川西坳陷复合-联合构造及其对油气的控制.pdf

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5 3 8 2 0 1 1 年 1 0月 石油勘探与开发 PETR0LEUM EXPL0R r 1 0N AN D DEVELOPM ENT 、 , o1 . 3 8 NO. 5 文 章编 号 1 0 0 0 - 0 7 4 7 2 0 1 1 0 5 . 0 5 3 8 1 4 川西坳陷复 合一 联合构造及 其对油气的控制 李智武,刘树根,陈洪德,孙东,林杰,汤聪 成都理工大学 “ 油气藏地质及开发工程”国家重点实验室 基金项目国家自 然科学基金项目 4 0 7 3 9 9 0 1 ; 4 0 8 0 2 0 4 9 ;四川省教育厅 自 然科学青年基金项 目 0 8 Z B 0 6 2 摘要 据不整合和岩相记录及古构造分析,川西坳陷中新生代陆相地层中至少存在 1 1 个构造运 动界面。受西缘龙门 山冲断带、北缘米仓 山构造带和西南缘川滇构造带影响,J J 『 西坳陷发育北东向、近东西向和近南北 向3组主要构造 , 其 中北东向构造在多数构造活动中都有不同程度发育 ,而近东西向和近南北向构造则分别形成于燕山期和喜马拉雅 期。同时,3组构造在多期次构造活动中相互叠加,形成了同轴复合、横跨复合、斜接复合、多向复合和联合等 5 种主要形 式的叠加构造 川西坳陷构造对油气的控制表现在构造适时性、构造控位和构造 改造 3个方面,原生气藏 形成及油气分布主要受控于早期构造 印支一燕山期 ,而晚期构造 主要是喜马拉雅期 仅对早期气藏起 改造作用, 表现为早期构造变位、储集层改善、原生气藏破坏或次生气藏形成。印支一燕 山期古构造的精确恢复 以及多期、多 组构造叠加过程中裂缝活动特征是该 区今后油气勘探应重点关注的两个方面。图 1 0表 1 参 5 8 关键词川西坳陷;构造期次;构造叠加;油气聚集 中图分类号T El 2 2 . 1 文献标识码A S t r u c t u r a l s u p e r i mp o s i t i o n a n d C O n j u n c t i o n a n d i t s e f f e c t s o n h y d r o c a r b o n a c c u m u l a t i o n i n t he W e s t e r n S i c h ua n De p r e s s i o n Li Zh i wu , Li u S h ug e n ,Che n Ho n gd e , S un Do ng , Li n J i e , T a n g Co n g S t a t e k e y L a b o r a t o r yo f Oi l a n dG a s R e s e r v o i r G e o l o g ya n dE x p l o r a t i o n , C h e n g d uU n i v e r s i tyo f T e c h n o l o g y , C h e n g d u 6 1 0 0 5 9 , C h i n a Ab s t r a c t Re c o r d s o f u n c o n f o r mi t i e s a n d l i t h o l o g i c f a c i e s a n d a n a l y s i s o f p a l e o - s t r u c t u r e s h o w t h a t a t l e a s t e l e v e n t e c t o n i c b o un d a r i e s e x i s t i n t h e Me s o - Ce no z oi c c o n t i ne n t a l s t r a t a i n t he W e s t e r n S i c hu a n De p r e s s i o n. Affe c t e d by t h e Lo ng me ns h a n t hr u s t b e l t o n t he we s t s i d e , M i c a n gs h a n s t r u c t u r a l b e l t o n t h e n or t h s i d e a n d Ch u a n di a n s t r u c t u r a l be l t o n the s o ut h we s t s i d e , NE t r e nd i ng , s u b - EW - t r e n d i ng a n d s ub NS- tre nd i n g s t r u c t u r e s we r e d e v e l o p e d c o r r e s po n d i ng l y i n t h e W e s t e r n Si c h