构造变换带沉积充填特征与油气分布规律.pdf

第 2 7卷 第 3期 大庆石油地质与开发P ． G ． O ． D ． D ． 2 0 0 8年 6月 ‘ 1 5 文章编号 1 0 0 0 3 7 5 4 2 0 0 8 0 3 - 0 0 1 5 - 0 3 构造变换 带沉积 充填 特征 与油气分 布规律 杨 勉 一 ，付 广 ，张云峰 ，王 月庆 1 ．中国地质大学 能源学院 ，北京1 0 0 0 8 3；2 ．大庆石油学 院 地球科学学院 ，黑龙江 大庆1 6 3 3 1 8 摘要以海拉 尔盆地 巴彦塔拉构造 带为例 ，通 过古地形恢复对构造 变换 带的沉积 充填特征进行 了分 析 ，并总结 了其油气分布规律。结果表明，沉积物输送及充填过程 受控 于构造变换带上主断层形成的 断阶带与调节带。构造 带西部陡坡发育两组断阶带与调 节带，沉积物入 洼可由扇三角洲快速相变为湖 泊沉积体 系，形成 良好 的生储盖组合 ，是岩性油气藏形成的有利地 区；东部缓坡 处断阶带与调节带不 发 育 ，以辫状 三 角洲 与湖 泊 沉积体 系为主 ，不利 于岩性 油 气藏 的形 成 。 关键词构造 变换带 ；巴彦塔拉 ；沉积充填；油气分布 中图分类号 T E1 2 1 文献标识 码 A S e di me nt a r y fil l i n g f e a t ur e s a n d h y dr o c ar b o n di s t r i b ut i o n r ul e s i n s t r uc t ur a l t r an s f e r z o n e YANG Mi a n ，FU Gu a n g ，ZHANG Yu n f e n g ， W ANG Yue q i n g 1 ． E n e r g y I n s t i t u t e o f C h i n a U n i v e r s i t y of G e o s c i e n c e s ， B e ij i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ； 2 ． G e o s c i e n c e s I n s t i t u t e of D a q i n g P e t r o l e u m I n s t i t u t e ， D a q i n g 1 6 3 3 1 8 ，C h i n a Ab s t r a c t Ta ki n g Ba y a n t a l a t r a n s f e r z o n e i n Ha i l a e r Ba s i n a s a n e x a mp l e，t h i s p a pe r a n a l y z e s s e d i me n t a r y fil l i ng f e a t u r e s i n s t r u c t u r a l t r a n s f e r z o n e t h r o u g h p a l e o t o po g r a p h y r e s t o r e a n d s u mma r i z e s i t s h y d r o c a r b o n d i s t r i b u t i o n rul e s ． Re s u l t s h o ws t h a t s e d i me n t s t r a ns po r t a t i o n a n d fil l i n g p r o c e s s i s c o n t r o l l e d b y f a u h t e r r a c e z o n e a nd a c c o mmo d a t i o n z o n e f o r me d b y t h e ma j o r f a u l t i n s t r u c t u r a l t r a n s f e r z o n e ．