塔里木盆地麦盖提斜坡构造演化及油气地质意义.pdf

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第 3 2卷第 5 4期 -5 天 乞地 O I L&G A S G E O L O G Y 2 0 1 1年 1 2月 文章 编号 0 2 5 3 9 9 8 5 2 0 1 1 0 60 9 0 91 1 塔 里木盆地 麦盖提斜坡构造演化及油气地质 意义 张 仲培 , 刘 士 林 , 杨子 玉 , 李 建交 1 . 中国石化 石油勘探开发研究 院, 北京 1 0 0 0 8 3 ; 2 . 中国石油 大港油田分公司 勘探开发研究院, 天津 3 0 0 2 8 0 摘要 为分析塔里木盆地麦 盖提 斜坡 的有利成藏条件 , 并 提 出下 一步有利 区带和部 署建议 , 从地 震和钻 井资料入 手 , 运 用 叠合盆地构造解析方法, 在动态分析麦盖提斜坡形成过程的基础上, 分别研究了东、 西两段的构造带特征与成因, 并阐述 其油气勘探意义。研究认为 , 多期构造演化与东西差异演化是东 、 西两段油 气成 藏条件 、 运 聚背景和 重点勘探层 系明显不 同的关键。西段处于斜坡 背景上的海西晚期构 造带 , 保存条 件好 , 与断裂紧邻 的上倾方 向的上 古生界岩 性体是控 制油 气 成藏 与富集 的关键 因素。斜坡东 段位 于和 田古隆起 , 玉北 1井 区构造处于加里 东 中、 晚期与海西 晚期的构造应 力叠加 区, 更有利于奥 陶系岩 溶缝 洞型储 层的发育。玉北 1井东部 潜 山带下奥陶统暴 露 区上覆 一定厚度 的地 层 , 对 溶蚀孔 、 洞 、 缝 的 有效保 留更有 利, 也值得选择性探 索。 关键词 差异构造演化; 构造带; 碳酸盐岩; 油气勘探; 麦盖提斜坡; 塔里木盆地 中图分类号 T E l 2 1 . 2 文献标识码 A Te c t o n i c e v o l u t i o n a n d i t s p e t r o l e um g e o l o g i c a l s i g ni fic a n c e s o f t h e M a i g a i t i S l o p, Ta r i m Ba s i n Z h a n g Z h o n g p e i , L i u S h i l i n , Y a n g Z i y u , L i J i a n j i a o 1 .S 1 NO P E C R e s e a r c h I n s t i t u t e o f 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 m e n t , B e ifi n g 1 0 0 0 8 3 , C h i n a ; 2 .R e s e a r c h I n s t i t u t e of 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 m e n t , P e t r o C h i n a D a g a n g O i i l d C o m p a n y , T i a n j i n 3 0 0 2 8 0 , C h i n a Abs t r a c t I n o r d e r t o a n a l y z e t he f a v o r a b l e c o n d i t i o n s o f h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n a n d i d e n t i f y f a v o r a b l e p l a y s o f Ma i g a i t i s l o p i n Ta r i m b a s i n, we us e d t h e t e c t o n i c a n a l y t i c a l me t h o d o f s u p e r i mp o s e d b a s i ns t o s t u d y t h e c h a - r a c t e r i s t i e s a n d g e ne s i s o f t he e a s t e r n a n d we s t e r n s e g me n t s o f t he s l o p e a n d d