喜马拉雅晚期构造应力场及其与油气分布的关系——以准噶尔盆地南缘为例

针对准噶尔盆地南缘喜马拉雅晚期构造应力场分布特征及其对油气分布的控制作用认识不清的问题,运用有限元数值模拟,恢复了研究区喜马拉雅晚期平面和剖面的构造应力值,总结了其构造应力场的分布特征,并对构造应力与油气分布的关系进行了探讨.结果 表明:侏罗系齐古组最大主压应力在不同构造带上分布不均,以红车断裂为界,东侧的最大主压应力整体上从东向西逐渐增大,西侧的最大主压应力向北西方向逐渐减小;同一地区最大主压应力随着埋深的增大而增大,最大主压应力在背斜/断背斜和断裂带处均比与其相邻的地层小;强烈构造挤压作用可以促使油气从构造应力大的区域向构造应力小的区域快速流动,在相对低应力区聚集成藏,第一排构造带的隐伏断背斜圈闭、第二排和第三排构造带下组合发育的背斜或断背斜圈闭均为油气的有利运聚指向区.研究成果对该地区油气勘探有一定的指导作用.     

克拉苏构造带盐下超深层储层的构造改造作用与油气勘探新发现

塔里木盆地克拉苏构造带油气群下白垩统巴什基奇克组埋深超过6 000 m,储层基质渗透率低,裂缝普遍发育,构造对储层的改造作用明显,但博孜9井的勘探突破反映出不同区带间构造改造作用差异较大、非均质性极强,重新认识构造对储层的改造作用对于预测超深层储层、指导油气勘探生产具有重要的意义。为此,基于钻井取心、构造平衡恢复、裂缝充填物同位素测年、区块应力数值模拟等资料,结合流体包裹体、声发射古应力、铸体薄片等实验分析方法,从定性分析到定量计算、研究了克拉苏构造带油气群超深层储层的构造改造作用及其差异性。研究结果表明:①北部天山造山带及南部古隆起控制了该构造带储层的沉积格局及差异构造变形,形成巴什基奇克组储层"西薄东厚"的分布特征;②博孜区段古应力最小,构造变形主要为正向挤压、逆冲传播,局部井区为斜向压扭;③大北区段主要为斜向压扭,古应力较小,构造变形为逆冲叠置;克深区段古应力最大,构造变形主要为正向挤压、后缘逆冲抬升、前缘滑脱收缩;④差异构造变形使同一构造带不同构造变形样式的构造减孔量呈现出较大的差别,且控制了不同区段造缝期与成岩胶结的叠加影响、中晚期裂缝网络与油气成藏期的配置关系,加剧了储层的非均质性,是区段间产能差异的基础改造因素;⑤现今构造应力的大小及方向影响裂缝有效性,南部为强挤压应力区,背斜相对高部位裂缝走向与现今应力交角较小,裂缝有效性最好;⑥构造成岩环境决定了构造裂缝充填物的类型,北部区块以淡水—半碱水介质成岩环境为主,裂缝充填物类型为方解石,有利于对储层进行酸化压裂改造。     

准噶尔盆地南缘构造应力场与油气运聚的关系

通过对准噶尔盆地南缘山前构造与地应力场分析,认为构造复杂、目的层深、地应力作用强烈是制约勘探进程 的主要因素。在地应力集中的安集海河组泥岩段,表现出高压欠压实的特点,最大主应力方向为北北东向。水平两向应 力的差值较大,是导致钻井事故不断发生的主要原因。盆地南缘区域地应力分布规律表现为纵向上压应力随深度增加 而增大,并与构造层配伍,可分为深层挤压带、中层剪切带、浅层张裂带。油气从高压应力分布区(生烃凹陷)向低压应力 分布区(隆起区)运移。山前为挤压地应力作用区,油气成藏多以构造成藏为主。盆地南缘断裂下盘深层的异常高压封闭 区(流体封存箱)、与断裂密切相关的隆起段是今后主要勘探方向与领域,断裂遮挡、背斜等构造型圈闭——主断裂下盘 原生油气藏是主要的勘探对象。     

