丁安軍,張 馳,賴廣華,郭軍參,周鈺杰
(1.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,廣西桂林 541004;2.中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院,中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院)
準(zhǔn)噶爾盆地春光區(qū)塊構(gòu)造特征及沉積充填特征
丁安軍1,張馳2,賴廣華1,郭軍參2,周鈺杰3
(1.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,廣西桂林 541004;2.中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院,中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院)
摘要:準(zhǔn)噶爾盆地車排子地區(qū)自開展油氣勘探以來,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多大中型油氣藏,證實(shí)了該地區(qū)優(yōu)越的油氣地質(zhì)條件,因此開展該地區(qū)的構(gòu)造特征及沉積充填特征研究具有十分重要的意義。通過對(duì)資料的分析,認(rèn)為區(qū)內(nèi)發(fā)育2種構(gòu)造樣式:基底卷入型和蓋層滑脫型。該地區(qū)受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造的影響,發(fā)育了不同規(guī)模、不同產(chǎn)狀和不同性質(zhì)的各種斷層,斷裂的剖面特征不具有明顯的分層性,在剖面上大體可以劃分為深、淺兩套斷裂體系。車排子地區(qū)在經(jīng)過二疊紀(jì)的長期隆升剝蝕后,三疊紀(jì)開始接受沉積,在不同沉積時(shí)期存在不同的巖相古地理變化特點(diǎn),為車排子凸起區(qū)油氣聚集成藏提供了較好的儲(chǔ)蓋組合條件。
關(guān)鍵詞:春光區(qū)塊;斷裂特征;構(gòu)造樣式;沉積充填
自2003 年以來,車排子凸起成為準(zhǔn)噶爾盆地油氣勘探的重點(diǎn)地區(qū)之一,近年來在車排子凸起勘探取得重大突破,對(duì)車排子凸起的構(gòu)造特征及沉積充填特征的研究也在不斷加深[1-3]。本文基于近年來新采集的高精度地震資料,對(duì)車排子凸起之上春光區(qū)塊的構(gòu)造特征進(jìn)行詳細(xì)分析,闡述了斷裂發(fā)育特征及構(gòu)造樣式,論述了沉積充填特征,為春光區(qū)塊后續(xù)的油氣勘探提供依據(jù)。
1斷裂特征與構(gòu)造樣式
1.1斷裂特征
春光區(qū)塊構(gòu)造較為簡單,基巖頂面及沉積蓋層均為區(qū)域性向南東傾的單斜。根據(jù)新近系沙灣組、古近系、白堊系等的構(gòu)造情況分析,本區(qū)地層傾角約2°~3°,構(gòu)造平緩[2]。
車排子地區(qū)受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造的影響,發(fā)育了不同規(guī)模、不同產(chǎn)狀和不同性質(zhì)的斷層,斷層的剖面特征不具有明顯的分層性,可以劃分為燕山期斷層和喜山期斷層。燕山期斷層相對(duì)較深,斷開的層位主要為石炭系-白堊系;喜山期斷層相對(duì)較淺,斷開層位主要為新近系。燕山期斷層多為小型逆斷層,以北西南東向、近南北向以及近東西向?yàn)橹?,斷裂延伸長度平均為3 km,易形成潛山斷塊,部分?jǐn)嗔押笃诎l(fā)生反轉(zhuǎn);喜山期斷層主要為新近系發(fā)育的張扭性斷層,繼承了石炭系潛山構(gòu)造格局,為正斷層或者負(fù)反轉(zhuǎn)斷層,以北西西、北西-南東向斷層為主,部分近東西向,斷層傾角較大,一般60~80°,部分?jǐn)鄬咏绷?,延伸較短,一般在3 km以內(nèi)。斷距較小,一般為10~20 m,三維區(qū)內(nèi)最大的一條斷裂為排19北斷裂,延伸長度13.6 km,最大斷距100 m??偟膩碚f,燕山期斷層主要在石炭系較為發(fā)育,多為逆斷層,是多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造的結(jié)果;喜山期斷層在新近系較為發(fā)育,多為正斷層。鄰區(qū)發(fā)育有紅車、紅山嘴、小拐等多條較大的斷裂。