uan De p r e s s i o n.Th e NE t r e n d i ng s t r u c t u r e s we r e de ve l o p e d i n va r yi n g d e g r e e s i n mo s t t e c t o ni c mo v e me n t s ,wh i l e t he s u b- EW- tre n di n g a nd s ub - NS tre n d i ng s t r u c t u r e s we r e f o r me d i n t he Ya ns h an i an a nd Hi ma l a y a n ,r e s p e c t i v e l y .Th e t h r e e g r o u ps o f s t r u c t u r e s we r e s u p e rimp os e d b y o ne an o the r i n mu l t i s t a ge t e c t o n i c mo ve me n t s ,p r o d uc i n g ma i nl y five t y pe s of s t r u c t u r a l c o mpl e x e s ,i . e .c oa xi a l s u pe rimpo s i t i o n ,o r t h o g on a l s u pe r i mpo s i t i o n ,o bl i q ue s u p e ri m p o s i t i o n , mu l t i d i r e c t i o n s u p e ri m p o s i t i o n , a n d s t r u c t u r a l c o n j unc t i o n . S t r u c t u r a l c o n tr o l s o n h y d r o c a r b o n a c c u m u l a t i o n in the W e s t e rn Si c h uan De pr e s s i o n C an be e x p r e s s e d a s t he f o l l o wi ng t h r e e a s pe c t s ,i . e .t i mi ng ,l o c a t i o n a nd mo d i fic a t i o n.Hy droc a r b on d i s t r i b u t i o n and the f o rm a t i o n o f p ri ma r y g a s p o o l s w e r e mo s t l y c o n tr o l l e d b y e a r l y s t r u c t u r e s i n t h e I n d o s i n i a n and Y a n s h ani an , w h e r e a s l a t e s t r u c t u r e s ma i n l y i n t h e H i m a l a y an o n l y h a d mo d i fi c a t i o n e ff e c t s o n e a r l y g a s p o o l s , r e s u l t i n g i n s t r u c t u r a l d i s p l a c e me n t , r e s e r v o i r i mp r o ve me n t ,t h e de s t r u c t i o n of p rima r y g a s po o l s an d t h e f o rm a t i o n o f s e c o nd a r y o i l po o l s .Ac c ur a t e r e c on s t r uc t i o n o f the I n do s i ni a n -- Yan s h a n i a n pa l e o -- s t r uc t ur e s a nd f r a c t u r e be h a v i or s d u r i n g the mu l t i -s tag e an d mul t i d i r e c t i o n s t r u c t u r a l s up e rimpo s i t i o n are t wo i mpo r tan t a s p e c t s tha t ne e d t o b e p a i d mo r e a t t e n t i o n t o i n t he f ut u r e hy dro c a r b o n e x p l o r a t i o n i n thi s r e g i o n . Ke y wo r d s W e s t e rn S i c h u a n De p r e s s i o n ; t e c t o n i c s t a g e ; s t r u c t u r a l s u p e ri mp o s i t i o n ; h y dro c a r b o n a c c u mu l a t i o n 0引言 川西坳陷是晚三叠世以来于四川盆地西部发育起 来的前陆坳陷 引 ,天然气资源丰富,勘探潜力巨大 ,是 四川盆地近中期重要的能源接替基地 钔 。 