　本次通过回剥技术，恢复某一时期原始盆地发育的地貌形态，并
使用定量计算出盆地的沉降量，来确定原始古地貌特征。
　　首先利用三维地震解释成果，再应用先进的 Petromod 软件进行
地史反演，进而实现同沉积期沙一段底界面（T4）的古地貌图的编制。
　　从研究区沙一段底界面 (T4) 同沉积期古地貌图（图 2）上可以
2.2　岩屑组合特征分析
　　针对深南-榆科地区地层和岩性特征，对收集到的27口井的样品
岩石类型进行统计分析，本区沙一段的母岩类型有变质岩、沉积岩和
岩浆岩，编制了沙一段的岩屑组合平面分布图（图 3）。研究发现沙
一段沉积时期至少存在两个物源方向，南偏西方向应该有一物源，变
质岩含量在岩屑中较高，主要为 8.9%~24.1%，岩浆岩含量较低，主
要在 42%~77%；西北方向应有一物源，变质岩含量很少或没有 ,一般
为 0~13.1%，岩浆岩含量较高，为 51.4%~88.9%。
2.3　重矿物分析
　　将收集到的薄片资料通过统计之后发现，沙一段的重矿物资料只
106工程技术
本井的分布情况，采用就近原则选择公式计算，可以达到整体计算结
果最优的效果。
　　（1）石英含量（表 1）求取函数模型：
Y石英 =k1*SP+k2*CAL+k3*AC+k4*GR+k5*WTD+k6*R4+CONST
　　（2）长石含量（表 2）求取函数模型：
Y长石 =k1*SP+k2*CAL+k3*AC+k4*GR+k5*WTD+k6*R4+CONST:
　　（3）岩屑含量求取函数模型：
Y 岩屑 =100-Y 石英 -Y 长石
　　由图 6～ 8中可以清楚的看出，沙一段石英含量总体上具有往西
北和西南方向逐渐增高的趋势，长石、岩屑含量总体上具有往西北和
西南方向逐渐减小的趋势，即成分成熟度是从西北和西南方向逐渐增
高，表明研究区沙一段物源主要来自西北和西南部物源。
　　通过对冀中坳陷的总体区域地质资料分析，并借鉴前人的研究成
果[1-2]，认为深县凹陷的主物源还是来自于西北方向的太行山凸起及西
南部的新河凸起。
（下转第 130 页）
图 4　深南 -榆科地区沙一段 ZTR指数含量等值线平面分布图
图 5　深南 -榆科地区沙一段柘榴石含量等值线平面分布图
层位 k1 k2 k3 k4 k5 k6 const 相关度 区块
Es1Ⅰ 18.07 0.00 -0.02 -18.07 -2.23 -0.37 44.43 0.61 1
Es1Ⅱ -16.66 2.48 -0.04 -24.61 1.13 -0.21 7.47 0.82 1
Es1Ⅲ -4.01 1.09 -0.24 -29.41 0.34 0.45 82.68 0.89 1
Es1Ⅳ 1.59 2.61 -0.04 -20.87 -0.70 0.56 -3.43 0.80 1
Es1Ⅲ 2.94 -0.02 -0.02 0.00 -1.84 -0.61 38.15 0.58 2
Es1Ⅰ 57.79 -0.43 0.09 -86.87 11.73 -5.00 97.22 0.99 3
Es1Ⅲ 39.29 -1.04 0.04 0.00 -2.36 -1.20 41.42 0.99 3
Es1Ⅰ -10.64 -0.81 -0.03 -7.45 -6.95 0.26 65.81 0.64 4
Es1Ⅱ -1.27 1.00 -0.14 -8.98 -0.80 0.27 43.37 0.68 4
