准噶尔盆地腹部构造演化及油气前景分析

准噶尔盆地腹部自晚古生代至第四纪经历了台地型海相盆地、前陆型海相盆地、裂陷型残留海盆地、坳陷型陆相盆地、振荡型陆相盆地和收缩型陆相盆地等6个构造、沉积演化阶段;鞋陷和坳陷阶段为烃源岩的主要发育时期。本文探讨了烃源岩层的空间分布及热演化史,阐述了盆地腹部的枸造及沉积特征,指明存在3个有利含油气领域。     

准噶尔盆地莫索湾凸起构造演化动力学

隆起构造是沉积盆地内的大型正向构造单元,是油气聚集的主要场所。由于沉积盆地的多旋回叠加演化,隆起的形成发育表现为复杂的动力学过程。隆起在沉积期、(油气)成藏期、调整期与定型期具有不同的地质结构,决定了油气形成、聚集与分布的地质环境,因此,隆起构造演化动力学是含油气盆地构造分析的核心。从古构造分析的角度,解析了准噶尔盆地莫索湾凸起的构造演化史。莫索湾凸起是在石炭纪“基底”隆起的背景上,经二叠纪构造运动发育起来的大型隆起构造;在经过三叠纪—中侏罗世西山窑组沉积期的稳定沉降与埋藏之后,在中侏罗世晚期—晚侏罗世遭受强烈改造;其后,在早白垩世再次稳定沉降,晚白垩世—古近纪发生“振荡”运动,在新近纪随着南侧昌吉坳陷的急剧挠曲沉降而发生向南倾斜。莫索湾凸起经历了雏形期、发育期、埋藏期、改造期、调整期与定型期等6个地球动力学阶段的演化,现今成为深埋藏的大型背斜,具有优越的成藏条件。     

准噶尔盆地构造演化阶段及其特征

盆地构造演化阶段是讨论盆地形成与演化过程的基础,也是确定油气成藏时-空格架的重要依据,对于建立大陆的构造运动年表也具有重要意义。基于准噶尔盆地内部的深井与高精度反射地震资料,在盆地构造沉降与构造-地层层序分析的基础上,结合周缘构造事件,厘定了盆地的构造演化阶段,剖析了不同阶段的演化特征。研究认为,准噶尔盆地经历了石炭纪断陷-拗陷、早二叠世断陷、中二叠世—三叠纪前陆盆地、侏罗纪伸展断陷—压扭盆地、白垩纪-古近纪陆内拗陷与新近纪-第四纪陆内前陆盆地等6个演化阶段,可归并为石炭纪、早二叠世—三叠纪、侏罗纪和白垩纪—第四纪4个不等时的伸展-聚敛旋回。随时间演化伸展活动趋弱、挤压活动（南北向上）增强,盆地整体表现为“四周冲断挤压、范围缩小”的特点,东西向上缩短率为35.8%,南北向上缩短率为12.2%,东西向上的缩短为南北向上缩短的3倍。西缘挤压主要在中二叠世—早三叠世,而东缘挤压除此之外,晚三叠世、中侏罗世早期、晚侏罗世—早白垩世仍较强烈,南缘挤压在中-晚二叠世、中-晚侏罗世、上新世—第四纪强烈发生,北缘则在晚白垩世冲断活动强烈。上述伸展、挤压过程在时间和空间上的强烈差异性形成了准噶尔盆地复杂的叠加、复合地质结构,不同构造单元差异演化明显,油气聚集独具特色。     

