四川盆地寒武系盐相关构造及其控油气作用.pdf

第 3 5卷第 5期 专天 乞化 O I L G A S G E O L 0 G Y 2 0 1 4年 1 0月 文章编号 0 2 5 3 9 9 8 5 2 0 1 4 0 5 0 6 2 21 0 d o i 1 0 ． 1 1 7 4 3 ／ o g g 2 0 1 4 0 5 0 6 四川盆地寒武 系盐相关构 造及 其控油气作用 李 双 建 ， 孙 冬胜 ， 郑 孟 林 ， 孟 宪武 1 ． 中国石化 石油勘探开发研究院， 北京 1 0 0 0 8 3 ； 2 ． 中国石化 构造与储层实验室， 北京 1 0 0 0 8 3 ； 3 ． 中国石化 西南油气分公司， 贵州 贵阳 5 5 0 0 0 1 摘要 四川盆地东部和南部中、 下寒武统广泛发育膏盐岩层系， 形成了多种样式的盐相关构造。依据露头、 钻井和地震资料分析， 认 为四川盆地寒武系膏盐岩形成于克拉通内局限台地环境， 具有时代老、 埋藏深、 厚度分布不均、 膏多盐少及伴生岩石类型多样等特 点。受膏岩和盐岩流动性差异、 构造挤压、 基底断裂和滑脱作用等多种因素影响， 膏盐岩层系相关构造分层性明显。盐上层表现为 背斜、 推覆体和断块背斜构造； 盐层表现为盐枕构造、 盐缩颈形成的鱼尾构造和岩盐塑性流动构造； 盐下层则表现为受复杂基底断 裂控制的叠瓦冲断和背冲断块构造。寒武系膏盐岩为震旦系一下寒武统 目的层系的油气聚集提供 了优质的封盖条件； 同时， 膏盐 岩自身参与的T S R反应 硫酸盐热化学还原反应 和表生溶蚀也可以有效地改善储层的储集物性。更重要是， 寒武系膏盐岩作为区 域滑脱层对盐上和盐下震旦系一下古生界构造变形起着重要控制作用， 形成一系列含油气构造圈闭。从盐相关构造的发育特点来 看， 鄂 西 一渝东 区的盐下断背斜和川东南地 区的盐上 断背斜是有利 的勘探 目标。 关键词 盐相关构造； 膏盐岩； 控油气作用； 勘探目标； 寒武系； 四川盆地 中图分 类号 T E l 2 1 ． 2 文献标识码 A Sa l t - r e l a t e d s t r uc t ur e a n d i t s c o n t r o l o n hy d r o c a r b o n o f t he Ca mbr i a n i n Si c hu a n Ba s i n L i S h u a n g j i a n ， S u n D o n g s h e n g ， Z h e n g Me n g l i n ， Me n g X i a n w u 。 1 ． P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n P r o d u c t ion R e s e a r c h I n s t i t u t e ， S I N O P E C ， B e ij i n g 1 0 0 0 8 3 ， C h i n a ； 2 ． S t r uct u r a l G e o l o g y a n d R e s e r v o i r L a b o r a t o r y ， S I N O P E C ， B e in g 1 0 0 0 8 3 ， C h i n a ； 3 ． S o u t h w e s t O i l a n d G a s F i e l d C o m p a n y ， S I N O P E C， G u i y a n g ， G u h o u 5 5 0 0 0 1 ， C h i n a Ab s t r ac t Gy p s o l y t e - s a l t l a y e r s o f t h e Mi d dl e L o we r Ca mb ria n a r e wi d e l y d e v e l o p e d i n t he s o u t h e r n a n d e a s t e r n Si c h u a n Ba s i n， r e s u l t i n g i n a v a r i e t y o f s a l t - r e l a t e d s t r u c t u r e s ． An a l y s e s o f o u t c r o p， d r i l l i n g a n d s e i s mi c d a t a r e v e a l t h a t t h e g Y P- s o l y t e - s a l t l a y e r s o f t h e Ca mb r i a n i n S i c h u a n Ba s i n f o r me d o n r e s t r i c t e d i n t r a - - c r a t o n p l a t f o r m a n d h a s t he c h a r a c t e r i s t i c s o f o l d a g e， d e e p b uria l d e p t h， u n e v e n t h i c k n e s s ， mo r e g y p s o l y t e a n d l e s s s a l t ， a n d v a r i o u s a s s o c i a t e d r o c k t y pe s ． Th e g Y P s o l y t e s a l t r e l a t e d s t ruc t u r e s s h o w o b v i o u s l a y e r i n g d u e t o t h e d i f f e r e n t i a l g y p s o l y t e a n d s a l t mo b i l i t y， t e c t o n i c c o mp r e s - s i o n， b a s e me n t f a u l t s， a n d d e t a c h me n t ， ．