准噶尔盆地陆梁隆起不整合面与油气运聚关系研究

准噶尔盆地陆梁隆起不整合面与油气运聚关系研究

不整合面与油气运聚的关系非整合部分是将新层和旧层分离的界面。这是沉积盆地中常见的地质现象，代表着区域积累、扰动和剥离事件。由于风化侵蚀，上下层溶解合并，形成高海拔间隙和渗透性的古代风化壳、古溶解带和过滤带，有利于油气的横向运移。不整合面的分布具有区域性、稳定性的特点,它能够横向连接相互独立的砂体构成有效的运聚通道,时间上存在相对稳定性,所以它是油气长距离侧向运移的重要通道。前人对不整合面与油气运聚的关系进行了很多研究。本文以准噶尔盆地陆梁地区为研究对象,探讨该区不整合面与油气运聚关系。1构造运动的构造发育陆梁隆起是准噶尔盆地的一个二级构造单元,区域构造上属于克拉美丽隆起带的西延倾没部分,发育多个凹陷与凸起,根据古生界的凹隆格局,陆梁隆起西段划分为三个泉凸起、夏盐鼻凸、基南凹陷、基东鼻凸、石南凹陷、石西—石南断凸、陆南凸起等二级构造单元(图1)。陆梁隆起构造特征受三期大的构造运动所控制。二叠纪晚海西运动使本区发生不均衡抬升,形成早、晚二叠世之间的局部不整合面,主要形成于斜坡地带,如二叠系乌尔禾组底部、夏子街组底部和风城组底部不整合面等。二叠纪末原来隆坳错落的格局已基本填平,自三叠纪沉积开始进入了一个统一体制下的坳陷发育时期。三叠纪初,盆地整体抬升遭受剥蚀,随后进入了整体沉积—抬升的振荡发展阶段。此时期准噶尔盆地已成为统一的浅水湖盆,且由于周缘山系的夷平而处于泛盆地沉积阶段。三叠纪末的构造运动和侏罗纪中晚期的燕山两幕运动及白垩纪末的准噶尔运动使盆地频繁抬升,振荡运动极为显著。三叠纪末,盆地发生整体抬升,形成了三叠系和侏罗系之间的区域性不整合面。此后进入燕山构造层的发育和演化。燕山运动在该区有三次大的构造运动(相当于燕山Ⅰ—Ⅲ幕),相应产生三个区域性不整合面:中侏罗统头屯河组与下伏地层之间的不整合面、白垩系底界与侏罗系之间的区域性不整合面、下第三系底界与白垩系之间的不整合面。2断褶不整合面—不整合面类型根据不整合面的成因机制和地震反射终止方式、不整合面(以下简称不整合)发育的构造部位及剖面形态,研究区的不整合面有5种类型(表1),各种类型的不整合面对油气运聚的作用也不相同。研究区内,褶皱不整合面是较早形成的不整合面,由于早期沉积的地层在后期构造抬升过程中发生褶皱变形,遭受剥蚀后再接受沉积而形成的一类不整合,不整合面反射能量强,反射波连续性较好,在地震剖面上显示出完整的背斜形态或褶皱一翼,两侧地层同相轴具对称削截或尖灭现象。其侧向紧邻生油坳陷,油气运移通道直接指向隆起区,古褶皱隆起遭受风化剥蚀,形成风化壳,经后期改造,裂缝、溶蚀孔、洞、缝发育,孔渗性好,具有好—较好的储集条件,容易形成古潜山圈闭(如夏盐2井石炭系),对油气的运聚非常有利。该类不整合面比较有利于晚期形成次生油气藏。由于断层上盘逆冲或旋转而造成地层弯曲隆升或掀斜,致使地层剥蚀后再接受沉积形成断褶不整合面。不整合面起伏不平,界面反射波呈眉毛状,能量较强但不连续,有时界面之下往往发育众多绕射波,界面附近地层存在削截、上超或披覆现象,上盘逆冲弯曲遭受削截,下盘地层受断层控制。虽离烃源岩较远,却是油气长期运移的指向区。与断褶不整合面有关的圈闭类型多、规模大,具备良好的聚集条件,是与油气运聚关系最为密切的一类不整合面,研究区内的许多油藏属于这种断褶成藏模式,如陆9井、石南10井等。由于断层的活动性,其保存条件较为有限,若断层晚期活动,则对早期形成的圈闭起到破坏作用,若断层直接断开地层圈闭,对晚期形成的圈闭也有影响。早期地层在抬升过程中形成单斜形态,风化作用使翘起端遭受剥蚀,后期再次接受沉积而形成的一类不整合面即削截不整合面。在地震剖面上,近似单倾形态,界面反射清楚连续,界面上下地层同相轴也呈明显角度相交。它是古斜坡边抬升遭受剥蚀边接受沉积而形成。由于紧临生油凹陷,其上发育水进砂体,原生、次生孔隙发育,孔、渗性高,具良好的储集条件。不整合面空间相交构成空间网络,增加了油气运移的速度和质量。它既是油气运移的较好通道,也可以在封堵性质好的不整合面之下形成地层油气藏。由于海平面上升,后期地层沿古斜坡上超沉积形成了超覆不整合面,与削截不整合面相似,区别在于其界面反射波与下伏地层反射波近于平行,而不是呈角度相交,界面之下的反射面逐层向斜坡上端超覆尖灭。通常发育于坡度较缓的斜坡区,如石南12井、陆8井区,可形成地层油气藏,如夏盐2井。