下古生界圈闭类型

如题所述

第1个回答  2020-01-20

圈闭作为油气地质要素之一,历来是勘探和研究的重点对象。圈闭的研究涉及到圈闭形态、要素、成因、演变、类型、评价等诸多方面。圈闭分类呈现多样化特点,有的按形态分类,有的按成因分类。对经历了漫长历史的古老地层而言,确定一种行之有效的分类方案,能很好地指导勘探实践。

如前所述,四川盆地下古生界经历了漫长的地质历史过程,油气生成具多期性,圈闭的形成演化也具多期性。从油气和圈闭生成、演化两者相互配置关系考虑圈闭类型,将能更好地指导勘探。基于此推理,本书提出新的圈闭划分方案,即根据圈闭形成演化史,结合油气生成史进行综合分类,将四川盆地下古生界圈闭划分为持续演化型构造圈闭、早期背斜晚期单斜型地层圈闭、与不整合有关的圈闭、晚期褶皱型构造圈闭、晚期断(裂)-褶(皱)型构造圈闭。

一、持续褶皱型圈闭

该类圈闭在烃源岩未大量生烃前就已形成,后期构造运动中局部构造仍持续发展,构造形态基本不变或变化不大。这类构造最有利于油气聚集和保存,如高石梯-磨溪构造带。高石梯-安平店潜伏构造(震顶)处于加里东期乐山-龙女寺古隆起东端轴部,区内构造自震旦纪以来,受稳定基底块状隆起的控制,高石梯—安平店地区一直处于古隆起核部。

高石梯-安平店构造带的形成与演化过程如下。

(1)川中地区基底为新元古代中期澄江运动的产物

基底岩性由中酸性至基性变质岩、火山熔岩组成。在澄江运动之后,在稳定的褶皱隆起基底的背景下,接受了晚震旦世沉积,并在晚震旦世晚期与寒武纪早期抬升,遭受剥蚀及淡水淋滤作用。乐山—龙女寺地区以资阳地区剥蚀程度最高,在资1井已剥蚀至灯三段,川中高科1井、安平1井、女基井仅剥蚀部分灯四段(图2.21)。

在桐湾运动后,沉积了筇竹寺泥页岩,以砂质泥岩为主。泥页岩为填平补齐作用产物。在资阳、威远与高石梯—安平店之间由于基底断裂在筇竹寺组沉积期的活动,沉积巨厚的凝灰岩,资4井筇竹寺组泥页岩、凝灰岩厚200多m。沧浪铺期沉积前,威远、资阳地区逐渐下沉接受巨厚的泥页岩、砂质粉砂岩沉积,安平1井、高科1井及女基井所处的川中地区处于相对高部位,沉积厚度较小。

图2-21 高石梯构造圈闭演化剖面

(2)志留纪末

因加里东运动作用,使稳定基础急剧抬升,震旦系—志留系被卷入这一构造作用,发生强烈褶皱变形,形成了巨大的乐山-龙女寺古隆起,古隆起核部遭受剥蚀程度大,川中地区剥到下奥陶统,局部到上寒武统。这时处于古隆起轴部的安平店、蓬南场显示出局部高点,同时在安平店南,为一向南倾伏的宽缓鼻突,倾没于高石梯、龙合场附近。寒顶构造与震顶构造无明显差异,仅潼南的西南有一小高点。

在剖面图上,资阳地区与川中地区都同时存在一定隆起幅度,存在一定圈闭,川中地区隆起范围更大。

(3)三叠系沉积前

震顶构造与二叠系沉积前无大的差异,仍以乐至、遂宁、万善为中心的巨型隆起。到上三叠统沉积前,由于印支运动使区域构造格局发生变革,本区震顶构造发生了明显改变,区内形成了近南北向呈“串珠状”展布的三个高点,即高石梯、安平1井高点和安平店高点,其构造形态及规模与现今构造相近,其中以高石梯高点圈闭面积最大,但一般隆起幅度均在100m以内。寒顶构造与震顶构造相近,其高点位置可能在安岳的镇子场附近,但构造规模较大,呈近东西向不规则隆起,东端呈一大型鼻状延伸,从高石梯一直延伸至合12井以北的大河坝以东倾没,轴线长约80km以上。由于地层剥蚀,未恢复构造形态,推测可能仍为一大型隆起,且隆起幅度应高于高石梯—潼南一带。

在剖面图上,川中圈闭继续存在,以高科1井为相对隆高带,资阳圈闭范围有所扩大,威远地区逐渐隆起,上三叠统沉积前资阳、川中地区以资阳隆起幅度较大。

(4)三叠系沉积后

区内构造在上三叠统沉积前的基础上,稳定发展。震顶构造以安平1井为中心,有一大型圈闭存在,到新第三系沉积前,圈闭范围略有缩小,高点向西偏移,但隆起幅度增大,闭合度达500m左右。这一构造格局一直延续到喜马拉雅二幕,直到喜马拉雅晚期,盆地发生全面褶皱变形,才形成现今的构造格局,但这对深层已定型的构造影响不是很大,仅其构造细节更进一步复杂化。