多阶段的盆地 演化和多期次的构造运动[ , 】 、储集层致密化[ , 】 、 异常高压 。 、可能的深盆气[ 域 根源气 或 “ 连续 型” 气藏[ 1 ] 等的存在使川西坳陷的成藏规律异常复杂 , 由此出现了早期成藏[ , 和晚期成藏 两种截然不 同的认识。勘探实践表明,印支晚期一燕 山期 的古圈 闭是有效圈闭 ,已知的含气圈闭主要是 以古构造为基 础的复合圈闭【 , 2 1 , 也 ,已 发现的气田 藏 多位于燕 山期古构造高部位或斜坡带上【 , 2 0 , 引 , 而喜马拉雅期构 造改造则是天然气富集和气层高产的关键因素[ , 2 2 -2 3 , 。 2 0 1 1 年 1 0月 李智武 等 川西坳陷复合. 联合构造及其对油气的控制 5 4 7 形成又表明它们是在北西一南东向挤压和近南北 向挤 压联合作用下形成的。燕 山晚期北东向和近南北向复 合. 联合构造的影响范围向南可达成都一都江堰一带 , 走向北东东的孝泉一新场一合兴场一丰谷构造带内部 次级褶皱的右列特征显示北北西 向反扭挤压 ,也应是 上述两种应力联合作用的结果 见图 9 c 。 4 . 3喜马拉雅期 晚白垩世初 ,秦岭造山带的构造体制发生了重大 转变 ,进人了北东一南西 向伸展主导下 的右旋走滑阶 段[ 5 ,长期作用于四川盆地 的近南北 向挤压从此几近 消亡 。与此同时,龙 门山南段开始活跃 ,在其前缘形 成了新的前渊【 3 】 , 川西坳陷从此处于北西一南东向或近 东西 向的挤压背景下 。印度板块与欧亚板块的碰撞及 此后的持续 向北推进【 引 ,使龙 门山早期 的北东向构造 强烈复活并 向盆地 内部扩展 ,川西坳 陷南部大致在渐 新世至中新世期间整体发生变形 ,形成北东 向为主的 褶皱和相关断裂 见图 9 d 。此外 ,在川滇构造带向盆 地过渡的部位 以及盆地内部 ,稍晚形成 的南北向构造 叠加于北东向构造之上 ,表明近东西向挤压作用 的存 在 ,苏码头 、熊坡和龙泉 山背斜的右列展布也显示出 近东西 向顺扭挤压特征。喜马拉雅期北东和近南北 向 构造 的影响范围向北可达绵阳以北 ,期间形成的合兴 场一石泉场南北 向构造叠加于燕山期孝泉一 丰谷北东 东向构造之上 见图 9 d 。 5构造对油气的控制 川西坳陷构造对油气 的控制包含 了两层含义 ,首 先是构造作用本身对油气的控制 ,其次是构造叠加对 油气的控制。对于前者 ,许多学者都有较为深入的研 究[ , 。 ,大致可归纳为 3个方面构造适时性、构 造控位和构造改造 ,前二者主要针对古构造 印支一 燕 山期 ,后者主要针对现今构造 喜马拉雅期 。 5 . 1构造适时性 川西坳陷生烃中心位于德 阳一彭州一大邑一带 , 发 育马鞍塘组一小塘子组、 须三段和须五段 3 套主要烃源 岩 , 大致于中侏罗世 、晚侏罗世和白垩纪分别进入生排 烃高峰期 , , 2 3 , 。川西坳陷的主要储集层包括须二段、 须四段、 沙溪庙组和蓬莱镇组等, 其中前二者大多已经 超 致密化 ,须二段储集层整体致密化时期为中晚侏 罗世, 须四段储集层整体致密化时期为晚侏罗世至 白垩 ,8 - 9 , 。由此可见 ,川西坳陷储集层致密化作用与油 气充注时期大体同步或略有滞后。因此 , 储集层致密化 并非影响早期油气聚集的主要因素, 而关键在于圈闭形 成时期 ,只有早于主生烃期形成的圈闭才是有效圈闭, 即所谓构造适时性。通过前面的分析可知 ,印支中晚期 龙门山前缘的北东向构造以及燕 山早期坳陷内部的3 排 近东西向构造均是早于主生烃期或同步形成的适时圈 闭,是早期油气聚集的最有利地带。迄今 ,川西坳陷已 发现的气田 藏 主要集中于上述构造带上【 , ,表 明适时构造在油气富集过程中起着至关重要的作用 。 5 . 2构 造控位 构造控位包含了两个方面的涵义 ,一是对油气分 布的控制 ,二是对局部构造含气性的控制 。构造适 时 性决定 了川西坳 陷的油气分布主要受控于早期构造 的 展布 ,特别是早期北东 向和近东西向构造 的叠加部位 油气富集 ,并 因此控制 了晚期次生气藏的位置。勘探 实践表明,无论是原生气藏还是次生气藏 ,除洛带 、 新都等少数气藏明显受岩性控制外 ,目前已发现的绝 大多数气藏 田 均主要受构造控制【 , 1 8 - 2 1 , 2 3 , 3 1 , 3 3 - 3 4 , , 油气分布与构造展布具有良好一致性 见图 2 ,特别 是位于德阳一彭州一大邑生烃 中心周围的上述印支一 燕山期构造 见图 5 , 处于油气早期运聚的指向地带 , 成为高丰度含气 区。