盐构造与油气勘探

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[8] 缩而产生的垂直运动 。
[7]
: 盐构造油气勘探
三维地震及多波束测深、 反向散射成像等地震勘探 技术的发展, 促进了识别盐构造及发现相关油气, 盐构 造的油气勘探越来越受到重视。 $ " ! 墨西哥湾深水盐下油气勘探取得重大发现 <&#%’=>#? 盆地 @%#+A (&%’> 油田位于新奥尔良东南 约 :336), 水深约 9 B 76)。 <C 公司于 9877 年首次进入 墨西哥湾深水勘探, 初期合作者为 D=>EE 公司, 曾发现 与 F#%’、 G%’# 油田。近几年认识到盐下构造大而简单, 陆棚比较相似, 建立了合理的深水地质模型, 采用超深 钻井技术钻了 95 口探井, 成功率达到 ;; ! 4 53 ! , 于 估计可采储量为 93 亿 9888 年发现了 @%#+A (&%’> 油田, 桶 (9 桶约为 3 B 958); ) , 是迄今墨西哥湾深水勘探最重 要的发现, 之后又有一批大的发现, 估计储量达 95 亿 桶。另外, 在墨西哥湾中心 /1H#1>% 峡谷 !; 区块, 9889 年没有发现中新世香普兰统盐圈闭, 9888 年在该区块 有效应用三维地震数据后, 初步界定盐核背斜圈闭。相 似盐 核 背 斜 在 -%>>. 峡 谷 密 西 西 比 扇 体 褶 皱 带 区 (FII<) 已被证实有油气。 :333 年第一季度 J>K#L& 和 /$20 合钻的 @=#)0E#2. 井证实, /1H#1>% 峡谷 !; 区块中新 世中期发育的优质砂岩中有良好的油气。 $ " $ 非洲大陆架油气勘探获得极大成功 安哥拉拥有西非 53 ! 的盐盆, 深水勘探获得极大 成功。安哥拉 :3 世纪 53 4 ,3 年代以勘探陆上和海岸 边为主, (水深 :33)) 勘探, 98,7 年开始海上 73 年代陆 架边缘勘探取得很大成功, 83 年代勘探达到最高峰。 随着深水钻井技术的发展, 探井深达 9533) 左右, 已钻 探井 !3 多口、 评价井 :3 多口, 海上勘探至少获得 ;, 个 商业性发现 (单个发现达可采原油 953 4 !53 百万桶的 规模) , 新增 ,3 亿桶储量, 预期 :33M 年日产量可达 9 百 万桶。:339 年在 安 哥 拉 宽 扎 盆 地 海 上 深 水 区 又 有 发 现, (发现井) 测试日产油 M9!1。 D>)N#O9 井 非洲 -&.$& 盆地油气勘探有新发现。由于早期二 维地震资料反映复杂盐构造的效果较差, 988: 年以前 该盆地只发现了 : 个没有经济价值的油田; 988, 年进 行了 ;75 6): 的三维地震勘探, 9887 年 ! 月在 P1#.> 地区 钻获 9 口见油井。但该地区要圈定出低幅披覆构造, 需 要更好的声速资料, 提高 “盐墙” 下地震分辨率。 9888 年由 C#%#?2$) 对三维地震资料进行了叠前深度偏移处
[ X ] 5F’,) T8%&1%0, <182’’F >8::2+87, R’%7A(8) 4(,%772? J’(,7; ),’E%A2 ;2E(’+%08(7 87;,A2; BF )%:0 ;8%C8’8)+ 87 (8: E82:; -(72):)(+2 2D%+C:2) 87 ( Y’%7) [ H] [ 5] @(,012%)0 $%&’() ? !""! HHIJ H77,%: 5(7>2708(7 ? /%’A1 L(: ? ## ? #"G#.,*(,)0(7,<2D%),KEE8A8%: I’(&’%+, [Z] 42’’F J8::, =%>8; 5%+2’(7? .G= ’2>8>2) %7 (:; C:%F: ’2),:0; %7 %C08%7 [ H] ),B)%:0 ;8)A(>2’F,90%+2 R82:;,KEE)1(’2 J%B(7,32)0 HE’8A% ? !""