海拉尔-塔木察格盆地构造带与油气关系.pdf

大 庆 石 油 学 院 学 报 J OURNAL OF DAQI NG PETROLEUM I NS TI TUTE 第 3 3卷 第 3期 2 0 0 9年 6月 Vo 1 ．3 3 No ．3 J u n ． 2 0 0 9 海拉 尔 一塔木 察格盆地构造 带与油气关 系 伍 英，陈均亮 ，张 莹 大庆油 田有限责任公 司 勘探开发研究院 ， 黑龙江 大庆1 6 3 7 1 2 摘 要 海拉尔 一塔木察格盆地在成盆期 和改 造期不 同构 造应力 场作用下形成不同类型的构造带和配置关 系．为研 究不 同类型构造带 的特征及其 与油气 的关 系， 根据 地震 资料解 释和典型剖面构造组合规 律 ， 以及构 造发育 的位 置 、 时 间、 延伸方 向、 断裂与褶皱 的关 系、 展布形态及成 因， 在 盆地 内共识别 出 3种 与油气密切 相关的构造 带 变换构 造带 、 断层 相关褶皱构造带和滑脱构造带 ； 分析 3种类 型构 造带形成 的应力 背景和 构造特 征 ， 发 现构造 带上 不但发 育 多种类 型圈 闭 ， 而且紧邻烃源岩 ， 其上所发育 的断层还为油气运移 提供通 道．结果表 明， 3种类型 的构造带 为油气 勘探 的有利 区带． 关键词 变换构造带 ；断层相关褶皱构造带 ；滑脱构造带 ；油气 ；海拉尔 一塔木察格盆地 中图分类号 TE 1 2 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 01 8 9 1 2 0 0 9 0 30 0 3 1 一O 5 在一定的范围内有着共 同的成因和 内在联系的断层 、 褶皱等地质构造样式或现象 ， 通常被归为一个构 造带．油气田在一个含油区域内常常不是孤立存在 的， 而是在一个构造带 的控制下 ， 成群 、 成 带地分布． 应 以发现构造带整体含油为 目标 ， 综合部署钻探 ， 研究构造带的类型、 成因及其展布特征 ， 对油气勘探具有 重 要 意义 ．前 人 对变换 构 造 、 断层相 关 褶 皱 和 盖 层 滑脱 研 究 口 ] ， 只是 从 剖 面 上 对 构 造 样 式 进 行 解 剖 ， 没 有落实到平面．同样 ， 对海拉尔 一塔木察格盆地 ， 也只是从剖面上分析构造样式 ] ．笔者根据野外露头观 察 、 地震资料解释和典型剖面构造组合规律 ， 分析不同应力场作用形成的不 同构造带类 型及其成 因， 确定 其 平 面分 布范 围 ， 在 此基 础上 划 分 出有利 区带 ， 以指导 海拉 尔 一塔 木察 格盆 地 的勘 探实 践． 1 区域地质概况 海拉尔 一塔木察格盆地属于巨大的中亚一古拗拉槽的一部分 ， 隶属额尔古纳一大兴安岭构造区．额 尔古纳一大兴安岭构造区位于贺根山一黑河区域性深大断裂之北西．在古生代西伯利亚板块板缘增生过 程 中 ， 研 究 区表 现为 自北 西 向南东 递进 增 生 的特 点 ， 以德 尔 布干 断 裂为 界 ， 北 西 侧 为 额 尔古 纳 早 加 里 东增 生带， 晚古生代为相对稳定地块 ， 东南侧为大兴安岭 中华力西增生带．盆地划分为 5个一级构造单元 ， 由 西向东依次为西部拗陷区、 西部隆起区、 中央拗陷区、 东部隆起区、 东部拗陷区， 进一步分为 2 2个二级构造 单元 其 中凹 陷 1 7 个 ， 总面 积为 7 9 6 1 0 k m ．