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文檔簡介

1、四川盆地油氣地質(zhì)特征院系名稱專業(yè)學生姓名學號四川盆地油氣地質(zhì)特征(成都理工大學四川成都610059)摘要:四川盆地富含油氣資源,并且油氣成藏,是典型的含油氣盆地。結合含油氣盆地的成因及特征,從構造和地層等方面對其地質(zhì)特征進行詳述,為生、儲、蓋、運、圈、保機制提供基礎性資料。關鍵詞:四川盆地;油氣富集;構造;地層0前言四川盆地位于四川省東部及重慶市,地處揚子板塊西緣,為一北東向呈菱形的構造盆地,是典型的沉積盆地,同時也是四周高山環(huán)抱的地形盆地。與周緣的龍門山、米倉山大巴山、齊岳山和大婁山及大涼山組成盆山結構1,內(nèi)部則有以華鎣山為主的北東向雁列狀山脈,其范圍介于北緯283240,東經(jīng)1023011

2、0之間,面積約19X104km2。四川盆地地處青藏高原東緣特提斯喜馬拉雅構造域和濱西太平洋構造域的交接轉換部位,是典型的疊合盆地。四川盆地富含油氣資源,油氣開發(fā)歷史悠久,是典型的含油氣盆地。眾所周知,沉積盆地是油氣形成的基本地質(zhì)構造單元,含油氣盆地的類型、構造和發(fā)展對油氣的分布在時間和空間上都有控制作用。構造是主導、沉積是基礎、生油是關鍵,保存是條件2。四川盆地富含油氣,并且油氣成藏,即油氣從分散有機質(zhì)生成后還有運移和聚集過程。生、儲、蓋、運、圈、保是油氣藏形成的基本地質(zhì)因素3。四川盆地油氣富集與其地質(zhì)因素密不可分。1構造特征四川盆地是古生代克拉通盆地與中新生代前陸盆地的復合型盆地,是古特提斯

3、對中國板塊施加壓力環(huán)境下發(fā)育起來的大型不對稱箕狀壓性斷陷盆地。從晉寧運動到喜瑪拉雅運動盆地定型經(jīng)歷了多期構造運動,其中對盆地構造、沉積地層發(fā)展演化有明顯影響主要有:加里東期,形成加里東期樂山龍女寺古隆起;東吳期,拉張斷裂活動,玄武巖大量噴發(fā)(峨嵋山玄武巖厚達1500m);印支期,形成印支期瀘州、開江、天井山古隆起,且具盆地雛形喜山期,盆地全面褶皺定型。盆地的發(fā)展受歐亞、太平洋、印度板塊活動的影響,盆地應力場的變化經(jīng)歷了古生代拉張為主,中生代三疊紀反轉(由拉張向擠壓過渡),中生代侏羅紀以來的擠壓過程。這種拉張-過渡反轉-擠壓的地應力場控制了油氣生成、運移、聚集、保存以及晚期成藏的全過程,尤其對四

4、川盆地這種疊合盆地更為明顯。在四川盆地剛性地塊上,從邊緣向剛性地塊中間,出現(xiàn)一系列古隆起,其中古隆起邊緣是有利的油氣聚集帶。構造區(qū)劃線飛來峰F1茂縣汶川斷裂;F2北川映秀斷裂:F3安縣灌縣斷裂:F4廣元大邑斷裂:F5華釜山斷裂:F6齊岳山斷裂;F7恩施斷裂帶;F8張家界凱里斷裂汗9紫云羅甸斷裂;F10大涼山斷裂帶;F】1小江斷裂;F12安康斷裂;F13城門斷裂;FM張巴斷裂;1龍門山山前構造帶;II川中寬緩構適區(qū);IU川東構造變形區(qū)汕大巴山山前構造帶;漢南米倉山隆起山前構造帶;AA圖2位豊;BB圖3位且。圖1四川盆地構造變形特征與分區(qū)圖基底特征四川盆地基底為中晚元古代固結的產(chǎn)物。中部為硬化程度

