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反转构造与油气
摘要构造反转指的是变形作用的反转,如原来的构造低地后期发生了上隆,早期的正断层晚期又以逆断层方式重新活动等。
反转构造由于它独特的地质构造对油气藏的形成极为有利,这里将通过一些反转构造的实例,来阐述这类构造的一般特征与油气聚集的关系。
关键词反转构造油气聚集油气成藏
反转构造又称构造反转,系指在不同地质历史时期应力改变造成伸展或压
缩构造的垂向叠加。
据伸展和压缩构造叠加顺序,将在伸展构造之上叠加压缩构造的地质体称为正反转构造 ,反之则称为负反转构造【1】。
反转构造研究是盆地分析中的重要组成部分。
它不仅能为确定盆地的特征及演化提供依据,而且直接影响到对油气运移、聚集的评价。
1 反转构造的简单分类及其定义
(1)正向反转构造先期构造以正断层为主,在张性引力作用下形成,后期以挤压应力作用为主,上盘沿原断层面逆冲作用形成反转构造。
其特点是上盘的逆冲往往仍保留了较厚的沉积层,形成不谐和的构造沉积关系。
当然,局部也会因剥蚀而不再保留正断层发育时的较厚的沉积厚度。
但新的层序有向上变粗的沉积序列。
(2)负向反转构造指原来的逆断层系列,在张性应力系统下,沿原断层面形成系列逆断层。
其鉴别特征是,原来逆断层上盘的剥蚀层面上部形成了比二盘较厚的沉积层,而且有向上变细的正向序列特点。
(3)正负反转构造的组合典型的张性—压性—张性环境三组合(图 1),由于经历了张性、压性、张性的三期构造作用,其同沉积作用产物,上盘以二个厚层夹一个薄层,而下盘以二个薄层夹一个厚层。
典型的压性—张性—压性环境三组合,由于构造环境从压性—张性—压性的变化,上盘岩性以二簿夹一厚层,而下盘以二厚层夹一薄层为特征。
但对于一个沉积盆地而言,以简单的正向反转转化为负向反构造为主,因为沉积盆地往往以裂陷下凹开始,以盆地的萎缩为结束。
但也有复合型盆地,如胜利油田古生界往往由挤压构造为主,而中生代经历了裂陷发育与萎缩的阶段,是复合性反转构造盆地。
2 反转构造的油气勘探
2.1 松辽盆地北部正反转构造与油气聚集
2.1.1正反转构造的特征
从目前资料看,正反转构造是松辽盆地油气聚集的主要场所,绝大多数油气均储存在反转构造圈闭中。
依据反转构造与先存正断层的成因联系,可将本区的正反转构造分为断层控制型和非断层控制型两大类,前者是指早期正断层在后期挤压反转应力场作用下所产生的构造【2】。
后者是指在后期挤压反转应力场作用下形成于早期拉张断陷之上的构造,而早期正断层未发生反转运动。
在断层控制型的构造中常为挤压倾滑型正反转构造,这类构造是指早期正断层在后期挤压反转应力场作用下地层沿断面倾向发生逆向运动所形成的构造。
在平面上,断层控制型正反转构造长轴方向与先存正断层走向一致其规模明显受控于先存正断层的规模,一般发育于断层上盘;而非断层控制型反转构造与先存正断层间在上述特征上则无明显的相关关系。
本区迄今发现了26个正反转构造,发育于各构造单元中,依据其分布和幅度等特征,可将本区正反转构造分为东北望奎一任民镇、东南长春岭、中部克山一大庆及西部林甸一红岗等4个反转构造带(图2)。
2.1.2 正反转构造对油气聚集的控制作用
勘探实践表明,盆地北部正反转构造对油气聚集与保存非常有利,且不同的反转构造带各具油气聚集特征。