T h e p o s t s a l t s t r u c t ur e s a r e ma i nl y a n t i c l i n e s， t hr u s t n a p pe s a nd f a u l t e d- a n t i c l i n e s ． Th e s t ru c t u r e s wi t h i n t h e s a l t l a y e r s a r e ma i n l y s a l t p i l l o ws ， t a i l s t ruc t u r e s a n d p l a s t i c flo w s t ru c t u r e s ． T he p r e s a h s t ruc t u r e s ma i n l y i n c l u d e i mb r i c a t e t h rus t s a n d p o p u p s t ruc t u r e s c o n t r o l l e d b y t h e c o mp l e x b a s e me n t f a u l t s ． T h e g Y P - s o l y t e -- s a l t l a y e r s o f t h e C a mb ri a n p r o v i d e g o o d s e a l i n g c o n d i t i o n s f o r h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n i n t h e L o we r S i n i a n -- L o - we r Ca mbr i a n． Me a n wh i l e， t h e y a l s o c a n i mp r o v e r e s e r v o i r q u a l i t y t h r o u g h TSR a n d s u p e r g e ne di s s o l u t i o n t ha t t h e y a r e i n v o l v e d． Ev e n mo r e i mp o r t a n t ， a s a r e g i o n d e t a c h me n t l a y e r ， t h e g y p s o l y t e - s a l t r o c k p l a y s a n i mp o r t a n t r o l e i n t he s t ru c t u r a l d e f o r ma t i o n o f t he p o s t s a l t a n d p r e s a l t S i n i a n Lo we r Pa l e o z o i c， r e s ul t i n g i n a s e rie s o f h y d r o c a r b o n t r a p s ． Ac c o r di ng t o t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f g y ps o l y t e s a l t r e l a t e d s t ru c t u r e s， t h e p r e s a l t f a u l t e d a n t i c l i n e s i n we s t e r n Hu b e i - e a s t e r n Ch o ng q i n g a nd po s t s a l t f a u l t e d a n t i c l i n e s i n s o u t h e a s t S i c h u a n a r e t he f a v o r a b l e e x p l o r a t i o n t a r g e t s ． Ke y wo r d s s a l t r e l a t e d s t r u c t u r e， g y p s o l y t e - s a l t r o c k， c o n t r o l o n h y d r o c a r b o n， e x p l o r a t i o n t a r g e t ， Ca mb r i a n， S i c h u a n Ba s i n 盐构造广泛 分布于北美 、 非洲 、 欧洲 、 东南亚 、 中 东 、 中亚等地区的含油气盆地 中 ， 盐相关构造 的勘 探发现是 当今重要 的油 气储量增 长点。2 0 0 0 --2 0 1 2 年， 常规油气新增储量主要在 巴西 、 澳大利亚 、 西非与 墨西哥湾四大深水区， 除澳大利亚外 ， 其他地 区均发育 大规模 的盐构造 。我国的一些大型含油气盆地 ， 如塔 收稿 日期 2 0 1 4 0 21 4 ； 修订 日期 2 0 1 4 0 8 0 1 。 第一作者简介 李双建 1 9 7 8 一， 男 ， 博士 、 高级工程师 ， 含油气 盆地分析 。E - ma i l l i s h u a n g j i a n ． s y k y s i n o p e c ． e O ii l 。 