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柴北缘地区中新生代构造变形与构造应力场模拟

张西娟  
【摘要】: 柴达木盆地北缘(简称柴北缘)地区是柴达木盆地三个主要油气分布区之一,但由于该地区地质构造复杂,地震资料品质相对较差,加之海拔较高,自然环境恶劣,从而导致对该地区的地质构造认识存在很大的分歧,对油气形成和运聚规律研究不够深入,使得探明的储量与资源潜力不甚相称。因此,论文从柴北缘地区中新生代构造变形特征和构造应力测量入手,通过模拟来分析该地区的应力场特征,并探讨应力与油气勘探和开发的关系。 与其它盆地相比,柴北缘中西段地区地面构造非常发育,因此论文论述了研究区的断裂和褶皱发育特征,着重对柴北缘断裂带进行了野外调查和测年分析。在对前人资料研究的基础上,通过野外调查和测年测试,论证了该断裂带的运动方式。另外,在对柴北缘中西段地区构造特征进行分析的基础上,介绍了该地区的构造样式和新构造发育特征,并简单的探讨了其与油气藏的关系。 在构造应力研究方面,运用磁组构、声发射、水力压裂等方法,结合震源机制解、GPS资料、构造分析等多种方法,探讨了该地区中新生代的应力特征。根据应力测量和地质资料,建立了柴北缘地区中西段T2和T4的地震反射层地质构造模型,并对这两个模型分别进行了光弹模拟和弹塑性数值模拟。对模拟结果进行比较认为,两者的模拟结果有一定的可比性,证明了数值模型比较适合。但由于数值模拟考虑了材料的影响,因此导致了在部分细节上,两者存在不同程度的差异。 为了更深入的了解柴北缘地区的应力分布状况,选择构造相对简单的昆特依凹陷进行了三维的应力场模拟。模拟结果显示,各层位的空间分布特征及其断层的走向对应力场的影响较为显著。在研究地区,4600米深度范围以下,重力引起的垂向应力变成了最大主压应力,而在4600米以上,最大主应力为水平方向,但最小主应力的方向发生了互换,在400~700m深度范围内,最小主应力的方向是垂直方向的,在在1100~3500m的深度范围内,中间主应力方向则变为垂直向。而对昆2井及其周边地区建立了子模型进行模拟的结果显示,在距井壁3~7倍的地方,垂向应力变化相对较小,但水平应力则发生了不同程度和趋势的变化,另外,最小应力分量的方向与远源加载的压力在南东向发生了较大的偏转。最后,运用模拟得到的结果,尝试性地分析了昆特依凹陷地区的流体势分布特征、裂缝发育情况、昆1断层带的封闭性及昆2井的井壁稳定性。分析结果显示,昆2井及其附近地区为该凹陷的有利成藏地区,且昆1断裂带的封闭性较好,昆2井地区井壁较为稳定。


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