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文明寨油田复杂断块区构造演化与油气成藏

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文明 油田 复杂 断块区 构造 演化 油气
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第 块 油 气 田 009年7月 文章编号:1005—8907(2009)04—031明寨油田复杂断块区构造演化与油气成藏 左代容 (中原油田分公司油藏经营管理办公室,河南濮阳457001) 摘要文明寨油田是极复杂中渗油藏类型中最复杂、最破碎的油藏,目前已进入高含水开发后期。由于地质构造的 复杂性和注采井网的不完善,在局部区域仍存在剩余油富集区。通过分析油藏所处的区域构造背景,理清了构造形态特征 和断块划分,落实了构造发育演化机制,明确了构造对沉积储层、油藏形成的控制作用,建立了构造控油机理模式,有效地 指导了老油区及类似复杂地区的油藏滚动扩边。 关键词 古构造恢复;平衡剖面;构造演化;控藏模式;复杂断块 中图分类号: 文献标识码:A of in 57001,is in of of is of s of to as as of is of 文明寨油田位于东濮凹陷中央构造带北部,含油 层系为沙河街组,含油面积6.84 地质储量 2 234.47t,主力油层物性较好,孔隙度24.0%- 28.0%,渗透率(300~720)~10 m ,储量丰度326.7x 10 t·一个小而肥的油田口]。文明寨油田分布着 218个小断块,最大的断块只有0.339 形成了垒堑 相间、多块叠加的极复杂构造格局。由于该区断裂系统 复杂,对宏观地质特征的控制作用不清楚;构造演化过 程及对油气运聚成藏规律的影响不落实;构造模型及 对油气形成与分布控制机理模式认识不清楚,导致文 明寨油田滚动挖潜方向不明朗。 1构造演化模型 陆相断陷盆地断裂具有控盆和控藏作用,文明寨 地区断裂的控盆和控藏作用十分明显,对断陷盆地断 裂控盆控藏作用的研究关键是对断裂的识别描述和构 造演化史的恢复。 1.1 构造格架与单元划分 受双庙李、明5、明76一卫7一明15基底断层的 控制,研究区总体具有北高南低、西高东低、东西分带、 南北分区的一隆三洼两带一斜坡构造格局。 1.2断层特征 研究区断裂发育,共有36条大小不等的断裂,走 向多为“S”或反“S”延伸,断裂集中在 中央构造带,近东西向断裂不发育。研究区断层发育, 断裂组合样式较多,东倾和西倾断裂相互交切、组合, 形成复杂的断裂样式和发育模式,主要有地堑型、地垒 型、阶梯型、反“y”和“y”字型等,可以分为早期发育持 续活动型、中后期发育型和后期断裂型3种断裂发育 模式。 1.3构造圈闭特征 主要类型包括有断鼻和断块两大类,在中央断裂 带断裂密度大,主要形成断块圈闭,在斜坡、洼陷区主 收稿日期:2009—0回日期:2009—05—26。 作者简介:左代容,女,1964年生,硕士,2002年毕业于西南石油 大学矿产资源勘探专业,现从事油藏经营管理工作。电话:(0393) 4810226,E—2009年7月 断 块 油 气 田 第发育断鼻圈闭。这些构造圈闭表现断层多,圈闭多, 圈闭面积小,幅度小。 1.4构造发育演化模型 1.4.1平衡剖面构造演化史恢复 采用平衡剖面技术对研究区8条重点地质解释剖 面进行了构造演化史恢复,沙四地层沉积前,由于拉 张,基底产生断陷,沙四地层在基底之上形成填充式沉 积,双庙李、明76、明东1等断层强烈活动,形成两洼 一隆构造格局的雏形;随着盆地不断下陷,沉积了沙三 下、沙三中地层。