白音查干凹陷构造沉降充填演化与油气关系

基金项目:中国石化集团公司 十五 重大科技攻关项目(P00015)部分研究成果。收稿日期:2005 02 21

作者简介:管穆兰(1964-),女,山东高密人,助理工程师,从事油气勘探综合研究工作。

文章编号:

1000 3754(2005)03 0007 04

白音查干凹陷构造沉降充填

演化与油气关系

管穆兰1

,库国正1

,尹哲1

,杨万虎

2

(1 中原油田分公司勘探开发科学研究院,河南濮阳 457001;2 中原石油勘探局测井公司,河南濮阳 457001)

摘要:

断陷盆地构造运动学是构造演化研究的重要组成部分,通过盆地构造运动学的研究,定量恢复盆地形成演化的动态过程,对认识盆地的圈闭发育和构造对油气富集的控制作用具有重要意义。白音查干凹陷位于二连盆地西缘,是一北断南超的断陷。经过多年的油气勘探与研究,取得了大量的成果与认识,勘探取得了一定的进展,但近年勘探效果不太理想,油气成藏的控制因素和富集规律不清是其重要的因素。通过平衡剖面恢复等方法,对白音查干凹陷在各个沉积时期的水平伸展作用、构造沉降作用及其成因机制进行了研究,进而研究了凹陷的沉积充填演化和烃源岩的发育特征,探讨并明确了它们与油气运移、成藏、富集的关系,指出了今后的勘探方向。关

键

词:

白音查干;平衡剖面;构造;伸展;沉降;充填演化;油气

中图分类号:TE121 1 文献标识码:A

二连盆地是发育于东北亚断裂盆地系

[1,2]

内的一

个典型断裂盆地群,以低伸展率和宽裂陷作用为主要

特色[3]

。白音查干凹陷是二连盆地西端的一个次级含油气单元,是一发育在海西褶皱基底之上的中生代白垩纪陆源沉积凹陷,整体为受边界正断层控制形成北断南超的半地堑[4]

。走向NWW,勘探面积约

3200km 2

,由东、西两个沉积洼陷组成,其中西部洼陷面积大,地层沉积厚,是凹陷油气勘探的主体。地层自下而上分为古生界基底,下白垩统阿尔善组(K 1ba)、腾格尔组(K 1bt)、都红木组(K 1bd)、赛汉塔拉组(K 1bs ),上白垩统二连达布苏组(K 2ber)。主要发育阿尔善组二段、腾格尔组和都红木组一段3套烃源岩,其中后者为低熟烃源岩。都红木组二段为凹陷的区域性盖层,具有良好的生储盖组合条件,展现了较好的油气勘探前景。

二连盆地内部的构造样式以半地堑断陷为主,占凹陷总数的90%以上。白音查干凹陷的发育演化受断层的控制比较明显。在凹陷的发育演化过程中,水平伸展作用和构造沉降作用常与主控断层的大小和活动规模紧密相关,断层控制着凹陷地层、构造、沉积和储层的发育,控制着沉积沉降中心的迁移和生烃中心的空间分布,进而控制油气藏的分布与富集。深入研究凹陷发育演化过程中的构造沉降与充填演化,对凹陷的油气勘探具有重要的现实意义。

1 凹陷水平伸展作用分析

断陷盆地构造运动学是构造演化研究的重要组成部分,它不仅可以定量恢复盆地形成演化的动态过程,而且对揭示盆地形成的动力学机制具有重要的意义。断陷盆地运动学的主要研究内容包括:断陷盆地中被不同级序断层所分割的断块体在盆地构造演化过程中所发生的一切有规律的运动,包括伸展、升降、旋转和滑脱。白音查干凹陷的构造运动过程可以在平衡剖面分析的基础上,通过定量参数进行描述。1 1 平衡剖面恢复与伸展量计算

断陷盆地发育演化过程研究的有效方法,是在利用骨干剖面进行构造平衡恢复的基础上,通过各种描述性参数的定量计算,分析盆地形成的动态过程。所以,平衡剖面研究成为盆地构造恢复的基础和核心环节。

平衡剖面实际上就是研究恢复构造的本来面目,如果一条剖面能够合理地被恢复到未变形的状态,那么,它就是一条合理的平衡剖面

[5]

。它的基本原理

就是在面积守衡的前提下完成对构造形成过程的恢复。为此,所选进行构造平衡恢复的剖面方向必须与主构造运动方向一致,即剖面方向与主构造线方向垂直,只有这样,才能保证构造恢复过程中没有剖面以

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第24卷

第3期 大庆石油地质与开发 P G O D D 2005年6月

外物质的带入或流出,使构造恢复的结果可靠合理。西部洼陷是白音查干凹陷油气勘探的主体,目前发现的油气均位于西部洼陷。基于油气勘探实际的需要,在西部洼陷内选择了构造层分布稳定,可对比性较强,区域性标志层清晰,与凹陷轴向垂直并在平面上具有代表性和控制性(大致均匀分布)的12条主剖面来进行构造平衡剖面复原。这12条构造平衡复原剖面,是在地震资料层位解释和构造解释的基础上,对其进行时间!深度转换,得到深度剖面,然后进行平衡剖面构造恢复。图1是其中的一条B86-831地震测线构造平衡复原剖面图。

伸展量是盆地几何学特征的重要表征参数之一,它一般是通过几何平衡原则确定的[6]。断陷盆地水平伸展定量表征可借助于3种参数:拉张量或伸展量(E)、拉张率或伸展率(Ex t,常用百分数表示)和拉张因子或伸展系数( )。这3种参数的计算方法分别为

E=L1-L0

Ex t=[(L1-L0)/L0]∀100

=L1/L0式中L0!!!剖面原始长度(拉张前的长度);L1!!!剖面拉张后的长度。3项参数都是对断陷伸展作用强度的具体描述。其中,E仅代表伸展作用的规模,并不完全代表伸展作用的强度。伸展规模除了与单位时间的伸展强度有关外,还与伸展作用持续的时间及原始剖面的长度有关。

通过定量计算,得到上述12条剖面在各个时期的水平伸展量、伸展率和伸展因子。在构造平衡复原剖面的基础上,借助拉张量、拉张率和拉张因子定量表征白音查干凹陷水平伸展量。通过对凹陷不同时期、不同地区构造伸展量和构造伸展率的计算研究,编制了构造伸展量(图2)和构造伸展率(图3)对比图,图3中剖面号由小到大代表平面上自西向东的变化。

1 2凹陷伸展作用分析

图2和图3展示了各剖面伸展量与伸展率的变化情况,可以看到,由于白音查干凹陷的宽度沿轴向没有太大的变化,凹陷不同部位的总伸展量与伸展率的变化规律是基本一致的。总伸展量为6 13~10 13 k m,伸展率为23 58%~40 52%。由于边界断裂的分段性活动及其差异性明显,凹陷不同部位沿拉分方向的位移量出现较复杂的变化。

从图2可以看出,在白音查干凹陷构造发育演化过程中,阿尔善组(T g!T7)沉积时期是凹陷的快速扩张期,腾格尔组到都红木组一段(T6!T5)沉积时期是凹陷的进一步发育期,都红木组二段到赛汉塔拉组(T4!T3)沉积时期是凹陷的稳定沉陷期

8大庆石油地质与开发P G O D D 第24卷第3期