准噶尔盆地车排子凸起构造演化特征及其成因

准噶尔盆地车排子凸起油气资源丰富,其构造演化特征比较独特。基于车排子地区最新的勘探进展,利用平衡剖面技术,对车排子凸起的基本构造特征及活动参数进行定量研究,同时结合构造物理模拟实验再现了研究区的构造演化过程,在时间与空间上进一步系统地探讨了车排子凸起的构造演化特征及其成因。研究认为,车排子凸起自晚石炭世已开始发育,依次经历了强挤压-弱挤压-较弱挤压-弱伸展的演化过程,可分为初始发育（C₃-P）、持续隆升（T-J）、稳定埋深（K-E）和局部伸展掀斜（N-Q）4个演化阶段,其构造演化主要受控于晚石炭世以来车排子凸起及邻区构造应力场的重大转变。C₃-P时期,受EW向的挤压应力场控制,车排子凸起发生自西向东的“构造逃逸挤压”,凸起东侧发育近SN向的红车断裂带,并在凸起主体部位发育大量近SN向次级逆断层;T-J时期,车排子凸起被置于挤压逆冲楔顶部的NW-SE向挤压应力场中,持续发生隆升,先期逆断层部分继承性活动;K-E时期,整体缓慢下沉,稳定埋深;至N-Q时期,转为NNE向的伸展应力场,局部发生伸展掀斜,发育大量NWW向正断层的同时,先期逆断层部分发生构造负反转。受构造应力场控制,区域构造线则经历了由近SN向到NE-SW向,再到近EW向的重要转变。     

准噶尔盆地侏罗纪沉降特征及其与构造演化的关系

采用EBM盆地模拟软件及区域二维地震资料,对准噶尔盆地侏罗纪沉降史进行了模拟和分析,并探讨了沉降特征与构造演化的关系。模拟结果表明,准噶尔盆地早、中侏罗世沉降史既有一定的继承性,又有一定的差异性。继承性表现在早、中侏罗世盆地沉降速率始终为北低南高;差异性表现在:早侏罗世仅在盆地南缘发育单一沉降中心;中侏罗世发育3个沉降中心,分别位于盆地南缘、西缘和东北缘,且以南缘沉降最深,东北缘次之,西缘最弱。其沉降特征与盆地构造演化密不可分,盆地的构造应力状态由早侏罗世发育整体沉降的应力松弛状态演变为中侏罗世发育多个沉降中心的挤压应力状态。     

准噶尔盆地阜康断裂带构造演化与油气成藏

阜康断裂带位于准噶尔盆地博格达山山前,受海西、燕山、喜马拉雅等多期次构造运动叠加影响,其构造变形及油气成藏过程复杂.地质综合研究认为,早二叠世晚期博格达海槽开始闭合造山,形成了博格达山前中二叠统将军庙组沉积期前陆型箕状坳陷,之上的中二叠统平地泉组潟湖相白云质泥岩是该区的主力烃源岩;燕山运动期发生3幕强烈运动,是阜康断裂带的主要改造期;喜马拉雅运动南北强大挤压应力使阜康断裂带下盘发育了冲断型类前陆盆地的箕状凹陷,上盘发生冲断推覆.3期强烈的构造运动,控制了该区的构造格局和油气成藏.     

准噶尔盆地东部地区构造演化与油气聚集

应用地表地质、地震与钻井等资料,结合准噶尔盆地及周缘造山带的研究进展,对准噶尔盆地东部地区构造变形特征及构造变形的叠加过程进行了综合研究。结果表明,该区构造变形具有南北分带、东西分区,多期叠加的特点。南北向划分博格达山前、东部隆起与克拉美丽山前三大构造变形区。东部隆起构造变形区南北分为三大构造变形带,北部构造变形带为一组北东向展布的背斜与向斜构造,中部为北西西向展布古凸起,南部构造变形带发育受早期构造控制的近南北向构造,形成叠瓦状褶皱-断裂组合。该区经历了石炭纪的伸展断陷和南北向挤压变形,中生代的挤压走滑和新生代南北向的挤压等多期构造变形,具有挤压、走滑、逆冲推覆与膝褶褶皱等多种构造变形型式,划分为六大构造演化阶段。通过已发现油气藏的解剖,认为构造变形差异性、多期叠加古凸起、不整合和断裂等控制了油气的分布。     

