本發(fā)明專(zhuān)利屬于石油勘探行業(yè)石油地質(zhì)領(lǐng)域,特別涉及一種基于斷-隆聯(lián)動(dòng)的含油氣盆地構(gòu)造分析方法。
背景技術(shù):
含油氣盆地構(gòu)造分析是石油與天然氣地質(zhì)勘探中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,是評(píng)估勘探對(duì)象油氣資源潛力和指導(dǎo)油氣勘探實(shí)踐重要基礎(chǔ)和前提。
現(xiàn)有含油氣盆地構(gòu)造分析通常以板塊構(gòu)造理論為指導(dǎo),強(qiáng)調(diào)地殼的水平變動(dòng),認(rèn)為盆地和隆起的形成是板塊運(yùn)動(dòng)和相互間作用的結(jié)果,而往往忽視了地殼的垂向運(yùn)動(dòng)對(duì)成盆成山的貢獻(xiàn)或作用。與之相應(yīng)的,在沉積盆地成藏條件和勘探潛力方面,地殼的垂向隆升或差異沉降之于成藏的意義或作用也常被忽視。
然而,斷裂和隆起之間的時(shí)空協(xié)同演化,不僅造成了渤海海域整體的盆嶺格局和構(gòu)造分帶性,導(dǎo)致了沉積遷移性和成藏復(fù)雜性,更重要的是它還造成了各凹陷在結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征、沉積演化、油氣資源潛力的獨(dú)特性,從而聯(lián)合控制盆地演化過(guò)程中的構(gòu)造變動(dòng)、沉降帶變化、沉積中心遷移及油氣運(yùn)移聚集。因此厘清斷裂和隆起之間構(gòu)造聯(lián)動(dòng)成因機(jī)制。搭建斷裂、隆起、凹陷一體化之間的橋梁,對(duì)于指出斷裂隆起復(fù)合發(fā)育區(qū)的油氣成藏規(guī)律有著非常重要的意義,特別對(duì)于隆起作用強(qiáng)烈的邊緣凹陷綜合地質(zhì)條件研究與油氣資源評(píng)價(jià),更是有著不可忽視的重要作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供一種基于斷-隆聯(lián)動(dòng)含油氣盆地分析方法,解決現(xiàn)有技術(shù)中含油氣盆地構(gòu)造分析忽視地殼的垂向運(yùn)動(dòng)對(duì)成盆成山的貢獻(xiàn)或作用,對(duì)于探索該盆地油氣聚集規(guī)律和勘探潛力不客觀全面的問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于斷-隆聯(lián)控的含油氣盆地分析方法,包括如下步驟:
(1)斷裂-隆起二元控盆作用分析
在實(shí)施前期,依托研究區(qū)重、磁、電地球物理資料和已有的二維或三維地震資料,從宏觀上把握盆地或坳陷內(nèi)斷裂、隆起、凹陷的展布特征,進(jìn)行次級(jí)構(gòu)造單元的劃分,厘清凹陷的結(jié)構(gòu)形態(tài)和充填方式;在此基礎(chǔ)之上,選取若干條垂直構(gòu)造走向的主干剖面,采取平衡剖面技術(shù),對(duì)盆地或坳陷的構(gòu)造演化史進(jìn)行分析;同時(shí),采取地震地層趨勢(shì)法、有機(jī)質(zhì)成熟度法、聲波時(shí)差法多種手段相結(jié)合的方法,對(duì)各個(gè)構(gòu)造時(shí)期地層的隆升剝蝕量進(jìn)行計(jì)算,對(duì)各個(gè)時(shí)期盆地的原型進(jìn)行逐次恢復(fù),建立斷-隆聯(lián)動(dòng)體制下盆地或坳陷的構(gòu)造演化模式;
(2)資源潛力評(píng)價(jià)與成藏條件分析