在 构造应 力 场 作 用下 ， 盆 地经 历 初 始 张 裂 阶段 、 断 陷 阶段 、 拗陷阶段和萎缩阶段 ] ， 地层 自下而上发育前上侏罗统布达特群浅变质岩 ， 侏罗系上统兴安岭群火 山岩系 夹煤层 ， 白垩系下统扎赉诺尔群铜钵庙组 、 南屯组 、 大磨拐河组 、 伊敏组 ， 上白垩统青元 岗组 ， 上第三系呼查 山组 及第 四系． 2 构造 带类型 海拉尔一塔木察格盆地早期受左旋压扭应力场作用 ， 中晚侏罗世时期转变成为右旋张扭应力场 ， 在 白 垩纪时期变为近东西向伸展应力场．不 同的应力场作用形成不 同的构造带类型和配置关 系， 根据构造发 育的位置 、 时间、 延伸方 向、 断裂与褶皱的关系、 展布形态及成因， 将盆地 内构造带划分为断层 相关褶皱构 收稿 日期 2 0 0 90 32 7 ； 审稿 人 付广 ； 编 辑 任志平 基 金项 目 中石油股份公 司资助项 目 0 7 0 1 0 1 一1 作者简介 伍英 1 9 7 6 一 ， 女 ， 硕 士， 助理工程师 ， 主要从事 油气勘探 与开发地质方面的研究 大庆石油学院学报 第 3 3卷2 0 0 9年 造带 、 滑脱构造带和变换构造带 3 种类型 表 1 ． 表 1 海拉尔 一塔木 察格盆 地构造带特征 2 ． 1变换 构造 带 变换构造是为保 持区域伸展应变守 恒 ， 在伸展变形构造 的分 区、 分带 、 分段 、 叠 覆或交 接 等 部 位形 成 的 一类 调 节 构 造 体系， 变换构造带是由一个或多个类型的 变换构造所组成的、 在空间上具有一定规 模和延伸方向的变换构造组合． 海拉尔一塔木察格盆地变换构造带 可分为 2个级别 图 1 ．2条一级变换构 造带调 节 盆地 内二 级 构 造 单 元 相 互 间 的 伸展变形 ， 北侧近东西向的一级变换构造 带级别较高， 两侧盆地 的变形 很不 协调， 北侧各断陷盆地 的轴向相对南侧 发生明 显的改变．控陷边界断层 的转 向部 位常 伴生与边界断层近似垂直的二级变换构 造 ， 呈带状分 布， 调节 各二级构造单 元 内 图1 海拉尔一塔木察格盆地变换构造带与油田分布范围 部伸展变形的不协调性 ， 盖层构造在二级变换构造带两侧表现为构造走 向发生旋转或构造性质发生改变． 盆地 内二级变换构造 由于所处的构造位置不 同而平面特征不 同， 可分为断裂型和隆起型鼻状构造带．如 在盆地形成过程中， 贝尔凹陷控陷断层在发育过程中在走 向上和倾 向上发生突变， 往往在突变处发育横向 断层 ， 凹陷内主控陷断层为北北东向， 贝西中部主控陷断层发生错位， 伴生北东东向苏德尔特断裂 ， 为断裂 型构造变换带 ； 呼和湖西侧的边界断层分段活动 ， 在活动减弱的部位伴生横向调节鼻状构造带． 2 ． 2 断 层相 关褶 皱构 造带 断裂作用与褶皱作用之间存在着密切的关系l_ 8 ] ．海拉尔一塔木察格盆地 内断层相关褶皱构造带形成 于先存规模较大的断裂面上的岩层中， 是由于先存的断层面存在断坪， 岩盘沿断层滑动时在断弯处产生相 应的褶皱．在地震剖面上以 4 k mx 8 k m 的测网密度圈定断层相关褶皱的分布范围 图 2 ， 发现断层相关 褶皱构造带均分布在断陷盆地的控陷断层一侧 ， 巴彦呼舒 、 红旗 、 呼伦湖北 、 赫尔洪德 、 乌尔逊等凹陷为西 断东超 ， 断层相关褶皱带发育于西侧 ； 巴音桑布尔、 呼和湖 、 查干诺尔及伊敏等 凹陷为东断西超结构， 断层 相关褶皱发育于东侧 ； 东明凹陷为南断北超 ， 断层相关褶皱发育于南侧．