5、較高的結晶基底隆起帶,主要是元古界變質(zhì)巖及巖漿巖組成,變質(zhì)程度深,硬化強度大,基巖埋深38km。兩側隆起,西北、東南為硬化程度較低的褶皺基底坳陷帶,主要是晚元古界淺變質(zhì)巖,基巖埋深分別為811km,沉積蓋層較大,褶皺較強烈。區(qū)域構造特征四川盆地基底構造、沉積蓋層發(fā)展及現(xiàn)今構造相互制約。四川盆地的發(fā)生、發(fā)展,形成菱形邊框和不同組系、不同方向的褶皺構造,是受基底、周邊古陸、深大斷裂以及地應力作用方式等諸種因素相互作用的綜合反映,也是多次構造旋回疊加的產(chǎn)物,使蓋層褶皺出現(xiàn)形式多樣,交織復雜化的局面。褶皺構造的展布特點盆地內(nèi)最早形成的褶皺構造可上溯到印支期,但范圍僅局限于川西龍門山前。整個盆地的現(xiàn)今構

6、造主要形成于喜山期,包括震旦系在內(nèi)的全部沉積蓋層都被卷入,出現(xiàn)了眾多成群成帶分布的褶皺構造。如表1所示:褶皺帶地理位置范圍特點川東南坳褶區(qū)華鎣山大斷裂與齊岳山大斷裂之間。包括川東咼陡構造帶和川南低陡構造帶。形成了成排成帶褶皺強烈的隔擋式褶皺,是盆地內(nèi)褶皺最強烈的地區(qū)。川中隆起區(qū)華鎣山斷裂與龍泉山斷裂之間包括川中平緩褶帶和川西南低陡褶帶。樂山一龍女寺加里東期古隆起占其大部.由于穩(wěn)定的剛性基底,蓋層褶皺受到限制,是盆地內(nèi)褶皺最弱的地區(qū)。川西北坳陷區(qū)龍泉山以西的川西和川北地區(qū)包括川西低陡構造帶和川北低平構造帶,白堊系、第三系地層分布和第四系大片覆蓋區(qū),也是中新生代主要坳陷區(qū)。盆地外圍地區(qū)龍門山深斷裂

7、與灌縣一江油大斷裂之間盆地外圍地區(qū)的西北側龍門山前臺緣褶皺帶區(qū)內(nèi)構造活動頻繁,早古生代為隆起,晚古生代為裂陷,印支期形成褶皺,喜山期再度加強,并產(chǎn)生大型逆掩斷層帶。表1四川盆地褶皺構造帶背斜構造類型劃分四川盆地是一個以壓性為主、兼具扭動的壓扭性盆地,受基底和蓋層沉積幅度的影響環(huán)繞川中剛硬基底,在盆地不同地區(qū)形成了多種形式的背斜構造,有的地面顯現(xiàn),有的則潛伏地下。在中、新生代后,發(fā)生擠壓褶皺的動力學背景,除川中4X104km2仍保持穩(wěn)定克拉通盆地性質(zhì)外,川東南和川西廣大地區(qū)多被褶皺變形,共形成地面局部背斜構造241個,地下潛伏高點約160個5;從油氣富集及保存角度結合構造特征,四川盆地的背斜分類

8、如表2:斷裂發(fā)育特征四川盆地定型在喜山期,是水平應力擠壓的結果,由擠壓褶皺相伴生的地層斷裂屬逆斷層性質(zhì)。四川盆地的斷裂有深大斷裂(含基底斷裂)和一般斷裂。深大斷裂對區(qū)域構造的控制作用四川盆地在形成過程中不同時期發(fā)育的深斷裂對盆地演化及其構造格局的控制是很明顯的。它們不僅控制了盆地的構造輪廓,而且對不同時代的巖相變化、構造線展布以及構造區(qū)劃都有重要作用4。如龍門山、城口、安寧河等斷裂都是發(fā)生在晉寧期的深斷裂,是造成斷層兩側地質(zhì)構造迥然不同和引起周邊古陸變遷及構造發(fā)展的重要因素。另一類不同地史階段形成和發(fā)展起來的基底斷裂,是地臺內(nèi)部的次一級深大斷裂,對盆地邊界的形成、盆地內(nèi)部隆起和坳陷的變遷以及區(qū)