! [ 5] ? /%’A#"G#., *(,)0(7, <2D%), KEE8A8%: HHIJ H77,%: 5(7>2708(7 I’(&’%+,L(: ? ## ? [[] I:(0’ N’-F382A? =2A(,C:2; >)? A(,C:2; /2)(-(8A 2>(:,08(7 (E 012 /8;G [ H] I(:8)1 <’(,&1G’(:2 (E )%:0 ;,’87& B%)87 2D027)8(7 %7; 87>2’)8(7 ? !""! [ 5] ? /%’A1 #"G#.,*(,)0(7,<2D%),KEE8A8%: HHIJ H77,%: 5(7>2708(7 I’(&’%+,L(: ? ## ? [#"] <8+ =((:2F,N27 /A5:%F? /%’U 12+C0(7, )%:0 02A0(78A) %B(>2 A(+C:2D [ H] B%)2+270 2D027)8(7%: E%,:0 )F)02+): ’2),:0) E’(+ %7%:(& +(;2:87& ? [ 5] !""! HHIJ H77,%: 5(7>2708(7 ? /%’A1 #"G#., *(,)0(7, <2D%), KEE8A8%: I’(&’%+,L(: ? ## ? [##] 42%7GI82’’2 P’,7,Q%>82’ R(’0 ? 5(+C’2))8(7%: )%:0 02A0(78A) 87 7%0,’2 %7; [ H] [ 5] ? !""! HHIJ H77,%: 5(7>2708(7 ? /%’A1 #"G#., 2DC2’8+270) *(,)0(7,<2D%),KEE8A8%: I’(&’%+,L(: ? ## ? [#! ] =2:C1872 M(\,2)? J’(301 E%,:0) %7; ;8%C8’ ;2>2:(C+270 87 012 W2(&272 @%7;%U%7 P%)87 KEE)1(’2 @%B%1G/%:%F)8%— 723 87)8&10 E’(+ .G= +(;2:87& [H ] [ 5] ? !""! HHIJ H77,%: 5(7>2708(7 ? /%’A1 #"G#., *(,)0(7, <2D%),KEE8A8%: I’(&’%+,L(: ? ## ? [#.] @1227% M80A182,M(B2’0 @+%::)18’2,I%,: J’8EE801)? /(;2:87& A(+C:2D .G= [H] ? !""! HHIJ H77,%: 5(7>2708(7 )%:0 B(;F &2(+20’F ,)87& H:C1% )1%C2) [5] ? /%’A1 #"G#.,*(,)0(7,<2D%) ,KEE8A8%: I’(&’%+, L(: ?##? 第一作者简介: 贾承造 (#[OZG) , 男, 河北宣化人, 获南京大学理学博 士学位, 中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师, 从事构造地质、 石 油地质研究及油气勘探工作和中国石油勘探开发研究院管理工作。地 院部, 邮政编码: 址: 北京市学院路 !" 号, #"""Z.。 收稿日期: !""!G"ZG!V
盐构造泛指在重力、 浮力和区域应力等综合作用 下, 盐岩、 泥岩及其它密度低于上覆地层的物质形成的 底辟构造。&""& 年 ))*+ 年会上, 盐构造与油气勘探是 会议讨论的一项重要议题, 有 !$ 篇论文涉及中东、 北 美、 非洲、 欧洲、 东南亚等众多地区关于盐构造研究的 最新成果, 例如中东地区伊朗 012345 东南部地区盐底辟 作用、 墨西哥深水海湾外来盐岩侵入构造、 西非 +1647 海上 /8179 地区 ):8;17 碱式盐层变形、 尼罗河深海冲积 扇东部盐构造、 非洲深水盐丘构造、 英国北海中心地堑 盐构造、 沙巴—马来西亚海上盆地古近系生长断层和 盐刺穿构造等。本文概括介绍盐构造理论、 盐构造油 气勘探、 盐构造研究的发展趋势方面的主要研究成果。
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R&B :
盐岭 围 绕 的 中 坡 度 的 微 型 盆 地 和 近 源 正 常 生 长 断 层
[!]