因此 ， 断陷的结构决定断层相关 褶皱构造带的发育． 盆地内可识别出正断层相关褶皱和逆断层相关褶皱 ， 其 中正断层相关褶皱可分为滚动褶皱和断弯褶 皱． 滚动褶皱形成于铲状正断层 的上盘 ， 是断层上盘沿铲状弯曲的断层 面上运动时 ， 与下盘之问产生潜 在 的空隙 ， 上盘地层因填充该空隙而发生弯曲或滚动形成的褶皱． 断弯褶皱是控陷断层断面的产状在盆地形 成时期和在后期的改造过程中造成弯曲形成的． 如巴彦乎舒凹陷为一西断东超的箕状断陷 ， 从地震剖面上 32 第 3期 伍英等 海拉尔一塔木察格盆地构造带与油气关系 可以看 出西侧 的控陷 断层 在 7 0 0 ～ 9 0 0 ms 处存在 明显断坪 ， 在铜钵庙组和伊敏 组沉积末期的张扭变形中， 地层沿先存 的 断层面下滑 ， 在断坪上形成明显的断弯褶 皱 图 3 ， 与构造物理模拟 的断弯褶皱发 育情况相似．逆断层相关褶 皱是断层上 盘在坡坪式断面上作相对上升 的逆断层 运动时形成的褶皱 ， 盆地在青元岗沉积末 期在近东西向的挤压作用下 ， 地层沿先存 的控陷断层逆冲， 岩盘沿断弯滑动时产生 相 应 的逆 断层相 关褶 皱． 2 ． 3滑脱构 造 带 滑脱构造是 以一个 相对低 的岩 石强 度和高剪切应变为特征的软弱层 为滑脱 面 ， 其上盘岩石从下盘滑脱而形成构造 ， 是 由于地 堑 内侧 的地层 向下 滑 动 ， 在 地 堑 中部造成一 个 向上的卷入力 而形 成 的． 滑脱构造带在海拉尔 一塔木察格盆地 中 广 泛发育 图 4 ． 无论从规模上还是从 内部地层 的变 形上看， 乌尔逊凹陷的滑脱构造控制形成 的断 层活 动量 很大 ， 发育 于 乌西 断 阶上 的 断裂在伊敏组末期构造变形 中响应相 当 强烈 ， 伊敏组 断距超过 5 0 0 m， 构成像负 花状构造的伸展断层也明显增加 ， 同时滑 脱构造两翼伊敏组倾角超过 6 0 。 图 5 ． 3 与油气的关系 1 伊 敏组 末 期 ， 海拉 尔 一 塔 木 察 格 盆 地受 到北 北 西 一南 南 东 向 右旋 张 扭 作 用的改造 ， 断陷整体抬起．近东西 向变换 断层 带 表现 为张 扭作 用 ， 上 盘普 遍发 育 背 斜、 断鼻 ， 部分上盘 断块构造转化 为断背 斜或断鼻构造．青元 岗沉积末期 在近东 西向的挤压作用下， 变换构造带 的两侧块 体发生走滑作用， 发育压扭构造 ， 同时变 换构造带两侧北东向展 布的块体 也容 易 形成掀斜断块构造．因此， 在变换构造带 上形 成 系列构 造 圈闭． 变换构造带靠近物源 区发育 的断 阶 带与调节带， 控制沉积物 向洼槽区的输送 路径 ， 沉积物入洼往往可 由粗碎屑沉积体 图2 海拉尔一塔木察格盆地 断层相关褶皱构造带 与油 田分布 范围 图 3 巴彦呼舒 凹陷断弯褶皱及 模式 剖 面位 置见 图 2 图 4 海拉 尔一塔木察格盆地滑脱构造 带与油田分 布范 围 大庆石油学院学报 第 3 3卷2 0 0 9年 系快速相变为细粒沉积体系 ， 能够形成 良好 的生油层、 储层、 盖层组合 ， 是岩性油气藏形 成的有利区带L g ] ．如巴彦塔拉、 苏乃诺尔 等 构造带发生构造一沉积充填过程， 是寻找岩 性油气藏的有利区带． 