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文档简介

论几种有利于储油的地质构造论文提要地震勘探始于20世纪20年代,目前已发展成为油气勘探的重要技术手段。在全世界范围内,经过近100年的勘探活动,未经勘探的所剩无几,容易寻找的油气田大多被发现。对能源不断增长的需求,以及勘探难度的越来越大,是摆在石油勘探者面前的一大矛盾。世界石油勘探面临着极为严峻的挑战,向新的深度(深层勘探)、新的领域(天然气、非常规气、非构造油气藏)进军是当今油气勘探的总趋势。这种形势下,都迫使我们发展新的石油地质及油气勘探理论、油气勘探技术,广泛吸收相关学科的新成果,以适应现代油气勘探形势的需要与发展。 一些重要的油气藏与河道砂、三角洲砂、沉积砂和礁密切相关。而这些类型的砂体和礁的分布受沉积体系的控制,因此,只有通过研究沉积岩石学和岩相古地理才能确定储集岩分布的有利地带。本文对一些有利于储油的地质构造进行了初步研究,为以后的深层地震勘探提供一定的依据。正文一、圈闭分析油气勘探的目的是寻找油气藏,即寻找油气聚集的场所,而任何油气又都储集于各种不同类型的圈闭中,因此圈闭是形成油气藏的必要条件。(一)圈闭类型圈闭的分类基本上可看成是油气藏的分类,而圈闭的成因分类无论在国内的生产单位还是科研院所都得到了广泛的应用,比较具有普遍性。按照圈闭的成因可把圈闭划分为构造圈闭、非构造圈闭两大类。构造圈闭包括背斜型圈闭、断层型圈闭两个亚类。非构造型圈闭主要由沉积、地层不整合和地层超覆等因素形成,可分为地层型圈闭、岩性型圈闭和古潜山型等类型如图(表1-1)。表1-1圈闭类型1构造圈闭(1)背斜型圈闭滚动背斜圈闭该类圈闭是同生断层在发育过程中,因重力作用使得下降盘的地层在断层附近发生反向倾斜而形成的。挤压背斜圈闭地层在侧向挤压应力作用下发生褶皱变形,形成的背斜圈闭。这种侧向挤压应力既可以是区域性的,也可以发生在局部凹陷内由于相向正断层的下掉所引起的。(2)断层型圈闭断块圈闭该类圈闭是由于倾斜的储集层上倾方向被断层错断,并与非渗透性层相接而形成的。断层可以是弯曲的或交叉的断层。断块圈闭中含油气高度受断层面和对盘对接的非渗透性地层封堵条件的控制。断鼻圈闭该类圈闭是鼻状背斜构造的上倾方向被断层封堵形成的,一般主要分布于盆地或坳陷、凹陷的边缘。2非构造圈闭(1)地层型圈闭地层超覆不整合圈闭位于不整合面之上,主要是储集岩体沿不整合面上超时上倾方向与不整合面相交并被封堵而形成的。地层削蚀不整合圈闭位于不整合面之下,是由于构造抬升所形成的侵蚀不整面对下伏储集层封堵所形成。(2)岩性型圈闭透镜状岩性圈闭此类圈闭是由于沉积作用形成的透镜状高孔渗性砂体四周为非渗透性岩层封闭所形成的。砂体上倾尖灭圈闭该类圈闭是由于高孔渗性的储集体沿上倾方向发生尖灭所形成的。一般沿盆地边缘带、古隆起的翼部和古构造斜坡等部位分布。河道砂体圈闭此种类型的圈闭有别于砂体上倾尖灭型和透镜体型,其平面上呈带状分布,剖面上呈透镜状。(3)古潜山型圈闭严格地讲,古潜山圈闭应是一种地层剥蚀不整合型与岩性型的复合圈闭。特指前古近系基底起伏不平的背景上,长期地质营力作用所形成的新地层覆盖的潜山圈闭。按岩性可分为中上元古界碳酸盐岩潜山,如静北潜山太古界混合花岗岩潜山,如东胜堡潜山等。按潜山形态也可进一步划分为残丘山、单面山、断阶山和地垒山。按构造位置的高低,可分为高潜山、低潜山等。关于圈闭的分类方案很多,仅采用构造型和非构造型两端元对圈闭进行划分很难把所有圈闭类型包括进来。事实上,沉积盆地中的圈闭类型绝大多数是构造和非构造圈闭共同作用下所构成的复合型圈闭。