中上扬子区关键构造变革期、构造变形样式与油气保存

由于受不同的地球动力学背景和构造应力场控制,中、上扬子区在地史发展的各个阶段经历了多期的构造变革,形成了各种样式的断裂、褶皱和不整合构造,期间共经历了广西运动、印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动等4期关键构造变革期。广西运动在研究区形成了大范围北东走向的构造变形;印支运动主要表现为海陆转换;燕山期为大型陆相湖盆沉积阶段;喜马拉雅期研究区遭受了来自3个方向的挤压。4期关键构造变革期对油气保存的影响主要表现为泥岩盖层的发育和保存。广西运动使中、上扬子区重要的志留系泥岩盖层大面积遭受破坏;中、下三叠统泥岩在印支运动遭受广泛剥蚀;燕山中期的构造运动对四川盆地以外早燕山期的区域盖层造成了严重的剥蚀;喜马拉雅运动使得隆起区上部的中、上中生界和新生界泥岩盖层完全破坏,仅在局部坳陷地区得以保存。除了泥岩盖层的发育以外,关键构造变革期的构造变形样式也制约了中、上扬子区的油气保存。川东地区主要以发育隔档式褶皱为主要特征,由紧闭背斜和宽缓向斜组成;湘鄂西地区的滑脱层较川东地区滑脱层深,主要为志留系和下寒武统泥岩;雪峰隆起由东南向西北的逆冲作用,使得其西北缘发育大量的地表高角度突破断层;在湘鄂西地区则发育低角度的逆冲断层,与下寒武统和志留系盖层形成了重要的油气保存条件。      

四川盆地涪陵地区页岩气层构造特征与保存评价

四川盆地涪陵页岩气田五峰组-龙马溪组含有丰富的页岩气资源,但该区经历了多期构造叠加作用,对页岩气保存条件造成了重要影响。系统研究了涪陵地区的构造特征和保存条件。该区发育北东向、北西向2组构造体系,主要形成于晚燕山期,受3套滑脱层系影响,纵向上变形特征存在差异性,可划分出3个构造形变层,中构造层变形相对强烈。将构造样式、断裂规模、剥蚀程度、裂缝密度作为构造变形的主要评价指标,可将涪陵地区平面上按构造变形分为东、西2带,西带构造变形较弱,保存条件较好。为进一步落实页岩气开发有利区,在"东西分带"认识的基础上,通过构造变形定量表征和地震预测,建立了一种涪陵地区保存条件量化评价方法。根据评价结果,在西带优选出3个有利目标区,在东带优选出2个有利目标区。      

中扬子地块西部地区结构构造与页岩气保存条件的关系

中扬子地块西部地区下古生界暗色页岩发育,为海相页岩气的富集成藏奠定了物质基础。为了查明构造对页岩气差异保存的控制作用、揭示页岩气保存的关键因素,首先精细解析该区的结构构造特征,开展构造结构模式识别与构造区带划分,研究构造的变形方式及变形强度;在此基础上,分析确定不同构造样式与页岩气保存条件的关系;进而结合构造变形与海相页岩岩相古地理特征,指出该区页岩气勘探的有利区带。研究结果表明:①该区可分为4个构造形变带,识别出限制型、弱改造型和强改造型3类前展式结构模式;②限制型位于湘鄂西北段,前展式构造不完整,发育冲断带和挤压断褶带;③弱改造型和强改造型分别位于湘鄂西和武陵山地区,具有完整的前展式构造,但前者的变形强度较弱,未经历晚期的构造叠加改造作用;④该区存在着3个构造转换带——川东断褶带与湘鄂西断褶带构造转换带、湘鄂西断褶带与武陵山断褶带构造转换带、中扬子地块露头区与盆腹区构造转换带,其中前者以齐岳山断层发生构造转换,西侧川东断褶带为隔档式褶皱,断层密度小、地层剥蚀强度小、页岩气富集于背斜和斜坡中,东侧湘鄂西断褶带为隔槽式褶皱,断层作用强、地层剥蚀强度大、页岩气富集于残留向斜中。结论认为,该区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气在秭归向斜、冲断—滑脱带和齐岳山断层西缘保存条件为最好;下寒武统牛蹄塘组页岩气勘探的有利区带分布于开县对冲带、挤压褶皱带、冲断—滑脱带和宜昌斜坡西侧。     