i s c u s s e d t he i r h y d r o c a r b o n e x p l o r a t i o n s i g n i fic a n c e s b a s e d o n i n t e g r a t i o n o f s e i s mi c a n d we l l d a t a a n d a n a l y s i s o f t h e d y na mi c e v o l u t i o n o f Ma i g a i t i S l o pe . Mu l t i - s t a g e e v o l u t i o n a n d d i f f e r e n t i a l e v o l ut i o n a r e t h e k e y f a c t o r s c a us i n g t h e o b v i o us d i f f e r e n c e s b e t we e n t h e e a s t e r n a n d we s t e r n s e g me n t i n r e s p e c t s o f h y d r o c a r b o n, mi g r a t i o n a n d a c c umu l a t i o n c o nd i t i o n s a n d ma i n e x p l o r a t i o n t a r g e t s . The we s t e r n s e g me n t i n t h e La t e He r c y n i a n t e c t o n i c b e l t s h a s g o o d p r e s e r v a t i o n c o nd i t i o n s, a nd t h e u p d i p u p p e r Pa l e o z o i c l i t h o l o g i c bo d y n e a r t h e f a u l t s a r e k e y f a c t o r c o n t r o l l i n g h y d r o c a r bo n a c c u mu l a t i o n a n d e nr i c hme n t . Th e e a s t e r n s e g me n t i s l o c a t e d i n t he He t i a n pa l e o u p l i ft, wh e r e Yub e i 一 1 we l l b l o c k i s p l a c e d i n a n a r e a wi t h t h e Mi d d l e a n d La t e Ca l e d o n i a n t e c t o n i c s t r e s s s u pe rimp o s i n g wi t h t he L a t e He r c y n i a n t e c t o n i c s t r e s s , p r o v i d i n g mo r e f a v o r a b l e c o n d i t i o n s f o r t he Or do v i e i a n f r a c t ur e d - v u g g y r e s e r v o i r de v e l o p me n t . Th e Lo we r Or do v i c i a n e x p o s u r e i n t h e b u r i e d h i l l z o n e t o t h e e a s t o f Yu be i 一 1 we l l b l o c k i s c o v e r e d b y a s e a l o f c e r t a i n t h i c k n e s s wh i c h i s f a v o r a b l e for t h e e f f e c t i v e p r e s e rva t i o n o f s o l u t i o n p o r e s , v u g s a nd f r a c t u r e s, t hu s i s a l s o a p c t e n t i a l e x p l o r a t i o n t a r g e t . Ke y wo r d s d i f f e r e n t i a l t e c t o n i c e v o l u t i o n, t e c t o n i c be l t , c a r b o n a t e r o c k, p e t r o l e u m e x pl o r a t i o n, Ma i g a i t i S l o p, Ta r m Ba s n 收稿 日期 2 0 1 0 0 9 0 2 。 