冀中坳陷地质和构造特征及油气分布

冀中坳陷的前第三系基底结构、第三系沉积与构造和油气分布特性都有明显的三分性。北部的京、津、霸地区,第三纪前古地貌是—低缓平原,古地貌山较少;块断分化强烈,形成了具有中央隆起带特征的牛驼镇凸起及河西务构造带;生油中心由西向东迁移,生油层系厚,形成了一个以下第三系油气藏为主,中央隆起带相对富集的复式含油气区。中部饶阳及深县凹陷区,碳酸盐岩的潜山广布,稳定下沉,生油层系厚而质量好,有挤压背斜带存在;形成了北区的高潜山复式油气区及南区的低潜山及挤压背斜复式油气区,前者以潜山油藏为主,后者油气纵向上分布较均衡。南部的束鹿等凹陷是在深而窄的断槽上发育起来的,聚油有限,且都集中在深断槽区。     

渤海湾盆地黄骅坳陷中生代构造特征分析

渤海湾盆地黄骅坳陷中生代受到印支运动与燕山运动的影响,但因被晚白垩世以来沉积物覆盖,没有很好的露头资料,使得其中生代构造运动的具体特征仍不清楚。基于地震等资料,利用平衡剖面分析以及计算缩短率等方法,分析了黄骅坳陷基底及盖层的构造几何学及运动学特征。根据三叠系、侏罗系、白垩系残余厚度与研究区构造演化剖面等资料,按照中生代构造运动强度将黄骅坳陷分为印支期强挤压区(南部地区)、中生代弱变形区(中部地区)和燕山运动强挤压区(北部地区)。黄骅坳陷中生代主要经历印支运动与燕山运动两期应力方向不同的挤压构造活动,其中印支期鲁西地块向北与黄骅坳陷发生挤压碰撞使得黄骅坳陷南部地区产生了大量逆冲断层,而燕山期燕山褶皱带对黄骅坳陷施加自北向南的挤压应力并促使其在北部地区形成了巨大复背斜。黄骅坳陷南部地区在印支期发生强烈变形,中部及北部地区印支运动响应微弱;燕山运动则正好相反,在黄骅坳陷北部地区活动强烈,在中部及南部地区响应微弱;黄骅坳陷中部地区即孔店-北大港地区构造活动微弱,为两期构造运动波及范围的分界带。中生代变形强烈的区域往往拥有更高的油气勘探潜力,总体上位于黄骅坳陷北部地区的潜山普遍优于位于中南部地区的潜山,而南部地区的潜山则普遍优于中部地区的潜山。本文研究结果对黄骅坳陷下一步潜山油气勘探具有一定的指导意义。     

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带古近系膏盐岩盖层演化与圈闭有效性

膏盐岩层是含油气盆地良好的区域盖层,但不是完美的盖层。研究表明,膏盐岩具有"低温脆变、高温塑变"特征,构造挤压背景下膏盐岩盖层的封闭性随埋深而演化,大于3 000~3 200 m的埋藏深度是克拉苏构造带膏盐岩盖层封闭的关键。克拉苏构造带盐下圈闭成藏有效性因盖层封闭性演化不同而异,克拉苏区带盖层封闭的关键时间为库车中晚期,以勘探盖层埋深超过3 200 m的完整背斜圈闭为主;克深区带盖层封闭的关键时间为库车早中期,在断层侧向封堵时盐下断块、断背斜等圈闭均可聚集油气。研究成果与勘探现状吻合,并有利于提高勘探成功率。      

塔里木盆地库车坳陷第三系盐构造与油气

塔里木盆地北部的库车坳陷第三纪发育盐湖,沉积了巨厚的膏盐岩层,在喜山运动中晚期强烈的构造挤压下形成了大量的盐构造,造成深浅层构造不一致,库车盐构造的类型有丘形、喇叭形、劈形、拱形、脊形,广泛分布于库喀断褶带、拜城向斜带、秋立塔克断褶带及羊塔克-亚肯背斜带,其演化按构造位置可分为两种情况。盐岩不仅是极好的区域性盖层,还可改善盐下岩层的储集物性,而三叠-侏罗系烃源岩又位于盐下,因此盐下构造圈闭是库车坳陷最为有利的勘探远景目标。在世界含油气盆地中,笔者发现伊朗油田与库车坳陷具有相似的构造特征和油气聚集规律,挤压型盐构造非常发育。盐岩及盐构造对于库车坳陷形成大中型油气田起着非常重要的作用,应加强对盐下构造圈闭的勘探。     

