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文檔簡介
準噶爾盆地陸梁隆起不整合面與油氣運聚關系研究
不整合面與油氣運聚的關系非整合部分是將新層和舊層分離的界面。這是沉積盆地中常見的地質現象,代表著區(qū)域積累、擾動和剝離事件。由于風化侵蝕,上下層溶解合并,形成高海拔間隙和滲透性的古代風化殼、古溶解帶和過濾帶,有利于油氣的橫向運移。不整合面的分布具有區(qū)域性、穩(wěn)定性的特點,它能夠橫向連接相互獨立的砂體構成有效的運聚通道,時間上存在相對穩(wěn)定性,所以它是油氣長距離側向運移的重要通道。前人對不整合面與油氣運聚的關系進行了很多研究。本文以準噶爾盆地陸梁地區(qū)為研究對象,探討該區(qū)不整合面與油氣運聚關系。1構造運動的構造發(fā)育陸梁隆起是準噶爾盆地的一個二級構造單元,區(qū)域構造上屬于克拉美麗隆起帶的西延傾沒部分,發(fā)育多個凹陷與凸起,根據古生界的凹隆格局,陸梁隆起西段劃分為三個泉凸起、夏鹽鼻凸、基南凹陷、基東鼻凸、石南凹陷、石西—石南斷凸、陸南凸起等二級構造單元(圖1)。陸梁隆起構造特征受三期大的構造運動所控制。二疊紀晚海西運動使本區(qū)發(fā)生不均衡抬升,形成早、晚二疊世之間的局部不整合面,主要形成于斜坡地帶,如二疊系烏爾禾組底部、夏子街組底部和風城組底部不整合面等。二疊紀末原來隆坳錯落的格局已基本填平,自三疊紀沉積開始進入了一個統(tǒng)一體制下的坳陷發(fā)育時期。三疊紀初,盆地整體抬升遭受剝蝕,隨后進入了整體沉積—抬升的振蕩發(fā)展階段。此時期準噶爾盆地已成為統(tǒng)一的淺水湖盆,且由于周緣山系的夷平而處于泛盆地沉積階段。三疊紀末的構造運動和侏羅紀中晚期的燕山兩幕運動及白堊紀末的準噶爾運動使盆地頻繁抬升,振蕩運動極為顯著。三疊紀末,盆地發(fā)生整體抬升,形成了三疊系和侏羅系之間的區(qū)域性不整合面。此后進入燕山構造層的發(fā)育和演化。燕山運動在該區(qū)有三次大的構造運動(相當于燕山Ⅰ—Ⅲ幕),相應產生三個區(qū)域性不整合面:中侏羅統(tǒng)頭屯河組與下伏地層之間的不整合面、白堊系底界與侏羅系之間的區(qū)域性不整合面、下第三系底界與白堊系之間的不整合面。2斷褶不整合面—不整合面類型根據不整合面的成因機制和地震反射終止方式、不整合面(以下簡稱不整合)發(fā)育的構造部位及剖面形態(tài),研究區(qū)的不整合面有5種類型(表1),各種類型的不整合面對油氣運聚的作用也不相同。研究區(qū)內,褶皺不整合面是較早形成的不整合面,由于早期沉積的地層在后期構造抬升過程中發(fā)生褶皺變形,遭受剝蝕后再接受沉積而形成的一類不整合,不整合面反射能量強,反射波連續(xù)性較好,在地震剖面上顯示出完整的背斜形態(tài)或褶皺一翼,兩側地層同相軸具對稱削截或尖滅現象。其側向緊鄰生油坳陷,油氣運移通道直接指向隆起區(qū),古褶皺隆起遭受風化剝蝕,形成風化殼,經后期改造,裂縫、溶蝕孔、洞、縫發(fā)育,孔滲性好,具有好—較好的儲集條件,容易形成古潛山圈閉(如夏鹽2井石炭系),對油氣的運聚非常有利。該類不整合面比較有利于晚期形成次生油氣藏。由于斷層上盤逆沖或旋轉而造成地層彎曲隆升或掀斜,致使地層剝蝕后再接受沉積形成斷褶不整合面。