9、域巖性巖相變化都有重要的控制作用。如華鎣山、龍泉山斷裂,是盆內(nèi)二級構造單元的分界線,兩者之間為川中隆起區(qū),華鎣山以東是川東南坳褶區(qū),龍泉山以西是川西坳陷區(qū);同時在它們的兩側,對各時代地層的缺留、巖性巖相的變遷都有明顯的區(qū)別。又如建始彭水、普雄河小江、峨眉山瓦山等斷裂,對盆地東南和西南邊界的控制是顯而易見的。背斜類型背斜特點油氣狀況梳狀背斜構造受力強,頂部尖,兩翼陡,構造狹窄,褶皺強烈,兩翼伴有傾軸逆斷層,以陡翼最發(fā)育。地腹構造多向緩翼偏移,下盤潛伏構造是主要的找氣圈閉。當?shù)馗箶鄬忧休S、切頂時會該類構造受力中等,頂部圓緩,翼部稍造成氣藏散失。似梳狀構造頂部似梳狀背斜陡,兩翼傾角一般V45,構造褶

10、皺適中,形態(tài)較完整,沿長軸裂縫發(fā)育。也有相對尖陡者,核部地層出露較老,嘉陵江組區(qū)域蓋層遭受破壞,使氣臧的保存條件變差。箱狀背斜多為狹長型構造,受力較強,頂部寬平、兩翼陡峻,張應力集中在構造頂部,沿長軸及寬緩的頂部裂縫發(fā)育(除縱、橫張縫外,還有扭張縫)一般有利于天然氣富集與保存。但該類構造向地腹深處有變尖變陡的趨勢,且伴有切軸逆斷層發(fā)育,不利于氣藏保存。膝狀背斜頂部平緩,一翼陡、一翼緩,呈不對稱狀,地腹主斷層多發(fā)生在陡翼,緩翼斷層規(guī)模小,一般構造的完整性較好,且沿軸部裂縫發(fā)育有利于氣藏的富集和保存高丘狀背斜褶皺強度弱,多為短軸背斜,頂圓翼緩(25),常不對稱。沿長軸和頂部除縱、橫張縫夕卜,還有扭

11、張縫發(fā)育,形成網(wǎng)狀滲濾通道,有利于氣藏高產(chǎn)。咼丘狀構造出露地層新,褶皺適中,地腹斷層發(fā)育的規(guī)模不大,是含氣條件較理想的構造。低丘狀背斜一般多為區(qū)域向斜中的低平穹隆背斜,褶皺平緩,上下構造形態(tài)變異小。有時受斷層或不同組系構造的影響,在地腹形成局部潛伏高點。由于受力弱,裂縫發(fā)育程度不均,有利于氣藏保存,但高產(chǎn)條件較差。表2四川盆地背斜分類一般斷裂對局部構造的影響一般斷裂指在特定的地質(zhì)時期內(nèi),斷裂活動的時間相對短、且受構造滑脫層控制的、與構造褶皺帶或局部構造相伴生的斷裂。一般斷裂對局部構造垂向變異產(chǎn)生重要影響。如川西低陡構造,受加里東古隆起影響,二疊系與寒武系直接接觸;印支期以來受龍門山逆掩推覆影響

12、,在其前淵坳陷,形成中新生代前陸盆地,直到喜山期沿中三疊統(tǒng)形成“L型”滑脫面表皮褶皺,兩期構造在滑脫斷層面上下的形態(tài)變異是極為復雜的。構造與油氣關系油氣存在于沉積盆地之中,而沉積盆地在地殼中的分布是受大地構造和地殼運動控制的。構造運動促進了沉積盆地的形成,生油巖、儲集層、蓋層和圈閉是油氣藏形成的基本地質(zhì)要素6。油氣藏的形成離不開生、儲、蓋、運、圈、?;A性地質(zhì)要素和烴類的生成、運移及聚集作用。四川盆地油氣保存條件受蓋層條件和構造作用聯(lián)合控制,構造運動控制了盆地的沉積充填,才形成了烴源巖、儲集巖、蓋層的物質(zhì)基礎;構造運動對成烴作用產(chǎn)生影響,改善了地殼的莫霍面以上的地溫梯度以及構造多旋回導致生烴作

