中拐地区花状构造对油气的控制作用.pdf

第 3 2卷第 4期 天 然 气 勘 探 与 开 发 中拐地 区花状构 造对 油气 的控 制作用 苟威 刘全稳 刘思疑2 李理 1 ．西南石油大学 2 ．中国石化西南分公司工程技术研究院3 ． 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院 摘要准噶尔盆地西北缘中拐地区发育逆冲断裂带， 同时还发育一系列花状构造。在区域构造特征分析基 础上 ， 以高分辨率三维地震资料为依据， 对中拐地区断裂体系进行了研究。结果表明 该地区花状构造对油气的运 聚成藏具有重要的双重控制作用， 它既能作为有效的运移通道 ， 又能够起遮挡作用而形成 圈闭。这一认识对中拐 地区及其他与其构造相似地区的油气勘探开发具有一定的参考价值。图3 参 8 关键词断层花状构造圈闭控制作用准噶尔盆地 0 引言 中拐地 区位于准 噶尔盆地西北缘 ， 北东以斜坡 形式向玛湖坳陷过渡， 南以红 3 井东侧断裂、 中拐南 断裂与小拐新光断坳分离 ， 西以红车断裂 和红 山嘴 东侧断裂为界 。 在晚石炭世一早二叠世 时， 由于准噶尔古陆块 与其周边的西伯利亚板块 的碰撞 ， 在准 噶尔古陆块 的周边地区形成了由外向内强烈挤压推覆的碰撞带 及与碰撞隆起造山带相邻的碰撞型沉积坳陷。由于 伴随着强烈的抬升运动 ， 造成扭动断裂发育 ， 中拐凸 起就在这种挤压应力 的背景下开始发育。 准噶尔盆地西北缘在近南北 向挤压环境之下 ， 受达尔布特断裂控制 ， 叠加了扭动构造应力场 ， 形成 了多条规模较大的花状走滑断层。如位于开发八区 克一乌断裂带下盘 的 2 5 6断层属典型的花状走滑断 层 ， 其主要发育于二叠系内部 ， 走向近南北 向。在剖 面上 ， 该断层在佳木河组近于直立 ， 在风城组一乌尔 禾组产生 5条伴生断层 ， 伴生断层 与 2 5 6走滑断层 在风城组相交 ， 整体呈花状构造 引。 1 花状构造 的概念 及特征 1 ． 1 花状构造的概念 花状构造 fl o w e r s t r u c t u r e 是 石油地质学 家及 地球物理学家在研究含油盆地构造时较早识别 出来 的一种构造组合样式 ， 往往与走 滑断层相伴生 。由 于在剖面上是 由一条 自下而上的主要断裂和上部为 一 组呈花状撒开的走 滑断层相伴 而成 ， 故称之为花 状构造 。花状构造一般见于未发生强烈变形或未发 生构造叠加的地区， 也可出现于造山带等地质环境。 根据结构和力学性质， 花状构造可分为正花状构造 和负花状构造两种 』 。 1 正花状构造 正花状构造 p o s i t i v e fl o w e r s t r u c t u r e 又称棕榈 树构造 p a l m t r e e s t r u c t u r e ， 它是由一条陡立主体断 层的走滑断层 和一组 向上分叉撒开的背冲逆断层组 成 ， 被错断地 层整 体背 景呈 “ 上 凸” 形 的背 冲构造 图 1 a 。 正花状构造在剖面上断块往往呈地垒型， 是 由收敛性 的走滑断层在压扭性应力状态中形成。 2 负花状构造 负花状构造 n e g a t i v e fl o w e r s t r u c t u r e 又称郁金 香构造 tu l ip s tr u c t u r e 。它的断层组合形态与正花 状构造的剖面形态基本相 同， 但上部成组的断层为张 性正断层 ， 被错断 的地层形成 了“ 凹型” 的地堑式构 造。地堑内地层平缓， 浅部往往不具备褶皱性质 图 1 b 、 图 1 c 、 图 l d 。因此 ， 负花状构造是 由离散性走滑 断层派生的、 在张扭性应力场 中形成的构造。 王燮培等认为 我国中、 西部中新生代盆地中多 发育正花状构造， 而东部盆地中， 则以负花状构造为 主， 分别反映了压剪或张剪两种不同的构造变形 场 引。 1 ． 2 花状构造的特征 花状构造是走滑断层的典型构造样式， 在同一 作者简介荀威， 女， 1 9 8 2 年 出生， 辽宁营口人； 现西南石油大学在读硕士研究生， 主要从事油气田开发地质研究。