沙三上地层沉积前,中央隆起及其以 东断裂发育,中央隆起出现若干“入”字型或“人”字型 断层,隆起比前期抬升更高,其东侧产生一系列倾向相 对的基底断裂,形成复合地堑式断裂系统。到沙二下地 层沉积前,几乎没有什么大的变化,呈整体下沉态势, 东部洼陷迅速大幅度沉降,明5断裂产生并断入基底。 在明76一卫7一明15断层西侧发育一条派生“y”字型 断裂组合。到沙二上地层沉积前,隆起及其以东无论结 构和断层均无大的变化,但观城洼陷内发育了多条断 裂,堑垒相间,结构比前一时期复杂;东营及沙一段地 层沉积前,构造形态及断层发育情况均无大的变化,说 明这个时期盆地相对稳定,但双庙李、明76、明5断裂 持续活动,馆陶组地层沉积前,中央隆起的西侧无大的 变化,明5断层下隆盘发育了卫53及其伴生反“y”字 型断层,地质结构变得相对复杂,东部洼陷持续迅速沉 降。东营组沉积末期,构造运动导致地层抬升、回返,东 营组及沙一段遭剥蚀。馆陶组至今,该区整体沉降,构 造运动不活跃,断裂不发育,相对平静。 1.4.2古构造图编制 1)用下伏地层的今构造图与上覆地层的今构造图 依次相减,获得各时期的厚度平面数据;2)参照发育剖 面,把主要断层标在相应的平面图上,并对平面图进行 校正;3)当有断层存在时,对断面附近的厚度异常数据 进行适当调整;4)选定线距,勾绘古构造等值线图。 1.4.3构造演化模型 结合8条平衡地质剖面和几个主要目的层古构造 图的恢复,参考区域构造演化背景,建立了文明寨地区 构造演化模型(见图1)。 1.4.3.1 初期裂陷——中央断隆形成阶段 新生代初期地幔隆起导致区域拉张环境,兰聊、双 庙李断裂开始强烈活动,上升下掉,同时明东1号断裂 和明76一卫7断裂在区域拉张应力作用下,发生正断, 形成一隆两洼的构造雏形,东部濮卫洼陷和西部洼陷 开始形成,中央断隆带初步形成。由于兰聊断裂和双庙 李断裂活动性比明东1和明76断裂强,导致在其共同 上盘产生掀斜运动。 1.4.3.2 中期强烈断陷——披覆构造形成阶段 兰聊断裂和双庙李断层强烈活动,上盘地层持续 发生强烈掀斜运动,致使明东1和明76断裂活动性加 强,形成局部张性应力场,在明76断层和双庙李断裂 上盘因局部张性应力场产生其反向调节正断层,它们 与主断层组合成“Y”、反“y”型断裂,而在明东1断裂上 盘因兰聊断裂强烈的掀斜运动而产生产状比较平缓的 明5断裂。由于明76和明东1断裂长期同沉积活动, 在其上升盘形成文明寨披覆构造的雏形,并长期同沉 积活动。 1,4.3.3后期派生断裂形成一构造反转——复杂断块 弯隆构造定型阶段 在区域持续拉张背景下,盆缘断裂、中央隆起带断 裂及其派生的断裂持续同沉积活动,在上盘因掀斜和 区域拉张,依次形成各级序派生、次生断裂。由于中央 隆起带同沉积断裂发育,其派生、次生断裂更加集中, 形成多组相互交错的断裂系统。东营组沉积末期产生 区域挤压、压扭运动,导致构造反转,在文明寨地区形 成右旋压扭应力场,文明寨油田所在地区为构造转换 带,使应力在此集中和释放,又产生许多更次级的断 层,多组多期断层相互交错、切割,导致上下层垒堑相 间、错落展布、上垒下堑、下垒上堑错综复杂的构造格 局,并使文明寨穹隆构造定型和被断裂复杂化,形成今 天极复杂的断块油田。 