Es1Ⅲ -6.88 -5.09 -0.10 -11.02 -11.55 0.26 184.09 0.89 4
Es1Ⅳ -4.79 -3.27 -0.06 -15.36 -5.01 0.91 122.08 0.85 4
表 1　石英含量求取函数参数表
层位 k1 k2 k3 k4 k5 k6 const 相关度 区块
Es1 Ⅲ 13.18 -2.94 0.07 27.33 0.98 -0.37 80.75 0.86 1
Es1Ⅳ 8.35 -2.43 0.06 21.23 3.90 -0.75 74.15 0.83 1
Es1Ⅰ -18.28 -0.12 -0.07 65.69 -5.91 2.39 19.75 1.00 3
Es1Ⅲ -50.20 1.37 0.00 0.00 1.58 1.29 30.98 0.99 3
Es1Ⅲ 7.58 5.18 0.14 11.92 7.92 0.31 -115.3 0.61 4
Es1Ⅳ -1.97 1.79 0.01 18.86 1.58 0.30 -0.16 0.99 4
表 2　长石含量求取函数参数表
图 6　深南 -榆科地区沙一段石英含量等值线平面分布图
有 5口井，无法绘出有效反应研究区重矿物含量变化的等值线图，所
以本次研究采用已知井重矿物资料与测井曲线资料系列相关关系拟
合，计算出研究区沙一段剩余 81 口井的重矿物含量。
　　通过研究本区的沉积背景发现，本区具有多物源、多沉积体系的
发育特点，针对本区实际情况将深南 -榆科地区 86口探井划分为 4个
区块来进行计算，从而更准确的预测深南 -榆科地区的物源方向。利
用深南 -榆科地区沙一段稳定矿物数据编制了 ZTR 指数及柘榴石分布
平面图，研究发现本区沙一段存在西北部、西南部两大物源体系（图4，
图 5）。
2.4　碎屑组分指示物源方向
　　矿物分析的理论基础关于成分成熟度的研究。根据石英、长石和
岩屑含量的变化趋势可较准确的确定母岩搬运方向及搬运距离，从而
判定研究区物源方向。
　　我们收集到沙一段 66 口探井薄片资料，但是落实到单井时数
据就极少，所以本次研究采用已知井分析化验碎屑组分含量与测
井曲线资料系列相关关系拟合来计算研究区沙一段剩余 81 口井
的碎屑组分含量，并编绘了石英、长石、岩屑含量等值线图（图
6~8）。
　　石英、长石、岩屑含量是决定地层的岩石物理属性的主要因素，
声波测井、自然电位测井、井径测井、自然伽玛测井、微梯度测井曲
线及电阻率测井曲线在本工区相对齐全，这 6条曲线较为全面地反应
地层的岩石物理属性。
　　以本工区现有样本分析为依据采用多元线性回归方法，分别求取
石英、长石、岩屑的百分含量。
　　具体算法是以井为单位拟合公式，因工区面积较大，又考虑到样
130工程技术
（上接第 106 页）
3 　结论
　　本次研究通过应用古地貌恢复、岩屑组合特征、重矿物分析、碎
屑组分等多种方法综合对比分析，确定深南 -榆科地区沙一段物源主
要来自西北和西南两个方向。
　　通过对深南 -榆科地区沙一段的物源分析，对于我们深入认识该
地区的砂体展布，以及对下一步预测、寻找有利的储集优势相带具有
重要意义。
参考文献 :
[1] 李梅 .冀中坳陷深县凹陷沙一段沉积相研究及有利区带预测 [D].
中国地质大学（北京）,2010.