地址 6 1 0 5 0 0 四川省 成都市新都区西南石油大学硕士o 6级 1 班。 “ 1 3 8 0 8 2 2 0 3 4 8 。E m a i l x u n w e i 1 9 8 2 y a h o o ． 1 3 0 1 1 1． c n 1 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 天 然 气 勘 探 与 开 发 2 0 0 9年 1 0 月出版 a b C d 图 1 花状构造示意图 走滑断裂带 中， 可 以同时出现正花状构造和负花状 构造 ， 引。 在平面上， 花状构造 的断裂线呈丝带状， 断层走 向在一定角度内变化。在组合特征上， 花状构造由于 次生断裂的存在， 往往导致形成规模较大的断裂带。 2 中拐地区花状构造特征 2 ． 1 区域构造背景 在晚石炭世侏罗纪 ， 中拐凸起经历 了一个完整 的构造旋回以及 由强至弱至消亡的过程。石炭纪至 早中二叠世的海西运动阶段， 准噶尔板块与哈萨克板 块相碰撞， 区域性的挤压应力场作用于中拐地区， 造 成红车逆掩断裂带和红3 井逆冲断裂带强烈活动， 断 层上下盘的差异抬升形成了中拐鼻状 隆起。此后的 晚二叠世一三叠纪 ， 该 区构造运动趋于平缓 ， 红车断 裂带和红 3井断裂带活动强度减弱 ， 中拐凸起开始进 入潜伏埋藏阶段。而侏罗纪新生代， 红车断裂带和 红3 井断裂带基本停止活动， 区域由挤压环境逐渐转 化为挤压松弛或外压内张的应力环境。 从区域构造背景来看 ， 中拐地 区总体处于南北 向挤压环境中 ， 并叠加了扭动构造应力场 ， 但不 同区 域、 不同时期具体应力特征有所差异。复杂的应力 场特征， 形成了中拐地区特殊的断裂体系。 2 ． 2 中拐地区花状构造分布特征 在区域构造特征分析基础上， 以高分辨率三维 地震资料为依据， 将中拐地区断裂划分为 红车断裂 带 、 红 3井东侧断裂带和层间拉张断裂带 。 1 红车断裂带 红车断裂带位于中拐地区西北部， 属于准噶尔盆 地西北缘红车断裂带。其在平面上由三条断裂呈叠 瓦状组合， 走向N N E ， 倾向北西， 倾角为 6 0 。 一 7 O 。 ， 属 逆冲断层。该断裂带主断层断开石炭系侏罗系， 断 1 8 距下大上小 二叠系 断距 2 0 0 m 一 6 0 0 m， 侏罗系断距 2 0 m一 5 0 m， 这是由于红车断裂带属生长性逆断裂。 红车断裂带控制着 中拐凸起的根部 ， 与中拐凸 起的整体走 向近于垂直 ， 形成于早二叠世准噶尔地 块与哈萨克板块碰撞 的挤压环境下 ， 具有长期发育 的特征。在二叠纪、 三叠纪时期， 红车断裂带活动强 烈， 侏罗纪时其活动有所减弱， 进而形成了较为有利 的中拐地区侏罗系的坡折带。其断层下盘沉积厚度 大 ， 上盘迅速减薄 。在断裂带的下盘 ， 特别是储集层 的尖灭处形成岩性圈闭的可能性较大。 2 红 3井东侧断裂带 红3 井东侧断裂带形成时间与红车断裂带大致相 当， 其走向垂直于红车断裂带而平行于中拐地区二级 构造单元走向线 ， 它对中拐凸起的形成具有重要意义。 精确的三维地震资料显示 ， 红 3井东侧断裂包 含有上盘的反向派生次级正断层 ， 并形成 了向西合 并、 向东撒开的2 条 ～ 4 条断裂组成的狭窄断裂带。 派生次级断层与红 3 井东侧断裂形成剖面上的“ Y ” 字形组合， 符合负花状构造的特征； 同时红3 井东侧 断裂的派生次级断层进一步衍生的多级反向派生次 级正断层 ， 也具有花状构造 的剖面特征 图 2 。这 些次级派生断层断距较小 ， 一般为 1 0 m～ 2 0 m， 主要 发育在侏罗系地层中， 多具有封闭性， 其对该区局部 构造和圈闭的形成具有重要的作用 。 3 层间拉张断裂带 中拐地区侏罗系内部存在一系列层间拉张断 裂， 精细的地震资料解释反映出此类断裂由主断层 及其分支断层组成， 其向西合并、 向东撒开， 形成了 一 条东宽西窄的的断裂带， 走向 N W， 主断层为正断 层 ， 呈弧形延伸 4 k m一 1 0 k m， 倾角为 5 O 。 