第一作者简介 张仲培 1 9 7 4 一 , 男 , 博士 、 高级工程 师, 盆地构造与油气地质研究。 基金项 目 国家科技重大专项 2 0 0 8 Z X 0 5 0 0 5 0 0 4 0 0 3 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6期 张仲培 , 等 . 塔里木盆地麦盖提斜坡构造演化及油气地质意义 9 1 3 体上的大多数局部构造亦 在此时期 定型 , 且 多带 有 压扭 走滑 性质 。 1 . 2 东、 西段演化差异的比较 麦盖提斜坡在长期 的演化过程 中 , 因为在 不 同时期受到周缘造山带 的影响不 同, 导致东、 西两 段在升降运 动、 构造 变形程度及斜坡反转 时问上 存在明显差异。 1 加 里东 晚期一海西 早期 东部 隆升 、 西部 沉降 由于和 田古隆起的形成发育 , 造成东 、 西段不 同的构造格 局。麦 盖提 东部 地 区发育 和 田古 隆 起 , 奥陶系及志留系一泥盆 系遭受剥蚀 ; 而西部及 现今隆起区大部处于沉降阶段 , 接受志留系~泥盆 系沉积 , 导致海西早期呈南高北低 、 东高西底 的构 造格局 图 2 b 。 2 早期构造变形及构造改造集 中在东段 、 海 西期及 以后集 中在西段 在加里东 中晚期一海西早期 , 麦 盖提斜坡 由 于塔西南 、 和田古隆起不同时期 的发育, 构造活动 性相对斜坡西段要强 , 在其 东侧 边缘发育有加里 东晚期的玛东构造带 , 北侧 玛扎塔格构造带在海 西早期有古构造发育 图 3 ; 而在斜坡西段加里 东期古构造带不发育。到海西晚期 , 巴一麦西段受 到来 自西南天山的挤压应力作用 , 构造活动强烈 , 开始挤压隆 升 , 巴楚隆起 雏形 开始发 育 , 呈 北西 高 、 南东低之势 ; 而斜坡东段仍保持南 高、 北低 的 格局 。印支期~燕 山期 , 巴一麦东段小海子 区块 、 和 田河区块 内残 留有三叠 系沉积 , 西段地 区无三 叠系沉积 , 说 明该时期西段的隆升较东段要强。 喜马拉雅期 , 巴楚 隆起 以强烈的隆升作用伴 随大型断裂及其相关褶皱活动 为特征 , 而麦盖提 斜坡则以大幅度沉降和微弱褶皱变形为特征。邻 近 巴楚隆起南缘带附近的麦盖提斜坡西部地区以 走滑压扭变形和继承性 隆升为特征 , 边界大断裂 如色力布亚等具走滑特征 , 呈 N w 走 向; 而麦盖提 东段则 以边缘大型 断裂及其 褶皱活动为特征 , 走 滑特征不如西段强 , 且断裂构造带多近 E W 走向。 因此 , 加里东期一海西早期 , 麦盖提斜坡东段 由于古隆起的继承性发育 , 该 地区的构造变形活 动较强 图 2 b ; 但在海 西晚期一喜马拉雅期 , 由 于盆地周缘挤压应 力的影响 , 麦盖提 西部地区的 构造活动较东段要强烈得 多, 形成 的断裂构造带 更复 杂 。 3 构造反转时间不 同 从区域构造演化 的特征分 析结果看 , 麦盖提 斜坡东 、 西两段发生构造反转的时期不同, 西段发 生在海西晚期 , 而东段则发生在喜马拉雅期。加 里东期~海西晚期 , 巴一麦地 区西部由早期 的西南 高 、 北东低演变为北东高 、 西南低 , 而东部 由于 古 隆起的继承性发育则仍保持南 高、 北低之势。海 西晚期~喜马拉雅晚期 , 巴一麦地区西部仍保持北 东高、 西南低 , 但由于巴楚隆起 的抬升导致其高差 幅度增大; 麦盖提斜坡东部地 区喜 马拉雅期加 速 沉降 , 靠近隆起处的北部抬升 明显 , 进而由早期的 南高、 北低反转为现今 的北高 、 南低 图 2 a 。因 此 , 海西中、 晚期是麦盖提斜坡构造格局东 、 西分 异的关键时期 。 2 断裂构造带特征及其成藏意义 麦盖提斜坡 构造演化 的差异性 , 导致在该 地 区形成多期次断裂构造带 , 且不 同期次断裂构造 带分布有差异。而且 , 这些构造带后期保存好 , 均 位于上斜坡部位 , 埋深相对浅 , 是 目前 已经发现油 气和重点评价与勘探的区带。 