塔南凹陷南屯組－大磨拐河組構(gòu)造特征及與油氣藏關(guān)系

閆磊 （中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京100083）

劉招君，方石 （吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130061）

張革，張君龍 （中石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江 大慶163712）

胡菲 （吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130061）

塔木察格盆地為中生代陸相斷陷盆地，是大慶油氣勘探的重點(diǎn)地區(qū)。盆地經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造活動(dòng)，構(gòu)造特征比較復(fù)雜，形成了多物源、多沉降中心的特點(diǎn)［1，2］，影響了對(duì)油氣分布的認(rèn)識(shí)。前人在大尺度上刻畫(huà)了海拉爾－塔木察格盆地的構(gòu)造演化過(guò)程［3］，而在南屯組－大磨拐組沉積時(shí)期塔南凹陷的構(gòu)造演化特征并沒(méi)有細(xì)致地刻畫(huà)。由于南屯組－大磨拐河組時(shí)期沉積分布受構(gòu)造活動(dòng)的影響較大，而該時(shí)期的水下扇砂體和三角洲前緣砂體均可作為油氣聚集成藏的良好儲(chǔ)集空間［4～6］，因此筆者對(duì)塔南凹陷南屯組－大磨拐河組的構(gòu)造特征及與油氣藏的關(guān)系進(jìn)行研究對(duì)油氣勘探有著重要的意義。

圖1 塔南凹陷區(qū)域位置圖和內(nèi)部構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D

1 區(qū)域地質(zhì)概況

塔南凹陷是塔木察格盆地的次級(jí)構(gòu)造單元，塔木察格盆地位于蒙古國(guó)東部，向北延伸進(jìn)入中國(guó)，與海拉爾盆地屬于同一沉積盆地，盆地面積35400km2。塔南凹陷主體為東斷西超的復(fù)式斷陷結(jié)構(gòu)，內(nèi)部可劃分為東部陡坡帶、東次凹、中部隆起帶、中次凹、西部斷階帶、西次凹和西部斜坡帶 （圖1）。

塔南凹陷下白堊統(tǒng)發(fā)育地層從下到上依次為：銅缽廟組（K1t）、南屯組 （K1n）、大磨拐河 組 （K1d）和 伊 敏 組（K1y）。K1n形成于構(gòu)造斷陷活動(dòng)劇烈時(shí)期，與下伏K1t為角度不整合，該二級(jí)層序內(nèi)部可劃分為2個(gè)三級(jí)層序，即南一段 （K1n1，SQn1）和南二段（K1n2，SQn2）；K1d與下伏地層接觸關(guān)系多樣，角度不整合、整合接觸均可見(jiàn)，該二級(jí)層序內(nèi)部可劃分為2個(gè)三級(jí)層序，即大一段 （K1d1，SQd1）和大二段 （K1d2，SQd2），具體地層特征可見(jiàn)圖2。

圖2 研究區(qū)綜合柱狀圖

2 構(gòu)造特征

2．1 斷裂特征

塔木察格盆地?cái)嗔鸦顒?dòng)強(qiáng)烈，盆地經(jīng)歷了多期次的大規(guī)模構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成了復(fù)雜的斷裂體系。K1n～K1d沉積時(shí)期塔南凹陷內(nèi)部形成了一系列的同沉積斷層及其伴生斷層，對(duì)塔南凹陷某測(cè)線的地震剖面斷層解析如圖3所示。

圖3 塔南凹陷某主測(cè)線地震剖面圖 （剖面位置見(jiàn)圖1）

從圖3中可見(jiàn)：K1n～K1d沉積時(shí)期，塔南凹陷內(nèi)由東向西主要發(fā)育3套斷層。這3套斷層在T3～T2時(shí)期都具有正斷層的特征，由其控制的凹陷也都表現(xiàn)為靠近斷層上盤(pán)一側(cè)地層沉積較厚，遠(yuǎn)離斷層部位地層厚度逐漸減薄，表現(xiàn)出明顯的生長(zhǎng)現(xiàn)象。生長(zhǎng)斷層的下降盤(pán)發(fā)育反向斷層，多呈 “Y”字形組合。且斷層伴隨著沉積作用長(zhǎng)期發(fā)育，使斷層的落差隨深度的增加而增大，可見(jiàn)塔南凹陷具有典型伸展構(gòu)造特征。

2．2 伸展量計(jì)算

為了能夠準(zhǔn)確描述塔南凹陷K1n－K1d構(gòu)造演化特征，對(duì)凹陷的伸展量進(jìn)行了求取。通常計(jì)算盆地的伸展量有估算法和平衡剖面法等［7，8］，筆者采取平衡剖面法求取凹陷伸展量。在計(jì)算伸展量之前先對(duì)地震剖面進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬利用斜剪切、去壓實(shí)較正等方法對(duì)塔南凹陷的剖面進(jìn)行了復(fù)原，復(fù)原后的平衡剖面如圖4所示，同時(shí)計(jì)算獲得K1n－K1d共3條主測(cè)線剖面的伸展量 （表1）。