在以构造控制为主的油藏内,因构造隆起或由于断层遮挡,位于构造位置较高处发育纯油区,构造较低位置处发育水层,在单一圈闭范围内可形成有利含油区。二、向斜和背斜分析(一)向斜 在地壳运动的强大挤压作用下,岩层会发生塑性变形,产生一系列的波状弯曲,叫做褶皱。褶皱的基本单位是褶曲,褶曲有两种基本形态,一种是向斜,一种是背斜。从形态上看,向斜一般是岩层向下弯曲。因此,从地形的原始形态看,向斜成为谷地。但是,由于向斜槽部受到挤压,物质坚实不易被侵蚀,经长期侵蚀后反而可能成为山岭相应的背斜却会因岩石拉张易被侵蚀而形成谷地。因此,我们应该根据岩层新老关系来确定一个褶皱是背斜还是向斜,而不能单凭地表形态来判断。 向斜是良好的储水构造。石油、天然气、地下水三者比较,天然气的密度最小,石油次之,水的密度最大,且向斜的岩层向下弯曲,即储水。 (二)背斜 褶皱构造中褶曲的基本形态之一,与“向斜”相对。背斜外形上一般是向上突出的弯曲。岩层自中心向外倾斜,核部是老岩层,两翼是新岩层(这一点是其与向斜的根本区别)。由于背斜岩层向上拱起,且油、气的密度比水小,所以背斜常是良好的储油、气构造。背斜构造是油气勘探的主要对象,正确识别和分析各种类型的背斜构造是地震构造解释的重点工作。 背斜顶部受张力作用,岩性脆弱,易被侵蚀,在外力作用下形成谷地。 向斜与背斜的情况相反,底部岩性坚硬,不易侵蚀,易接受沉积。 背斜在外力作用下反而成谷,向斜在外力作用下反而成山,这种情况称为“地形倒置”,是外力作用的典型体现。(三)同沉积背斜与油气的关系。同沉积背斜是在沉积盆地普遍下降的背景上,与沉积作用同时,边沉积基底边隆起而形成的背斜构造。同沉积背斜的岩性特征是在翼部为较深水相,向顶部变为较浅水相,甚至停止沉积或遭受剥蚀成为陆相。由于它是在漫长的地质历史中与沉积作用同时形成的背斜,这就决定了在它成长发育的某一阶段,正好是生油层沉积并转变成油气和油气运移的时期。同沉积背斜比其它相邻的背斜在含油气远景评价上要优越得多。三、断层分析断层是指岩石的破裂面,在破裂面两侧的岩体有相对的运动。断层大小不等,大的断层可以纵贯整个岩石圈,水平则可绵延几千公里。几乎所有陆相含油气盆地边界均为深大断裂,其形成演化受深大断裂控制。(一)断层模型1水平地层中的断层直立断层 正断层上盘沿断层面请斜线相对下降的断层。逆断层上盘沿断层面请斜线相对上升的断层。2倾斜地层中的断层。正向断层 反向断层 屋脊断层 反屋脊断层 (二)断层在地震剖面上的标志1反射波发生错断:断层两侧同相轴发生错断。2反射同相轴数目突然增加、减少或消失。 3反射波同相轴形状突变,反射零乱并出现空白反射;4反射波同相轴发生分叉、合并、扭曲和强相位与强振幅转换等,一般是小断层的反映;5异常波的出现:断面波、绕射波等特殊波的出现。(三)几种典型断层和断裂的解释1张性断裂系:在张性应力为主的各类盆地中,地震剖面上常见的断层相互切割关系,大体上有“”字形、“”字形、包心菜式和阶梯状断裂等。2同生断层:是一种张性环境下形成的同沉积断层。最主要特征之一便是边断边沉积,长期发育而成。同生断层的破裂面常为一个曲面,形状如座椅状,破裂面的倾角向深处变缓。 Inline1307断层反转构造样式主断层基底3微小断层:断层级别在四级以下,断距在10m左右的低序级断层。它在油田勘探开发后期挖潜具有极为重要的作用。 4逆冲断层系:主要与区域挤压应力作用有关,其表现特征主要有高角度的逆冲断层(与基底断块挤压有关)和低角度的逆掩断层两类(与基底和表层滑脱有关)。(四)断层存在的标志1地层的重复与缺失。