在现今剖面上,威远地区隆起最高,川中处于相对低带,但川中地区仍存在一定圈闭构造。

二、早期背斜晚期单斜型圈闭

该种类型指的是背斜构造形成早,在大量生烃前或与大量生烃同期就形成,能成为古油气聚集的有效圈闭,晚期因构造作用导致早期古圈闭成为单斜。由于岩性的非均质性或者沥青的封堵,在单斜背斜下也能形成地层圈闭。这种类型的圈闭主要发育于古隆起核部。资阳含气构造就是典型实例。

位于乐山-龙女寺古隆起轴部的资阳地区,震旦系顶部现今构造面貌为威远背斜向北西倾伏的平缓单斜,其地腹构造形态与地面基本一致,没有大的断层和明显的构造圈闭,只发育众多的褶曲和小断层。

前人研究资阳地区震旦系灯影组顶面古构造特征时,发现该区存在七个古背斜圈闭,即资阳古圈闭、铁佛古圈闭、资中古圈闭、资阳西古圈闭、钟祥场古圈闭、禾和场古圈闭、铁佛东古圈闭。其中资阳、铁佛、资中三个古背斜规模较大,存在时间长,它们在平面上大致沿着乐山-龙女寺古隆起轴线方向展布,构成古圈闭群。这些古圈闭的形成多在二叠纪前即具雏形,三叠纪前形成较大规模的古背斜,如资阳古圈闭在晚三叠世前圈闭面积达189.24km2,闭合度为100m,轴向北东向;其次是铁佛山古背斜圈闭,面积达93.58km2,闭合度为100m;资中古圈闭闭合面积21.8km2,闭合度为25m。侏罗纪前古背斜变化不大,只是圈闭范围和形态略有变化;到白垩纪前,这些古背斜圈闭一直存在,但规模逐渐变小;喜马拉雅期由于其南部威远背斜急剧隆起,资阳古背斜消失,成为威远背斜北部平缓大单斜。古背斜存在时间大约为2.8亿年。

古背斜圈闭形成、演化期次和烃源岩演化有着良好的配置关系。下寒武统筇竹寺组烃源岩作为本区下古生代主要烃源岩,印支期在古隆起轴部Ro值为0.65%~1.0%,进入低成熟期,古隆起南、北两侧斜坡区Ro值为1.0%~2.2%,进入高成熟期。燕山期,古隆起轴部寒武系烃源岩处于高成熟阶段,喜马拉雅期进入过成熟期(刘仲宣等,1997)。由此可见,资阳地区古背斜圈闭形成期早于或同期于烃类大量生成期,印支期以形成古油藏为主;燕山期液态烃热解气大量生成,为古气藏;喜马拉雅期,随着古圈闭消失,古油(气)藏被改造和重新分配,出现现今残留型气藏特征。

三、与不整合有关的地层、岩性圈闭

不整合面是很重要的油气运移通道,不整合面上地层圈闭具有“近水楼台先得月”的捕捉、聚集油气的优势,是很重要油气勘探对象,日益成为勘探家关注的重点。

震旦纪末的桐湾运动和志留纪末的加里东运动,形成了四川盆地下古生界两个区域性不整合,沿不整合面下伏的碳酸盐岩溶蚀性储层发育,可构成区域性储层发育段。在这些储层发育段上方直接与不整合相切被不整合面封堵而形成圈闭。同时在不整合面下伏的地层,由于储层的非均质性,导致储层发育层段被致密层段所包围,形成岩性圈闭。例如,资阳地区震旦系岩性圈闭,主要表现为岩溶洞缝较发育的储集体被岩溶孔洞缝欠发育的渗透性较差的岩层所包围,形成岩溶缝洞体圈闭,在速度剖面上为透镜状或似层状低速异常体,具有厚度大、分布广、孔洞缝发育、储产能力大等特点。资1、3、7、5、6井场钻遇该类缝洞体,获高产气流。

图2-22 龙女寺古隆起震旦系地层不整合圈闭

震旦系灯影组储层研究表明,溶蚀孔洞缝储层的发育与风化壳古地貌有关,岩溶高地震旦系剥蚀程度大,古岩溶发育,相反岩溶洼地震旦系残厚大,古岩溶发育次之。从灯三段+灯四段残厚图,结合资阳、威远、高石梯、安平店等构造钻探所揭示岩溶储层发育情况看,成都—简阳—自贡一带为岩溶高地,灯三段+灯四段剥蚀程度大,残厚小,岩溶储层发育,且呈北北西向展布。其两侧为斜坡带和溶丘—洼地(图2-22),岩溶储层发育次之。下寒武统主要以填平补齐作用为主,发育一套泥页岩沉积,它既是有利烃源岩,又是震顶的区域性盖层。从震顶上覆的筇竹寺组泥页岩厚度分布看,它在成都—资阳—自贡一线厚度较大,为250~350m,向西侧逐渐减薄。由此可以推测,由资阳—自贡一带发育下寒武统筇竹寺组泥页岩盖层对其东侧的震旦系不整合储层形成区域性侧向封堵,形成了震旦系高石梯-安平店震顶不整合圈闭发育带,并由此导致了资阳、威远和高石梯-安平店-磨溪两个含气系统。