春光區(qū)塊的斷層斷面傾角大,開啟性強(qiáng),對(duì)于油氣運(yùn)移和再分配起到重要的縱向調(diào)整作用,形成了春光探區(qū)古近系、白堊系和沙灣組多層系含油的特征,是春光區(qū)塊油氣立體富集的重要輸導(dǎo)通道,目前在春光區(qū)塊發(fā)現(xiàn)的春17井區(qū)白堊系油藏、排2井區(qū)沙灣組油藏等均為斷層縱向輸導(dǎo)成藏。
1.2構(gòu)造樣式
車排子地區(qū)受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造的影響,在燕山運(yùn)動(dòng)的影響下,古生界和中生界的地層發(fā)育逆斷層,易形成潛山斷塊,部分?jǐn)鄬雍笃诎l(fā)生反轉(zhuǎn);在喜山運(yùn)動(dòng)影響下,新生界發(fā)育的張扭性斷裂繼承了石炭系潛山構(gòu)造格局,主要為正斷層或者負(fù)反轉(zhuǎn)斷層[4-7]。根據(jù)春光區(qū)塊斷裂的剖面、平面特征,該區(qū)的構(gòu)造樣式劃分為基底卷入型和蓋層滑脫型。
1.2.1 基底卷入型構(gòu)造樣式
基底卷入型構(gòu)造樣式主要為壓扭構(gòu)造組合,一般由一條主干斷裂和若干條派生斷裂組成。按其力學(xué)性質(zhì)和應(yīng)力傳遞方式可進(jìn)一步劃分為基底逆沖、壓性斷塊、壓扭構(gòu)造等。該類構(gòu)造樣式主要是燕山期斷層的構(gòu)造樣式。
(1)基底逆沖:表現(xiàn)為在南北向或北東、南西向擠壓應(yīng)力下基巖上沖形成逆沖片或斷階。該構(gòu)造樣式主要分布在春光區(qū)塊西南部的古生界和中生界地層中(圖1-a)。
(2)壓扭構(gòu)造:該構(gòu)造樣式既有扭動(dòng)構(gòu)造特征又有逆沖構(gòu)造特征,為兩種應(yīng)力作用復(fù)合的結(jié)果,發(fā)育在兩組斷裂體系交匯部位(樞紐區(qū)),斷裂兩側(cè)常產(chǎn)生扭動(dòng)牽引構(gòu)造,構(gòu)造軸線斜交于斷線。該構(gòu)造樣式主要分布在春光區(qū)塊南部古生界和新生界地層當(dāng)中(圖1-b)。
(3)壓性斷塊:多分布于凹陷邊緣擠壓型斷裂一側(cè),為兩個(gè)以上壓性斷裂交匯或主斷裂與分支斷裂構(gòu)成的斷塊。這種斷塊各時(shí)期都有形成,在春光區(qū)塊西南部分布(圖1-c)。
1.2.2 蓋層滑脫型構(gòu)造樣式
圖1 基底卷入型構(gòu)造樣式典型剖面
主要是指上部斷裂系統(tǒng),斷開層位為中、新生界,其表現(xiàn)形式主要為一系列同生正斷層組合,它是拉張環(huán)境下蓋層中發(fā)育的一種主要構(gòu)造樣式,由蓋層沉積巖塊離散型傾向滑動(dòng)形成[1]。該構(gòu)造樣式的主要構(gòu)造要素為正斷層,在該正斷層組合內(nèi),伴隨有大量的斷塊圈閉。
(1)反轉(zhuǎn)構(gòu)造:下逆上正斷層由早期擠壓應(yīng)力場(chǎng)作用下產(chǎn)生逆斷層和后期斷層在拉張應(yīng)力作用下繼承性發(fā)展而成,在剖面上呈現(xiàn)下部石炭系地層為逆斷層,上覆侏羅系以后沉積的地層轉(zhuǎn)為正斷層,形成一種反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式,反轉(zhuǎn)構(gòu)造在工區(qū)較為明顯(圖2-a)。該類斷層在春光區(qū)塊普遍存在,北部的春17井區(qū)西部斷層即為該種類型,下部石炭系是逆斷層,上部沙灣組反轉(zhuǎn)為正斷層。
(2)地塹構(gòu)造:在伸展作用和重力作用下,由主干斷層和其上盤低級(jí)次斷層組合而成,在剖面上呈“y”字形或反“y”字形斷層,形成地塹構(gòu)造,該類構(gòu)造樣式在春光區(qū)塊較為明顯(圖2-b)。
(3)地壘構(gòu)造:該構(gòu)造是中間的斷盤相對(duì)上升,被兩側(cè)傾向相反的相對(duì)下降的正(偶為逆)斷層所界限的槽形斷塊構(gòu)造,常與地塹構(gòu)造相伴生(圖2-c)。
圖2 蓋層滑脫型構(gòu)造樣式典型剖面
(4)階梯狀構(gòu)造:由若干條產(chǎn)狀基本一致的正斷層組成,各斷層面可呈板形,也可呈鏟狀,沿斜坡節(jié)節(jié)下掉形成階梯狀式斷層組合。該類構(gòu)造樣式在春光區(qū)塊普遍存在(圖2-d)。