構(gòu)造演化控制著凹陷結(jié)構(gòu)形態(tài)、沉積充填模式以及沉積相帶的展布,進(jìn)而主導(dǎo)了烴源巖發(fā)育分布、生排烴過(guò)程,決定著凹陷的資源潛力;在原型盆地恢復(fù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)烴源巖有機(jī)地球化學(xué)特征分析和三維盆地模擬,獲取資源量計(jì)算的生烴體積、平均生烴潛力、巖石密度相關(guān)參數(shù),最終按照成因法、類(lèi)比法或統(tǒng)計(jì)法來(lái)確定凹陷的資源潛力;
(3)成藏主控因素分析與有利區(qū)帶優(yōu)選
在斷-隆聯(lián)動(dòng)機(jī)制主導(dǎo)的盆地或坳陷時(shí)空構(gòu)造格局演化背景之下,對(duì)研究區(qū)各成藏要素及其配置關(guān)系進(jìn)行分析,評(píng)價(jià)該區(qū)的成藏條件,確定該區(qū)的成藏主控因素;在此基礎(chǔ)上,優(yōu)選研究區(qū)有利構(gòu)造區(qū)帶,為下步勘探指明方向。
所述步驟(1)建立斷-隆聯(lián)動(dòng)體制下盆地或坳陷的構(gòu)造演化模式包括斷隆型、褶隆型、斷褶復(fù)合型、隆斷型四種構(gòu)造模式(圖2)。
(1)斷隆型
在水平張扭核心力源控制下,大規(guī)模強(qiáng)烈斷陷,塊斷作用強(qiáng)烈,斷裂活動(dòng)以大幅度垂直運(yùn)動(dòng)為主,兼具一定水平走滑分量。正斷層強(qiáng)烈分割的塊體垂直差異運(yùn)動(dòng)、走滑分量造成斷塊間的滑移旋轉(zhuǎn)翹起、沉積充填下的重力均衡作用造成塊體之間的差異升降等造成了近斷裂端的持續(xù)活動(dòng)斷陷控制沉積沉降,遠(yuǎn)離斷裂端的持續(xù)抬升翹起剝蝕。此種斷隆聯(lián)動(dòng)模式主要由斷裂伸展強(qiáng)度控制,斷裂的垂向、水平運(yùn)動(dòng)分量為構(gòu)造誘導(dǎo),遠(yuǎn)端翹起隆升為被動(dòng)構(gòu)造響應(yīng)。此類(lèi)斷裂為因,隆起為果的斷隆型聯(lián)動(dòng)在渤海海域以沙南凹陷的沙中隆起帶最為典型。
(2)褶隆型
在水平壓性或壓扭性核心力源控制下,大規(guī)模褶皺逆沖,褶皺隆升作用強(qiáng)烈。擠壓沖斷越強(qiáng)烈,隆升幅度越大,隆起的規(guī)模大小則與不同動(dòng)力學(xué)機(jī)制下得逆沖斷裂作用方式密切相關(guān),主要可分為兩種類(lèi)型,一是遠(yuǎn)力源低角度逆沖背景下形成的寬緩低幅褶皺隆起,規(guī)模大穩(wěn)定性強(qiáng),難受后期構(gòu)造誘導(dǎo)影響;二是近力源高角度逆沖背景下形成的沖斷型褶皺隆起,規(guī)模小,基底分割破碎穩(wěn)定性差,容易受后期構(gòu)造誘導(dǎo)產(chǎn)生基底活化、斷塊差異升降運(yùn)動(dòng)。以上兩種類(lèi)型的褶皺隆起都與逆沖斷裂密切相關(guān),逆沖斷裂的發(fā)育演化與褶皺隆升的演化協(xié)同進(jìn)行。此類(lèi)逆沖為因,褶皺隆升響應(yīng)的褶隆型聯(lián)動(dòng)在渤海海域以沙壘田凸起、遼西凸起帶最為典型。
(3)斷褶復(fù)合型(反轉(zhuǎn)型)
在渤海多期構(gòu)造疊加,多動(dòng)力源的背景下,往往會(huì)形成由斷裂構(gòu)造誘導(dǎo)和基底活化隆起聯(lián)合主導(dǎo)的斷褶復(fù)合型聯(lián)動(dòng)。多表現(xiàn)為整體伸展背景下的局部擠壓,或是受到其他構(gòu)造誘導(dǎo), 導(dǎo)致熱型基底活化隆升,斷裂也同時(shí)反轉(zhuǎn),達(dá)到一種動(dòng)態(tài)調(diào)整再平衡過(guò)程。特別是在渤海新生代以來(lái)左旋走滑向右旋走滑轉(zhuǎn)變過(guò)程中,局部應(yīng)力場(chǎng)大變革大調(diào)整下的構(gòu)造誘導(dǎo),從而形成此類(lèi)斷褶復(fù)合型隆起,在渤海海域以渤東低凸起和遼東凸起最為典型。