断层造成的地层重复和缺失是通过野外横穿地层走向的剖面观察或钻孔剖面的分析发现的。它一般是走向正断层或逆断层造成的,但是平面上岩层沿倾向方向的重复和缺失也会由其他原因造成。2构造的不连续。主要表现为岩层、岩脉、矿层、褶曲轴线等方向上突然中断或错开,这是断层存在的直接标志。3断层面的构造特征。包括擦痕、破碎带及构造岩、断层的派生构造和其他标志。五、不整合分析(一)不整合的概念。上下两套不同时代地层之间出现过沉积间断或地层缺失的地层接触关系。地层不连续,古生物演化顺序也是不连续的,由此确定岩层的时代也是不连续的。地层剖面中的岩层是现存的地层部分,而不整合则是缺失的地层部分。按不整合面上下接触关系分为平行不整合和角度不整合。平行不整合和角度不整合是不整合的两种最基本情况。1平行不整合:主要受差异升降运动的影响,老地层呈水平状出露地表并长期遭受剥蚀,而后又整体下降接受新的沉积,因此,与老地层产状一致,其间存在剥蚀面。2角度不整合:主要受地壳运动的影响,使岩层发生倾斜或褶皱,经过风化剥蚀后再接受新的沉积,因此,老地层便以一定角度与新地层接触。下面是平行不整合与角度不整合在地质图上的对比:平行不整合 角度不整合3平行不整合在平面图和剖面图上都表现为上下两套地层界线的平行展布,产状也基本一致。而角度不整合在平面及剖面地质图上表现为上下两套地层呈现一定的截交。下面是平行不整合与角度不整合在剖面图上的对比:未偏移、显示绕射波偏移剖面绕射波消失(二)识别和鉴定不整合。1地层自然记录缺失的间隔证据,包括古生物自然记录的间断和地层自然记录的间断。2侵蚀的证据,包括构造不一致和地形不规则。3古陆表面的证据,包括风化面、古土壤、底砾岩溶解作用及其他岩石化学作用等。(三)几种典型的不整合1喀斯特风化壳(碳酸盐岩风化壳)2火成岩体(凝灰岩) 3安山岩 不整合的观察和研究,在理论上和生产实践上有重大意义。它是造山幕建立或构造旋回划分、岩石地层单位划分的重要依据。从两种不整合接触关系的形成过程看,不整合的存在与地壳运动有密切关系,它形成的时间即是地壳运动时代。不整合面有利于石油的运移和聚集成为储油构造。六、储集层分析油、气在地下是储集在岩石的孔隙、孔洞和裂隙之中的。凡是具有孔隙空间,能够储存油、气并允许油、气在其中流动的岩石,统称为储集岩。由储集岩构成的岩层称为储集层,也称为储油层或储层。储层的含油气潜力是由其物性决定的,储层必须有足够的孔隙,以构成石油的储存空间,而且孔隙必须充分连通,以便所有的石油能够通过岩层向圈闭流动。因此,评价储层的潜力主要依赖空隙度和渗透率两个参数,因为它们均受沉积物孔隙的几何形态和沉积后的成岩作用的影响。储层的非均质是普遍存在的,它们直接影响到油田开发效果。(一)按照储集层的岩性,可将其分为三大类:碎屑岩、碳酸盐岩和其它岩类,其中绝大多数油气储集在碎屑岩和碳酸盐岩中。1碎屑岩储集层。碎屑岩储集层主要包括各种砂岩、砾岩、粉砂岩等碎屑沉积岩。它们是世界油气田的主要储集层类型之一,也是我国目前最重要的储集层类型。影响碎屑岩储集层储集物性的主要因素包括:碎屑颗粒的成分、碎屑岩的结构、胶结物的性质及含量、成岩作用等。(1)河流砂岩体。河流砂岩体的最大特点是形态非常不规则。通常在剖面上显示出顶平底凸的透镜体特征。这种砂岩体由于受古河流水动力条件的影响,岩性变化大。缓流河床相能形成较好的储集层,浅滩相沉积多为中-细砂岩,分选好,物性好,是良好的储集层。(2)三角洲砂岩体。 三角洲砂岩体是河流在海(湖)盆地的入口处形成的沉积体系。 