质几何模型包括盐体、 在线性近似基础上恢复盐体原始
[9;] 形状的精确模拟方法等 。一大批物理模拟和数值模
。伊朗 "#$%&’ 带 (&%)*+ 蒸发岩切开并穿过沉积岩
[,] 层, 以盐栓形式出露于地表 。非洲 -&.$& 盆地沉积由 后 /012#. 盐构造控制, 主要特征为延伸 3 4 536) 的近平
[,#-] (E;7;#615;7) 、 逆断层和走向滑动断层等 。
墨西哥深水海湾的研究表明, 由密西西比冲积扇叠 合带组成的盐构造终止于外来盐岩趋势面的明显弯曲 处。盐株伞盖带的上倾部位是盐岩再聚集带, 存在很深 的代表早期外来盐岩的区域性盐焊接面, 该焊接面不对 称下降, 被由阶梯式反向区域断层限定的微型盆地 (形
[,] 成于厚层外来盐岩之上的初始凹陷) 所覆盖 。尼罗河
深海冲积扇东部的构造样式可能是在 F955;7;17 蒸发盐 和上覆上新统—更新统岩层的厚皮构造作用和薄皮重 力驱动扩张作用共同引起的。在重力扩张作用下, 含盐 被动边缘的典型海进结构包括小的远源弯曲褶皱、 由岩
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石油勘探与开发 ・ 石油地质研究
压缩构造; 向盆地方向的原始沉 #无论盐丘位置如何, 积因断层而迅速尖灭, 可能导致褶皱带缺失。由该研究 发展的定量分析方法对全球深水盐盆勘探具有指导意 义。 另外还发现, 地层与盐构造的接触面越陡, 发育褶 皱的区域越窄, 原因是上覆层褶皱只能形成于盐上拱和 相对沉积速率一定的范围, 速率大大超过净盐岩上拱速 率时刺穿构造被埋藏, 速率太慢则形成峭壁接触或盐溢
&""’ 年 % 月 文章编号: (&""’) !"""#"$%$ "&#""!$#"’
石 油 勘 探 与 开 发 */.GHI/JF /K*IHG).LHM )MN N/O/IH*F/M.
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盐构造与油气勘探
贾承造!,赵文智!,魏国齐&,刘德来’,张君峰’
(! ( 中国石油勘探开发研究院;& ( 中国石油勘探开发研究院廊坊分院;’ ( 中国石油天然气股份有限公司) 摘要: 盐构造广泛分布于北美、 非洲、 欧洲、 东南亚、 中东等地区, 是当前国外构造地质研究和油气勘探的热点。 &""& 年 发布的最新研究成果表明: 盐构造演化主要经历底辟早期、 局部盐岩运移、 ))*+ 年会重要议题之一是盐构造与油气勘探, 线形盐墙同期变形、 成熟底辟形成晚期和底辟活动等 , 个阶段; 主要发育盐墙、 盐株伞盖、 盐倒悬体、 盐焊接、 盐岩推覆体、 微型盆地、 逆断层和走向滑动断层等 - 种构造样式; 利用三维物理与数值模拟可以恢复盐构造发育过程和空间变化, 有助 于识别盐构造。与盐构造有关的油气勘探近期分别在墨西哥湾、 非洲 (安哥拉、 刚果深水大陆架) 、 中东的伊朗等地区取得 重大发现, 显示了盐构造的巨大油气勘探前景。随着三维地震成像和盐构造地震识别技术的应用, 与盐构造相关的油气 藏将是今后极为重要的油气储量增长点。参 !’ 关键词: 盐构造理论; 油气勘探; 发展趋势 ))*+ 年会; 中图分类号:./!&! ( &;*,%& 文献标识码:)
[’] 出于沉积物表面, 二者均形成小型褶皱 。
在挤压过程中, 盐层内一些向斜渐趋萎缩, 分开形 成透镜体, 因此在大量发育盐岩地区的地震剖面上, 盐
[%] 丘挤压前缘可识别出众多反射体 。
! 盐构造理论研究新进展
! " ! 盐构造的发育特征 国际上关于盐构造成因的研究较多。 文献 [!] 应用高质量 ’ 维地震方法研究北海地堑 < 个盐底辟, 提出断陷盆地底辟的演化序列为: ! 底辟早 期发展阶段, " 局部盐岩运移, # 线形盐墙同期变形, $成熟底辟形成晚期, %底辟活动阶段。 文献 [&] 根据穿过摩洛哥、 塞内加尔、 赤道几内亚、 加蓬、 安哥拉和马达加斯加岛大陆边缘的区域反射地 震横断面, 对非洲含盐盆地底部逆冲带进行了盐丘可 比性分析, 认为所有盐体深水褶皱带都受重力作用, 在 全盆地盐丘挤离作用下, 其上倾张力被下倾压缩力补 偿, 差异归因于几个因素: ! 与后期产生的裂谷盐盆地 相比, 同生裂谷盆地的沉降导致的全盆地挤离作用一 万方数据 般较低效; 倾向于增强 "在陡窄的大陆边缘斜坡底部,