(4)隆斷型
在板塊俯沖消減地幔垂直隆升的背景下,基底具有一定的垂向內(nèi)生力源,在深部物質(zhì)運(yùn)動(dòng)與淺層物質(zhì)的雙重?cái)M合誘導(dǎo)下,造成基底的大規(guī)模垂向運(yùn)動(dòng)。據(jù)地殼測(cè)深-重力綜合解釋剖面,渤海海域上地幔頂部隆起范圍直徑可達(dá)300公里,高度可達(dá)8公里,隆起幅度很大,使上地殼產(chǎn)生極大的拉張量,導(dǎo)致大規(guī)模張性斷裂系統(tǒng)的發(fā)生和發(fā)展。隆升規(guī)模決定了斷裂性質(zhì),隆升期次主導(dǎo)斷裂演化,隆起提供持續(xù)力源,應(yīng)力不斷向斷裂帶匯聚,斷裂成為長(zhǎng)期應(yīng)力卸載通道。斷裂的負(fù)向沉降與隆起的正向隆升達(dá)到間歇性構(gòu)造平衡演化。由于隆起自身具有的的垂向內(nèi)生力源,隆升時(shí)間長(zhǎng)、規(guī)模大、幅度強(qiáng),對(duì)盆地或凹陷改造強(qiáng)烈,導(dǎo)致邊界遷移不定。此類(lèi)隆起為因,斷裂響應(yīng)的隆-斷型聯(lián)動(dòng)在渤海海域以膠遼隆起、燕山褶皺帶隆起最為典型。
本發(fā)明的有益效果是:在成盆成凹機(jī)制方面,充分重視過(guò)去通常被忽略的內(nèi)生動(dòng)力源(主要是地幔熱隆起或地殼差異沉降)造成的局部隆升或沉降,創(chuàng)新性地提出了斷裂和隆起聯(lián)合控制地殼內(nèi)盆嶺構(gòu)造格局;在成藏物質(zhì)基礎(chǔ)方面,斷-隆聯(lián)合控制的盆嶺構(gòu)造格局及其時(shí)空演化的全新理念,有力地指導(dǎo)了關(guān)于烴源巖的發(fā)育及展布、埋藏與熱演化,沉積相特征及儲(chǔ)層類(lèi)型與分布,圈閉的形成和演化,油氣運(yùn)移與聚集,油氣藏的改造與破壞等成藏條件的深入認(rèn)識(shí);斷隆復(fù)合體系下古構(gòu)造系統(tǒng)重建和現(xiàn)今構(gòu)造體系的精細(xì)研究,區(qū)別于單一斷裂為主的成藏作用和成藏理論,更加有效指導(dǎo)凹陷資源潛力評(píng)價(jià)。
基于斷-隆聯(lián)動(dòng)的含油氣盆地構(gòu)造分析新思路及其方法體系要點(diǎn)主要有三點(diǎn):1、突破單一斷裂系統(tǒng)研究,建立斷裂與隆起的復(fù)合協(xié)同演化成因機(jī)制;2、渤海海域?yàn)闃?gòu)造復(fù)合疊加和多期構(gòu)造變動(dòng)典型區(qū)域,斷裂-隆起復(fù)合演化及其模式建立將為斷裂隆起復(fù)合發(fā)育區(qū)凹陷的成因機(jī)制和動(dòng)力學(xué)演化帶來(lái)全新認(rèn)識(shí);3、斷隆復(fù)合體系下古構(gòu)造系統(tǒng)重建和現(xiàn)今構(gòu)造體系的精細(xì)研究,區(qū)別于單一斷裂為主的成藏作用和成藏理論,更加有效指導(dǎo)凹陷資源潛力評(píng)價(jià)。
肯定了內(nèi)生動(dòng)力源對(duì)于成藏物質(zhì)基礎(chǔ)的形成與分布的控制作用,創(chuàng)新性地提出斷-隆聯(lián)控的油氣聚集原理。其核心認(rèn)識(shí)為:斷裂和隆起聯(lián)合主導(dǎo)的構(gòu)造格局,決定了盆地或凹陷的結(jié)構(gòu)形態(tài),進(jìn)而控制了其沉積充填模式,進(jìn)而決定了盆地或凹陷內(nèi)各個(gè)成藏地質(zhì)要素的配置。