下滑方向旋转趋势 图1 文明寨构造演化模型 第16卷第4期 左代容:文明寨油田复杂断块区构造演化与油气成藏 2009年7月 2构造控藏模式 2.1 油藏分布特点 2.1.1油藏纵向分布特点 文明寨地区油气主要富集在沙一、沙二上、沙二 下、沙三上及沙三中等层段,不同层位油气富集的程度 和范围不同,其中沙二下、沙三上、沙三中为主力油层, 沙二下油层富集程度高,以纯油层为主,分布最广。 2.1.2油藏横向分布特点 文明寨油田油层厚度的分布除受断裂控制外,还 与砂层厚度、构造部位有关。文明寨油田的主力油层在 平面上的分布特点为:1)油气展布总体方向为北东向, 油层发育位置严格受明76和明5断层控制,位于两者 之间的断隆之上,油层厚度大多往往靠近断层;2)构造 和砂层宏观上制约着油层发育程度,油层发育地带往 往位于构造高部位和砂层厚度相对大的地带;3)油层 厚度横向变化大,油层最厚的地方不都是构造最高部 位和砂层最厚地方,表明岩性对石油的富集起一定控 制作用。可见研究区二级断裂明76和明5严格控制了 文明寨油藏的展布,构造和砂层控制了油藏的宏观分 布,岩性决定了油气的富集。 2.2油藏控制因素及控藏模式 影响油藏的主要控制因素一是提供烃源的濮卫、 观城、卫城等生烃洼陷;二是断裂,不仅沟通烃源和圈 闭,形成有利的运移通道,促进濮卫、观城及卫城生烃 洼陷的成熟油气向文明寨构造运移,而且对复杂断块 等构造圈闭的形成起决定性的作用,控制了主力油层 的分布和油藏的宏观展布;三是储集砂体对油藏的控 制,该区砂岩储层发育,尤其是沙二下亚段2+3砂组普 遍超过20 m,沙三上的1+3砂组砂岩厚度比沙二下差 一些,但向北有增厚趋势,砂岩平面分布具有不均匀 性,块状、坨状现象表现明显。但本区构造又均受断层 控制而形成断鼻、断块圈闭,因此最终控油的根本因素 是断裂。 另外,烃源岩的形成规模与控制断陷盆地的断层 有密切关系。断层规模大,洼陷下沉幅度大,烃源岩的 沉积厚度大,从而影响生烃。断层与储集层的关系包括 2个方面:一是由于断裂产生的地形有利于砂岩储集 体的沉积发育;二是断层对储层的改造作用,由于断裂 活动,改善了储集层的渗透性和连通性,增加储集体的 孔隙度和渗透率。 文明寨地区具有较丰富的油源,明76、明5断裂 控制了濮卫、观城生烃凹陷的形成展布和规模;具有多 期发育的断裂控运系统,派生断裂发育,断层组合样式 多;具有良好的储集条件,具有长期发育的古隆起,具 有多层泥岩盖层,具备良好的保存条件。断裂控烃是东 濮凹陷文明寨地区的基本特征,断裂活动与油气成藏 是一个相互关联、密不可分的动态体系(见图2)。通过 研究文明寨地区构造演化和成藏特点,进一步明确了 具有前景和潜力的有利圈闭发育区,为该区资源挖潜 提供了可靠的参考依据。 图2成藏模式 3结论 1)文明寨地区宏观地质特征受近南北向大断裂控 制,断裂分级控制作用明显,表现为一级断裂控盆、二 级控洼(隆)、三级控带、四级控圈和五级复杂化的断裂 控制规律。 2)研究区具有地堑、地垒、断阶等式,发育断块、断鼻两大类7种成因类型的构造圈闭 类型。 3)文明寨地区构造演化经历了初始裂陷一早期 强烈断陷(构造形成期)、中期持续断陷(构造继承发育 期)、晚期稳定沉降一反转(复杂断块构造形成期)和末 期断坳转化(构造定型期)5个阶级。 4)文明寨构造是受明76、明5断裂控制、长期同 沉积生长、并受后期右旋张扭应力场作用形成的构造 转换带背景下的披覆型穹隆状极复杂断块构造,为其 形成小而肥的油田奠定了圈闭基础。 参 考 文 献 [1]李幼琼.文明寨极复杂断块油藏[M].北京:石油工业出版社,1997. (编辑赵卫红)
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