准噶尔盆地莫索湾地区构造特征及其演化

莫索湾地区四面临凹,具有良好的成藏条件。该区经历了多期构造运动的改造,不同层系发育的褶皱类型不同。断裂在纵向上以三叠系为界可划分为深、浅两套系统,深层断裂系统主要发育在石炭系、二叠系中,全部为逆断层;浅层断裂主要发育在侏罗系中,属张扭性断裂系统,在平面上组合呈“X”型,剖面上呈负“花”状构造,构成油气运移的良好通道。利用平衡剖面法,将研究区的演化史分为凸起形成、振荡-沉降和基底掀斜三个阶段,其中第三阶段对该区的油气成藏有重要影响。     

准噶尔盆地东部构造地层层序及盆地演化

准噶尔盆地东部自石炭纪以来经历了多期构造运动,沉积中心发生了多次迁移,地层遭受多期剥蚀。为揭示地层和盆地演化的关系,在全盆覆盖的地震剖面解释的基础上,刻画了不整合面的分布范围,分析了不整合面形成时的构造动力学条件。结果表明,准噶尔盆地东部存在下石炭统顶部、中二叠统底部、白垩系底部、古近系底部和新近系底部5套区域性不整合面。这5套区域不整合面将准噶尔盆地东部石炭系—第四系划分为下石炭统构造层和上石炭统—下二叠统构造层、中二叠统—侏罗系构造层、白垩系构造层、古近系构造层和新近系—第四系构造层6大构造层。自晚石炭世到第四纪,准噶尔盆地东部一共经历了5个演化阶段。晚石炭世准噶尔盆地东部进入陆内构造变形旋回,陆相盆地的雏形形成于海西期,中生代—新生代又叠加了印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动。克拉美丽山和博格达山的多期分段活动,盆内断层多次复活是多套构造层叠置和盆地多阶段演化的直接原因。     

准噶尔盆地南缘构造特征与演化

为明确准噶尔盆地南缘构造特征,落实中—深层构造圈闭,寻找大型油气田,通过构建二维构造剖面,开展构造变形定量分析,建立了复杂构造模型,厘定了构造活动时间和变形机制。研究表明,南缘经历晚侏罗世和中新世2期变形,晚侏罗世发育走滑断层,形成高泉断隆带、艾卡构造带和齐古—南安集海走滑断裂带,属于准噶尔盆地周缘中生代走滑断裂体系。中新世发育逆冲推覆构造,南缘西段新生代背斜叠加在高泉断隆带、艾卡构造带之上,高探 1 井钻探证实古构造上覆发育的背斜构造是有利的勘探目标。南缘中段发育3排逆冲断层和叠加褶皱,中、下组合是油气勘探重要目标。南缘新生代逆冲推覆构造由南向北扩展,齐古断褶带和盆地深层褶皱形成于中新世初期（23 Ma）,霍玛吐断层发生在中新世末期（7 Ma）,呼图壁背斜和卡因迪克背斜形成于第四纪。     

准噶尔盆地及周缘断裂构造特征

对准噶尔盆地周缘断裂构造进行了系统整理和分析, 查清了周缘主要断裂的空间展布特征; 在准噶尔盆地褶皱基底、结晶基底和莫霍面三维构造分析的基础上, 厘定了准噶尔盆地近东西向和近南北向的岩石圈断裂, 其中卡拉麦里-三个泉东-三个泉断裂带控制了陆梁隆起的长期活动和构造演化, 首次系统地论述了盆地内部基底的南北向断裂构造。在对各沉积盖层断裂分析的基础上对沉积盖层中的断裂系统进行了叠加分析, 结果发现, 盖层中的断裂密集带与深部断裂的长期活动密切相关, 它们形成了以深部断裂为树干, 以盖层断裂为枝体的深浅部断裂构造组合; 深部断裂构造对现今地貌起着控制作用。     