川东南地区中—下寒武统膏岩层系分布特征及其影响因素

川东南地区中—下寒武统龙王庙组和高台组为膏岩层系,石膏岩广泛发育,被认为是该区震旦系至中—下寒武统储层的盖层。通过统计钻井和二维地震资料,结合前人相关成果,研究膏岩层系的岩性、纵向发育和平面分布特征,分析构造挤压作用对石膏岩流动加厚和平面分布特征的影响。川东南地区中—下寒武统膏岩层系中与膏盐和含膏有关的岩性主要为石膏岩、白云质石膏岩、膏质白云岩与含膏白云岩,纵向上膏岩层系岩性组合和单层厚度变化较大,平面上石膏岩分布广,但累计厚度变化较大;在构造挤压作用下,川东南低陡构造带中—下寒武统石膏岩类常向背斜核部流动,造成石膏岩在背斜轴部明显加厚,揉皱和底辟等伴生构造发育;由于石膏岩的流动性,相应的膏岩层系厚度平面变化与低陡构造带的构造变形部位有相关性,沿低陡构造带的走向膏岩层系厚度在背斜部位一般加厚,在向斜部位减薄较明显。      

库车坳陷构造挤压对流体动力的影响

库车坳陷喜马拉雅晚期构造挤压强烈,流体动力分布复杂。为分析库车坳陷构造挤压对流体动力的影响,模拟了库车坳陷喜马拉雅晚期最大主压应力的分布;利用建立的构造挤压增压模型,评价了库车坳陷主要构造带喜马拉雅期构造挤压增压;将沉积型超压和构造挤压增压加以叠合,获得了库车坳陷目的层的压力演化历史,并恢复出气势的演化历史;在构造应力场和流体动力恢复的基础上,分析了库车坳陷构造挤压对流体动力的影响及天然气运聚特征。结果表明,库车坳陷在构造强烈活动期,构造挤压改变了流体动力的大小,流体动力的增大增强了天然气的运移动力,有利于天然气运移,流体动力的减小减弱了天然气的运移动力,有利于天然气聚集;构造挤压也改变了流体动力的方向,构造挤压作用下,使局部圈闭成为相对低势区,成为天然气运移的指向区;较强流体动力指向上的弱流体动力区,可成为天然气的有利聚集区。     

克拉苏构造带盐下深层断背斜储集层构造裂缝带分布规律

克拉苏构造带是塔里木盆地天然气重点勘探区域,主力含气层系为下白垩统巴什基奇克组,构造裂缝普遍发育,是低孔砂岩储集层高产稳产的关键因素。基于克拉苏构造带盐下深层断背斜储集层构造裂缝发育特征及裂缝带分布规律研究,探索了裂缝带组合与产能的关系,明确了储集层裂缝以未充填—半充填的高角度缝为主,多为张性或张剪性,具有规律性成带分布的特征,裂缝带宽度一般为10～40 m,裂缝带间距一般为10～50 m;根据储集层裂缝带成因及分布规律等差异特征,划分了储集层东西向裂缝带、南北向裂缝带和网状裂缝带3种成因裂缝带;根据储集层裂缝发育特征及裂缝带空间组合特征等差异性,储集层可划分为Ⅰ类高产区、Ⅱ类中高产区和Ⅲ类低产区。     

以构造成因机制研究指导复杂背斜精细解释——柳泉南断背斜形成机理与滚动勘探开发

通过三维地震资料的精细解释落实圈闭，是提高滚动勘探开发成功率的关键，需要结合区域构造特征，深入分析局部构造的成因机制，用对构造形成机制的认识指导构造特细解释，冀中坳陷北部廊固凹陷的柳泉南断背斜在3种构造应力复合作用下形成，被断层切割得非常破碎，东侧的中岔口断层塔地层层面拆离滚脱；与之大体平行、倾向相反的两组旋转式犁面正断层水平挤压和垂向扭动十分强烈；由之诱发的沙三段中下部泥质岩层段局部型性揉皱、以对构造成因机制的认识指导柳泉南断背斜的构造解释，研究地层产状变化规律。合理组合断层，编制构造图。为落实和评价滚动勘探开发目标提供了依据。图5参5。     

冀中拗陷断裂形成机理的探讨

晚中生代末或早新生代初以来,泰山隆起相对上升,在隆起两侧产生拉张应力,致使华北盆地北部和苏北盆地的基底在薄弱地带被拉开,形成一系列的一边断一边倾的箕状断陷。冀中拗陷的基底断裂是在统一拉张、翘倾运动中形成的。因此一边断一边倾的翘倾断块构成基底构造运动的基本构造单元。在基底翘倾断块之上同步沉积的下第三系碎屑岩的重力和区域拉张的叠加作用、以及翘倾构造应力条件下的重力滑动作用是形成冀中拗陷的表层断裂的动力;其次,重力滑动诱发下的塑性拱张、基岩隆起、沉积压实也是加剧形成表层断裂的动力。     