We s t s t e e p s l o p e i n t h e t r a n s f e r z o n e d e v e l o p s t w o g r o u p s o f f a u l t t e rr a c e z o n e s a nd a c c o mmo d a t i o n z o n e s ． S e d i me n t s e n t e r i n g d e p r e s s i o n c a n c h a n g e s p ha s e s r a p i d l y f r o m f a n d e l t a i c t O l a c u s t r i n e s e d i me n t a ry s y s t e m ，f o r mi n g f a v o r a b l e s o u r c e r o c k r e s e r v o i r c a p r o c k c o mb i n a t i o n a n d be i n g f a v o r a b l e a r e a f o r l i t h o l o g i c r e s e rvo i r f o rm i n g．Ea s t mi l d s l o p e h a s n o t muc h f a u l t t e rra c e Z O l l e s o r a c c o mmo da t i o n z o n e s，b e i ng ma i n l y b r a i d e d d e l t a i c a n d l a c u s t rin e s e d i me n t a ry s y s t e m ，a nd n o t f a v o r a b l e for l i t ho l o g i c r e s e r v o i r f o r mi n g ． Ke y wo r d s s t ruc t u r a l t r a n s f e r z o n e；Ba y a n t a l a；s e di me n t a ry fil l i n g；h y d r o c a r b o n di s t ribu t i o n 构造变换带普遍存在于各种含油气盆地中，是伸 展盆地构造体系 中广泛发育的一种变形构造 ，邬光辉 等 1 9 9 9 将其定 义 为 “ 在统一 伸展 构造体 系 中 ， 为保持伸展形变守恒 ，沿构造走向出现的横切 、导致 主体构造走向与几何形态发生变化的调整伸展变形 的 构造” 。在盆地的沉积充填过程 中，构造变换带 的存 在影响着人盆水系和沉积体系的分布 ，因此决定着盆 内生储盖的空间展布与相互匹配组合关系 ，从而也对 油气 的分布具有重要的控制作用 ，成 为各国学者研究 的热点 。巴彦塔拉构造带是海拉尔盆地 内一个大 型的构造变换带 ，面积约 4 0 0 k m ，现已在此构造带 上发现了巴彦塔拉油 田，提交石油探明储量 1 2 7 2 ． 3 6 x 1 0 t ，显示 出良好 的勘探前景 ，是海拉尔盆地重要 的增储上产接替 区之一 。但 是 ，由于经历 了多期 构造变动 ，巴彦塔拉构造带地质情况异常复杂 ，油气 勘探工作未能取得进一步突破 。因此 ，本文从构造变 换带 的地质发育背景出发 ，通过古地形 的恢复来揭示 变换带的沉积充填过程与油气分布规律 的关 系。研究 结果不仅对巴彦塔拉油 田的油气勘探开发具有重要的 参考价值 ，也对丰富油气成藏理论具有重要意义 。 l 变换带地质背景 巴彦塔拉构造带位于海拉尔盆地乌尔逊 凹陷和贝 尔凹陷之间 ，西北与嵯岗隆起相接 ，东部以近单斜的 收稿 日期 2 0 0 7 1 2 1 7 作者简介 杨勉 1 9 7 4一 ，男 ，河北沧县人 ，在读博士 ，从事 含油气 盆地分析 和石油地质科研 与教 学工作。 维普资讯 1 6 大庆石油地质与开发P ． G ． O ． D ． D ． 第2 7卷 第3期 形式 向巴彦山隆起过渡 图 1 ，是一个 长期持续发 育的二级变换构造带 J 。