以济阳坳陷东营三角洲为例,在剖面上课划分为顶积层、前积层和底积层三部分,储油物性发育最好的部位是前缘相中的席状砂岩和顶积层中的河道砂岩。2碳酸盐岩储集层碳酸盐岩油气储层在世界油气分布中占有重要地位。碳酸盐岩储集层构成的油气田常常储量大、产量高,容易形成大型油气田。目前世界上所确认的7口日产量达到1万吨以上的油井,都是碳酸盐储集层。碳酸盐岩的储集空间,通常分为孔隙、溶洞和裂缝三类。据此可把碳酸盐岩储集层划分为孔隙型、溶蚀型、裂缝型以及复合型。与砂岩储集层相比,碳酸盐储集层储集空间类型多、次生变化大,具有更大的复杂性和多样性。碳酸盐岩储集层的类型:(1)孔隙型储集层 。一般多为粒屑碳酸盐岩,其特点是原生、次生的粒间、粒内、晶间、骨架等孔隙发育。 (2)溶蚀型储集层。主要发育在溶蚀孔隙发育的石灰岩地层里,常分布在不整合面或大断裂附近。(3)裂隙型储集层。主要是在致密、性脆、质纯的碳酸盐岩中发育,这些构造裂隙既是油、气储集空间,又是油、气运移通道。(5)复合型储集层。3其他类型储集层是指除碎屑岩和碳酸盐岩外的其他岩类储集层,如岩浆岩、变质岩、粘土岩等。这类储集层的岩石类型尽管很多,但目前在世界油气总储量中所占比例很小。七、盆地分析我国的盆地分为两类,一类是由挤压作用形成的盆地,分布于我国西部褶皱地区;第二类是由地壳拉张作用形成的盆地,分布于我国东部地区。油气藏都赋存于沉积盆地之中。沉积盆地是指那些在漫长的地质历史时期内,曾经不断下沉接受沉积的地区。通常从一个下降速率超过沉积物堆积速率的水进相开始,而以一个沉积物堆积速率超过下降速率的水退相结束,在漫长的地质历史中,地壳经历了多次构造变动,那些长期处于下沉阶段,接受了巨厚沉积物堆积的古代沉积盆地常常是油气生成、聚集的有利地区。具有工业价值的油气田的沉积盆地称为含油气盆地。油气的生成、运移和聚集通常是在含油气盆地范围内进行的。含油气盆地包括基底、周边和沉积盖层。其中,沉积盖层是含油气盆地的主体,油、气在其中生成,并且也主要在其中运移和聚集。(一) 含油气盆地必须具备三个基本条件1是一个沉积盆地;2在漫长的地质时期中,曾经不断沉降接受沉积,具备油气生成、运移和聚集的有利地质条件;3有工业性油气藏。(二) 在油气勘探中,常把含油气盆地作为一个整体看待,从其沉积发育史、构造发育史和水文地质条件出发,研究油气生成、运移和聚集地质条件,划分出油气聚集的有利区域。含油气盆地分类较多,主要有:1按槽台学说分类;2按板快活动性质分类;3以古生代槽台体制和中、新生代板块构造体制为基础进行分类。(三)油气聚集的主要控制因素1有利的盆地类型控制着大油气田的形成。大而有利的盆地类型与长期稳定下沉的大地构造环境,不仅能提供丰富的生油母质和多套生储盖组合,还由于巨大的沉积厚度保证生油层能够进入主要生油期。2主要生油凹陷内及其周缘的二级构造带控制盆地内主要油田分布。二级构造带上的不同构造有着共同的隆起背景和较好的运移及圈闭条件,控制着油气运移的主要方向。处于生油凹陷内部或边缘的二级构造带占据了聚集油气的有利地位,特别是其中面积大而形成早的圈闭尤为有利。3盆地内主要生储盖组合决定着剖面上油气藏的位置。主要生储盖组合具有有利的生储油条件,油源丰富,对油气藏的形成起着重要的作用,它决定着油气藏在剖面上的位置,我国许多大油田的主要油藏与凹陷主要生储盖组合的关系都显示了这个特征。八、小结石油是流体,与固体矿产相比,有其独特的生成和聚集规律。石油聚集的地方并不是生成的地方,石油在生成后,必须通过运移才能聚集在有利的圈闭中。勘探早期

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