! " # 与盐构造伴生的相关构造样式 本届年会提出的盐构造样式较多, 除底辟过程中发 育的生长断层和滚动背斜等简单样式外, 还包括盐墙、 盐株伞盖 ( 51=8 584>? >174:@) 、 盐倒悬体 ( 51=8 4A93B172) 、 盐 焊接 ( 51=8 C9=D ) 、 盐岩推覆体 ( 51=8 71::9 ) 、 微型盆地
[99]

另外, 恢复三维古构造有助于认识泥岩刺穿作用 与在此环境下连续发育的生长断层的交互作用, 建立
[9:] 盆地地层、 构造圈闭模型 。对尼罗河深海冲积扇东
部盐构造的构造型式进行物理模拟的结果表明, 这种 特殊构造的形成是因为存 在 被 动 的 基 性 盐 凹 凸 和 支 [99] 万方数据 柱, 而不是主动的基性盐凹凸 。恢复复杂的客观地
! " # 盐构造物理与数值模拟 物理模拟和数值模拟技术的普遍应用和结合, 极 大地推动了盐构造研究的新进展。例如, 文献 [93] 通过 对英国北海中心地堑的盐底辟体和基底断裂体系之间 三维关系的深入研究, 发现与厚层表面拉张相关的盐 构造物理模型受到二维构造的很大限制: 在拉张过程 中, 基底断裂体系的交叉点在上覆岩层中产生了复杂 的单向、 双向或三个方向的卷滑构造。卷滑构造和相 应底辟体位于基底断裂体系交叉点附近 (主要在对角 内侧处) , 使上覆地层的变形和下盘底辟活动在裂缝边 缘区局部化、 定位化。在内部拉张期, 盆地内地垒体系 演化为以主要盐墙为核心的向内下沉的地堑; 在随后 的反转过程中, 主要底辟体再次活动, 向上穿过上覆地 层, 表明浮力在构造反转过程中起重要作用。对于有 较大交叉点的断裂体系, 其盆地边缘块状反转前缘的 发育与拉张过程中局部易破裂有关, 底辟顶部和夹带 的盐体可以作为反转前缘断层发育时的核心。 同沉积 构 造 的 发 育 过 程 是 原 始 含 盐 盆 地 几 何 形 态、 运动前沉积地层的厚度、 运动期沉积速率和基底斜 坡角等因素的函数。对外部扶壁和盐层楔入这两类前 缘边界条件进行实验室物理模拟的结果, 都有因重力 滑移变化导致的挤压波向上迁移过程。盐层楔入模式 产生向前的挤压迁移, 以发育新形成的挤压构造为特 征, 地震资料显示超深的安哥拉边缘属该类型; 外部扶 壁模式 则 导 致 形 成 拉 张 构 造、 刺穿和地堑的反转构 造
拟技术的应用, 对盐构造的勘探及地质解释有重要指导 作用。
行 “盐墙” 。 一些学者根据对地震剖面的构造解析, 认为在盆 地拉张和回返过程中, 早、 晚期盐层之间存在盐丘作用 被机械消除的现象: 晚期盐沉积厚度呈渐进式变化, 主 要的原生正断层被嵌入基底, 盐上只发育次生正断层 及派生变形 (盐构造) , 有些以盐层为核部转变成隐蔽 的同沉积冲断构造, 另外一些的主要运动方式是因压
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石 油 勘 探 来自百度文库 开 发 I9<MKT9]/ 9QITKMH<YKW HW= =9L9TKI/9W<
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理, !""# 年钻了 ! 口非常成功的评价井。 ! " # 欧洲北海盐构造油气勘探成果显著 北海地堑中心是一个世界级的产油气区, 三叠系 和侏罗系发育在拉张形成的长条形断陷中, 白垩纪早 期开始热沉降。断陷中有许多构造, 其发育主要受陡 立的、 高幅度盐底辟所控制。 此外, 伊朗 $%&’() 带油藏圈闭的形成主要与厚层 已识别出 #! 个隐蔽盐底 *(’+,- 蒸发岩拆离作用有关, 辟带的位置。
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