准噶尔盆地西北缘红山嘴油田地层水特征与油气藏聚集关系

通过对准噶尔盆地西北缘红山嘴油田地层水平面分布特征和垂向变化规律的研究,揭示了该油田油气运移、聚集规律。红山嘴油田原油来自二叠系风城组和乌尔禾组,原油沿着不整合面和燕山期构造运动形成的近南北向断裂带,从东南向西北方向运移。从油气藏的分布特征和地层水的化学特征对比中得出,地层水的保存环境直接指示了油气藏的成藏环境;地层水所指示的封闭环境,均有良好的油气藏发现。燕山期构造运动断开了红山嘴油田石炭系至白垩系。通过断层两盘的地层水特征对比,发现燕山期运动后所形成的南北向断裂带处于开启状态,红车断裂带北段油气藏封闭性差,出现油气散失;通过原油密度分布与饱和烃气相色谱关系研究,得出红车断裂带北段经过水洗和生物降解后形成红山嘴稠油区。红车断裂带南段,由于白碱滩组巨厚层泥岩盖层的封盖作用,油气藏保存条件较好;在近东西向断层遮挡等情况下,形成了良好的断块油气藏。     

裂谷盆地盐构造形成演化及油气成藏地质意义——以苏丹红海裂谷盆地为例

在裂谷盆地油气构造圈闭研究中,盐岩的沉积使得构造圈闭类型复杂多样化,同时也增加了油气勘探的难度,尤其是盐下油气勘探的难度。以苏丹红海裂谷盆地作为研究实例,利用比例化物理模拟实验探讨含盐裂谷盆地盐相关构造演化机制和影响因素,并结合研究区地震剖面和地层岩性特征讨论其对油气构造圈闭形成和油气成藏的影响。模拟实验结果表明,同裂谷沉积及基底断裂作用是影响苏丹红海盆地内盐构造演化的2个主要控制因素。同时,原始盐岩沉积厚度对盐构造演化及样式也有重要的影响。综合实验模拟结果和研究区地震剖面分析认为苏丹红海裂谷盆地盐上构造圈闭主要类型有盐构造相关的遮挡圈闭、滚动背斜圈闭和披覆构造圈闭;盐下构造圈闭主要为断背斜等基底断块相关的构造圈闭。此外,受地层岩性特征和盐岩沉积及构造分布等影响,盆地形成盐上自生自储、盐下下生上储2套油气成藏模式。对比分析显示盐上、盐下储集层性能相当,但盐下油源条件较盐上好,且存在致密的盐岩层盖层和丰富的基底断裂油气运移通道。因此,综合分析认为苏丹红海裂谷盆地盐下断块油气成藏具有巨大的潜力,可以作为未来油气勘探的重点领域。     

纯41断块沙四段现今地应力场有限元模拟

梁家楼油田纯41断块位于东营凹陷的西南部，主要油气产层是沙四段。现今地应力对油田开发有重要影响。用岩心声速法和井斜统计法确定关键井的水平主应力方向，用声发射法测量关键井的水平最大主应力，用水力压裂法计算关键井的水平最小主应力。以关键井的地应力测量、计算结果为约束条件，采用弹性平面有限元法模拟该断块沙四段现今地应力场，结果是：水平最大主应力值为52—74MPa，断块内部为近东西向，断层带主要为北西向；水平最小主应力值为41—52MPa，断块内部为近南北向，断层带主要为北东向。图5表3参10     

伊通盆地新近纪以来的反转构造特征

郯庐断裂带于新近纪以来呈现强烈的挤压和逆冲活动,使伊通盆地相应地遭受了挤压而反转,盆地西北缘和东南缘地层被强烈抬升和剥蚀并形成逆冲断层、断褶带及断隆带等一系列反转构造。反转构造在盆地西北缘和东南缘具有显著差异性:在盆地西北缘形成宽2～4km的断褶带,该带可能是一个新的油气勘探领域,具备良好成藏条件,油气勘探重点应在褶皱带浅层和逆冲断层下盘;在盆地东南缘尖山和万昌等构造带则形成拱张性断隆带,对早期形成的油气藏起破坏作用,应该寻找深层和构造带斜坡部位的油气藏。反转构造的成因主要为太平洋板块向西俯冲产生的弧后扩张作用及印度洋板块向欧亚板块碰撞的远程挤压作用,还与盆缘刚性块体隆升及侧向挤压作用有关,盆缘刚性块体的分布位置及隆升强度对盆地反转构造的平面展布特征及反转强度具有重要影响。     