通過(guò)本發(fā)明基于斷隆聯(lián)控的含油氣盆地分析新思路及其方法體系,從水平和垂向地殼變動(dòng)兩大不同力源機(jī)制,及由其所衍生的斷裂與隆升兩種主要構(gòu)造表現(xiàn)形式來(lái)認(rèn)識(shí)沉積盆地的 形成和演化,以及其對(duì)盆地的構(gòu)造造格局、分區(qū)分帶特征、沉積沉降遷移的控制作用,進(jìn)而探索該盆地油氣聚集規(guī)律和勘探潛力,具有全面、客觀、合理等優(yōu)點(diǎn),在沉積盆地油氣勘探前期或是無(wú)井或少井的邊緣凹陷等勘探程度較低的地區(qū)具有較高的應(yīng)用價(jià)值和良好的勘探成效,值得推廣應(yīng)用。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明研究思路流程圖;
圖2斷-隆聯(lián)動(dòng)的表現(xiàn)形式及其成因機(jī)制;其中,a-斷隆型;b-褶隆型;c-斷隆復(fù)合型;d-隆斷型;
圖3斷-隆聯(lián)動(dòng)機(jī)制下的廟西凹陷演化過(guò)程模式圖;
圖4廟西中南洼原型盆地恢復(fù);其中,a-孔店期盆地原型;b-沙四期盆地原型;c-沙三期盆地原型;d-東營(yíng)期盆地原型;
圖5廟西凹陷南洼T5地震反射層等t0圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
針對(duì)傳統(tǒng)含油氣盆地分析方法的缺陷或不足,本發(fā)明在肯定斷裂控盆控藏作用的基礎(chǔ)上,強(qiáng)調(diào)隆升作用對(duì)盆地形成和油氣聚集等的貢獻(xiàn)和作用,提出斷-隆聯(lián)控的二元控盆控藏理念(圖1)。進(jìn)一步豐富、完善了含油氣盆地分析的思路和方法,使得對(duì)于盆地形成機(jī)制和油氣成藏模式的認(rèn)識(shí)更加全面、客觀、合理,在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果。
基于斷-隆聯(lián)動(dòng)的含油氣盆地分析方法,在廟西凹陷綜合地質(zhì)分析及資源潛力評(píng)價(jià)中取得了良好的效果。
廟西凹陷作為緊鄰膠遼隆起的邊緣凹陷,屬于典型的邊緣冷區(qū),勘探程度低、研究投入低,勘探期望低。同時(shí)作為邊緣凹陷改造強(qiáng)烈,歷經(jīng)多期隆升改造,地層剝蝕強(qiáng)烈,斷裂系統(tǒng)極其復(fù)雜,凹陷內(nèi)部構(gòu)造記錄難以辨認(rèn),因此研究難度極高?!叭鸵桓摺钡目陀^現(xiàn)狀,加之對(duì)多期隆升成盆作用的主觀忽視,使得采用傳統(tǒng)的水平方向拉張伸展與剪切扭動(dòng)復(fù)合的一元盆地分析思路及方法難以正確認(rèn)識(shí)廟西凹陷結(jié)構(gòu)構(gòu)造演化特征,進(jìn)而制約著對(duì)于廟西凹陷資源潛力的準(zhǔn)確計(jì)算。有鑒于此,本次研究采取了基于斷-隆聯(lián)動(dòng)的含油氣盆地構(gòu)造分析新思路及其方法體系,具體實(shí)施步驟如下。
1、斷裂-隆起二元控盆作用分析
廟西凹陷作為一個(gè)斷裂隆起復(fù)合發(fā)育的邊緣凹陷,地質(zhì)條件極其復(fù)雜,宏觀構(gòu)造演化不清,斷裂系統(tǒng)與隆起系統(tǒng)協(xié)同演化響應(yīng)復(fù)雜,在斷隆聯(lián)動(dòng)成因機(jī)制指導(dǎo)下,正確梳理斷裂系統(tǒng)和隆起系統(tǒng)兩套構(gòu)造要素的關(guān)系就顯得極為關(guān)鍵。
(1)斷裂系統(tǒng)特征
廟西凹陷位于NNE向郯廬斷裂和NW向張家口-蓬萊斷裂的斷裂交接帶,受兩組斷裂雙重影響。廟西凹陷內(nèi)斷裂體系最大的特征就是郯廬走滑斷裂東支穿過(guò)凹陷,因此廟西凹陷內(nèi)發(fā)育受走滑和伸展聯(lián)合控制作用的斷裂系統(tǒng)。