2 . 1麦盖提斜坡西段 麦盖提斜坡西段色力布亚断裂下盘 自南 向北 发育巴什托一先 巴扎 、 玉带力克、 五间房 3个断裂 构造带 图4 。巴什托一先巴扎 、 玉带力克构造带 为近 E W 走 向, 玉 2井所在的五间房构造带为 N W 走向。海西晚期 以来的斜坡背景和断裂构造是该 地区上古生界油气成藏条件形成 的重要因素。 1 五问房 、 玉带力克与 巴什托一先 巴扎构造 带同是海西晚期近 S N 向挤压应力场下构造变形 的产物。 五问房构造带 玉 2井构造带 呈 N W S E走 向, 变形带狭窄 , 断层产状高 陡, 局部具有花状构 造 , 表现为走 滑构造 的特征。构造带变形总体上 可分为西 地震测线 N E 1 6 5 --N E 1 5 9问 、 中 地震 测线 N E 1 5 9 --N E 1 5 1间 、 东 地震测线 N E 1 4 9以 东 3段。西段表现为走滑挤压 , 具正花状特征 , 断 层稍向西南倾 , 在上古生界形成 了相对 较宽的挤 压背斜带; 中段表现为扭压特征, 断层稍 向西南 倾 , 上部背斜带较窄 ; 东段表现 为扭 张特征 , 断层 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 9 l 6 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 2卷 玉北 1井东构造带 4排早期 冲断褶皱带 , 断层从 T 以下断至石炭系底面 , 表现为沿 T 面以 下滑脱逆冲的低角度 断层 。构造带下古生界表现 为冲断褶皱构造的特征 , 上古生界有微弱褶皱 、 断 层不明显 , 表 明该构造是形 成于加里东 中晚期一 海西早期的冲断褶皱带 。从走 向和构造样式上推 断 , 它是玛东 构造带 向 S W 方 向的延 伸部分。从 区域上分析 , 该期冲断构造开始形成 的时间在奥 陶纪末 , 并影 响到整个 中央隆起带 以南地 区。塔 中隆起南部 的塘古孜 巴斯 凹陷中, 塘参 1井钻 遇 志 留系和上奥 陶统 , 地震剖面上可 见志 留系角度 不整合于上奥 陶统之上 ; 玛东地 区的玛东 1井 同 样钻遇志留系, 剖面上表现为角度不整合于下奥 陶统之上 。该期 构造 在志 留纪一泥 盆纪再 次挤 压变形。这 期构 造是加 里东 中期一海 西早 期来 自S E方 向持续挤 压形成 的变形产物 , 山前表现 为 向 N W 方向的逆冲 , 而工 区内表现为从 N W 向 s E方向的后 冲构造体 系 , 中问夹 持塘 古孜 巴斯 凹陷 。 玛南构造带 胜和 2井构造及其 以西 剖面上 主体变形样式表现 为 自 T 面 或 以下 滑脱形成 的逆冲断层及其形成 的背 斜 , 局部在断层上 盘形 成反冲断层。主冲断层 向上最 高断至 面, 断面 均具有上 陡下 缓 的趋势 。反 冲断层部分 断至 面 , 有的表现不明显。构造带表现为多期活动 , 主 要成形时间为海西晚期 , 喜马拉雅期进一步微弱 变形并定型。 2 两期 构造应力的叠加 区应更有 利于构造 带岩溶缝洞型储层的发育。 从上述构造 变形特征上看 , 该地 区遭受过两 期挤压应力的作用 。两期构造应力 的叠加区集 中 在玉北 1 井 区、 玉北 1井 西构造带和玛南构造东 段 胜和 2井 区 , 可能更有 利于裂缝 型储层 的发 育。玉北 1 井钻井取心 , 在 5~6回次的 5 6 0 3~ 5 6 1 8 m深度段 , 共观察到 3 1条 中、 高角 度裂缝 , 缝长 5~1 2 e lT l 不等 , 缝宽在 0 . 1~ 2 . 0 e m均有 , 大 部分未充填 , 局部见沿裂缝 发育 的溶蚀 孔。前人 采用 V S D 裂缝空间定量描述 技术对该 区进行的 裂缝模拟结果也表 明 , 玛南构造东段 实指玉 北 1 井构造带 奥陶系的褶皱纵张裂缝 和断层裂 缝均较玛南构造西段发育 。因此 , 从构造 演化上 分析 , 两期构造应力 的叠加 区应该 更有利于构造 带裂缝型储层 的发育 , 更能促进岩溶一 缝洞型储层 的形成。 3 石炭系沉积之前 的下奥 陶统 暴露 区上覆 一 定厚度 的地层 , 对有 效溶蚀孔 、 洞 、 缝 的保存 可 能更有利 。 玉北 1 井 出油层段的裂缝发育尚不能说明该 区油气受裂缝控 制。前期 的研究 已经 表明 , 和 田 古隆起奥陶系具备发育 多期岩溶 的构 造背景 , 且 周边 已发现了岩溶储层 。