对已知气藏的解剖分析表明,含 气构造均为古构造 、古今叠合构造圈闭或古构造背景 上的构造. 成岩、构造一 岩性复合圈闭【 , 2 0 - 2 1 , 也 ,这充 分说明了古构造在川西坳陷油气成藏过程中的奠基作 用 。但就天然气分布与现今构造 的关系而言 ,现今构 造控气作用并不明显 ,在九龙山、中坝 、拓坝场 、文 兴场 、老关庙 、新场 、平落坝 、汉王场等构造圈闭之 外都发现了工业气井【 ,气藏范围反而与古构造的吻 合度更好 之 。 , 2 4 , 。如平落坝香二段气藏高产井和工 业气井均位于古构造高部位 ,气柱高度远大于现今闭 合高度 , 且现今圈闭之外亦有气井发现 平落 5井 见 图 4 ,含气面积大于现今圈闭范围而与古构造一致 , 气藏明显受古构造控制【 。 , 钔 。类似的现象还有中坝 须二段气藏 ,气藏展布与古构造形态一致 ,而与现今 构造高点在北部地区不符 见图 6 , 北高点 中4 3井为 干井[ 1 。此外 ,孝泉、新场沙溪庙组气藏除与储集体 有关外 ,也受到古构造 的控制[ , 0 。 5 . 3 构 造改造 构造改造是指晚期 主要是喜马拉雅期 构造对 早期气藏的改造作用 ,主要包括储集层改善、原生气 藏破坏和次生气藏形成等几种情况 ,主要取决 于断裂 和裂缝 的发育程度 。强烈的变形将导致原生气藏 的破 坏或保存条件变差 ,而适中的变形不仅有助于致密储 集层的改善 、提高产能 ,也有利于次生气藏的形成 。 2 0 1 1 年 1 0月 李 智武 等 川西坳 陷复合 联合构造及其对油气 的控制 5 4 9 同方 向的构造应力可使原有裂缝性质发生转变而变为 开启状态 ,与新生裂缝一起构成流体运移的网络 ,孝 泉一新场 、合兴场构造须家河组含硫酸根盐水的存在 以及新场侏罗系气藏的形成可能就与此有关f 3 。 可见 ,对于川西坳陷的油气勘探 ,无论是原生气 藏还是次生气藏 ,首要条件是早期聚集并定位 的高丰 度含气区【 , 。因此 ,印支一燕 山期古构造 的精确恢 复 以及多期 、多组构造叠加过程 中裂缝活动特征是今 后勘探中应给予重点关注的两个重要方面。 6结论 川 I 西坳陷复合. 联合构造格局的形成受控于 3大动 力系统 来 自扬子地块本身 自南东 向北西的推挤力 、 来 自秦岭造山带 自北向南的推挤力和来 自青藏高原 白 西向东的推挤力 , 导致北东向、 近东西向和近南北向 3 组主要构造的交互叠加。 据不整合和岩相记录及古构造分析 ,川西坳陷中 新生代陆相地层 内至少存在印支 、燕山和喜马拉雅期 的 1 1 个构造运动界面。北东向构造在多数构造活动中 都有不 同程度的发育 ,而近东西 向和近南北向构造则 分别形成于燕山期和喜马拉雅期 。北东向 、近东西向 和近南北 向 3组构造在多期次构造活动中相互叠加 , 形成了同轴复合 、横跨复合 、斜接复合 、多向复合和 联合等 5 种主要形式 的叠加构造 。 川西坳陷构造对油气的控制表现在构造适时性 、 构造控位和构造改造 3个方面 ,原生气藏的形成及油 气的分布主要受控于早期构造 印支一燕山期 ,特别 是北东 向构造和近东西向构造及其二者的叠加部位油 气富集 ,并 由此决定 了次生气藏的展布 ,而晚期构造 主要是喜马拉雅期 仅对早期气藏起改造作用 ,表 现为早期构造变位 、储集层物性改善、原生气藏破坏 或次生气藏形成。 参考文献 [ 1 ] 刘树 根.龙门山冲断带 与J 『 都科技 大学 出版社, 1 9 9 3 . 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S t r u c t ur a l f e a t u r e s of t he Lo n g me n S h a n f o l d a n d t h r us t be l t a n d d e v e l o p me n t o f t he We s t e r n S i c h u a n F o r e l a n d B a s i n ,C e n t r a l C h in a [ J ] Ge o l o g i c a l J o u r n a l o f C h i n a U n i v e r s i t i e s , 2 0 0 3 , 9 3 4 0 2 4 1 0 . [ 4 ] 杨克 明.川 西坳 陷油气 资源现状及勘探潜力[ J ] 石油 与天然气地 质, 2 0 0 3 , 2 4 4 3 2 2 . 3 2 6 . Ya n g Ke ming . S t a t u s o f o i l g a s r e s o u r c e s a n d p r o s p e c t i n g p o t e n t i a l i n we s t e rn S i c h u a n d e p r e s s i o n [ J ] . O i l G a s G e o l o g y , 2 0 0 3 , 2 4 4 3 2 2 - 3 2 6 . [ 5 ] 王金琪 .