自晚古生代末海西运动时 ， 形成 了北西向的基底断层 巴彦塔拉断层 ，至早白 垩世盆地伸展过程中，在 区域构造应力作用下沿着断 层脆弱带拉伸 ，产生了调节应力平衡的右旋走滑变换 断层 ，与东段 的鼻状 构造共同组成 了大 型调 节变换 带，控制着北侧乌尔逊凹陷和南侧贝尔 凹陷的沉积充 填 图l巴彦塔拉构造带位置 Fi g ．1 L oc at i o n o f B a y a n t a l a st r uc t u r al t r an s f e r z o n e 巴彦塔拉断层呈近东西向展布 ，其他断层均以近 南北 向展布。在这些断层的控制下 ，构造带在古地貌 上基本 保持 了 “ 北部洼 槽 、南部 隆起 、西部 陡坡 、 东部缓坡” 的构造 特征 ，白垩系 自下而上沉积 了铜 钵庙组、南屯组、大磨拐河组、伊敏组及青元岗组地 层 。 2 变换带沉积充填特征 巴彦塔拉构造带是通过巴彦塔拉断层调节乌尔逊 凹陷和贝尔 凹陷的二级变换构造带。早 白垩世的伸展 过程中 ，在 巴彦塔拉断层 的右旋走滑作用下 ，构造带 内部形成了多条次生断层 ，这些断层 的相互组合构成 了控制沉积物输送的断阶带和断层调节带 。 研究表明，在 区域伸展作用下 ，较大规模断陷的 形成会引起地壳的均衡抬升，使断陷两肩隆起，限制 大水系的进入 ，而在断层调节带部位，尽管伸展量相 同，但断陷规模相对较小 ，均衡抬升小 ，调节带主断 层下盘为幅度较大的凸起 ，断层 中心地带断距大，至 其末端断层位移量减至最小 ，导致调节带处地势高差 也随之减小 ，主水系通常利用这种调节带相对较低的 地形作为通道进入盆地 。因此 ，断层调节带成为 大水系进入湖盆的主要人 口，成为发育三角洲沉积体 系的主要区域 图 2 ；而在主断层 的中心部位 ，断 距大 ，坡度相对较陡 ，水系往往横越断层沿断阶带进 入湖盆中心 ，发育冲积扇及近岸水下扇沉积体系。 图2断陷深湖盆地的沉积充填模式 F i g ． 2 S e d i l e n t a r y f i l l i n g l o d e l o f f a u l t d e e p l a c u s t r i n e b a s i n 2 ． 1 铜钵庙组沉积时期变换带沉积充填过程 海拉尔盆地铜钵庙组沉积时期 ，盆地整体处于稳 定裂陷沉降阶段 。在这种构造背景下 ，巴彦塔拉断层 重新活动 ，造成构造带上的各断块形成明显的差异沉 降 ，在 巴彦塔拉构造带的西北部及西南部地区成为大 面积的抬升凸起区 ，遭受风化剥蚀 ，成为主要物源供 给区，被搬运 的沉积物沿西部陡坡带横跨断层直接进 入乌南洼槽内部沉积 ，形成近源扇三角洲沉积体系 ， 从 而在 巴斜 1 一 巴 1 一 巴 3井一线依次发育扇三角洲 平原一扇三角洲内前缘一扇三角洲外前缘相类型 ；而 在构造带东南部地 区，尽管凸起剥蚀 区范 围较大 ，但 断层不发育，地形变化平缓 ，向乌南洼槽部位呈现缓 坡带过渡 ，沉积体系也 自湖泛平原向辫状三角洲前缘 过渡 ，且在局部深洼 区发育浅湖相类型。 2 ． 2 南屯组一段沉积时期变换带沉积充填过程 南屯组一段沉积时期是海拉尔盆地强烈裂陷沉降 阶段 ，强烈的断陷作用导致盆地快速沉降 ，湖盆面积 迅速扩大 ，形成快速的水进 ，巴彦塔拉构造带湖域面 积也随之迅速扩大 图 3 ，物源方 向仍 旧主要来 自 于盆地的西北部和东南部 ，但物源供给 范围迅速减 小。构造带西北部地区为继承性陡坡带 ，由于巴彦塔 拉断层的再次活动形成多级次生同向阶梯状断层 ，这 田 T 业 油 气 井 圈 见 油 气 显 示 井 曰 未 见 显 示 井圈 低 产 油 气 井 囫 洼 槽 分 布 范 围 [ ]断 层 调 节 带 匪 断 层圉 地 层 剥 蚀 线 图3南一段沉积时期铜钵庙组顶面古地形图 F i g ． 3 P a1 e ot op o g r a p h y m a p o f t op To n g b o m i a o F o r m a t i o n i n N a nt u n I M e m b e r s e di me n t a r y p e r i o d 维普资讯 2 0 0 8年 6月 杨勉等 构造变换 带沉积充填特征与油气分布规律 1 7 些 同向阶梯状断层构成了大型断阶带及 断层调节带 ， 控制着沉积物 的输送路径 。