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塔南凹陷南屯组-大磨拐河组构造特征及与油气藏关系

2013-05-13闫磊中国石油勘探开发研究院北京100083

石油天然气学报 2013年1期
关键词:南屯油气藏盆地

闫磊 (中国石油勘探开发研究院,北京100083)

刘招君,方石 (吉林大学地球科学学院,吉林 长春130061)

张革,张君龙 (中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江 大庆163712)

胡菲 (吉林大学地球科学学院,吉林 长春130061)

塔木察格盆地为中生代陆相断陷盆地,是大庆油气勘探的重点地区。盆地经历了多期次的构造活动,构造特征比较复杂,形成了多物源、多沉降中心的特点[1,2],影响了对油气分布的认识。前人在大尺度上刻画了海拉尔-塔木察格盆地的构造演化过程[3],而在南屯组-大磨拐组沉积时期塔南凹陷的构造演化特征并没有细致地刻画。由于南屯组-大磨拐河组时期沉积分布受构造活动的影响较大,而该时期的水下扇砂体和三角洲前缘砂体均可作为油气聚集成藏的良好储集空间[4~6],因此笔者对塔南凹陷南屯组-大磨拐河组的构造特征及与油气藏的关系进行研究对油气勘探有着重要的意义。

图1 塔南凹陷区域位置图和内部构造单元划分图

1 区域地质概况

塔南凹陷是塔木察格盆地的次级构造单元,塔木察格盆地位于蒙古国东部,向北延伸进入中国,与海拉尔盆地属于同一沉积盆地,盆地面积35400km2。塔南凹陷主体为东断西超的复式断陷结构,内部可划分为东部陡坡带、东次凹、中部隆起带、中次凹、西部断阶带、西次凹和西部斜坡带 (图1)。

塔南凹陷下白垩统发育地层从下到上依次为:铜钵庙组(K1t)、南屯组 (K1n)、大磨拐河 组 (K1d)和 伊 敏 组(K1y)。K1n形成于构造断陷活动剧烈时期,与下伏K1t为角度不整合,该二级层序内部可划分为2个三级层序,即南一段 (K1n1,SQn1)和南二段(K1n2,SQn2);K1d与下伏地层接触关系多样,角度不整合、整合接触均可见,该二级层序内部可划分为2个三级层序,即大一段 (K1d1,SQd1)和大二段 (K1d2,SQd2),具体地层特征可见图2。

图2 研究区综合柱状图

2 构造特征

2.1 断裂特征

塔木察格盆地断裂活动强烈,盆地经历了多期次的大规模构造运动,形成了复杂的断裂体系。K1n~K1d沉积时期塔南凹陷内部形成了一系列的同沉积断层及其伴生断层,对塔南凹陷某测线的地震剖面断层解析如图3所示。

图3 塔南凹陷某主测线地震剖面图 (剖面位置见图1)

从图3中可见:K1n~K1d沉积时期,塔南凹陷内由东向西主要发育3套断层。这3套断层在T3~T2时期都具有正断层的特征,由其控制的凹陷也都表现为靠近断层上盘一侧地层沉积较厚,远离断层部位地层厚度逐渐减薄,表现出明显的生长现象。生长断层的下降盘发育反向断层,多呈 “Y”字形组合。且断层伴随着沉积作用长期发育,使断层的落差随深度的增加而增大,可见塔南凹陷具有典型伸展构造特征。

2.2 伸展量计算

为了能够准确描述塔南凹陷K1n-K1d构造演化特征,对凹陷的伸展量进行了求取。通常计算盆地的伸展量有估算法和平衡剖面法等[7,8],笔者采取平衡剖面法求取凹陷伸展量。在计算伸展量之前先对地震剖面进行时深转换,然后通过计算机模拟利用斜剪切、去压实较正等方法对塔南凹陷的剖面进行了复原,复原后的平衡剖面如图4所示,同时计算获得K1n-K1d共3条主测线剖面的伸展量 (表1)。

图4 塔南凹陷K1n-K1d某测线平衡剖面图 (剖面位置见图1)

从3条主测线的伸展量可以看出,K1n的平均伸展量在2687.7m,平均伸展率为9.12%;而K1d的平均伸展量在747.4m,平均伸展率为2.29%。二者相差近4倍,说明K1n与K1d上下断层活动强度有明显的不同,形成了2个强弱不同的拉张阶段。对比伸展量值,剖面的伸展量值显示不同时期凹陷不同位置拉张程度不同,据此划分为3个阶段 (表1),体现了构造活动不同时期的不均衡性。

表1 塔南凹陷K1n-K1d平衡剖面伸展量

2.3 沉降特征分析

在伸展断陷盆地中,构造活动控制着盆地的沉降中心,同生断层是构造活动的具体表现,通过研究同生断层的活动情况可以反映盆地内的构造活动情况[9]。研究同生断层,主要通过构造演化剖面、生长指数和构造沉降量等来描述其活动强度。其中内部同生断层边界可以用生长指数等来研究,但是边界控盆断裂因其发育特点而不能利用生长指数,因此主要通过构造沉降量反映凹陷内断层及构造活动情况。