從廟西凹陷斷裂體系平面展布特征來(lái)看,廟西凹陷內(nèi)主要發(fā)育NW向、NE向、NNE向三組深大伸展斷裂,這幾組斷裂控制了古近紀(jì)凹陷的結(jié)構(gòu)和沉積充填。NNE向斷裂主要以郯廬走滑斷裂為代表,發(fā)育在廟西凹陷的西部,屬于郯廬斷裂海域段的東支,總體上由兩條并行的主干走滑斷裂構(gòu)成。NW向斷裂主要發(fā)育在凹陷中南洼,形成時(shí)間早,主要控制了孔店組-沙三段沉積,沙三段沉積之后基本停止活動(dòng)。NE、NNE向斷裂為持續(xù)活動(dòng)的深大斷裂,控制了整個(gè)古近系的洼陷結(jié)構(gòu)和沉積充填,但從不同洼陷古近系地層的分布情況和控洼斷裂的斷距變化情況看,同一走向的斷裂在凹陷不同部位的主要活動(dòng)期存在差異,總體上存在由南向北、由東向西逐步遷移的趨勢(shì)。
從斷裂成因機(jī)制來(lái)看,以廟西北凸起和廟西南凸起東南側(cè)邊界主干斷裂主要與古近系早期,郯廬走滑斷裂由左旋到右旋極性轉(zhuǎn)變背景下伴生的NE向張扭性斷裂相關(guān)。不同的是,廟西北凸起東南側(cè)邊界主干斷裂為新生性斷裂,而廟西南凸起東南側(cè)邊界為NE向—近EW向,對(duì)古基底斷裂具有一定的繼承性,但都與后期郯廬右旋走滑剪切機(jī)制相關(guān),因此可以認(rèn)為控制廟西南北凸起的NE向邊界主干斷裂均為右旋背景下伴生的張扭性斷裂。
NW向斷裂主要分布于廟西中南洼,為一組隱伏性斷裂,對(duì)孔店組到沙三段地層沉積都具有良好的控制作用??赡芘c早期郯廬左旋背景和古地貌背景下形成的NW向古斷裂后期活化作用相關(guān)。
NNE向郯廬走滑斷裂為持續(xù)長(zhǎng)期強(qiáng)烈活動(dòng)的深大斷裂,從走滑帶內(nèi)及其兩側(cè)地層發(fā)育多變,差異極大,郯廬斷裂帶對(duì)廟西凹陷古近紀(jì)凹陷結(jié)構(gòu)及沉積充填的控制作用不明顯,但晚期的右旋走滑運(yùn)動(dòng)對(duì)古近系洼陷結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)烈的改造作用。
(2)隆升特征與剝蝕量計(jì)算
膠遼隆起作為盆山體系的一級(jí)構(gòu)造單元,從某種程度上講,其與渤海灣盆地的盆山耦合效應(yīng)影響著整個(gè)盆地的發(fā)育演化。膠遼隆起為長(zhǎng)期隆升區(qū),蓋層沉積缺失,構(gòu)造線方向主要為北東或北北東向。緊鄰廟西凹陷的魯西隆起和魯東隆起自新生代以來(lái)均經(jīng)歷了不同期次的多期不均一抬升,且與相鄰凹陷的構(gòu)造演化、沉積遷移表現(xiàn)出良好的一致性,在凹陷內(nèi)部形成多期高角度不整合面,反映了多期抬升剝蝕作用。
為了恢復(fù)沉積盆地的原始結(jié)構(gòu)形態(tài)和地層展布,我們采用了平衡剖面技術(shù)對(duì)該區(qū)隆升的期次、時(shí)間、范圍等進(jìn)行了分析。同時(shí),采取地震地層趨勢(shì)法、聲波時(shí)差法、殘余有機(jī)質(zhì)成 熟度法、相鄰地層厚度比值法等多種手段相結(jié)合的方法,對(duì)各期隆升所造成的地層剝蝕厚度進(jìn)行了推算,并在此基礎(chǔ)之上,進(jìn)行原型盆地的恢復(fù)(圖3)?;謴?fù)后的結(jié)果認(rèn)為現(xiàn)今分隔中、南兩洼的凸起部位剝蝕量較大,最大剝蝕厚度約1000m。恢復(fù)后的古湖盆遠(yuǎn)大于現(xiàn)今湖盆,面積約為現(xiàn)今兩洼面積的3倍。可見(jiàn)孔店期是一個(gè)穩(wěn)定沉降的廣闊湖盆,孔店晚期中部開(kāi)始隆升。其最大外推邊界位于現(xiàn)今湖盆的東部約25km。