渝东南地区阳春沟构造带五峰组—龙马溪组页岩构造裂缝特征及形成期次解析

渝东南地区阳春沟构造带是页岩气勘探有利区,构造裂缝发育特征和期次研究有助于评价该地区页岩气储层物性和保存条件。以渝东南地区阳春沟构造带五峰组—龙马溪组页岩构造裂缝为研究对象,通过岩心观察、成像测井解释、包裹体测温、磷灰石裂变径迹测年和区域构造运动演化等手段,对页岩构造裂缝发育的特征及形成期次进行研究,进而分析构造裂缝形成与页岩气成藏过程的匹配关系。研究结果表明,阳春沟地区五峰组—龙马溪组页岩中的构造裂缝非常发育,被方解石充填,多处呈现不同期次裂缝交错切割形成复杂缝网,并可见揉皱、微断层等现象。这些裂缝形成于3期构造运动：第一期为北北西向、北西西向和北东向裂缝,以方解石和黄铁矿全充填为主,形成于燕山运动中期,磷灰石裂变径迹测年为82~95 Ma,包裹体测温为190~210 ℃;第二期为北北东向、北东东向平面剪切缝和北西向剖面剪切缝,以方解石充填—半充填为主,形成于燕山运动晚期,磷灰石裂变径迹测年为68~78 Ma,包裹体测温为165~185 ℃;第三期为北北东向、北东东向平面剪切缝和北西向剖面剪切缝,并对前期裂缝进行改造,裂缝以方解石充填为主,形成于燕山末期—喜马拉雅期,磷灰石裂变径迹测年为30~62 Ma,包裹体测温为135~155 ℃。第一期构造裂缝形成于页岩最大埋深—开始抬升期,有利于改善页岩储层物性。第二期和第三期构造裂缝形成于页岩气藏调整期,该期的抬升运动会增加页岩气的逸散量,破坏页岩气的保存条件。抬升时期开始的越早,页岩气藏经历的调整破坏时期越长,单井含气量和测试产量就越低。     

西昌地区米市盆地构造特征及构造演化模拟

米市盆地位于扬子板块与松潘-甘孜造山带交界处,基于反演与正演相结合的手段,研究了其构造特征及成因。米市盆地受海西运动影响,构造变形以张性断层为主;印支期扬子板块向松潘-甘孜造山带俯冲,使盆地构造变形转变为挤压隆升为主,部分三叠系遭受剥蚀;燕山期盆地周缘持续隆升,内部构造则继承性发育;喜马拉雅期进入快速挤压隆升阶段,盆地的典型构造特征为逆冲断层及与断层相关褶皱,且盆地内部构造变形存在差异,东部以基底卷入型控盆断层约束下的断弯变形为主,西缘以次级断层控制下的断层滑脱变形为典型特征。盆地内部的断层发育模式为由盆地东部向西部逐渐扩展。在成因上,自海西期至印支期受到滇青藏洋板块及太平洋板块持续挤压,盆地内部形成最早的四开断层;燕山期盆地雏形出现,以七里坝地区为沉积中心沉积了巨厚的侏罗系、白垩系地层,盆地周缘持续隆升;喜马拉雅期受松潘-甘孜造山带及锦屏山造山带挤压后,形成了以逆冲断层及与断层相关褶皱共存的盆地构造格局。     

渝东南-湘鄂西地区构造运动与下志留统页岩气勘探

由于受不同的地球动力学背景和构造应力场控制,渝东南-湘鄂西地区在地史发展的各个阶段经历了多期次的构造变革,形成各种样式的褶皱断裂,期间共经历了加里东运动、印支运动、燕山运动及喜马拉雅运动.加里东至印支运动形成下志留统龙马溪组（S1l）烃源岩并保存较好,燕山运动使得烃源岩强烈褶皱达到成熟-高成熟演化阶段;喜山期遭受构造叠加改造,地层持续抬升掀斜,这既使烃源岩抬升,达到页岩气勘探开发经济深度,同时也给页岩气的保存与开采带来不利影响.综合上述分析认为,该区页岩气开采的有利区应为复背斜上的宽缓向斜或背斜.     