龙 门山构造演化 与山前带油气关系[ J 1 .地球学报,1 9 9 4 , 1 5 3 / 4 1 6 7 1 7 9 . W a ng J i n q i . Re l a t i o n s h i p be t we e n t e c t o n i c e v o l u t i o n a n d t h e f o r e l a n d h y d r o c a r b o n i n t h e L o n g me n Mo u n t a i n s [ J ] . Ac t a Ge o s c i e n t i c a S i n i c a , 1 9 9 4 , 1 5 3 / 4 1 6 7 1 7 9 . 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Ev o l u t i o n a r y c h a r a c t e r i s t i c s o f Up p e r T r i a s s i c r e s e r v o i r i n Xi a o q u a n s t ruc t u r e i n We s t S i c h u a n , C h i n a [ J ] . J o u r n a l o f Ch e n g d u Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y S c i e n c e Te c h no l o g y Ed i t i o n . 2 0 0 5 , 3 2 1 2 2 2 6 . [ 9 ] 杨克 明,叶军,吕正祥 .川西 坳陷上 三叠统成 藏年代 学特征 ⋯. 石油与天然气地质, 2 0 0 5 , 2 6 2 2 0 8 . 2 1 3 . Ya n g Ke mi n g , Ye J u n , Li I Zh e n g xi a n g. Ch r o n o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f U p p e r T r i a s s i c r e s e r v o i r s i n we s t e r n S i c h u a n d e p r e s s i o n [ J ] . O i l Ga s Ge o l o g y , 2 0 0 5 , 2 6 2 2 0 8 21 3 . [ 1 O ] 张水 昌,米敬奎 ,刘柳红 ,等.中国致密砂岩 煤成气藏地质 特征 及成藏过程以鄂尔多斯盆地上古生界 与四川箍地须家河组气藏 为例[ J J .石油勘探与开发, 2 0 0 9 , 3 6 3 3 2 0 3 3 0 . Zh a n g S h u i c h a n g , M i J i ng k u i , Li u Li u h o n g , e t a l Ge o l o g i c a l f e a t u r e s a n d f o r ma t i o n o f c o a l - f o r me d t i g h t s a n d s t o n e g a s p o o l s i n Ch i n a Ca s e s f r o m Up p e r P a l e o z o i c g a s p o o l s ,Or d o s Ba s i n a n d x u j i a h e F o r ma t i o n g a s p o o l s , S i c h u a n B a s i n [ J ] . P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t , 2 0 0 9 , 3 6 3 3 2 0 - 3 3 0 . [ 1 1 ] 张金川,刘丽芳 ,唐玄,等 .川西坳陷根缘气藏异常地层压 力[ J J . 地学前缘, 2 0 0 8 , 1 5 2 1 4 7 1 5 5 . Zh a n g J i n c h u a n , Li u Li f a n g , T a n g Xua n , e t a 1 . Ab n o r ma l p r e s s u r e i n t h e s o u r c e c o n t a c t i n g g a s r e s e r v o i r i n we s t e r n S i c h u a n b a s i n [ J ] . E a r t h S c i e n c e F r o n t i e r s , 2 0 0 8 , 1 5 2 1 4 7 1 5 5 . f l 2 ] 徐 国盛 ,刘树根.