在沿 巴斜 1 一 巴 1 一 巴 3 井一线的北部 临近区域及 巴斜 2 一乌 1 1井 一线 ，由 两侧断阶带形成近东西走向的大型断层调节带 ，被搬 运 的沉积物沿断层调节部位进入湖盆 ，形成扇三角洲 沉积 ，依次发育扇三角洲前缘～浅湖相类型 ；而在 巴 x 3井区域紧邻大型断 阶带 ，沉积物则直接横越 断层 沉积 ，以发育近岸水下扇沉积为主。在构造带东南部 地区 ，仍旧保持为平缓地形 ，坡降较小 ，沉积物搬运 距离较远 ，断阶带与调节带不发育 ，向乌南洼槽部位 沉积体系发育为扇三角洲前缘向辫状三角洲前缘及浅 湖 、深湖相过渡 。 3 构造变换带对油气分布的控制作用 巴彦塔拉构造带上 由断层形成的断阶带及调节带 控制着沉积物源的注入方 向，从而也控制着区内沉积 体系的发育与展布。通过这些断阶带及调节带 ，沉积 物注入邻近的深洼区进行沉积 ，形成 了不同样式的生 储盖空问匹配组合模式 ，控制着油气的分布。 例如在 巴彦塔拉构造带西部洼槽附近 ，位于控洼 断层下降盘的巴 x 1井一 巴 1井一 巴 3井一线 ，铜钵 庙组沉积时期 ，沉积物 自巴斜 1 井经巴 1 井 向巴 3井 方 向推进 ，在巴 1 井沉积 了扇三角洲前缘水下分流河 道砂储集层 ，巴 3井则沉积了扇三角洲前缘席状砂储 集层 ；至上覆南一段沉积时期 ，由于湖域扩张导致快 速水进 ，自洼槽边缘 向洼槽 内部发育了多套扇三角洲 沉积 ，在垂 向上表现为前三角洲及湖泊的泥质沉积问 互覆盖于各类储集体之上 ，形成了多套 良好的储盖组 合 图4 。 目前 ，在 巴 1井及 巴 3井的铜钵庙组储 集层 内已经获得了工业油流 ，巴 1 6和新乌 4井也在 南一段储集层 中发现了断层一 岩性油藏。 A 巴斜 1 巴1 巴3 口 口 星口 油 层团断 层囝层 序 边 界 图4巴斜l 一巴l 一巴3井断阶带沉积断面图 剖面位置见图3 Fi g， 4 Se di me nt ar y se cti o n of We]1 Ba Xl B a 1 - Ba 3 fa u1t t e rra ce z o ne 由此可见 ，构造变换带靠近物源区发育的断阶带 与调节带 ，控制着沉积物向洼槽 区的输送路径 ，沉积 物人洼往往可 由粗碎屑沉积体系快速相变为细粒沉积 体系 ，能够形成 良好 的生储盖组合 ，是岩性油气藏形 成的有利地 区。巴彦塔拉构造带的西部陡坡带发育这 种构造一沉积充填过程 ，是寻找岩性油气藏的有利地 区 4 结论 1 构造变换带沉积物 的输送 及充填过程受控 于变换带主断层形成 的断阶带与调节带。 2 巴彦塔拉构造带西北陡坡带发育沿 巴斜 1 一 巴 1 一 巴 3井一线附近及巴斜 2 一乌 1 1 井一线的大型 断阶带与断层调节带 ，控制着沉积物向乌南洼槽的输 送充填路径 。 3 断阶带与调节带发育 区沉积 物人 洼 由扇三 角洲快速相变为湖泊沉积体系 ，可形成 良好的生储盖 组合 ，是岩性油气藏形成的有利地区；不发育区则以 辫状三角洲与湖泊沉积体系为主 ，不利于岩性油气藏 的形 成 。 参考文献 l 1 J Mo r l e y C K， Ne l s o n R A， P a t t o n T L ，e t a 1 ． T r a n s f e r z o n e i n e a s t A f r i c a r i f t s y s t e m a n d t h e i r r e l e v a n c e t o h y d r o c a r b o n e x p l o r a t i o n i n r i ft s [ J ]． A A P G，1 9 9 0 ，7 41 2 3 4 1 2 5 3 [ 2 ] 刘剑 平 ，汪新 文，周 章保 ，等 ．伸 展地 区变 换 构造 研 究进 展 [ J ]． 地质科技情报 ，2 0 0 0 ，1 9 3 2 7 3 2 ． [ 3 ]李学艳 ，王 秀娟 ，侯 加根 ，等 ．伸 展构 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