四川盆地南部构造变形特征及其与页岩气保存条件的关系

复杂多变的构造作用是影响四川盆地南部(以下简称川南地区)下志留统龙马溪组页岩气保存条件的主要原因之一。为了进一步明确该区各类构造变形的特征及其与龙马溪组页岩气保存条件的关系,依据地震、露头和钻井等资料划分了构造带,分析了构造变形、演化与构造的主控因素,预测了页岩气保存的有利区。研究结果表明:(1)川南地区可划分为基底逆冲构造带(齐岳山、大娄山的山前带)、盖层滑脱构造带(齐岳山、大娄山和华蓥山之间的区域)和基底升降构造带(华蓥山南段以西区域),分别具有"双滑脱层、基底逆冲断层""三滑脱层、坡坪式断层""深层伸展、浅层挤压"的剖面结构特征;(2)志留纪末形成二叠系与志留系之间的不整合,晚侏罗世至早白垩世齐岳山至川东地区NE—SW向构造开始发育,晚白垩世大娄山及其北部地区近E—W向构造开始发育,新生代赤水地区及其北部形成近S—N向构造;(3)川南地区构造的形成与滑脱层的分布和变形层系的受力方式有关,滑脱层主要为中—下寒武统膏盐岩、龙马溪组泥页岩和下三叠统嘉陵江组膏盐岩,变形层系的受力方式取决于基底及其活动方式;(4)基底逆冲构造带除了盆缘水平挤压外,垂向隆升强且中—下寒武统膏盐岩较薄,部分规模较大的基底断层断穿了膏盐岩。结论认为:(1)基底逆冲构造带中,断层常断穿龙马溪组,高角度裂缝发育,构造变形强,宽缓褶皱、断背斜的倾没端和单斜的缓斜坡为页岩气保存的有利区;(2)盖层滑脱构造带中,断层通常不断穿龙马溪组,以低角度裂缝为主,页岩气总体保存条件好;(3)基底升降构造带中,构造变形弱,页岩气保存条件好。     

南大巴构造带中新生代构造变形特征研究

南大巴构造带是一个自印支期以来长期发展的冲断推覆构造带,其发生发展主要受控于秦岭方向及雪峰方向的构造挤压及其联合作用。其组合主应力存在早期正旋、晚期反旋2个时期。由于应力的时空变化及区域多套滑脱层的存在,其中生代变形具有多期次、多方向、多层次、多期复合等特点。多期次性表现为印支晚期以来本区经历了晚印支的轻度褶皱、早燕山的褶皱发育、中燕山的冲断褶皱、早喜山的冲断作用、晚喜山的抬升剥蚀等多期构造变形或改造作用。本区的主导力源来自秦岭方向,其次来自雪峰方向以及米仓山和龙门山方向,多方向的力源联合或复合控制了本区的中新生代构造变形。应力传递的表层化以及塑性层的存在,使本区变形具有平面及纵向上多层次性的特点。多力源、多方向的交替与联合作用,使本区中新生代变形呈现复杂性与复合性的特征。      

江汉平原区构造演化对中、古生界油气系统的影响

江汉平原区中、古生界经历了加里东、海西-早印支、晚印支-早燕山、晚燕山-喜山期等多旋回沉积构造发展阶段,纵向上构成了震旦系-志留系及志留系-侏罗系两套油气系统。每一个构造运动期都是一次油气的大规模运聚期。构造运动所产生的构造裂缝对区内储层的储集性能具有明显的改善作用,构造运动形成的风化壳是储层发育的有利层段。加里东、海西-早印支、晚印支-早燕山以及晚燕山-喜山期4次主要构造活动,使得4套油气保存单元经历了形成-改造、破坏-残存或重铸的演变过程。印支期以来的构造运动是江汉平原区中、古生界油气系统形成和演化的主要动力和影响因素。印支期区内构造格局以大隆大坳为特征,是区内烃源岩的生烃高峰期,形成了隆起区早期的油气富集。早燕山期是区内中、古生界内幕构造的主要形成期,同时,也是油气运聚和油气藏形成的主要时期。晚燕山-喜山期则是油气藏改造和调整期,不同类型的油气藏最终定型于喜山期。区内仙桃-戴家场和当阳次级深坳陷是原生改造型油气藏勘探的有利地区,沉湖-土地堂复向斜北部麻洋潭构造带是晚期生烃型油气藏勘探的有利地区,丫新和万城潜山带是次生多源型油气藏勘探的最有利地区。     