受到喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響,上部斷裂體系與下部斷裂體系之間存在著復(fù)雜的構(gòu)造疊加現(xiàn)象。喜山期拉張作用下,早期部分逆斷層發(fā)生反轉(zhuǎn),在剖面上成為一條下部緩而上部陡的斷層,,對(duì)油氣的縱向運(yùn)移極為有利。平面上,春光區(qū)塊石炭系、白堊系斷層走向北西、北東、北西西、南北向?yàn)橹?,斷裂延伸長度平均為3 km;新近系斷裂結(jié)構(gòu)繼承了石炭系潛山構(gòu)造格局,以北西西、北西向斷裂為主,斷層延伸一般較短,斷距較小。
從研究區(qū)斷裂疊合圖(圖3)上可以看出,該區(qū)斷裂平面組合主要有平行式、斜交式、雁列式、羽狀等多種樣式。這些都是區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)演化及其疊加效應(yīng)的反映,其中平行狀反映擠壓或拉張作用的結(jié)果;雁列狀其特點(diǎn)是走向彼此平行,幾乎首尾相接,組成雁行式排列,反映水平旋扭應(yīng)力場(chǎng);羽狀由一條主斷裂和被其限制終止的邊幕式斷裂組合而形成,主要反映扭動(dòng)應(yīng)力場(chǎng);上述構(gòu)造樣式說明車排子凸起區(qū)在新近紀(jì)時(shí)期處于扭動(dòng)走滑的應(yīng)力場(chǎng)。
圖3 春光探區(qū)斷裂疊合圖
2沉積充填特征[8-10]
車排子地區(qū)在經(jīng)過二疊紀(jì)的長期隆升剝蝕后開始接受沉積,春光區(qū)塊所在的位置主要沉積白堊系、古近系和新近系沙灣組地層,僅在局部溝谷中充填有侏羅系砂礫巖地層。
2.1白堊系
白堊紀(jì)時(shí)期準(zhǔn)噶爾盆地構(gòu)造活動(dòng)屬于基底整體運(yùn)動(dòng),以垂直升降作用為主,在春光區(qū)塊表現(xiàn)為自東向西超覆沉積的特點(diǎn),后期白堊系頂部地層遭受剝蝕。春光探區(qū)白堊系地層總體特征是:西薄東厚,下超頂削,分布范圍有限,在連木沁組沉積初期(K3),分布范圍最大,擴(kuò)展到排204-排28地區(qū)。白堊系物源為西北部的扎伊爾山,區(qū)內(nèi)的碎屑物供給方向從西北至西南都有。從紅山嘴白堊系露頭可知,白堊系沉積時(shí)期,沒有大規(guī)模碎屑物供給,供給形式以大量小規(guī)模碎屑物入湖為主,主要為辮狀河三角洲、扇三角洲和灘壩沉積。
巖心薄片分析可知,白堊系儲(chǔ)集層風(fēng)化蝕變程度淺,磨圓度為次棱狀,支撐方式為顆粒式,接觸關(guān)系以點(diǎn)接觸為主。膠結(jié)類型以孔隙膠結(jié)為主,膠結(jié)物主要為方解石。陸源碎屑成分中,石英56%,長石15%,巖屑29%,巖屑成分以火山巖和變質(zhì)巖為主;成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度中等。
2.2古近系
古近系在區(qū)內(nèi)有多口井鉆遇,主要為一套灰色、紅色泥質(zhì)巖與中細(xì)砂巖、粉砂巖不等厚互層。下部砂巖相對(duì)較發(fā)育,上部以泥質(zhì)巖為主。薄片分析表明,砂巖成分以石英為主(44%~83%),巖屑(10%~40%)、長石(4%~10%)次之,偶見白云母,次棱角-次圓狀,分選中等,顆粒支撐,泥質(zhì)膠結(jié),疏松,成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度中等。電性上,砂巖段自然電位曲線指狀、鐘狀、漏斗狀負(fù)異常;電阻率曲線多呈鐘形及鋸齒狀。
根據(jù)巖性組合、測(cè)井相、分析化驗(yàn)資料,結(jié)合區(qū)域沉積背景及砂體整體分布特點(diǎn)分析,春光區(qū)塊古近系主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣沉積,在研究區(qū)南部排20和排28井區(qū)零星發(fā)育灘壩沉積。
古近系沉積時(shí)期,研究區(qū)整體處于西北高東南低的斜坡狀古地貌特征。古近紀(jì)早期準(zhǔn)噶爾盆地緩慢下沉接受沉積,湖盆范圍逐漸變大,以超覆沉積為特點(diǎn),此時(shí)西北物源相對(duì)較充足,在排204-排20井區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲沉積,其它區(qū)域發(fā)育濱淺湖沉積。隨著沉積范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,物源供給不足,三角洲沉積逐漸演化為濱淺湖沉積,全區(qū)為濱淺湖泥質(zhì)巖夾砂巖沉積,灘壩砂體圈閉發(fā)育。
2.3新近系