基金项 目 国家科技重 大专项 2 0 1 1 Z X 0 5 0 0 5 0 0 1 ； 国家重 点基础 研究发 展计划 9 7 3计 划 项 目 2 0 1 2 C B 4 1 2 8 0 0 ； 国家 自然 科学基 金项 目 4 0 7 3 9 9 0 4 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 3 0 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 5卷 地温普遍 超过 1 2 0 o C， 这些都 表 明寒 武 系储层 具有 T S R反应所发生 的基本条件 ； 特别是原始孔 隙度较高 的台内滩储层发育 区， 是有利于 T S R反应形成优质储 层 的地 区 。 受燕山期以来 的强烈挤压作用影响 ， 川东地 区寒 武系盐上形成了一系列紧闭的高陡背斜 。随着挤压作 用的增强 ， 在背斜核部能干层 中会形成一些开启 的断 裂和裂缝 ， 这些裂缝可能会成为油气有利的储集空间 ， 也可能会造成油气 向上运移。已有 的钻井 ， 如川东南 的太 1 3井和东深 1井 ， 均在盐上背斜 发育裂缝 性储 层。太 1 3井在志 留系韩家店组砂岩、 灰岩累计井喷耗 气 、 采气 1 6 4 ． 8 8 1 0 i n ； 东深 1井钻进奥陶系宝塔组 时强烈井喷， 完井测试获气 2 51 0 i n ／ d l 3 。从地质 条件上讲 ， 整个川 东地 区夹在寒武系膏盐岩和志 留系 厚层泥岩两套滑脱层之间的强变形 区都可能发育裂缝 型气藏。 4 ． 3 油气运移与聚集 由于膏盐岩的运动 ， 形成了各种盐相关构造 如盐 丘 ， 为油气聚集提供了场所； 同时， 在薄层盐岩地区， 盐岩的蠕动作用会形成一些塑性断层 ， 这些断层 切断 盐岩层 ， 形成盐岩缺失区 ， 即“ 盐天窗” 。“ 盐 天窗” 的 形成为下部烃源岩中的油气经过盐岩区域性盖层向上 部地层聚集成藏提供了通道。在墨西哥湾、 北海、 中亚 等地 均 有 烃 类 气 体 沿 盐 丘 顶 部 的 断 裂 泄 漏 的 现 象 ， 这些现象反映了盐构造活动与烃类 的运移和 聚集有着密切的关系。鄂西 一 渝东地区寒武系膏盐岩 盐下构造发育 ， 断层直接沟通了烃源岩与储层 ， 同时膏 盐岩保持了完整性 ， 所 以这些构造具有 良好 的勘探前 景 。川东南地区寒武系盐上构造发育 ， 而且具有通源 断裂断穿膏盐岩层 ， 上覆志 留系盖层 可以形成 良好 的 封盖 ， 因而寻找盐上有利的构 造 目标是该 区勘探值得 重 视 的地方 。 5 结论 1 四川盆地寒武系膏盐岩形成 于克拉通 内局限 台地环境， 具有时代老、 埋藏深、 厚度分布不均、 膏多盐 少 、 伴生岩石类型多样等特点 ， 这些特点决定 了与膏盐 岩相关的构造变形与油气成藏条件具有鲜明的特色 。 2 膏岩和盐岩流动性 差异、 构造挤压 、 基底 断裂 和断裂滑脱作用等多种 因素影响 ， 四川 I 盆地寒武系膏 盐岩层系相关的盐上层 、 盐层 和盐下层变形样式有着 明显的差异。盐上层表现为背斜 、 推覆体和断层相关 褶皱模 式 ； 盐层表现为盐枕构造 、 盐推覆构造 、 盐缩颈 形成 的鱼尾构造 和盐岩塑性 流动构造 ； 盐下层则表现 为受复杂基底断裂控制的背冲断块构造 。 3 寒武系膏盐岩为震旦 系 一寒武 系 目的层 系的 油气聚集提供了优质的封盖条件 ； 同时， 膏盐岩 自身参 与的 T S R反应和表生溶蚀也 可以有效地 改善储层 的 储集物性。更重要是 ， 膏盐岩作为区域滑脱层对盐上 和盐下震旦系 一下古生界构 造变形起着重要 控制作 用 ， 形成一系列含油气圈闭构造 。从盐相关构造 的发 育特点来看 ， 鄂西 一渝东 区的盐下断背斜和川东南赤 水地区的盐上断背斜是有利的勘探 目标。 参考文献 [ 1 ] 贾承造 ， 赵文智 ， 魏 国齐 ， 等． 盐构造与油气勘探[ J ] ． 石 油勘探与 开发 ， 2 0 0 3， 3 0 2 l 71 9 ． J i a C h e n g z a o， Z h a o We n z hi ， We i Gu o q i ， e t a1． S a l t s t r u c t u r e s a n d e x - 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t e r m h y d r o c a r b o n e x p l o r a t i o n t a r g e t s i n t h e ma rin e s e q u e n c e s o f C h i n a[ J ] ．O i l G a s G e o l o gy，2 0 1 0， 3 1 6 71 57 2 4． [ 6 ] A d a m J ， G e Z ， S a n c h e z M． S a l t s t ruc t u r a l s t y l e s a n d k i n e m a t i c e v o l u - t i o n o f t h e J e q u i t i n h o n h a d e e p wa t e r f o l d b e l t ， e e n t r a l Br a z i l p a s s i v e m arg i n [ J ] ． Ma r i n e a n d P e t r o l e u mG e o l o gy， 2 0 1 2， 3 7 1 1 0 11 2 0 ． [ 7 ] C o wa r d M， S t e w a r t ． S ． S a l t - i n f l u e n c e d s t r u c t u r e s i n t h e Me s o z o i c - T e r - t i a r y c o v e r o f t h e s o u t h e r n N o r t h S e a ， U K[ C] ∥J a c k s o n M P A， R o b e a s D G ， S n e l s o n S．S a l t t e c t o n i c s a g l o b al p e r s p e c t i v e ．