中扬子湘鄂西区构造演化特征

中扬子湘鄂西区为中国南方海相天然气重点地区,分析其构造演化特征对该区常规天然气及页岩气勘探具有重要指导意义。运用重力、磁力、野外地质调查、地震及钻井等资料,明确了湘鄂西晋宁期-喜山期可划分为基底形成阶段、旋回性坳陷沉积阶段及变形、变位阶段,其中澄江期至部分印支期形成了区内广布的以海相碳酸盐岩夹部分碎屑岩为主的沉积建造,燕山主期为区内大规模褶皱及断裂形成期,是在研究油气保存条件时应重点探讨的构造活动期。     

礁石坝地区构造特征及页岩气保存模式研究

针对焦石坝构造特征及页岩气保存模式认识不清的问题,选取焦石坝周缘砂岩样品及NW-SE向地质剖面,利用显微构造分析、平衡剖面技术,对焦石坝在地质历史时期应力方向、主要形变过程及形变时期进行研究。研究结果表明：焦石坝地区具有构造改造强度弱、改造时间晚、断层封堵性好、埋深适中以及良好的顶底板岩性组合的页岩气保存模式;在地质历史时期主要受NW-SE向的挤压应力影响,NE-SW向应力次之,主要形变期在120Ma之后,地层总缩短量为3.8km,缩短率为16.7%,其中65~85Ma（燕山晚期）是焦石坝主要隆升阶段。该研究对四川盆地周缘页岩气勘探开发具有重要指导作用。     

川南泸州地区五峰组—龙马溪组古构造应力场及裂缝特征

川南泸州地区为深层页岩气勘探的重点区,中生代以来经历了多期构造运动,下古生界五峰组—龙马溪组深层页岩储层的裂缝主要受控于区域古构造应力场.为了探究泸州地区有利的深层页岩勘探区,以其五峰组—龙马溪组深层页岩地层为研究对象,以褶皱断裂系统、地震资料综合解释、埋深古构造图和页岩岩石力学参数测试为基础,开展了目的层燕山期Ⅲ幕(...     

焉耆改造型盆地特征及其油气勘探方向预测

焉耆盆地是中、新生代的叠合、改造型盆地，中生代为类前陆盆地，之后虽经历了燕山运动中晚期的冲断、隆升剥蚀和喜山期的长期改造，但盆地构造格局并没有发生改变。烃源岩以煤系地层为主，主生烃期为燕山期末，喜山期生烃贡献不明显；圈闭类型多样．多与冲断活动有关，形成于燕山期。定型于喜山期；燕山期末已存在的圈闭成藏条件较好，但控制圈闭的断层在喜山期活动与否及其活动强度，决定着燕山期形成的油气藏能否保存；喜山期形成的构造圈闭及地层圈闭的油气来源有限，盖层条件较差,油气成藏条件欠理想。下步勘探方向应以与燕山期末主生烃期相配置的构造圈闭和岩性圈闭为重点。     

塔东北草湖地区差异构造变形特征与动力学过程探讨

草湖地区位于塔里木盆地东北部与库鲁克塔格隆起的结合部位,该区古生界-中生界地层保存比较齐全,较完整地记录了塔里木盆地东北缘的构造演化。基于最新二维地震资料构造解释,利用断层相关褶皱分析技术,对草湖地区构造变形样式、运动学特征进行了精细解析。研究表明,草湖地区断裂变形具有“上下分层、南北分段、东西分带”的特征,断裂活动总体上具有逆冲兼压扭性质,主要发育海西晚期、印支期、燕山中期3期构造变形,均具有断层相关褶皱的几何学特征。在构造变形分析的基础上,选择典型地震测线剖面,利用平衡剖面技术,恢复了草湖地区的构造演化历史,即加里东晚期-海西早期的构造运动,奠定了研究区及周缘的隆凹格局,主要形成了阿克库勒凸起、草湖凹陷、尉犁鼻凸;海西晚期,发育逆冲滑脱断层;印支期、燕山期继承性的压扭走滑下,最终形成该区的构造格局。      