准噶尔盆地基底构造与地壳分层结构

基于4 条盆地转换波剖面、1 条人工地震深反射-折射剖面和重磁反演以及相关深部探测结果,将准噶尔盆地地壳结构划分为3 个构造层,即沉积盖层、古生界褶皱基底层和结晶地壳层,确定了B、G、C₁（或G₁）、C 和M 界面及其参数特征。盆地具褶皱基底与结晶基底的“双层基底”构造特征,为陆壳性质。现今总体表现为东侧、北侧和西侧埋深较浅,盆地中部由北往南呈倾斜加深;褶皱基底北厚南薄,三个泉凸起带以北厚度为4~10 km,以南为0~4 km,昌吉凹陷一带最薄,为0~1 km. 盆地的莫霍面存在卡拉麦里-乌伦古北西西向上地幔隆起区、卡拉麦里-帐北和加依尔-四棵树南北向上地幔隆起区以及由此分割的凹陷区和斜坡带。     

准噶尔盆地深浅构造分析及油气展布规律

根据人工地震宽角反射、折射剖面、地震转换波剖面、重磁力勘探资料,以及地震层析成像资料,对准噶尔盆地的深浅部构造及其相互关系进行了研究.指出盆地的沉积盖层平均厚约10 km,之下的上地壳为褶皱基底和结晶基底,中地壳厚4～10km,具软流性质,下地壳厚而硬.准噶尔盆地东西两侧地壳总厚度约46～51 km,不具山根,与天山、阿尔泰山的盆山耦合结构截然不同,根据各种地球物理探测资料对盆地基底的三维构造进行了分析,指出基底构造的升降控制着基底以上各沉积期的构造格局、沉积盖层各时期的构造基本相似,对盆地周缘盆山耦合关系进行了逐段分析.在上述认识的基础上提出了在盆地进一步开展油气勘探应遵循准则.     

准噶尔盆地深部构造人工地震探测

穿越西准噶尔造山带、准噶尔盆地和博格达山布设了奇台—克拉玛依—额敏、五彩湾—三台—博格达人工地震测深剖面,获得了二维速度结构、深部地壳构造和沿探测剖面的地壳分层结构,确定了B、G、C₁、C、M 等界面和P波、S 波分层速度结构和波速比结构,将地壳分为上地壳和下地壳;上地壳包括准噶尔盆地基底之上的沉积层（G 界面之上）、G-C₁、C₁-C 界面,下地壳介于C 和M 界面之间;沿剖面发现了达尔布特、克拉玛依、大拐东、阜康和博格达北缘地壳深断裂带以及盆地腹部4 条产状近陡立的超壳断裂,发现了西准噶尔造山带之下T 界面埋深11.6~12.4 km,向西倾的加依尔冲断推覆构造底部逆冲断层面;确定了博格达山壳幔分界面的明显不连续性,M 面埋深由50.6 km向南急剧倾斜加深至69.0 km,博格达山北缘断裂带浅表倾角较缓,向深部倾角变陡,形成深浅部造山的不协调。     

准噶尔盆地复合边界结构综合解释

基于对准噶尔盆地沉积、含油气系统、勘探目的层及构造演化等地质条件的分析,从控盆主断裂形态、主断裂复合结构、成因机制上探讨了盆地西北缘、东北缘和南缘3条边界断裂的结构类型,分析了压扭性叠合盆地复合边界结构体系及特征。不同期次、不同构造应力方向、不同时间的挤压叠加样式不同,造成盆地主要复合边界结构的差异。地震-地质相结合,对准噶尔盆地控边断裂的3种主要复合边界结构进行了综合解释,划分为4层或3层复合边界结构,解释为4段式或3段式复合边界结构类型。     