3　项目研究的主要内容和方法
　　底抽巷穿层钻孔施工瓦斯治理工作一直以来都是我矿安全工作的
重中之重，而钻孔施工防喷又是施工管理的一个关键环节，随着穿层
钻孔施工技术的一步步迈进，瓦斯治理形式一步一步的严峻，老式技
术已经不能满足生产需要，急需改进及创新。
　　2015年云盖山煤矿二矿组织人员在23302运输顺槽底抽巷施工穿
层钻孔，在施工期间，抽放队人员首先使用一代防喷装置施工，经过
现场问题的不断暴露和施工人员的反馈，抽放队技术人员在矿井的带
领下不断创新与改进，最终研制出第三代防喷装置，经过现场试验与
后期使用，已完全满足施工现场防喷需要。
　　施工期间技术要求：
　　（1）施工前，现场施工负责人员对负压抽放管路进行全面排
查，在确认管路连接可靠及管路负压正常后方可施工；
　　（2）抽放软管连接口处要使用专用管箍进行紧固，防止抽放管
路脱节造成瓦斯超限；
　　（3）钻孔施工过程中必须坚持“慢进、多排”的原则，严防塌
孔造成孔内瓦斯积聚；
　　（4）钻孔施工过程中出现塌孔造成钻孔阻塞时，应及时停止钻
进，同时进行前后不停刷孔直至钻孔畅通；
　　（5）处理塌孔期间，施工人员应随时观察孔内瓦斯排放情况；
　　（6）发生喷孔时，应立即停止施工，利用负压进行连抽，待压
力充分释放后方可进行处理。
4　研究成果效果评价
　　防喷装置的研发，不仅为以后穿层钻孔施工技术提供支持，而且
为以后施工现场安全可靠提供保障，对穿层钻孔施工具有深远的意义，
使底抽巷穿层钻孔施工管理又迈进了一大步。
5　结论
　　突出矿井底抽巷穿层钻孔施工喷孔现象是施工期间存在的重大
问题，不仅威胁着井下施工人员的生命安全，也直接影响着矿井的
采掘接替，治理穿层钻孔喷孔现象，必须摸清穿层钻孔喷孔的机理、
各方面的性质及规律，根据云盖山煤矿二矿底抽巷穿层钻孔施工的
实际情况，在矿井不断的创新及改进下，为穿层钻孔施工提供了防
喷经验与技术，为以后穿层钻孔施工打下了良好的基础。云盖山煤
矿二矿在穿层钻孔施工过程中不断摸索，通过科学分析、大胆实践、
认真总结、不断完善，不仅为本矿底抽巷穿层钻孔施工提供出一套
可行、可靠的方案与设施，同时也为兄弟矿井的提供了丰富的实践
经验，穿层钻孔防喷装置的探讨、运用，也将成为云盖山煤矿二矿
及兄弟矿井穿层钻孔施工的主要方法，也是下步创新与改进的基础，
应用前景广阔。
参考文献：
[1] 秦伟 , 许家林 , 吴仁伦 , 胡国忠 , 王中伟 , 田根万 . 基于 CFD
模拟的邻近层穿层钻孔瓦斯抽采优化设计 [J]. 采矿与安全工程学
报 ,2012(01):111-117.
[2] 冷峰 , 杨宏民 , 舒晓波 , 马宏宇 . 寺家庄矿下向穿层钻孔煤巷条
带预抽技术应用 [J]. 煤炭工程 ,2012(04):10-12.
[3] 刘明举 , 郭献林 , 李波 , 王冕 . 底板巷穿层钻孔水力冲孔防突技
术 [J]. 煤炭科学技术 ,2011(02):33-35+50.
[4] 马永庆 . 提高底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽放效果的技术措施 [J].
煤矿安全 ,2011(05):34-36.
图 7　深南 -榆科地区沙一段长石含量等值线平面分布图
图 8　深南 -榆科地区沙一段岩屑含量等值线平面分布图
[2] 李瑞嵩 .蠡县斜坡沙河街组沙二段至沙一下亚段物源分析及沉积
相特征 [D]. 西南石油大学 ,2012.
[3] 赵贤正 . 冀中坳陷淀南地区沙河街组一段层序地层及沉积演化
[J]. 石油与天然气地质 ,2010(05):542-551.
[4] 韩少甲 .渤中坳陷古近纪沙三段沉积期原盆面貌恢复 [D]. 西北大
学 ,2014.
基金项目课题：深南-榆科地区主要含油层系沉积相、沉积微相研究。
作者简介：马江晓（1991-），女，河南人，在读研究生，专业为矿物学、
岩石学、矿床学，研究方向：油藏描述。