四、晚期褶皱型圈闭

该类型指早期为单斜或低幅构造,大量生烃期后形成背斜。这类构造由于形成晚,早期是否位于有利油气聚集带或者古油气藏,或者构造形成时是否有上覆烃源岩层油气侧向或向下运移,均成为这类构造能否有油气聚集成藏的前提条件。就四川下古生界而言,这种类型的构造有威远背斜、盘龙场构造、五百梯潜伏构造。

威远背斜作为现今隆起带轴线上隆起幅度最高(闭合度达895m),闭合面积最大(闭合面积达850km2)的构造,其演化与古隆起的演化密不可分。晚二叠世前一直处在古隆起中段南上斜坡位置,这种状况一直持续到老第三纪晚期(熊荣国等,1998)。只是在老第三纪古隆起西端震顶闭合,形成了一个北北东向的大型乐山古圈闭,威远地区处于其东段南翼上。老第三纪晚期到新第三纪威远构造渐渐形成。

汉王场-周公山震顶构造位于乐山-龙女寺古隆起下轴部西端,下古生界仅残留下寒武统和震旦系。二叠纪后,该区经历了从古隆起轴部到古隆起北斜坡的变化。老第三纪晚期,由于康滇构造带的东西向挤压作用,使得汉王场古断层反转,并向周公山方向扩展断面,并入周公山地区断入盖层,形成周公山断裂背斜带(图2.23)。第四纪初由于龙门山构造带南段的南东向挤压力加强,反向断层形成,导致了周公山构造的断垒块形态。

盘龙场潜伏构造在新生代之前一直位于乐山-龙女寺古隆起南东斜坡。喜马拉雅期华蓥山断裂向北西方向的挤压与高石梯-安平店南北背斜作用的复合形成了现今的盘龙场潜伏构造。

五、晚期断褶型圈闭

指早期存在局部构造,是油气聚集的有利场所,晚期在断裂作用下,早期局部构造被破坏或改造成为断块、断鼻或断背斜等局部构造。这类构造由于晚期断裂作用,造成了油气大量散失,为最不利的圈闭类型。该种类型的圈闭在四川盆地下古生界主要分布在川东、湘鄂西、大巴山、龙门山等地。

上述不同类型的圈闭,由于其所处古构造位置、形成演化特点及其与烃源岩演化配置关系以及保存条件等地质因素上的差异,导致了不同类型圈闭成藏条件的差异。总体上说,持续型褶皱背斜圈闭天然气成藏条件最好;其次是早期褶皱晚期单斜圈闭以及与不整合面有关的地层圈闭、岩性圈闭;再次为晚期褶皱型背斜圈闭。晚期断褶型构造圈闭成藏条件与保存条件较差,为不利的圈闭。圈闭评价详见表2-5。

图2-23 周公山-汉王场构造演化剖面图

表2-5 四川盆地及邻区下古生界圈闭类型对比表

本章小结

通过对四川盆地及邻区早古生代古构造格局形成演化及后期改造进行分析,得出如下结论。①早古生代古构造格局为隆坳相间格局,古隆起又可分为板内隆起和边缘隆起。古隆起和古坳陷多具有继承性发育特征,古隆起定型于志留纪末的加里东运动。②湘鄂西地区该时期表现为克拉通坳陷-前陆叠合盆地,Z—O为克拉通坳陷碳酸岩盐台地沉积,志留系为由深海陆棚向三角洲过渡的向上变浅的沉积序列,以碎屑岩沉积为主。③印支期—燕山期是下古生界褶皱构造和圈闭形成的主要阶段,褶皱的走向多为北东向,在乐山-龙女寺古隆起形成众多的背斜圈闭,成为古油气聚集的有利场所。川东南古斜坡构造带,由于华蓥山断裂走滑作用,其两侧形成大型鼻状构造和背斜构造。④喜马拉雅期构造运动对下古生界构造改造强烈。一方面它破坏了印支期—燕山期古构造,另一方面它又使古构造进一步完善,同时又形成新的圈闭构造。⑤四川盆地下古生界存在5种类型的圈闭。持续型褶皱背斜圈闭和与不整合面有关的圈闭主要分布在乐山-龙女寺古隆起轴部,是较有利的勘探对象;晚期断褶型圈闭主要分布在乐山-龙女寺古隆起西段以及湘鄂西、大巴山、龙门山地区,油气保存条件差。

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