塔木察格盆地反向断层与反转断层控藏机理

塔木察格盆地是大庆油田海外重要的油气资源生产基地。基于盆地构造运动的动力学性质及构造演化特征,自下而上将盆地划分为断陷层、断-坳转换层和坳陷层3个构造层,断陷阶段的被动裂陷作用使地层发生掀斜隆起,从而形成大量与地层倾向相反的反向断层;伊敏组沉积末期,在区域压扭应力场作用下,盆地发生强烈反转,形成了大量早期伸展中期压扭晚期反转的断层。分析已钻探的油气藏类型及其分布规律,认为反向断层和反转断层对油气藏的形成具有控制作用。根据生储盖组合的配置关系,盆地纵向上划分为上、中、下3套含油气系统,不同含油气系统间油气呈互补分布,其中以南一段为主的下部含油气系统是最重要的产油层系,油藏类型以反向断层遮挡的油气藏为主;平面上受控于控藏断层,下部油气主要沿反向断层呈条带状分布,上部油气大多靠近反转断层聚集。分析反向断层和反转断层的控藏机理,认为研究区发育反向断层背靠低隆起油气成藏和反转断层控制次生油气成藏2种成藏模式。     

川西地区上三叠统异常流体压力的主要形成机制

川西地区上三叠统异常压力发育。立足川西地区现今储层内实测地层压力的分布特点,综合分析了欠压实作用、生烃作用和构造挤压作用在异常压力形成中的作用。研究认为,川西地区上三叠统的沉积作用和岩性组合有助于形成欠压实作用。来自综合压实曲线的证据表明,上三叠统内欠压实作用仍然存在,并自侏罗纪末开始引起了较大幅度的异常压力。因须家河组渗透性较差,生烃作用特别是天然气的大量生成极有可能导致地层压力的快速增长,但具体幅度取决于欠压实增压的持续时间和流体体系的封闭程度等因素。在构造应力充分释放区,构造挤压作用难以引起流体增压;而在应力缓慢释放区,处于较为封闭体系内的流体承担着大部分上覆负荷,构造挤压引起的流体增压所起的贡献占流体异常压力实测值的80%～100%。构造挤压增压的影响主要发生于喜马拉雅构造运动期间。     

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依据断裂规模及其控制作用，划分出一级控盆、二级分区、三级控带、四级控圈和五级小断裂，各级断裂有机组合，构成四大断裂系统：赛什腾断裂系统、大红沟断裂系统、昆特依断裂系统和中部断裂系统。大断裂控制了柴北缘深浅层的构造格局，形成了南北成带、东西分块、洼隆相间、上下分层构造格架。中、下侏罗统地层的展布明显受侏罗纪基底大断裂的控制。柴北缘发育七种类型的构造发育模式：断裂反转—基底逆冲—反冲断滑构造发育模式；地层反转—冲起—断滑褶皱叠加模式；断层反转-冲起滑褶皱叠加构造模式；断层反转—顺冲断滑褶皱叠加模式；断层反转—基底逆冲—断滑褶皱叠加模式；潜伏断展背斜发育模式；断层反转—反冲断滑褶皱叠加模式。断裂是控制本区油气分布的主要控制因素。基底大断裂控制着烃源岩的展布；油气藏的重要聚集空间—构造圈闭的形成与分布也受断裂控制，断裂是油气运聚成藏的最重要的通道。     

海拉尔盆地乌东地区三维地震裂缝预测方法及应用

目前由于油气勘探技术的提高,国内物性较好的沉积岩储层油气资源逐步被发现和开发,而火成岩和基岩变质岩中裂缝储层在华北、辽河油田、大庆等油田相继发现巨大的油气资源,也使裂缝储层成为油气勘探的新领域。以海拉尔盆地乌东地区为例,基于三维地震资料,在建立层序格架和精细断层解释基础上,进行构造应力场模拟,通过构造曲率、最大主应变、最大主应力等参数对构造裂缝分布进行预测,结果表明构造应力场分布与构造断裂体系之间具有较好的相关关系,裂缝发育带分布在不同方向的两组断层相交部位、正断层或逆断层的上盘附近。裂缝预测的影响因素主要是断层的位置和方向的精度,地层横向厚度和密度变化较大也对预测精度产生影响。