变换构造带还常与大的地形突变带相 联系 ， 成为大型河 流注入 口， 通常这些河系 形成大型砂体 ， 构成重要的储集层．变换构 造带是盆地 中应力集 中和释放的主要地区， 图5 乌尔逊凹陷的滑脱构造 不仅产生大量的调节断层 ， 还 同时伴生有大量 的裂缝和大量的次生孑 L 隙．如苏德尔特构造带布达特群碎 屑岩潜山油藏， 储集层 的基质部分储集物性较差 ， 但是其岩石裂缝和溶孑 L 、 溶洞十分发育， 成为主要的储集 空 间． 变换构造带作为构造脊 ， 与断裂 、 不整合面、 孑 L 隙好 的储层或裂缝 可构成油气运移通道．如苏仁诺 尔 构造带油气藏的形成 ， 一方面断层上升盘提供油源 ； 另一方面断层下降盘通过苏仁诺尔断层作为油气运移 通道 提供 油源 ． 变换构造带是油气 的富集带 ， 乌尔逊断陷中巴彦塔拉及苏仁诺尔变换构造带 、 贝尔凹陷苏德尔特构造 变换带 目前 已发现油气 田和多 口获得工业油气流的探井 图 1 ， 展现变换构造带的良好勘探前景． 2 断层相关褶皱变形一般集中于先存的控陷断层附近 ， 断层活动越剧烈 ， 褶皱变形幅度越大．海拉 尔一塔木察格盆地在铜钵庙组沉积末期和伊敏组沉积末期强烈的张扭变形 中， 形成正断层相关褶皱．在 近东西 向的挤压作用下 ， 青元 岗沉积末期形成逆断层相关褶皱 ， 这种构造带通常为伸展与挤压共同作用 的 产物L l ， 说明断层相关褶皱构造带 的继 承性发展导致各层圈闭的集 中发育部位．断层相关褶皱构造带靠 近油源 ， 油气运移顺断坪 、 断坡 聚集到褶皱 的顶部 ， 构成有利的油气圈闭． 霍多莫尔和塔南西部油 田叠在断层相关褶皱构造带上 图 2 ， 证实断层相关褶皱构造带是油气有利 聚集 区． 3 海拉尔一塔木察格盆地在伊敏组形成后， 在强烈的张扭应力场作用下， 发育一系列的张性正断层 ， 在剖面上表现为上部断距大 ， 下部断距急骤收敛 ， 一般收敛于大磨拐河组的泥岩中．断面的产状上 陡下 缓， 在剖面上多条断层组成地堑 ， 呈负花状 ， 滑脱构造带伴随这种似 负花状的地堑产生．滑脱构造带上一 系列正断层组合在构造 的演化过程 中易形成多种类型的构造圈闭 ， 如乌尔逊 凹陷伊敏期形成的滑脱构造 带以发育各种正断层组合为基本特征 ， 在构造 的演化过程 中形成断块 、 断鼻 、 断背斜 、 背斜 等构造 圈闭类 型．在滑脱构造带 的形成和演化过程 中产生大幅度构造沉降， 为烃源岩 的成熟和演化提供充分条件．构 造圈闭的形成与烃源岩的演化同步 ， 同期 的断层为油气提供运移通道， 因此源岩 、 断层和圈闭形成完整 的 油气运聚系统．乌中、 敖脑海、 南贝尔和塔南东部油 田与滑脱构造带 吻合好 图 4 ， 说明滑脱构造带也具有 良好 的勘探 前 景． 4 结束语 根据构造带发育的位置 、 延伸方 向、 时间、 断裂与褶皱的关 系、 展布形态及成因等 ， 在海拉尔 一塔木察 格盆地识别断层相关褶皱构造带 、 滑脱构造带和变换构造带．这 3种类型构造带主要 发育断背 、 断块 、 背 斜、 断鼻等构造圈闭 ， 也能发现岩性 圈闭和构造 一岩性复合圈闭等 ， 构造带与烃源岩叠置或紧邻烃源岩， 构 造带上的断层还为油气运移提供通道．因此 ， 3种类型的构造带为油气富集 区， 应作为下一步勘探的有利 区带 ． 