图5 塔南凹陷沉降曲线图

通过沉积物压实校正、古水深校正、艾里局部均衡校正等,对塔南凹陷地层的构造沉降量进行了模拟计算,图5为塔南凹陷沉降曲线图。由图可见,K1t和K1n的构造沉降曲线斜率较大,表明K1t和K1n的构造沉降速度比较快,该时期塔南凹陷的构造活动比较剧烈;K1d的构造沉降曲线斜率次之,而K1y的构造沉降曲线斜率最缓,表明K1d和K1y的构造活动相对较弱,表明塔南凹陷构造活动逐步减弱。

3 构造与油气藏关系

断裂活动不但控制着盆地的形成及演化,同时也控制着油气的形成与富集[10]。塔南凹陷构造演化史表明,K1n沉积时期,控凹断裂活动强烈,沉降量较大,在控凹断裂下降盘沉积了深湖-半深湖相的暗色泥岩,且沉积厚度大,分布稳定,是烃源岩主要发育时期,同时也是盖层发育良好的时期。从塔南凹陷K1n油气分布规律图可以看出,获得工业油流的井和低产油气流的井主要分布在各洼槽和中部控凹断裂周边及受断裂控制的岩性圈闭中,因此断裂密集带和各洼槽应作为有利的油气聚集区 (见图1)。

塔南凹陷K1n~K1d沉积时期发育构造-岩性复合油气藏和逆牵引背斜油气藏 (图6)。构造-岩性复合油气藏形成于K1n2沉积时期,在研究区多数为正断层圈闭,储集层多为水下扇砂体,砂体倾向与断层倾向相同,由于同生断层不断活动,砂体沿上倾方向与断层上升盘非渗透性地层相接触,形成构造-岩性圈闭;且该时期属于强拉张阶段,发育了厚度大、分布稳定的暗色泥岩,是烃源岩和盖层发育良好的时期。K1n沉积末期和K1d沉积时期,构造活动逐步减弱,但凹陷西部断裂活动性较强而且对三角洲砂体的展布具有很强的控制作用[11],在同生断层下降盘发育了逆牵引构造,受构造背斜和储集体砂的共同控制,易形成逆牵引背斜油气藏。

图6 塔南凹陷K1n-K1d油藏剖面图 (剖面位置见图1)

4 结 论

1)塔南凹陷K1n~K1d沉积时期构造活动逐步减弱,K1n伸展率为9.12%,属于强拉张断陷阶段,K1d伸展率为2.29%,属于弱拉张断陷阶段。

2)塔南凹陷K1n~K1d沉积时期发育与构造相关的油气藏,其中构造-岩性油气藏发育在K1n沉积中期,形成于强拉张阶段,在K1n沉积末期和K1d沉积早期,发育逆牵引背斜油气藏,形成于强弱拉张过渡阶段。

[1]纪友亮,曹瑞成,蒙启安,等 .塔木察格盆地塔南凹陷下白垩统层序结构特征及控制因素分析 [J].地质学报,2009,83(6):827~835.

[2]蒙启安,纪友亮 .塔南凹陷白垩纪古地貌对沉积体系分布的控制作用 [J]石油学报,2009,30(6):843~855.

[3]曹瑞成,朱德丰,陈均亮,等 .海拉尔-塔木察格盆地构造演化特征 [J].大庆石油地质与开发,2009,28(5):39~43.

[4]王玉华,蒙启安,张革,等 .塔南凹陷油气成藏条件与富集规律 [J].大庆石油地质与开发,2009,28(5):13~17.

[5]苗长盛,刘招君,方石,等 .蒙古国塔南凹陷南屯组深凹槽远岸重力流沉积特征 [J].地球科学,2012,37(4):771~778.

[6]方石,谢荣祥,苗长盛,等 .塔南凹陷南屯组油藏类型及其分布特征 [J].吉林大学学报 (地球科学版),2012,42(增):8~16.

[7]颜丹平 ,田崇鲁,孟令波,等 .伸展盆地的平衡剖面及地质意义——以松辽南部为例 [J].地球科学,2003,28(3):275~280.

[8]刘池洋 .拉伸构造区古地质构造恢复和平衡剖面建立——以渤海湾盆地为例 [J].石油实验地质,1988,10(1):33~43.

[9]张功成,蔡希源,周章保,等 .裂陷盆地分析原理和方法——以松辽盆地为例 [M].北京:石油工业出版社,1996.

[10]曹天军,陈瑞生,袁延芳 .海拉尔盆地油气富集规律 [J].石油天然气地质,2011,33(6):178~182.

[11]王建鹏,刘招君,苗长盛,等 .蒙古塔木察格盆地塔南凹陷下白垩统南屯组三角洲沉积及储层特征 [J].世界地质,2011,30(3):415~421.

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