川西上三叠统高压 封存箱 与天然气成藏关系研 究 [ J ] l成都理工学院学报, 1 9 9 9 , 2 6 4 4 1 1 - 4 1 7 . Xu Guo s h e n g ,Li u S h u g e n .A s t u d y o f t h e r e l a t i o n be t we e n t h e f o r ma t i o n o f g a s r e s e r v o i r a n d a b n o r ma l p r e s s u r e c o mp a r t me n t i n t h e U p p e r T r i a s s i c , We s t S i c h u a n Ba s i n [ J ] .J o u r n a l o f C h e n g d u Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , 1 9 9 9 , 2 6 4 4 1 1 4 1 7 . [ 1 3 1 宋岩 ,洪峰.四J i I 盆地川西坳陷深盆气地质条件分析 [ J 1 .石油勘 探与开发, 2 0 0 1 , 2 8 2 1 1 - l 4 . S o n g Ya n ,Ho n g F e n g .T h e g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s o f d e e p b a s i n ga s i n we s t e r n d e p r e s s i o n o f S i c h u a n b a s i n [ J ] . P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d De v e l o p me n t , 2 0 0 1 , 2 8 2 l 1 1 4 . [ 1 4 1 邹才能,陶士振,朱如凯,等 “ 连续型”气藏及其大气区形成机 5 5 0 石油勘探与开发 油气勘探 V l0 l _ 3 8 NO . 5 制与分布以四川 盆地上三叠统须家河组煤系大气 区为例【 J 】 .石 油勘探 与开发, 2 0 0 9 , 3 6 3 3 0 7 . 3 1 9 . Zo u Ca i n e ng , T a o S h i z h e n , Zh u Ru k a i , e t a 1 . Fo r ma t i o n a n d d i s t r i b u t i o n o f “ c o n t i n uo us g a s ” r e s e r vo i r s a nd t h e i r g i a n t g a s p r o v i n c e A c a s e f r o m t h e Up p e r T r i a s s i c Xu j i a h e F o r ma t i o n g i a n t g a s p r o v i n c e , S i c h u a n B a s i n [ J ] . P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t , 2 0 0 9 , 3 6 3 3 0 7 - 3 1 9 . [ 1 5 ] 尹长河,王廷栋 ,郑丽辉 .平落 坝气 田成藏 时期的确定 [ J ] _天然 气地球科学, 1 9 9 9 , 1 0 3 / 4 7 0 7 5 . Yi n Ch a n g h e ,W a n g T i n g d o n g ,Zh e ng Li h ui .Ti mi n g o f g a s p o o l f o rm i n g i n P i n g l u o b a g a s fi e l d [ J ] .Na t u r a l Ga s G e o s c i e n c e ,1 9 9 9 , 1 0 3 / 4 7 0 - 7 5 . [ 1 6 ] 兰大樵 ,邱 宗恬.川西坳 陷平落 坝气 田须 二段气 藏成藏研 究[ J 】 . 石油勘探与开发, 2 0 0 2 , 2 9 3 8 - 1 0 . L a n D a q i a o , Q i u z o n g t i a n . T h e r e s e a r c h o n t h e f o rma t i o n o f U p p e r T ri a s s i c Xu e r g as r e s e r v o i r o f P i n g l u o b a g a s fi e l d in C h u a n x i d e p r e s s i o n [ J ] . P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t , 2 0 0 2 , 2 9 3 8 - 1 0 . [ 1 7 ] 兰大
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