但经历长期隆升剥 蚀 , 有效溶蚀孑 L 、 洞 、 缝 能否保存下来是关键 。石 炭系沉积之前 , 和田古 隆起 上形 成了两个下奥 陶 统暴露区 一是胜和 2井及其以西的普遍暴露 区; 一 是胜和 2井以东 的沿 N E向构造带展布的多个 局部暴露区 图 3 。根据奥 陶系展 布特征 , 上 奥 陶统沉积之前, 和 田古 隆起高点位于麦 盖提 2 、 麦 盖提 3区块以南 , 向 N E方向倾斜。在经历 了加里 东晚期一海西早期 的构造活动之后 , 麦盖提 1区 块及其以东地区有所抬升 , 并发育多个冲断构造 , 从而使得石炭系沉积之前下奥陶统顶面的古地貌 更加复杂 。从该区及周边 的和 3 、 玛 5 、 玛参 1 、 玛 东 1 、 玉北 1与胜和 2井奥陶系一下石炭统地层对 比结果来看 图 6 , 下 奥陶统直接上覆 的地层有 很大差异 。玉北 1井 区钻 遇 巴楚组下 泥岩段 2 8 m, 胜和 2井钻遇 1 3 1 m, 玛参 1井直接上覆 下石 炭统含砾岩 段 , 玛东 1井上覆 志 留系。因此 , 石 炭系沉积之前 , 下 奥 陶统上覆 地层 有多种 类 型, 形成几种不 同类型接 触关 系的潜 山。没有上覆 地层 , 表明长期处 于高隆起部 位 , 可能 面临风 化 壳剥蚀或溶蚀 孔 、 缝 被充填 的风 险 ; 上 覆厚度 较 大的地层 , 表 明处 于低 部位 , 不利 于储层 的改造 或遭受 巨厚度 地层 的压 实而使 溶蚀孑 L 、 洞 、 缝 不 能有效保 留下来 ; 只有经历 了多期暴露 溶蚀和上 覆一定厚度的地层 , 才 可能对溶蚀孔 、 洞 、 缝 的有 效保 留更有利。玉北 1井 以东 的多个潜 山构造 , 下奥陶统顶面在石 炭系沉积之前 , 有 的有上覆地 层 , 有 的没有 图 7 。虽然 目前对潜 山带之间和 上覆的残 留地层 尚不 清楚 , 但 仍值 得 选 择性 地 探索 。 3 结论与建议 3 . 1 主 要认 识 1 麦盖提斜坡具备大 油气 田形成 的基 本地 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 9 1 8 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 2卷 质条件 。多期构造演化导致 晚期构造斜坡与早期 沉积斜坡相互叠加 , 差异构造演化使得东 、 西两段 的油气成藏条件 、 运 聚背景和重点勘探层系 明显 不 同 。 2 麦盖提斜坡西段处于斜坡 背景上 的海西 晚期构造带 , 保存条件好 , 与断裂紧邻 的上倾方 向 的岩性体是控制油气成藏与富集 的关键因素。 3 麦盖提 斜坡东段下奥 陶统受 和 田古隆起 形成与演化 的控制。玉北 1 井构 造 、 玉北 1井西 构造和玛南构 造东段处 于两期 构造 应力 的叠加 区 , 断层与裂缝 更发育 , 也促进 了岩溶一缝洞型储 层的发育 。下 奥 陶统暴 露 区上覆 一定厚 度 的地 层 , 对溶蚀孔 、 洞 、 缝 的有效保 留更有利 , 东部 的潜 山带值得选择性探索。 3 . 2建议 麦盖提斜坡西 段色 力布亚 断裂 下盘 玉 1井 区、 玉 2井区钻井证实油气显示丰富, 表明有过成 藏 ; 构造带保存条件好 , 断裂与岩性圈闭是油气富 集的有利部位 ; 在斜坡背景下 的古生界 , 断裂垂 向 疏导 , 断层两边 的岩性 圈闭是油 气富集的有利部 位。因此 , 建议加快部署 三维地震 , 为加强储层预 测和精细刻画断裂和疏导体系提供资料 ; 同时 , 选 择 目标上钻 , 进一 步评价该 区的含油气性 。麦盖 提斜坡东段下奥陶统多期暴露 , 早期 断裂发育 , 上 覆 的石炭系为该 区提供 了优质 的盖层 和保存 条 件 。玉北 1 井喜 获工业 油流 , 证实 了油 源的存 在 和良好 的保存 。建议 在玉北 1井 区部署 三维 地 震 , 为该区刻画岩溶古地貌和进行优质储层 预测 奠定资料基础 ; 同时, 加大对玉北 1井区东部冲断 带的预探力度 , 以探索东部潜山带的含油气性 。 参考文献 [ 1 ] 林 畅松 , 潘元林 , 肖建 新 , 等. 构 造坡 折带断 陷盆 地层 序分析与油气 预测 的重要概念 [ J ] . 地 球科学 中国地 质大学学报 , 2 0 0 0 , 2 5 3 2 63 2 . 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