基于改进的岩石物理模型表征页岩天然裂缝特征

为了给四川盆地下志留统龙马溪组页岩气勘探开发提供技术支撑,以长宁、涪陵2个页岩气田的龙马溪组为研究对象,利用氦气法、X射线衍射、真密度测试等方法,借助改进的岩石物理模型,定量表征了龙马溪组页岩中天然裂缝的发育特征,并探讨了天然裂缝的发育类型、成因机制以及对页岩气开发的影响。研究结果表明:(1)运用改进的岩石物理模型可以精确刻画长宁页岩气田页岩孔隙系统,拟合度达0.74;(2)页岩中天然裂缝的发育具有区域控制因素的差异性,其中长宁页岩气田裂缝局部限制发育,钙质充填,裂缝孔隙平均值为0.15%,由基底逆冲断层、滑脱层和内部褶皱作用控制,而涪陵页岩气田裂缝则普遍较发育,硅质未充填或半充填,裂缝孔隙平均值为1.30%,主要受控于逆断层和滑脱作用;(3)地层条件下,天然裂缝的开启性存在着差异,长宁页岩气田基本处于封闭状态、渗流能力弱,而涪陵页岩气田则处于相对开启状态、渗流能力强;(4)天然裂缝影响页岩气的赋存方式,内部以游离气为主体,页岩气井的初始产气量相对较高。结论认为:(1)引进回归系数计算现今实际的总有机质含量,使得改进的岩石物理模型能够更加精确地刻画基质孔隙和裂缝孔隙;(2)四川盆地页岩产层段中天然裂缝发育对页岩气富集与开采相对有利,但原始地层条件下会削弱天然裂缝的渗流能力。     

西昌盆地南部地区志留系龙马溪组页岩气保存条件的评价

为了查明西昌盆地南部志留系龙马溪组页岩气保存优选区,针对研究区构造变形等特征,对研究区进行构造分区,得出研究区受到强烈的挤压-走滑构造变形和大幅度的隆升剥蚀等构造强改造作用,具有强变形、强隆升、强剥蚀等构造特征,后期构造改造和变形为制约页岩气保存的关键因素。以志留系龙马溪组页岩为研究对象,从物质基础、构造演化等方面对页岩气保存条件进行研究,得出米市盆地轿顶山向斜地区和布拖—火烈宽缓褶断带变形较弱,褶皱表现为宽缓-开阔的样式,剥蚀厚度主要小于3000 m,具有良好的保存条件,并初步建立了页岩气保存条件的综合评价指数体系,为西昌盆地的页岩气勘探开发提供支撑。     

四川盆地东南缘齐岳山断裂构造特征与页岩气保存条件

勘探现状表明,位于四川盆地东南缘的齐岳山断裂,导致了盆缘两侧页岩气成藏存在显著的差异性。文章基于最新的地震数据,结合区域地质资料,利用断层相关褶皱理论,系统解剖齐岳山断裂的构造变形特征,具体包括齐岳山断裂的几何特征,形成演化过程,以及对页岩气保存条件的影响。结果表明,齐岳山断裂在平面上呈S形分布,由多条不连续断层组成,且在北部呈右阶左行雁列式,在南部左阶右行排列;齐岳山断裂控制形成了西侧背斜和西侧斜坡两类转换带,并分别发育“基底冲断—断层相关褶皱—滑脱”和“基底逆冲—滑脱”两类构造变形模式,且断层断距从焦石坝到古蔺逐渐变小;齐岳山断裂在晚侏罗世主滑脱层抬升导致隔槽式褶皱带向隔档式转变过程中形成雏形,经历了晚白垩世黔中地块的改造作用和新近纪末期的差异隆升形成现今的形态;受齐岳山断裂控制,东侧强烈变形褶皱带保存条件差,仅宽缓向斜内残留常压页岩气藏,西侧前缘基底分支断层滑脱导致五峰组-龙马溪组抬升,形成的四个背斜构造埋深适中,为有利勘探目标,且自南向北其保存条件逐渐变好。     