1.正反转构造为油气聚集提供了有利条件
从空间上看,本区正反转构造一般直覆于生油凹陷之上;从时间上看,正反转构造主要发育于晚白奎世,而大部分生油岩在晚白至世及早第三纪早期已进入生油门限,油气大规模运移发生在晚白至世及其以后;从油气运移通道看,控制反转构造长期活动的断层带可作为油气运移或再次运移、聚集的通道。
因此,与正反转构造有关的构造圈闭极有利于油气的聚集和保存。
2.构造反转作用为大油气田的形成提供了条件
本区在伸展构造期和坳陷构造期的构造作用所引起的构造变形较弱,并缺乏完整的背斜圈闭,晚期的构造反转作用引起的构造变形却弥补了这一不足,且在伸展盆地中增添了逆冲断块等新的圈闭。
相对于伸展构造中的滚动背斜、断块构造等圈闭而言,盆地北部反转构造的面积一般都较大,因而反转构造具备形成大、
中型油气田的构造条件。
勘探实践证明,盆地内大多数大、中型油气田都分布在反转构造中。
4.反转构造均很完整,有利于油气保存
本区正反转构造基本是同一期反转构造作用的产物,反转构造在第三纪末期定型之后,几乎没有后期构造作用的改造和破坏,这对油气的保存是极为有利的,是松辽盆地油气田保存完好的重要因素。
2.2 松辽盆地南部正反转构造与油气成藏关系
1. 构造反转改良储层发育及物性
松辽盆地南部的油气藏的储集层多数是砂岩, 构造反转使原来的负向地形
变为相对较高的正向地形,水体相对变浅, 沉积物颗粒相对变粗, 砂岩含量提高。
四家子构造为正反转构造, 其顶部泉一段砂岩发育程度明显高于茅山地区(表1),四4井泉一段砂地比为43.5 % , 单层最大厚度达31m , 砂砾岩厚度48m , 占砂岩厚度18%;而茅山地区的茅3井泉一段砂地比为24.7% ,单层砂岩最厚 14m , 且为粉砂岩。
2. 构造反转增加油气圈闭
构造反转一般产生于压应力或压扭应力环境,常发育一些小的压扭性或压性背斜、逆冲高断块等,与断层、储层、盖层匹配构成多种类型圈闭。
德惠断陷已发现的侏罗系顶面的6个构造圈闭中有4个与构造反转有关。
构造反转还可以使原盆地斜坡下倾尖灭的砂体(如三角洲水下扇等)变为上倾尖灭,形成岩性圈闭。
农安构造南高点两侧泉一段、登娄库组地层超覆尖灭圈闭,即是受侏罗系沉积末期构造反转形成的。
凸起控制的地层岩性圈闭,农101井于泉一段取心见到油浸、油斑级显示。
3. 构造反转促进油气运移
根据晚期生油理论,油气是深水环境下沉积的暗色泥岩中的有机质经成岩作用、生化作用等演化过程形成并聚集成藏。
反转构造通常位于深层生油岩上部,对浅层油气藏来讲, 油气运移至构造内储集空间要通过中间媒介,反转作用产生
的断裂或早期断层重新活动,沟通了深部生油岩与浅层的储集层,起到了油气运
移通道的作用 , 形成了油气生成、运移、聚集的上下配置关系,有利于形成下生上储型油气藏。
由于地层埋深大,地层压力大,油气沿断层向上运移比沿地层侧向运移容易,因此断层是油气运移的最佳通道。
松辽盆地南部东南隆起区泉二、三段油气藏均与构造反转密切相关,四家子构造泉二段油气藏的储层为河流相砂岩, 横向连通性差,纵向叠加连片,油源对比结果,其源岩为侏罗系烃源岩,沟通源岩与储层的是构造反转形成的深断裂(图 3),其对浅层油气藏的形成起到了较好的促进作用。
2.3 松辽盆地十屋断陷反转构造与油气聚集
勘探实践表明,本区的反转构造与油气关系十分密切,主要的含油气圈闭都