圖4 塔南凹陷K1n－K1d某測(cè)線平衡剖面圖 （剖面位置見(jiàn)圖1）

從3條主測(cè)線的伸展量可以看出，K1n的平均伸展量在2687．7m，平均伸展率為9．12%；而K1d的平均伸展量在747．4m，平均伸展率為2．29%。二者相差近4倍，說(shuō)明K1n與K1d上下斷層活動(dòng)強(qiáng)度有明顯的不同，形成了2個(gè)強(qiáng)弱不同的拉張階段。對(duì)比伸展量值，剖面的伸展量值顯示不同時(shí)期凹陷不同位置拉張程度不同，據(jù)此劃分為3個(gè)階段 （表1），體現(xiàn)了構(gòu)造活動(dòng)不同時(shí)期的不均衡性。

表1 塔南凹陷K1n－K1d平衡剖面伸展量

2．3 沉降特征分析

在伸展斷陷盆地中，構(gòu)造活動(dòng)控制著盆地的沉降中心，同生斷層是構(gòu)造活動(dòng)的具體表現(xiàn)，通過(guò)研究同生斷層的活動(dòng)情況可以反映盆地內(nèi)的構(gòu)造活動(dòng)情況［9］。研究同生斷層，主要通過(guò)構(gòu)造演化剖面、生長(zhǎng)指數(shù)和構(gòu)造沉降量等來(lái)描述其活動(dòng)強(qiáng)度。其中內(nèi)部同生斷層邊界可以用生長(zhǎng)指數(shù)等來(lái)研究，但是邊界控盆斷裂因其發(fā)育特點(diǎn)而不能利用生長(zhǎng)指數(shù)，因此主要通過(guò)構(gòu)造沉降量反映凹陷內(nèi)斷層及構(gòu)造活動(dòng)情況。

圖5 塔南凹陷沉降曲線圖

通過(guò)沉積物壓實(shí)校正、古水深校正、艾里局部均衡校正等，對(duì)塔南凹陷地層的構(gòu)造沉降量進(jìn)行了模擬計(jì)算，圖5為塔南凹陷沉降曲線圖。由圖可見(jiàn)，K1t和K1n的構(gòu)造沉降曲線斜率較大，表明K1t和K1n的構(gòu)造沉降速度比較快，該時(shí)期塔南凹陷的構(gòu)造活動(dòng)比較劇烈；K1d的構(gòu)造沉降曲線斜率次之，而K1y的構(gòu)造沉降曲線斜率最緩，表明K1d和K1y的構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)較弱，表明塔南凹陷構(gòu)造活動(dòng)逐步減弱。

3 構(gòu)造與油氣藏關(guān)系

斷裂活動(dòng)不但控制著盆地的形成及演化，同時(shí)也控制著油氣的形成與富集［10］。塔南凹陷構(gòu)造演化史表明，K1n沉積時(shí)期，控凹斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈，沉降量較大，在控凹斷裂下降盤(pán)沉積了深湖－半深湖相的暗色泥巖，且沉積厚度大，分布穩(wěn)定，是烴源巖主要發(fā)育時(shí)期，同時(shí)也是蓋層發(fā)育良好的時(shí)期。從塔南凹陷K1n油氣分布規(guī)律圖可以看出，獲得工業(yè)油流的井和低產(chǎn)油氣流的井主要分布在各洼槽和中部控凹斷裂周邊及受斷裂控制的巖性圈閉中，因此斷裂密集帶和各洼槽應(yīng)作為有利的油氣聚集區(qū) （見(jiàn)圖1）。

塔南凹陷K1n～K1d沉積時(shí)期發(fā)育構(gòu)造－巖性復(fù)合油氣藏和逆牽引背斜油氣藏 （圖6）。構(gòu)造－巖性復(fù)合油氣藏形成于K1n2沉積時(shí)期，在研究區(qū)多數(shù)為正斷層圈閉，儲(chǔ)集層多為水下扇砂體，砂體傾向與斷層傾向相同，由于同生斷層不斷活動(dòng)，砂體沿上傾方向與斷層上升盤(pán)非滲透性地層相接觸，形成構(gòu)造－巖性圈閉；且該時(shí)期屬于強(qiáng)拉張階段，發(fā)育了厚度大、分布穩(wěn)定的暗色泥巖，是烴源巖和蓋層發(fā)育良好的時(shí)期。K1n沉積末期和K1d沉積時(shí)期，構(gòu)造活動(dòng)逐步減弱，但凹陷西部斷裂活動(dòng)性較強(qiáng)而且對(duì)三角洲砂體的展布具有很強(qiáng)的控制作用［11］，在同生斷層下降盤(pán)發(fā)育了逆牽引構(gòu)造，受構(gòu)造背斜和儲(chǔ)集體砂的共同控制，易形成逆牽引背斜油氣藏。

圖6 塔南凹陷K1n－K1d油藏剖面圖 （剖面位置見(jiàn)圖1）

4 結(jié) 論

1）塔南凹陷K1n～K1d沉積時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)逐步減弱，K1n伸展率為9．12%，屬于強(qiáng)拉張斷陷階段，K1d伸展率為2．29%，屬于弱拉張斷陷階段。

2）塔南凹陷K1n～K1d沉積時(shí)期發(fā)育與構(gòu)造相關(guān)的油氣藏，其中構(gòu)造－巖性油氣藏發(fā)育在K1n沉積中期，形成于強(qiáng)拉張階段，在K1n沉積末期和K1d沉積早期，發(fā)育逆牽引背斜油氣藏，形成于強(qiáng)弱拉張過(guò)渡階段。

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