断裂对页岩气保存条件的影响机制——以渝东南地区五峰组-龙马溪组为例

上扬子地区广泛发育多套烃源岩,其中渝东南地区五峰组—龙马溪组具有有机质页岩厚度大、TOC丰度高、有机质成熟度适中等特点,整体具备页岩气发育的气源条件;但各钻井含气性差异显著,可见区域构造对页岩气的后期保存存在重要影响。以渝东南地区为例,通过野外地质调查、岩心观测、含气性分析等手段,研究区域构造分布对页岩气赋存条件的影响,并认为：渝东南地区主要断裂均为逆断裂,且靠近褶皱核部的断裂盘地层变形更为明显,属于相对受伤盘;濯河坝向斜西翼的主控断裂——王家湾—大河口逆冲断裂两盘差异明显：向斜核部、断裂下盘构造缝高度发育,整体含气性较差,是页岩气保存条件的欠佳区域,不利于页岩气成藏。通过分析发现,区域应力背景控制褶皱体系,褶皱变形程度决定断裂分布和组合样式,断裂形态决定地层变形和裂缝发育,从而进一步控制页岩气的保存和富集。因此,全面分析构造匹配模式,是研究不同地区页岩气保存能力的先决条件。     

长宁背斜龙马溪组页岩裂缝发育特征及期次解析

裂缝特征及形成期次对页岩气有利区优选具有重要意义。以川南地区长宁背斜龙马溪组地层为例,通过对野外露头裂缝的观测分析,结合构造解析、构造反演等手段,对裂缝发育特征及期次展开研究。研究结果表明,长宁背斜以平面剪切缝和剖面剪切缝为主,裂缝发育程度高、倾角大、充填程度高。区内龙马溪组裂缝可分为3套,分别形成于3期构造运动:第1套为NNW、NE向平面剪切缝和近EW向剖面剪切缝,形成于燕山运动中—晚期,以方解石全充填为主;第2套为NW、近EW向平面剪切缝和NE向剖面剪切缝,形成于燕山运动末期—喜山运动早期,裂缝充填物包括方解石及少量泥质、黄铁矿;第3套为近SN、NEE向平面剪切缝和NW向剖面剪切缝,形成于喜山运动中期至现今,裂缝充填程度低,充填物为少量方解石。研究结果为下一步勘探开发提供了一定的理论参考。     

四川盆地龙门山前北段构造演化特征及其油气地质意义

基于地表地质、地震、电法、钻井等资料综合研究,对四川盆地龙门山前北段逆冲推覆前锋断层的构造变形特征进行精细刻画。研究表明,逆冲推覆前锋断层整体为隐伏断层,并发育断层传播褶皱,仅在香水场—江油一带出露香水断层,对应地表的厚坝高陡地层变形带,沿三叠系嘉陵江组—雷口坡组膏盐岩滑脱层没有大规模位移量向盆地内传递。逆冲推覆前锋断层在厚坝以南部分为断坪-断坡多转折断层,沿嘉陵江组上断坪滑脱形成中坝背斜;而在厚坝以北部分则为铲型断层,深层寒武系被逆冲出露地表。以逆冲推覆前锋断层为界,断层上盘叠瓦构造带在印支期大规模逆冲,喜马拉雅期再次活化,下盘隐伏构造变形主要形成于喜马拉雅期。逆冲推覆前锋断层下盘隐伏构造生储盖匹配条件整体较好,具备形成大型气藏的有利地质条件;逆冲推覆前锋断层上盘在重华以北出露三叠系及更古老的地层,油气保存条件差,而重华以南至武都地区被侏罗系覆盖且嘉陵江组膏盐岩层较厚的断块油气保存条件相对较好,具备成藏条件。逆冲推覆前锋断层不仅是龙门山与四川盆地的盆山分界断层,也是川西北地区油气成藏系统的界线。