AAPG Me mo i r 6 5， 1 9 9 5 2 2 92 5 0． [ 8 ] 汤 良杰 ， 黄太柱 ， 邱 海峻 ， 等． 塔里木盆地 中央 隆起带 中、 西 段及 邻 区中 、 下寒武统盐相关构造及其变形机理[ J ] ． 中国科学 地球 科学 ， 2 0 1 3 ， 4 3 1 3 3 4 3 ． T a n g L J ， H u a n g T Z ， Q i u H J ， e t a1． S a l t - r e l a t e d s t ruc t u r e and d e f o rm a t i o n me c h a n i s m o f t h e Mi d d l e ． L o we r C a mb ria n i n t h e mi d d l e ． ． w e s t p a n s o f t h e C e n t r al U p l if t a n d a d j a c e n t a r e a s o f t h e T a fi m B a s i n [ J ] ． S c i e n c e S i n i c a T e r r a e ， 2 0 1 3 ， 4 3 1 3 3 4 3 ． [ 9 ] 汤 良杰 ， 贾承 造 ， 皮 学军 ， 等 ． 库 车前 陆褶皱 带盐相 关构 造样式 [ J ] ． 中国科学 D辑 地球科 学 ， 2 0 0 3 ， 3 3 1 3 8- 4 6 ． T a n g L i ang i ie ， J i a C h e n g z a o P i X u e j u n ， e t a 1 ． S a l t r e l a t e d s t ruc t u r e s t y l e i n K u q a f o r e l a n d f o l d b e l t [ J ] ． S c ie n c e i n C h i n a S e ri e s D 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5期 李双建， 等． 四川盆地寒武系盐相关构造及其控油气作用 6 3 1 E a r t h S c i e n c e s ， 2 0 0 3 ， 3 3 1 3 8 4 6 ． [ 1 O ] Hu d e c M R， J a c k s o n M P A． T e a i n f i r m a u n d e r s t a n d i n g s a h t e c t o n i c s [ J ] ． E a rt h - S c i e n c e R e v i e w s ， 2 0 0 7， 8 2 1 2 1 2 8 ． [ 1 1 ] 徐磊 ， 操应长 ， 王艳忠 ， 等． 东营凹陷古近系膏盐 岩成因模式及 其 与油气藏的关 系[ J ] ． 中国石油大学学报 自然科学版 ， 2 0 0 8． 3 2 3 3 O一3 5 ． Xu L e i ， Ca o Yi n g c ha n g， Wa ng Ya n z h o n g， e t a1．Ge n e t i c mo d e l s o f s a l t - g y p s u m r o c k o f Pa l e o g e n e i n Do n gy i n g De p r e s s i o n a n d i t s r e l a t i o n s h i p w i t h h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r [ J ] ． J o u r n a l o f C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n ， 2 0 0 8 ， 3 2 3 3 03 5 ． [ 1 2 ] 汤良杰 ， 郭彤楼 ， 余一欣 ， 等． 四川 盆地东北 部前陆褶皱 一冲断带 盐相关构造 [ J ] ． 地质学报 ， 2 0 0 7， 8 1 8 1 0 4 81 0 5 6 ． T a n g L i a n g j i e ， G u o T o n g l o u ， Y u Y i x i n， e t a 1 ． S a l t r e l a t e d s t r u c t u r e s i n t h e f o r e l a n d f o l d t h r u s t b e l t o f n o r t h e a s t e rn S i c h u a n b a s i n， S o u t h Ch i ． n a [ J ] ． A c t a G e o l o g i c a S i n i c a ， 2 0 0 7， 8 1 8 1 0 4 81 0 5 6 ． [ 1 3 ] 汤 良杰 ， 杨克明 ， 金文正 ， 等． 龙门 山冲断带多层次 滑脱带与滑 脱 构造变形[ J ] ． 