准噶尔盆地南缘东部构造样式与形成机制

应用前陆盆地相关褶皱理论,对准噶尔盆地南缘喀拉扎—古牧地复杂构造进行了构造建模与构造形成机制分析,认为喀拉扎—古牧地地区受北天山、博格达、艾卡三组不对称走滑断裂系统的影响,形成了以剪切压扭作用为主的构造。喀拉扎背斜属浅层反向冲断双重构造,古牧地背斜为基底卷入型双重构造;山前推举带西部的齐古一昌吉背斜带与东部的古牧地—阜康背斜带是通过喀拉扎反冲断裂调整与转换而形成的;博格达走滑断裂不对称性,形成了不对称的昌吉向斜,成为一典型的复合含油气系统;喀拉扎与古牧地背斜代表两种不同类型的构造样式,为近期勘探的重要目标。     

准噶尔盆地滴南凸起石炭系火山岩气藏岩相结构

准噶尔盆地滴南凸起石炭系是该区油气勘探的重点层系,目前已发现滴西10、滴西14、滴西17及滴西18井区等4个较大规模的气藏,据最新钻探资料分析,该区还可能有较大规模气藏。通过对目前石炭系主要钻探成功及失利井单井垂向上岩相组合分析,以及主要井区气藏连井剖面岩相结构特征的井震剖析,认为控制该区油气成藏的因素很多,但主要还是以岩相为主,提出一定要以“岩相体”的概念分析识别有利岩相。预测上序列火山岩有利目标主要集中在滴西17气藏外围及斜坡带零散分布的安山岩、玄武岩中;下序列火山岩有利目标主要分布在3处：靠近滴水泉西断裂的斜坡带上零散分布的火山岩;滴西21井以西的安山岩、玄武岩及角砾状凝灰岩为主;滴西33井以东沿滴水泉西断裂附近零散分布的火山岩。这些有利相带的共同特征是火山岩体被风化淋滤时间长,靠近断裂分布。     

准噶尔盆地南缘下组合复杂构造地震成像技术效果

准噶尔盆地南缘地形复杂,低降速带变化大,地下构造高陡,断裂发育,波场极其复杂,地震成像困难,制约了南缘油气勘探的进程。近几年随着物探技术的进步和对复杂地震勘探攻关力度的加大,地震成像品质有了明显的提高。改进地震资料采集技术,改善观测方式,优化采集参数,得到了高陡构造的反射信息;物探成像新技术的发展,采集、处理、解释一体化工作模式的建立以及定量化的过程质量控制,建立了更为准确的近地表模型。基于断层相关褶皱的构造建模指导偏移速度场的建立,利用声波测井、VSP速度资料的综合标定,使原本难以成像的断褶带、掩伏带构造地震波场聚焦,得到良好的成像效果。     

准噶尔盆地南缘复杂构造地震资料处理解释攻关及效果

准噶尔盆地南缘是该盆地内构造最复杂的区域。一直以来,高陡构造区的地震成像问题是南缘油气勘探的一个瓶颈。通过对南缘古牧地地区新、老两块三维开展叠前深度偏移连片处理解释,探索出一套适用于高陡构造的处理解释配套技术。围绕地震成像精度,处理上优选适用于攻关区的静校正技术、叠前保幅去噪技术、一致性处理技术、叠前深度偏移技术等针对性技术措施,解释上综合运用各种信息进行合理构造建模及精细速度建模。通过一体化攻关,攻关区断裂带资料空白区成像质量明显提高,地层结构更加清楚,"南北分带、纵向分层"的地质结构特征更加明朗,明确了勘探主攻方向和目标。     

准噶尔盆地车拐地区石油运聚规律研究

准噶尔盆地车拐地区长期处于三大生烃凹陷油气运移的有利指向区。该区断裂及圈闭发育，具有多源、多期的油气成藏特征。通过对该区油源研究，发现车拐地区油气源分布具有明显的规律性。搞清了车拐地区各区带在不同时期的石油运聚特征。红车断裂自海西运动末期就开始发育活动，到燕山运动中晚期才停止活动，对早期(早中侏罗世之前)成藏起到破坏作用，对后期(早白垩世末)油气成藏起到封闭作用。车排子隆起区白垩系、石炭系勘探风险较大，但红车断裂带南段及下盘斜坡区、沙门子鼻凸侏罗系勘探前景较好。