沙四段剝蝕厚度恢復(fù)結(jié)果顯示:現(xiàn)今湖盆邊界位置為“剝蝕脊”,中部凸起繼續(xù)隆升,但剝蝕高點(diǎn)開(kāi)始向南遷移,最大剝蝕量約550m?;謴?fù)后的古湖盆遠(yuǎn)大于現(xiàn)今湖盆,其最大外推邊界位于現(xiàn)今湖盆的東部約22km。沙三期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)繼承沙四期的特點(diǎn),中部持續(xù)隆升,但隆升強(qiáng)度較大,最大剝蝕量約1000m?;謴?fù)后的古湖盆遠(yuǎn)大于現(xiàn)今湖盆,其最大外推邊界位于現(xiàn)今湖盆的東部約18km。東營(yíng)期隆升高點(diǎn)向南遷移導(dǎo)致包括KL6-4構(gòu)造在內(nèi)的湖盆東南緣為本區(qū)的剝蝕高點(diǎn),剝蝕厚度最大,約750m。恢復(fù)后的古湖盆遠(yuǎn)大于現(xiàn)今湖盆,其最大外推邊界位于現(xiàn)今湖盆的東南緣約20km。研究進(jìn)一步證實(shí)了孔店沙四段地層可為成烴提供有利的地質(zhì)條件,雖中部經(jīng)歷后期隆升改造,但殘留的南洼成為沉積中心仍具有重要意義。
(3)斷-隆聯(lián)動(dòng)演化特征
從廟西凹陷各個(gè)洼陷的地層發(fā)育、厚度展布、沉積演化特征來(lái)看,廟西凹陷中南洼具有沙河街組厚、東營(yíng)組薄的特征;廟西北洼具有薄沙河街(主要指沙一二段)厚東營(yíng)組的特征,而且此種特征正是由于廟西凹陷不同時(shí)期宏觀構(gòu)造演化下的差異性所導(dǎo)致。
廟西北洼在沙二-沙一段期開(kāi)始發(fā)育,孔店組-沙三段時(shí)期廟西南北凸起為被郯廬斷裂帶分開(kāi)的與渤南低凸起一體的整體隆起帶,由于郯廬斷裂帶由左旋走滑向右旋走滑的極性反轉(zhuǎn),廟西北凸起東側(cè)邊界斷裂發(fā)育,廟西南北凸起開(kāi)始分割,發(fā)育較薄的沙二-沙一段地層,隨著郯廬右旋走滑的持續(xù)活動(dòng),廟西北凸起東側(cè)邊界斷裂強(qiáng)烈活動(dòng),進(jìn)入東營(yíng)組強(qiáng)烈裂陷期(32.8~24.6.3Ma),發(fā)育巨厚的東營(yíng)組沉積地層;此后整體進(jìn)入館陶組-明化鎮(zhèn)組裂后熱沉降坳陷階段。
廟西中南洼為古近系到新近系長(zhǎng)期繼承性發(fā)育凹陷,古近系凹陷發(fā)育,地層厚度大,但中洼與南洼又有所差別。具體來(lái)講,南洼古近系主要受早期NW向基底古斷裂控制的斷陷沉積,且與東側(cè)膠遼隆起多期隆升效應(yīng)明顯相關(guān)。據(jù)磷灰石石裂變徑跡定年,膠遼隆起在古近系至少經(jīng)歷了兩期大的隆升,東抬西沉持續(xù)演化,造成斷裂轉(zhuǎn)換控洼,形成一種“斷隆聯(lián)控,轉(zhuǎn)換控洼”背景下湖盆多期性擴(kuò)張和收縮的構(gòu)造演化模式。廟西中洼則受廟西南凸起古斷裂和古地貌控制,受斷裂聯(lián)合切割和古地貌雙控型洼陷。中洼受古斷裂和多期隆升影響較大,中洼受古地貌圍限和斷裂切割影響較大。渤海中南洼經(jīng)歷了孔店-沙四段沉積期的裂陷I幕 (56.5~42Ma),沙三段沉積期的裂陷II幕(42~38Ma),沙二段—東營(yíng)組時(shí)期,斷裂活動(dòng)變?nèi)?,沉積沉降中心開(kāi)始向北遷移。
綜合構(gòu)造演化特征來(lái)看,廟西凹陷中南洼為對(duì)古近系古地貌和古斷裂具有一定繼承性的長(zhǎng)期發(fā)育凹陷,在沙一二段到東營(yíng)期由于郯廬斷裂極性反轉(zhuǎn)在走滑斷裂帶內(nèi)形成一系列以PL25-6、PL25-8構(gòu)造為代表的反轉(zhuǎn)擠壓構(gòu)造圈閉,并這種多期隆升,擠壓轉(zhuǎn)換,引起斷裂幕式活動(dòng)引起沉積沉降中心向北擴(kuò)展遷移。