平行不整合面(假整合)指因地壳垂直上升引起的海退使下伏地层遭受剥蚀,再因地壳下降接受新的沉积而形成的。地震剖面上的特征是:界面反射能量较弱,界面上下反射波与界面反射波平行,不整合上下地层产状相同。该类不整合面分布广泛,但与油气运聚关系较差,离烃源岩较远,不整合面之间的地层又非常薄,不利于油气成藏。3断褶不整合面为断褶不整合面,仅向表面展布的表现为双陆梁隆起的不整合面在不同地区、不同层系都存在着很大的差异性,各不整合面的类型、规模及剖面结构特征是不一样的。从剖面上看,早期二叠系在较陡的斜坡出现削截不整合面,较缓的斜坡区出现超覆不整合面,而在隆起区出现褶皱不整合面。在部分地区三叠系出现超覆不整合面,在侏罗系、白垩系基本上为平行不整合面,部分平行不整合面呈褶皱不整合面形式,或平行不整合面与断层相接,构成断褶不整合面形式。从平面上看,在研究区西斜坡坡度较陡,多发育削截不整合面;向东到了陆8—夏盐3井区,不整合面角度变缓,呈现超覆不整合面形式;再向东逐渐变为平行不整合面,基东凸起、陆9井区为断褶不整合面发育区(图2)。同一类型不整合面的分布在研究区具有继承性,这是由于早期构造运动作用时间较长,后期构造运动对早期形成的构造面貌进行了不同程度的改造而形成的,剖面上表现为两期乃至多期不整合面的重置,平面上表现为同一地区多个不整合面的类型相同,其平面展布形态大致吻合。在西斜坡区,不整合面类型的继承性很明显,玛东2、玛201井区二叠系乌尔禾组、夏子街组、佳木河组底不整合面具有明显的继承性。同时,区内多期构造运动导致不同时期相同的不整合类型在平面上发生有成因联系的规律性变化,构成了不整合面的迁移性特征。如在西斜坡区,由于古构造运动、沉积边界的演化迁移的影响,二叠系不整合面尖灭线明显地向东迁移。4聚地位及不整合面分布格局的演化在陆梁隆起,侏罗系油藏及近来发现的白垩系呼图壁河组油藏都主要分布于断褶带内,二叠系油藏基本分布于玛东及夏盐斜坡地带,石炭系油藏则发育于基岩形成的古潜山,而侏罗系头屯河组地层油气藏部分分布于平行不整合面内。这种油气的分布方式并不是偶然的,它与不整合类型分布的差异性有很大关系。由于不同类型不整合面对油气运聚的作用不同及其分布的差异性,才造成了这种分布格局。三叠纪末生成的油气在距离生油凹陷最近的石炭系古潜山褶皱不整合面下成藏,沿着油气运移的路径,油气到达二叠系、三叠系后,削截不整合面、超覆不整合面对油气的继续运移起了主要作用,油气到达石南区进入侏罗系后,则主要是依靠断褶不整合面到达白垩系,然后沿着白垩系底部平行不整合面向西或向东运移。不整合面的继承性是多期构造运动改造的结果,受其影响地层经历风化剥蚀,圈闭及油气藏经历形成和破坏的循环式演化,油气会发生重新聚集和分布,不整合面的叠置也增加了油气的运移聚集强度。研究区内,海西期和燕山期都发生多次构造运动,受其影响不整合面也发生多次改造、叠置和演化,从而使油气的分布存在多次演化过程。不整合面类型的迁移性对油气的分布及后期的再分配有着影响作用,它是由于湖盆的水进或水退作用而产生的。在玛东斜坡区,发生多次湖侵,三叠系底部为典型的最大湖泛面,发育几十米至上百米厚的大套泥岩,该套泥岩对油气的垂向散失起着很好的遮挡作用,油气在其下发育的水进砂体内能有效侧向运移。5侏罗系底不整合面输导体系不同地区不整合面与断裂、连通砂体等构成不同的输导模式。玛东斜坡区油气藏为古生古储型,油气沿着二叠系内部各不整合面、乌尔禾组砂层及基岩向古隆起运移,分别在石炭系、二叠系形成古潜山油气藏、地层油气藏;不整合面仍然是油气从盆1井西凹陷运移到石南油田的良好通道,石炭系和二叠系以及二叠系内部的不整合面在没有油源断层的地区尤为重要,斜坡区二叠系烃源岩生成的油气沿不整合面运移(在夏盐1井三叠系底见到过路沥青,并见少量油),当运移至石南油田后,遇燕山期形成的张性断裂后再垂向运移进入侏罗系储层;在陆9井区油气通过侏罗系正断层进行垂向运移,通过白垩系底不整合面的连接到达白垩系,再通过清水河组的大套砂砾岩体及白垩系内部的张性正断层继续向上运移,形成油气藏。研究区内不整合面和断裂、砂体共同构成一个空间输导网络,对油气的运移起到了快速输导作用。图4为一西南—东北方向白垩系底不整合面输导体系解剖图,可以看出,油气一方面可以直接通过切割侏罗系与白垩系的断裂向上运移;另一方面油气通过断裂向上运移到达白垩系底不整合面后,一部分油气可以沿着该不整合面下的淋滤带横向运移,在封闭好的地方成藏,另一部分再通过该不整合面上的清水河组大套砂砾岩体或其中张性正断层向上