中国科 学 D 辑 地 球科 学 ， 2 0 0 8 ， 3 8 增刊 I 3 04 O． T a n g L i a n g j i e ， Y a n g K e mi n g ， J i n We n z h e n g ， e t a 1 ． Mu l t i l e v e l d e c o l - l e me n t z o n e s a n d d e t a c h me n t d e f o r ma t i o n o f L o n g me n s h a n t h r u s t b e l t ， S i e h u an B a s i n ， s o u t h w e s t C h in a [ J ] ． S c i e n c e i n C h i n a S e ri e s D E a r t h S c i e n c e s ， 2 0 0 8， 3 8 s 1 3 O一 4 O ． [ 1 4 ] J i a D， We i G Q， C h e n Z X， e t a 1 ． L o n g me n S h a n f o l d t h r u s t b e l t a n d i t s r e l a t i o n t o t h e we s t e rn S i c h u a n Ba s i n i n c e n t r a l Ch i n a n e w i n ． s i g h t s f r o m h y d r o c a r b o n e x p l o r a t i o n[ J ] ． A A P G B u l l e t i n ， 2 0 0 6 ， 9 0 9 1 4 2 51 4 4 7 ． [ 1 5 ] 李辛子 ， 刘彬 ， 武 晓玲 ， 等 ． 通南 巴地 区膏盐层 分布及其 流变学特 征 [ J ] ． 石油与天然气地质 ， 2 0 1 3， 3 4 4 5 3 3 5 3 9 ． L i Xi n z i ， “ u B i n， Wu Xi a o l i n g， e t a 1 ．Di s t ri b u t i o n a n d r h e o l o g i c a l c h a r a c t e ri s t i c s o f e v a p o r a t e s i n T o n g n a n b a a r e a [ J ] ． O i l ＆G a s G e o l o g Y ， 2 0 1 3， 3 4 4 5 3 3 5 3 9 ． [ 1 6 ] 金之钧 ， 龙胜祥 ， 周雁 ， 等 ． 中国南方膏盐岩分布特征 [ J ] ． 石油与 天然气地质 ， 2 0 0 6， 2 7 5 5 7 1 5 8 3 ． J i n Z h ij u n ， L o n g S h e n g x i ang ， Z h o u Y a h ， e t a1． A s t u d y o n t h e d i s t r i b u t i o n o f s a l i n e d e p o s i t i n s o u t h e r n C h i n a [ J ] ． O i l＆ G a s G e o l o gy， 2 0 0 6， 2 7 5 5 7 1 5 8 3 ． [ 1 7] Ma r t e n G， T a r i G， L e h m a n n C． E v o l u t i o n o f A n g o l a n p a s s i v e ma r g i n， We s t A f r i c a ， w i t h e mp h a s i s o n p o s t - s a l t s t r u c t u r al s t y l e s [ C] ∥A t l a n t i c ri f t s a n d c o n t i n e n t a l ma r g i n s ． Ame r i c a n Ge o p h y s i c al Un i o n， Ge e - p h y s i c al Mo n o g r a p h S e rie s ， 2 0 0 0， 1 1 5 1 2 91 4 9． [ 1 8 ] 门玉澎 ， 许 效松 ， 牟传龙 ， 等． 中上扬 子寒武 系蒸发岩岩 相古地理 [ J ] ． 沉积与特提斯地质 ， 2 0 1 0， 3 0 3 5 8 6 4 ． Me n P e n g y u， Xu Xi a o s o n g， Mu Ch u a n l o n g ， e t a 1 ． S e d i me n t a r y f a c i e s a n d p a l a e o g e o gra p h y o f t h e e v a p o r a t e s i n t h e mi d d l e - u p p e r Ya n g t z e a r e a [ J ] ． S e d i me n t a r y G e o l o g y a n d T e t h y a n G e o l o g y ， 2 0 1 0， 3 0 3 5 86 4． [ 1 9 ] 王淑丽， 郑绵平， 焦建． 上扬子区寒武系蒸发岩沉积相及成钾潜 力分析 [ J ] ． 地质与勘探 ， 2 0 1 2， 4 8 5 9 4 7 9 5 8 ． Wa n g S h u l i ， Z h e n g Mi a n p i n g， J i a o J i a n ．S e d i me n t a ry f a c i e s o f t h e Ca mb r i an e v a p o r i t e s i n t h e u p p e r Ya n gtz e r e g i o n a n d t h e i r p o t a s h f o r mi n g p o t e n t i a l [ J ] ．G e o l o g y a n d E x p l o r a t i o n ， 2 0 1 2， 4 8 5 9 4 7 9 5 8 ． [ 2 O] 陈洪德 ， 田景春 ， 刘文均 ， 等． 中国南方海相震旦 系 一中三叠统 层 序划分与对比[ J ] ． 成都理工学院学报， 2 0 0 2 ， 2 9 4 3 5 5 3 7 9 ． C h e n Ho n g d e ， T i a n J i n g c h u n ， L i u We n j u n， e t a 1 ． D i v i s i o n a n d c o r r e l a t i o n o f t