2、資源潛力評(píng)價(jià)
(1)烴源巖有機(jī)地化特征
廟西北洼PL14-6-1井和PL14-3-1井鉆井直接揭示了東營(yíng)組的東二下、東三段和沙一二段兩套烴源巖。廟西中南洼的鉆井直接揭示了東營(yíng)組、沙一二段和沙三段三套烴源巖,另外,從地層研究結(jié)果和與萊州灣凹陷、黃河口凹陷的類(lèi)比結(jié)果看,沙四段和孔店組也是廟西中南洼潛在的烴源巖。
從評(píng)價(jià)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類(lèi)型、有機(jī)質(zhì)成熟度三個(gè)指標(biāo)來(lái)看,廟西北洼、中南洼東營(yíng)組、沙一二段和沙三段烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高,生烴潛力大,大部分為好-很好烴源巖,部分樣品為中等烴源巖。
重點(diǎn)以廟西中南洼為例,根據(jù)烴源巖熱解參數(shù)氫指數(shù)(HI)和最大熱解峰溫(Tmax)對(duì)有機(jī)質(zhì)類(lèi)型進(jìn)行了分析,認(rèn)為東營(yíng)組有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以II2~I(xiàn)I 1型為主,少部分為I和III型,沙一二段有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以I~I(xiàn)I 1型為主,部分為II2型,沙三段有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以II2~I(xiàn)I 1型為主,少部分為I型。統(tǒng)計(jì)廟西中南洼周邊及附近已鉆井烴源巖的鏡質(zhì)體反射率,發(fā)現(xiàn)在縱向上,區(qū)內(nèi)大部分烴源巖鏡質(zhì)體反射率大部分處于未熟-低熟油階段,只有KL6-2-1井烴源巖鏡質(zhì)體反射率達(dá)到了成熟階段,整體上區(qū)內(nèi)烴源巖在1800m左右進(jìn)入到生烴門(mén)限。
利用三維盆地模擬軟件對(duì)研究區(qū)東三段、沙一二段、沙三段、沙四段和孔店組進(jìn)行熱演化模擬,在現(xiàn)今,區(qū)內(nèi)烴源巖整體偏低,沙四-孔店組烴源巖熱演化程度進(jìn)入到早期生油階段,南洼部分地區(qū)進(jìn)入到主要生油階段,沙三段烴源巖熱演化程度有所降低,全部處于早期生油階段,沙一二段烴源巖整體處于未成熟階段,在南洼達(dá)到早期生油階段,東三段烴源巖繼承了沙一二段烴源巖熱演化的特征,烴源巖熱演化程度更低,中洼全部處于未成熟階段,僅在南洼少部分地區(qū)達(dá)到早期生油階段。
(2)資源潛力分析
利用生烴體積法(有效體積*平均生烴潛力*巖石密度(2.68g/cm3)*體積系數(shù)),對(duì)廟西中南洼進(jìn)行生烴量和資源量計(jì)算。廟西中南洼烴源巖在1800m進(jìn)入生烴門(mén)限,根據(jù)渤南地區(qū) 和廟西地區(qū)鉆井VSP資料進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換,1800m對(duì)應(yīng)的時(shí)間約為1.5S。在地震剖面PBZ94和04MX105上確定1.5S生烴門(mén)限,結(jié)合廟西中南洼T5-T8地層厚度圖,確定有效烴源巖生烴面積,北洼烴源巖生烴面積為86.62km2,南洼為273.47km2。