一 7 0 。 ， 或北 倾或南倾， 断距一般为 1 0 m～ 2 0 m 。 中拐地区层间拉张断裂带在剖面上呈“ 花状构 造” 组合特征， 其中主断层延伸较长， 断距相对较大， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2 卷第4期 天 然 气 勘 探 与 开 发 大部分北倾； 派生断层延伸较短， 断距相对较小， 大部 分南倾 图3 。这些花状断层虽然规模不大， 断距也 较小， 但是它们是形成侏罗系圈闭的重要类型之一。 通过深入研究认为， 目前在该区发现 的油气藏 ， 主要 与层间拉张断裂中花状构造所形成的圈闭有关。 图2 C r o s s l i n e7 8 0显示红 3井东侧断裂带 图3 C r o s s l i n e 3 4 0显示层问拉张断裂 3 中拐地区花状构造对油气的控制作 用 3 ． 1 破坏作用 花状构造的破坏作用， 是指先期形成油藏因花 状构造的产生遭受破坏。研究区红3 井东侧断裂带 内花状构造断面陡， 许多近于直立， 并以高角度切穿 大套地层。在断层形成演化过程中， 断层为开启性 特征时， 易形成通道， 致使先期形成油藏的封盖薄弱 地带， 油气泄露， 油藏遭受部分甚至全部破坏。如风 城组烃源岩， 在二叠纪达到生烃高峰期， 白垩纪之前 已有油藏形成， 但由于早白垩世产生的花状构造属 于张扭性质 ， 易成为油气的运移通道 ， 从而二次调整 油气分布， 对原已形成的油气藏产生了破坏。 3 ． 2成藏作用 准噶尔盆地西北缘中拐地区花状构造规模虽然 不大， 但对油气运聚成藏却具有重要的控制作用。 一 方面， 压扭环境下形成的花状构造多具有封闭性， 能够形成有利圈闭 ， 使油气 聚集成藏 ； 另一方面， 花 状构造能够与逆断层、 不整合面配合， 形成立体油气 疏导通道， 使油气 由深部进人到浅部。这里需要说 明的是， 不同类型的断层， 由于受应力作用差异， 其 对油气的控制作用也不尽相同。对花状构造来说， 主断层与其伴生断层往往构成次级扭动断块、 断弯 褶皱和断展褶皱等构造， 成为油气聚集的有利场所； 同时由于断层不同部位受力作用的差异和具丝带分 布特点， 造成不同断块间油气富集程度、 储层物性等 方面具 明显差异。 4 结论 1 中拐地区的花状构造可分为正花状构造和 负花状构造 。 2 花状构造对油气的控制作用因地应力作用 的差异而有所不同， 当其为开启性质时， 将导致油气 泄露， 使先成油藏遭受破坏； 当其封闭性质时， 则成 为油气有利的聚集场所。 3 中拐地区层间拉张断裂带内发育花状构造， 规模不大， 断距较小， 是侏罗系重要圈闭类型之一。 参考文献 1 葛双成 ． 利用地震资料研究花状构造的方法 [ J ] ． 浙江 地质， 1 9 9 5， I 1 I 9 l一 9 9 ． 2 唐智 ． 冕宁大桥一带近东西 向走滑断层中的花状构造 [ J ] ．四川地质学报， 1 9 9 7， 1 7 3 1 7 91 8 1 ． 3 索书田， 候光久， 魏启荣 ， 等 ．造山带内部的正花状构造 [ J ] ．湖北地质 ， 1 9 9 5 ， 9 1 1 1 3 ． 4 王燮培， 谢德宜 ．中国含油气盆地中花状构造的发现及其 石油地质意义[ J ] ．地质科技情报， 1 9 8 9 ， 8 2 5 9 6 6 ． 5 严俊君， 王燮培 ． 关于扭动构造的鉴别问题[ J ] ．石油与 天然气地质， 1 9 9 6 ， 1 7 1 81 4 ． 6 李亚哲， 金鑫 ． 惠民坳陷走滑构造特征及其对油气的控 制[ J ] ． 海洋地质动态， 2 0 0 8 ， 2 4 4 7 1 2 ． 7 徐朝晖， 徐怀 民， 林军， 等 ． 准噶尔盆地西北缘 2 5 6 走滑 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