新近紀(jì)準(zhǔn)噶爾盆地再次整體沉降接受沉積,并具有由盆地腹部向四周超覆沉積的特點(diǎn)。
沙灣組沉積時(shí)期,在車排子區(qū)沉積范圍基本達(dá)到全區(qū)沉積的狀況,西北薄東南厚,呈逐層超覆沉積的特點(diǎn),可進(jìn)一步劃分為三個(gè)沉積階段。沙一段沉積時(shí)期,全區(qū)砂體都較為發(fā)育,鉆遇井單層砂體較厚,砂體百分含量較高,1砂組累積砂體厚度甚至能達(dá)到50 m以上,沙一段砂體分選性較好,儲(chǔ)集性能也較好;沙二段沉積時(shí)期,砂體不太發(fā)育,泥質(zhì)含量較高,從鉆遇井剖面看,以泥包砂結(jié)構(gòu)為主;沙三段沉積時(shí)期,由于車排子凸起北部不斷抬升,南部的辮狀河三角洲平原分流河道砂體不斷南移,已經(jīng)移出研究區(qū),南部全為泛濫平原沉積[10]。沉積上,沙灣組從下到上存在辮狀河向曲流河過渡的特點(diǎn),沙一段以辮狀河沉積為主,僅在西北部有西北物源的沖積扇沉積;沙二段以曲流河沉積為主;沙三段以泛濫平原沉積為主。
東北方向供給區(qū)和西南方向供給區(qū)巖石學(xué)特征基本相似,巖石類型都為巖屑長石砂巖,成分成熟度中等,結(jié)構(gòu)成熟度中等-好,支撐類型為顆粒支撐,分選中等-好。而西北方向供給區(qū)巖石類型為巖屑砂巖,成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度都較低,顆粒支撐類型為雜基-顆粒型,分選較差。
薄片分析表明,沙灣組碎屑顆粒包括巖石碎屑(即巖屑)和礦物碎屑(石英、長石、重礦物等),石英含量一般為40%~50%,無石英的次生加大現(xiàn)象,石英顆粒的表面發(fā)育裂縫;長石含量一般20%~30%左右,鉀長石含量略高于斜長石,正長石多見,高嶺石化較嚴(yán)重;巖屑含量15%~25%左右,多為具波狀或帶狀消光的變質(zhì)石英巖、石英砂巖及具有小米粒結(jié)構(gòu)的燧石巖屑及泥巖、灰?guī)r巖屑。西北方向供給區(qū)巖性較粗,巖性以含礫砂巖、礫狀砂巖為主,風(fēng)化蝕變程度中等,磨圓度為次棱狀,支撐類型為雜基-顆粒型,接觸關(guān)系以點(diǎn)為主,膠結(jié)類型以孔隙型、孔隙基底型為主,膠結(jié)物主要為泥巖及碳酸鹽,雜基為粘土,陸源碎屑成分平均含量:石英6.2%,長石3.3%,巖屑90.5%,巖屑成分以火山巖和變質(zhì)巖為主,成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度低。
3結(jié)論
(1)春光區(qū)塊構(gòu)造平緩,發(fā)育了不同規(guī)模、不同產(chǎn)狀和不同性質(zhì)的斷層,斷層的剖面特征不具有明顯的分層性,可以劃分為燕山期斷層和喜山期斷層,燕山期斷層主要在石炭系、白堊系較為發(fā)育,多為逆斷層;喜山期斷層在新近系較為發(fā)育,多為正斷層。春光區(qū)塊的斷層斷面傾角大,開啟性強(qiáng),對(duì)于油氣運(yùn)移和再分配起到重要的縱向調(diào)整作用。
(2)根據(jù)春光區(qū)塊斷裂的剖面、平面特征,該區(qū)的構(gòu)造樣式劃分為基底卷入型和蓋層滑脫型,壓扭構(gòu)造和反轉(zhuǎn)構(gòu)造在春光區(qū)塊較為發(fā)育,該區(qū)斷裂平面組合主要有平行式、斜交式、雁列式、羽狀等多種樣式。
(3)白堊系、古近系主要發(fā)育三角洲前緣和濱淺湖沉積,沒有大規(guī)模碎屑物供給,沉積物為陸緣碎屑,成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度中等。沙灣組主要發(fā)育辮狀河和曲流河沉積,成分成熟度中等,結(jié)構(gòu)成熟度中等-好,西北部發(fā)育沖積扇,成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度都較低。
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編輯:吳官生
文章編號(hào):1673-8217(2016)01-0014-04
收稿日期:2015-10-12
作者簡介:丁安軍,1989年生,2011年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè),在讀碩士,研究方向?yàn)榈V床成因與成礦規(guī)律。
中圖分類號(hào):TE111.2
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A