為確定烴源巖體積系數(shù)和生烴潛力,根據(jù)本區(qū)鉆井和萊州灣鉆遇沙三、沙四和孔店組地層,統(tǒng)計(jì)各井烴源巖厚度和地層厚度,確定研究區(qū)內(nèi)烴源巖的體積系數(shù)為0.45。根據(jù)所鉆井烴源巖熱解實(shí)驗(yàn)結(jié)果,利用加權(quán)平均的方法,求取研究區(qū)內(nèi)生烴潛力為9.21mg/g。
對(duì)于箕狀斷陷凹陷,從凹陷邊緣到沉積沉積中心,其面積逐漸減小,因此本次采用棱臺(tái)和圓錐相結(jié)合的方式求取烴源巖有效體積。廟西中洼沙三段至孔店組最大厚度為1800m,分為4個(gè)棱臺(tái)和一個(gè)圓錐,棱臺(tái)的厚度分別為1500m,100m,100m和50m,圓錐的厚度為50m,在雙狐圖上分別求取每個(gè)棱臺(tái)的底面積和頂面積及圓錐的底面積,根據(jù)棱臺(tái)體積的計(jì)算公式(棱臺(tái)V=(S底+S頂+根號(hào)(S底×S頂)×H÷3)和圓錐的體積計(jì)算公式(圓錐體積=底面積×高÷3),求出棱臺(tái)的體積為117.98Km3和圓錐的體積0.2Km3。因此,廟西中洼烴源巖的有效體積為棱臺(tái)體積加上圓錐體積,即118.78Km3。同樣的方式,求取廟西南洼烴源巖的有效體積為344.28Km3。
利用生烴體積法,求出廟西中洼的生烴量為13.19×108t,廟西南洼的生烴量為38.24×108t。參考北京石油大學(xué)2009年的排烴效率(47%)和集聚系數(shù)(28%),計(jì)算出廟西中南洼的資源量合計(jì)為6.89×108t,說(shuō)明廟西中南洼具有很大的油氣勘探潛力。
3、有利構(gòu)造區(qū)帶優(yōu)選
(1)郯廬走滑帶
郯廬斷裂帶是一條油氣極為富集的巨型構(gòu)造帶,是中國(guó)最主要的石油產(chǎn)地。廟西段主要是萊州灣東支斷裂和廟西斷裂這幾條一級(jí)斷裂。構(gòu)造帶緊鄰廟西中南洼這兩個(gè)富生烴凹陷,也在油氣運(yùn)移的指向上,其成藏也與PL25-6相似,可能存在兩套成藏組合,但是主要以上組合為主。
以過(guò)廟西凹陷的剖面為例分析,館陶組沉積期,東部郯廬斷裂開(kāi)始發(fā)生走滑活動(dòng),剖面上可見(jiàn)萊州東支1號(hào)斷層和萊州東支2號(hào)斷層形成花狀構(gòu)造,萊州東支2號(hào)斷層具有明顯的扭壓特征,地層拱起造成館陶組頂薄翼厚,形成PL25-6構(gòu)造;西部斷層繼續(xù)小規(guī)模伸展活動(dòng),渤中坳陷此時(shí)為渤海盆地的沉降中心,沉積了巨厚的館陶組。明化鎮(zhèn)組沉積期—第四紀(jì),斷層持續(xù)走滑活動(dòng),PL25-6構(gòu)造頂部因地層拱張形成大量的正斷層。蓬萊19-3、蓬萊25-6、蓬萊25-9是郯廬走滑壓扭斷裂組合聯(lián)控模式下的一系列反轉(zhuǎn)構(gòu)造,具有相似的成因機(jī)制。蓬萊25-6面積:約20Km2。蓬萊19-3面積:約68Km2。蓬萊25-9面積:總93.7Km2,單個(gè)最大 21.3Km2,平均11.7Km2。所以PL25-9、PL25-3、PL25-5等均是郯廬走滑斷裂帶有利構(gòu)造。
(2)壓扭反轉(zhuǎn)帶
廟西中南洼洼內(nèi)的反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶有利于油氣的聚集,是富生烴凹陷廟西中南洼成熟烴源巖排烴后有利的油氣聚集區(qū)。PL14-3構(gòu)造就是一個(gè)翻轉(zhuǎn)構(gòu)造,目前PL14-3-1井已有良好的油氣發(fā)現(xiàn)。所以,現(xiàn)今的PL26-2反轉(zhuǎn)構(gòu)造也將是一個(gè)良好的油氣聚集區(qū)。蓬萊26-2構(gòu)造是在新近紀(jì)中晚期擠壓反轉(zhuǎn)形成,其油氣也可能聚集在新近紀(jì),也將是一個(gè)成藏以上組合為主的構(gòu)造。