不整合面起伏不平,界面反射波呈眉毛狀,能量較強但不連續(xù),有時界面之下往往發(fā)育眾多繞射波,界面附近地層存在削截、上超或披覆現象,上盤逆沖彎曲遭受削截,下盤地層受斷層控制。雖離烴源巖較遠,卻是油氣長期運移的指向區(qū)。與斷褶不整合面有關的圈閉類型多、規(guī)模大,具備良好的聚集條件,是與油氣運聚關系最為密切的一類不整合面,研究區(qū)內的許多油藏屬于這種斷褶成藏模式,如陸9井、石南10井等。由于斷層的活動性,其保存條件較為有限,若斷層晚期活動,則對早期形成的圈閉起到破壞作用,若斷層直接斷開地層圈閉,對晚期形成的圈閉也有影響。早期地層在抬升過程中形成單斜形態(tài),風化作用使翹起端遭受剝蝕,后期再次接受沉積而形成的一類不整合面即削截不整合面。在地震剖面上,近似單傾形態(tài),界面反射清楚連續(xù),界面上下地層同相軸也呈明顯角度相交。它是古斜坡邊抬升遭受剝蝕邊接受沉積而形成。由于緊臨生油凹陷,其上發(fā)育水進砂體,原生、次生孔隙發(fā)育,孔、滲性高,具良好的儲集條件。不整合面空間相交構成空間網絡,增加了油氣運移的速度和質量。它既是油氣運移的較好通道,也可以在封堵性質好的不整合面之下形成地層油氣藏。由于海平面上升,后期地層沿古斜坡上超沉積形成了超覆不整合面,與削截不整合面相似,區(qū)別在于其界面反射波與下伏地層反射波近于平行,而不是呈角度相交,界面之下的反射面逐層向斜坡上端超覆尖滅。通常發(fā)育于坡度較緩的斜坡區(qū),如石南12井、陸8井區(qū),可形成地層油氣藏,如夏鹽2井。平行不整合面(假整合)指因地殼垂直上升引起的海退使下伏地層遭受剝蝕,再因地殼下降接受新的沉積而形成的。地震剖面上的特征是:界面反射能量較弱,界面上下反射波與界面反射波平行,不整合上下地層產狀相同。該類不整合面分布廣泛,但與油氣運聚關系較差,離烴源巖較遠,不整合面之間的地層又非常薄,不利于油氣成藏。3斷褶不整合面為斷褶不整合面,僅向表面展布的表現為雙陸梁隆起的不整合面在不同地區(qū)、不同層系都存在著很大的差異性,各不整合面的類型、規(guī)模及剖面結構特征是不一樣的。從剖面上看,早期二疊系在較陡的斜坡出現削截不整合面,較緩的斜坡區(qū)出現超覆不整合面,而在隆起區(qū)出現褶皺不整合面。在部分地區(qū)三疊系出現超覆不整合面,在侏羅系、白堊系基本上為平行不整合面,部分平行不整合面呈褶皺不整合面形式,或平行不整合面與斷層相接,構成斷褶不整合面形式。從平面上看,在研究區(qū)西斜坡坡度較陡,多發(fā)育削截不整合面;向東到了陸8—夏鹽3井區(qū),不整合面角度變緩,呈現超覆不整合面形式;再向東逐漸變?yōu)槠叫胁徽厦?基東凸起、陸9井區(qū)為斷褶不整合面發(fā)育區(qū)(圖2)。同一類型不整合面的分布在研究區(qū)具有繼承性,這是由于早期構造運動作用時間較長,后期構造運動對早期形成的構造面貌進行了不同程度的改造而形成的,剖面上表現為兩期乃至多期不整合面的重置,平面上表現為同一地區(qū)多個不整合面的類型相同,其平面展布形態(tài)大致吻合。在西斜坡區(qū),不整合面類型的繼承性很明顯,瑪東2、瑪201井區(qū)二疊系烏爾禾組、夏子街組、佳木河組底不整合面具有明顯的繼承性。