13、用多旋回;構造活動是油氣運移的主要驅動力。構造圈閉是油氣聚集的主要場所一個能形成油氣藏的圈閉中,有效的圈閉是油氣成藏的最重要方面之一7。圈閉必須具備儲集層和封閉條件兩個基本要素。當構造圈閉的形成時間與運聚期配置就能形成各種構造油氣藏。世界特大型、大型氣田的圈閉中,構造背斜、斷背斜約占70以上,四川盆地背斜油氣田的比例更高。四川盆地已發(fā)現(xiàn)的油氣藏無論是震旦系、石炭系的,還是二疊、三疊系的,絕大多數(shù)受現(xiàn)今構造圈閉的控制,即促使四川盆地沉積蓋層發(fā)生褶皺的喜馬拉雅運動,不僅是形成盆地內(nèi)現(xiàn)今構造的主要時期,而且也是盆地內(nèi)形成油氣藏的重要時期。即便是有地層、巖性因素形成的復合圈閉,幾乎都要有背斜因素的配置

14、。純粹的地層或巖性圈閉,因其裂縫不發(fā)育,儲層基質(zhì)孔隙度、滲透率很低,很難形成有一定規(guī)模的油氣藏。在一個含油氣盆地中,只有那些在區(qū)域性大規(guī)模油氣運移以前或同時形成的構造圈閉,才有可能聚集油氣形成構造油氣藏。斷層在油氣藏形成中的疏導與散失作用構造運動的強弱與油氣成藏是辯證統(tǒng)一的關系。一方面構造運動形成圈閉、產(chǎn)生裂縫擴大儲集空間、有利于油氣運移而富集成藏;另一方面,構造運動過于強烈,斷層通天,地層抬升高剝蝕多,極度發(fā)育的裂縫,會導致油氣散失而使油氣藏破壞。斷層在油氣藏形成中的雙重作用是十分明顯的,即烴源斷層與溢散斷層。斷層切割地層,斷層面及其伴生的裂縫,提供了滲流通道,促使油氣運移,特別是天然氣,由

15、于它的流動性強,又具有彈性驅動(流發(fā)生長距離運移,一旦有儲層的圈閉存在,就能聚集成藏。所以,次生氣藏比次生油藏更普遍,如川西地區(qū)的蓬萊鎮(zhèn)組等氣藏。中上侏羅統(tǒng)河道砂巖儲層,發(fā)育在大套紅層泥巖中,距下伏上三疊統(tǒng)須五段煤系源巖約,如果缺乏烴源斷層是很難成藏的。與此同時,斷層在切割地層中,往往不僅破壞了圈閉的完整性,而且破壞了蓋層和側向遮擋條件,不利于油氣保存,甚至使圈閉中已聚集的油氣被滲漏散失。斷層對油氣的保存,一般地說,斷層未切穿所有蓋層(不通天);斷層與其圈閉的搭配的(斷點)低;斷層上、下盤地層無疏導層;平緩斷層比陡傾斷層的上覆地層應力大(閉合性好)以及斷層的性質(zhì)、要素、發(fā)生與演化等。2地層特征

16、四川盆地地層層系齊全、厚度大,具有多層系、多旋回的特點。盆地邊緣主要分布元古界、古生界。大涼山、龍門山、米倉山還有巖漿巖出露,構成環(huán)繞四川盆地的周邊。此外,華鎣山背斜核部有古生界出露;中生界遍及盆地內(nèi)部;新生界主要分布在成都平原及現(xiàn)代河流的兩岸。盆地基底為中上元古代前震旦系,主要由一套變質(zhì)巖及巖漿巖組成。盆地的多期演化過程中形成的震旦系、寒武系、志留系、二疊系、三疊系和侏羅系等多套烴源巖和優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖、泥巖蓋層組合是盆地油氣富集的基礎,盆地多期改造過程中形成的古隆起、古斜坡以及山前沖斷帶構成盆地良好的儲圈條件8。四川盆地是大型的含油氣構造盆地,沉積物富含有機物質(zhì),油氣生成條件良好,各類儲層富原