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 第 3期 伍英等 海拉尔一塔木察格 盆地构造带与油气关 系 参考文献 [ 1 ] 张进 ， 张庆龙 ， 任文军 ， 等．断层相关褶皱 鄂尔多斯盆地中的新 构造样式 [ J ] ．石油 实验地质 ， 1 9 9 9 ， 2 1 1 6 1 6 3 ． I- 2 ] 解国爱， 肖文霞， 张庆龙．鄂尔多斯盆地西南缘断层相关褶皱与油气圈闭构造 口] ．高校地质学报 ， 2 0 0 1 ， 7 3 2 7 3 3 7 8 ． [ 3 ]胡健 民， 宋 子新 ， 郭力宇．湖北武当地块北缘伸展滑脱构造特征 [ J ] ．中国区域地质 ， 1 9 9 9 ， 1 8 1 3 9 4 5 ． [ 4 ]刘剑平 ， 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黏土体积分数不同 ， 复电阻率模值与含水饱和度的关 系曲线不同．随频率 、 黏 土电导率 、 黏土体积分数增大 ， 复电阻率模值减小． 3 实际井资料解释结果与岩心分析结果对 比表明， 孑 L 隙度平均绝对误差为 1 ． O 2 9 ／ 6 ， 束缚水饱和度平 均绝对误差为 4 ． 2 ％， 含水饱和度平均绝对误差为 7 ． 5 ， 解释精度较高 ， 因此该有效介质对称复电阻率模 型计算的含水饱和度是合理 的， 可用于水淹层 的定量解释． 参考文献 [ 1 [ 2 [ 3 [ 4 [ 5 测井学编写组．测井学[ M] ．北 京 石油工业出版社 ， 1 9 9 8 ． 王环 ， 蒋云箭 ， 乔金凤 ， 等．复电阻率测井在埕 1 2 6注聚区块 的应用 [ J ] ．石 油天然 气学报 ， 2 0 0 5 ， 5 0 6 6 8 6 9 ． 蔡军涛 ， 阮百尧 ， 赵 国泽 ， 等．复电阻率 法二维有限元数值模 拟[ J ] ．地球 物理学 报 ， 2 0 0 7 ， 5 0 6 l 8 6 9 1 8 7 6 ． 高杰 ， 冯启宁 ， 孙友 国．电极 型复电阻率测 井方法及其应用[ J ] ．石油学报， 2 0 0 3 ， 2 4 4 6 2 6 8 ． 肖占山 ， 徐世浙 ， 罗延钟 ， 等．岩石 复电阻率频散特性的机理研究I- J ] ．浙江大学 学报理 学版， 2 0 0 6 ， 3 3 5 5 8 4 5 8 7 [ 6 ] 苏庆新 ， 柯式镇 ， 冯启宁 ， 等．1 0 0 Hz 一1 0 MHz 频段含油水两相岩石电阻抗的研究[ J ] ．地球物理学进展 ， 1 9 9 9 ， 1 4 1 9 3 1 0 3 ． [ 7 ] Vi n e g a r H J ，Wa x ma n M H．I n d u c e d p o l a r i z a t i o n o f s h a l y s a n d s 1, J ] ．Ge o p h y s i c s ，1 9 8 4 ， 4 9 8 1 2 6 7 1 2 8 7 ． [ 8 ] 肖占山．复电阻率测井 频散特性分析及其 数值模 拟[ D ] ．浙江 浙江大学 ， 2 0 0 6 1 --8 2 ． [ 9 ] 唐晓敏 ， 宋延杰 ， 张传英．低 阻油层通用有效 介质对 称电阻率模 型的应用 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