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乌尔逊凹陷大磨拐河组地层层序特征与油气成藏条件研究

张明学  
【摘要】: 本文以层序地层学、构造地质学、沉积学、含油气系统和油气成藏动力学理论为指导,运用地震、测井、录井、岩芯等资料,在对乌尔逊凹陷构造格局、构造样式和断裂系统进行深入研究的基础上,对大磨拐河组地层的层序地层格架、沉积相、构造圈闭、地层岩性圈闭、储层和油气藏分布规律及控制因素进行了深入细致的分析和研究。 乌尔逊坳陷自下而上可划分为断陷构造层(铜钵庙组-南屯组)、断-坳转化构造层(大磨拐河组-伊敏组)和坳陷构造层(青元岗组);发育伸展构造样式(陡坡铲式扇、滚动背斜、缓坡断裂坡折带、同向断阶和反向断阶)、扭动构造样式和反转构造样式(断层式反转、褶皱式反转和混合式反转)3大类8亚类构造样式,其中陡坡铲式扇、缓坡断裂坡折带和扭动-反转叠加的构造带控制大磨拐河组油富集。 平面上乌尔逊凹陷南北以苏仁诺尔断裂带、乌21井附近的隆起带及巴彦塔拉转换带为界可划分为4个不同构造活动区(扎和庙地区、苏仁诺尔地区、乌南和巴彦塔拉地区)。不同地区受不同走向断层控制形成相应的半地堑(地堑)结构。乌尔逊凹陷发育下部断层系(铜钵庙组-南屯组断层系)和上部断层系(大磨拐河组-伊敏组断层系);断裂的强活动时期在铜钵庙组~南屯组时期、伊敏组时期和青元岗组时期。铜钵庙组~南屯组时期,在NW-SE方向的引张应力场作用下形成下部断层系;伊敏组时期,受近EW向的拉张应力场控制形成上部断层系;伊敏组末期~青元岗组时期,受到近EW向弱挤压应力场作用下形成部分断层式反转构造、褶皱式反转构造以及混合式反转构造。 综合地震、测井、岩芯及化验分析等资料,将大磨拐河组地层划分为15个四级层序,并构成一个完整超层序的五个沉积时期,由下至上,首先为辫状河三角洲-较浅水湖泊-扇三角洲低水位沉积时期,包括一个四级层序(DⅠ1层序);其次为辫状河三角洲-较深水湖泊-扇三角洲水进沉积时期,包括两个四级层序(DⅠ2、DⅠ3层序);接下来为曲流河三角洲-较深水湖泊-辫状河三角洲高水位早期沉积时期,包括两个四级层序(DⅠ4和DⅠ5层序);再接下来为曲流河三角洲-较浅水湖泊-辫状河三角洲高水位中期沉积时期,包括四个四级层序(DⅡ1至DⅡ4层序);最后为网状河三角洲-浅水湖泊-曲流河三角洲高水位晚期沉积时期,包括六个四级层序(DⅡ5至DⅡ10层序)。其中低水位期、水进期和高水位中期三个时期砂地比值高、砂岩发育;高水位早期和高水位晚期两个时期砂地比值低、砂岩不发育。 根据各种地质资料结合储层地震反演技术,在层序地层格架内对研究区目的层进行了油气藏成藏研究,并分析了成藏控制因素。分析表明,乌尔逊坳陷大磨拐河组共发育17个主要的断裂密集带,具有走滑、斜拉和泥岩水平拆离等多种成因机制,由长期继承性活动的断裂(油源断层)和上部断裂系统构成的密集带,构造破碎,圈闭密集发育,控制大磨拐河组油富集。大磨拐河组纵向上划分为4套储盖组合,乌南地区的油主要分布在储盖组合Ⅱ和Ⅲ中;乌北地区的油主要分布在储盖组合Ⅰ中。主要为断层-岩性油藏和断块油藏。 大磨拐河组自身烃源岩多为差-中等烃源岩,生烃潜力差,油主要来自南屯组暗色泥岩,且与南屯组一段关系密切。乌北地区的油与南屯组油同源同期成藏,成藏关键时刻为伊敏组沉积晚期,为原生油藏:乌南地区的油与南屯组同源不同期,GOI和原油成熟度变化表明南屯组存在古油藏,大磨拐河组油有调整早期南屯组油,为次生油藏的可能,成藏时期为伊敏组沉积晚期-青元岗组沉积时期。 大磨拐河组有利于油富集砂体具有累积厚度大于10m、砂地比大于20%、孔隙度大于10%,渗透率高于0.2md四个典型特征;大磨拐河组油成藏主控因素为:在南屯组有效烃灶范围内,油源断层与砂体正交匹配,构造-岩相带控制大磨拐河组油富集。存在3种类型的成藏模式:Ⅰ型模式为陡坡断阶带-扇三角洲相油垂向运移后向陡坡侧向运移断层遮挡聚集成藏模式;Ⅱ型模式为断裂坡折带-三角洲前缘相油垂向运移后短距离侧向运移砂体边界遮挡聚集成藏模式;Ⅲ型模式为走滑-反转构造带-三角洲前缘相油垂向运移后短距离侧向运移受晚期断层和砂体边界遮挡聚集成藏模式。


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