17、生孔隙、次生孔隙和裂縫,是良好的儲集層,又有粘土巖和蒸發(fā)巖存在,是良好的蓋層。四川盆地的多旋回演化特征,決定了它的多生、儲、蓋組合。2.1烴原巖四川疊合盆地油氣富集的一級控制要素之一是烴源物質(zhì)豐富且成氣率高7,盆地內(nèi)的主要烴源層有海相的下寒武統(tǒng)、志留系頁巖和下二疊統(tǒng)碳酸鹽巖及上二疊統(tǒng)的煤系地層,有陸相的上三疊統(tǒng)泥質(zhì)巖和煤層及下侏羅統(tǒng)的泥質(zhì)巖。儲集油氣的主要層位有震旦系、中石炭統(tǒng)、二疊系、中下三疊統(tǒng)等海相地層的碳酸鹽巖和上三疊統(tǒng)、下侏羅統(tǒng)的陸相碎屑巖和介殼灰?guī)r。四川疊合盆地自下而上有7套具有重要生烴意義的烴源層,除上三疊統(tǒng)須家河組外均為油系烴原巖,且均演化程度高,地史演化過程中形成多個大型古油藏

18、7。2.2儲集層有巖相控制的良好的儲集層才能形成區(qū)域性產(chǎn)層,為構成一批氣田、甚至大氣田的主要條件。四川盆地已發(fā)現(xiàn)的儲集層從震旦系到上侏羅統(tǒng)計有25個之多,并且新的儲集層還在繼續(xù)發(fā)現(xiàn)。從巖石類型講主要是碳酸鹽巖,次為碎屑巖,罕見玄武巖。四川盆地儲集層段非常多,自下而上主要有震旦系燈影組白云巖,寒武系灘相白云巖,奧陶系寶塔組灰?guī)r,石炭系黃龍組溶蝕白云巖,中二疊統(tǒng)棲霞茅口組生屑灰?guī)r和糖粒狀白云巖,上二疊統(tǒng)長興組下三疊統(tǒng)飛仙關組礁、灘相白云巖,下三疊統(tǒng)嘉陵江組白云巖,中三疊統(tǒng)雷口坡組白云巖,上三疊統(tǒng)須家河組砂巖,下侏羅統(tǒng)大安寨段(產(chǎn)油)介殼灰?guī)r,中侏羅統(tǒng)涼高山組砂巖,中侏羅統(tǒng)沙溪廟組上侏羅統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組紅

19、層砂巖等多個儲集層。各類儲層富原生孔隙、次生孔隙和裂縫,以次生孔隙為主,是條件良好的儲集層。油氣藏的蓋層,是指儲集層上覆對油氣散失具有明顯阻滯(或遮擋)作用的巖層,公認的最理想蓋層為泥質(zhì)巖(頁巖、泥巖)和蒸發(fā)巖(硬石膏、石膏、巖鹽),致密碳酸鹽巖和永凍層也是良好的蓋層。上三疊統(tǒng)侏羅系泥質(zhì)巖和中下三疊統(tǒng)膏鹽層是四川盆地的區(qū)域蓋層7。中下三疊統(tǒng)膏鹽層是否發(fā)育是四川盆地海相油氣能否大規(guī)模成藏的關鍵。四川盆地泥巖蓋層發(fā)育且質(zhì)量好,烴源層即是盆地重要的泥質(zhì)巖蓋層。四川盆地膏鹽巖主要有2套,即中寒武統(tǒng)覃家廟組膏鹽巖,下三疊統(tǒng)嘉陵江組和中三疊統(tǒng)雷口坡組膏鹽巖。生儲蓋組合四川盆地受多層系、多旋回沉積和晚期成藏等因素控制,多生儲蓋組合中,有其獨自的特征。四川盆地生儲蓋時空組合特征可歸納為:自生、儲、蓋式組合分布于川中大安寨段油藏;自生、蓋它儲式組合分布于受加里東期古隆起控制的威遠震旦系氣藏;自生、儲它蓋式組合廣泛分布于盆地的二疊系氣藏;生、儲、蓋連續(xù)式組合分布于盆地東部地區(qū)石炭系和上三疊統(tǒng)氣藏;生、儲、蓋間斷式組合,廣泛分布于盆地的中下三疊統(tǒng)多產(chǎn)層氣藏和川西地區(qū)侏羅系次生氣藏8。源蓋組合盆地疊合演化在下組合形成了震旦系、下寒武統(tǒng)、下志留統(tǒng)烴源巖,中下寒武統(tǒng)膏泥巖和志留系泥頁巖為

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