同時,區(qū)內多期構造運動導致不同時期相同的不整合類型在平面上發(fā)生有成因聯系的規(guī)律性變化,構成了不整合面的遷移性特征。如在西斜坡區(qū),由于古構造運動、沉積邊界的演化遷移的影響,二疊系不整合面尖滅線明顯地向東遷移。4聚地位及不整合面分布格局的演化在陸梁隆起,侏羅系油藏及近來發(fā)現的白堊系呼圖壁河組油藏都主要分布于斷褶帶內,二疊系油藏基本分布于瑪東及夏鹽斜坡地帶,石炭系油藏則發(fā)育于基巖形成的古潛山,而侏羅系頭屯河組地層油氣藏部分分布于平行不整合面內。這種油氣的分布方式并不是偶然的,它與不整合類型分布的差異性有很大關系。由于不同類型不整合面對油氣運聚的作用不同及其分布的差異性,才造成了這種分布格局。三疊紀末生成的油氣在距離生油凹陷最近的石炭系古潛山褶皺不整合面下成藏,沿著油氣運移的路徑,油氣到達二疊系、三疊系后,削截不整合面、超覆不整合面對油氣的繼續(xù)運移起了主要作用,油氣到達石南區(qū)進入侏羅系后,則主要是依靠斷褶不整合面到達白堊系,然后沿著白堊系底部平行不整合面向西或向東運移。不整合面的繼承性是多期構造運動改造的結果,受其影響地層經歷風化剝蝕,圈閉及油氣藏經歷形成和破壞的循環(huán)式演化,油氣會發(fā)生重新聚集和分布,不整合面的疊置也增加了油氣的運移聚集強度。研究區(qū)內,海西期和燕山期都發(fā)生多次構造運動,受其影響不整合面也發(fā)生多次改造、疊置和演化,從而使油氣的分布存在多次演化過程。不整合面類型的遷移性對油氣的分布及后期的再分配有著影響作用,它是由于湖盆的水進或水退作用而產生的。在瑪東斜坡區(qū),發(fā)生多次湖侵,三疊系底部為典型的最大湖泛面,發(fā)育幾十米至上百米厚的大套泥巖,該套泥巖對油氣的垂向散失起著很好的遮擋作用,油氣在其下發(fā)育的水進砂體內能有效側向運移。5侏羅系底不整合面輸導體系不同地區(qū)不整合面與斷裂、連通砂體等構成不同的輸導模式?,敄|斜坡區(qū)油氣藏為古生古儲型,油氣沿著二疊系內部各不整合面、烏爾禾組砂層及基巖向古隆起運移,分別在石炭系、二疊系形成古潛山油氣藏、地層油氣藏;不整合面仍然是油氣從盆1井西凹陷運移到石南油田的良好通道,石炭系和二疊系以及二疊系內部的不整合面在沒有油源斷層的地區(qū)尤為重要,斜坡區(qū)二疊系烴源巖生成的油氣沿不整合面運移(在夏鹽1井三疊系底見到過路瀝青,并見少量油),當運移至石南油田后,遇燕山期形成的張性斷裂后再垂向運移進入侏羅系儲層;在陸9井區(qū)油氣通過侏羅系正斷層進行垂向運移,通過白堊系底不整合面的連接到達白堊系,再通過清水河組的大套砂礫巖體及白堊系內部的張性正斷層繼續(xù)向上運移,形成油氣藏。研究區(qū)內不整合面和斷裂、砂體共同構成一個空間輸導網絡,對油氣的運移起到了快速輸導作用。圖4為一西南—東北方向白堊系底不整合面輸導體系解剖圖,可以看出,油氣一方面可以直接通過切割侏羅系與白堊系的斷裂向上運移;另一方面油氣通過斷裂向上運移到達白堊系底不整合面后,一部分油氣可以沿著該不整合面下的淋濾帶橫向運移,在封閉好的地方成藏,另一部分再通過該不整合面上的清水河組大套砂礫巖體或其中張性正斷層向上
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