与反转构造成因上的联系,目前发现的三个气田和两个油气田均位于反转构造之中。
分析认为,区内反转构造具有十分有利的成藏条件,且不同的反转构造带具有不同的圈闭类型和油气聚集特点 (图 4)。
图4 十屋断陷油气成藏模式图
(1) 通过三维地震进行精细构造解析,新发现十屋断陷研究区深部主体早期是由三个近东西向依次斜列的小型半地堑组成,而非以往认为的由桑树台主界断裂控制的单一半地堑。
这一新发现带来的另一新认识就是,除了桑树太断裂控制的主半地堑是最主要的生烃单元外,另外两个小地堑也都具有一定的生烃能力。
这些半地堑的边界断层作为晚期构造反转的应力集中部位,反转构造带基本上沿这些半地堑的边界断层的走向分布在半地堑的上方。
这样一种组合十分利于构造反转形成的圈闭捕获油气。
(2) 十屋地区生、储、盖配置关系一般垂向优于侧向,垂向配置需有断层作通道。
多期反转过程中形成的断裂系可作为有利的油气运移通道,在反转过程中形成的断裂及微裂隙对改善十屋地区深层致密砂岩储层的物性也有一定的积极
作用。
(3) 十屋地区多期构造反转表现为同向构造应力场下的构造叠加,使得正向构造圈闭多期次形成、油气多期次运聚、为形成大型油气田提供了极其有利的地质条件。
另外,构造反转也是十屋断陷出现负压油气藏的一个重要原因。
(4) 十屋断陷的油气藏特征总体上体现为深部裂谷期小型半地堑主边界断
裂带—浅部不对称背斜—油气藏三位一体的组合格。
但不同的反转构造带具有不同的油气聚集特点,油气藏的类型主要取决于反转构造形成的圈闭形态与各类储集体的配置关系: ①皮家—毛北—张家屯反转构造带主要由陡坡带主边界断裂
及其次级断裂的上盘的小型背斜和向斜组成 ,由于与陡坡带边缘扇体有机配置,均属鼻状构造背景下地层岩性圈闭。
②孤家子—后五家户反转构造带油气藏类型,在浅部主要为规模较大且较为完整的背斜与裂陷萎缩期、坳陷期大套冲积体系配置圈闭形成的背斜、断背斜型构造油气藏。
在深部主要为背斜核部发育的“Y”型断裂系与半地堑轴向发育的辫状河流三角洲储集体配置圈闭形成的断背斜型、断块型和砂岩上倾型油气藏。
③八屋—小五家子—四家子反转构造带与秦家屯反转带中深部均发育有欺压式断层及伴生或叠加在其上的断裂系、截断型反转构造中发育的逆冲高断块 ,与轴向或东部缓坡带三角洲储集体配置圈闭形成的构造、构造—岩性油气藏;在二者的浅部同样发育有背斜、断背斜型油气藏;另外 ,小五家子反转构造在中深部局部表现为尖棱褶皱 ,两翼陡倾 ,是砂岩型上倾尖
灭型油气藏的理想发育场所。
3 结语
本文从反转构造的概念及其分类入手,继而系统研究了盆地北部反转构造的特征、演化及其与油气聚集的关系,为进一步油气勘探提供依据;分析总结了松辽盆地南部正反转构造与油气成藏关系,对油气勘探部署具有指导意义;对松辽盆地十屋断陷反转构造与油气聚集之间的关系作了深入探讨,研究认为区内反转构造具有十分有利的成藏条件且四个反转构造带具有不同的圈闭类型和油气聚
集特点。
初步建立了十屋断陷基于反转构造的油气成藏模式,为进一步油气勘探提供了依据。
总之,反转构造具有良好的油气生成、运移、聚集的空间配置关系,为中型
和大型油气田的形成提供了极有利的构造条件。
这一点已为我国及世界上大量油田资料所证实。
所以对反转构造的研究学习是至关重要的。
参考文献
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