褶皱相关断层——以库车坳陷新生界盐上构造层为例

以盐构造解析的方法,综合地震与地质资料,表明库车坳陷新生界中的盐上断层受控于褶皱作用。盐上地层首先发生褶皱变形,随着褶皱作用的加强,然后发生断裂作用,盐上构造层的变形方式为褶皱相关断层,其变形特征不同于断层相关褶皱。从断层成因机制可见:断层相关褶皱理论不适用于库车新生代坳陷盐构造发育区。库车坳陷膏盐层的发育造成盐上构造层与盐下构造层变形有差异,盐上构造层以褶皱作用为主,盐下构造层以冲断作用为主。库车坳陷盐上构造层主要为褶皱相关断层,发育张性断块、后翼突破断层、前翼突破断层及褶皱相关断层组合等构造样式,根据盐上构造层的变形特征总结了褶皱相关断层的演化。     

库车坳陷中部构造分层差异变形特征和构造演化

基于地表露头调查、地震资料解释、钻井及与盐相关的构造样式分析,对库车坳陷中部构造变形特征进行研究。结果表明:库车坳陷中部具有南北分带、东西分段、垂向分层的变形特征。以库姆格列木群膏盐岩为界可以分为盐上构造层、盐构造层、盐下构造层及基底构造层4层结构。该区域主要发育收缩构造样式及盐构造样式,盐上构造层、盐构造层及盐下构造层的构造样式及分布具有明显差异。盐上层主要发育逆冲断层及褶皱,盐岩层则以盐流动构造样式为主,盐下层则发育逆冲叠瓦断层等大规模推覆构造。研究区具有明显的分段变形特征,可划分为博孜—却勒构造段、大北—西秋构造段、克深—西秋构造段、克拉3—东秋构造段,其差异性主要表现为地表线性褶皱带分布、盐构造样式、盐下构造变形的差异。区域构造演化剖面研究表明库车坳陷主要经历了中生代伸展坳陷盆地(三叠纪—白垩纪)、新生代早期"挠曲"盆地(古近纪—中新世)及新生代晚期前陆盆地(上新世—第四纪)的演化过程。现今构造主要形成于库车组沉积的中晚期。     

库车坳陷西段盐构造二维平衡恢复与复原构造剖面分析

天山南麓库车坳陷西部沉积古近系膏盐岩,盐层下伏中生界发现万亿立方米储量天然气田,是我国西气东输重要气源。库车坳陷盐下是油气勘探关注目标,目前研究认识不能满足勘探需求,尤其是盐构造形成机制存在争议,盐构造平衡恢复是研究难点。本文应用二维构造平衡剖面技术,综合地震剖面、钻井和地表地质资料,选取库车坳陷西段四条剖面,通过StructureSolver公司开发的构造恢复软件(简称SS),开展平衡恢复工作,分层恢复盐上层、膏盐层、盐下层,复原挤压变形前地震剖面。研究结果揭示库车坳陷西段发育二期盐构造:渐新世-中新世发育刺穿型盐丘,上新世-第四纪发育挤压型盐构造。挤压作用下早期盐丘演变为盐席、盐墙,盐上层发育盐逆冲断层和盐背斜,盐下发育叠瓦状逆冲断层和挤压构造楔。库车坳陷西段盐层上覆冲积扇沉积(重力)差异负载是发育盐丘的原因,盐丘分布于山前冲积扇前端和却勒冲积扇南侧。库车坳陷盐下发育逆冲构造楔,应用临界楔理论研究构造楔顶面坡度与底部滑脱层角度变化,盐下构造楔顶面坡度突变,指示底部滑脱层角度发生变化,推断古生代基底正断层卷入逆冲构造楔。     

库车坳陷东西段盐下构造变形差异演化数值模拟分析

库车坳陷东、西段盐下构造在北部构造带以南出现明显的差异构造变形特征,在西段的克拉苏构造带盐下发育由一系列逆冲断裂组成的叠瓦构造,而在东段的东秋构造带盐下发育一个大型的断背斜构造。本文基于地震资料构造解析,采用离散元数值模拟方法,设计了5组数值模拟实验来探究先存断层、同构造沉积和滑脱层强度对褶皱冲断带构造形态及演化的影响,进而分析库车坳陷东、西段构造特征差异的成因机制。模拟结果表明含盐褶皱冲断带往往发育垂向分层构造变形。先存断裂会影响褶皱冲断带构造传播的方式,导致盐下楔体形态、断裂数量和盐上构造样式的差异。同构造沉积会增强盐上和盐下的分层差异变形,滑脱层强度增强会减弱盐上和盐下的分层变形。通过将模拟结果与库车坳陷东、西段构造特征进行对比分析,我们认为先存断层可能是影响库车坳陷东、西段盐下构造差异演化的重要因素。库车坳陷东段的东秋构造带受先存断裂影响,在先存断裂的位置优先变形,形成东秋断裂和上覆东秋背斜,同时先存断裂既有助于应力释放,又阻拦应力向前传递,形成乱序式变形传播。库车坳陷西段的克拉苏构造带,没有先存断裂的影响,盐下主要发育前展式构造变形,形成由一系列逆冲断层组成的叠瓦构造楔体。     

库车坳陷盐相关构造与有利油气勘探领域

野外露头、钻井和地震资料证实,库车坳陷古近系库姆格列木组(西部)和新近系吉迪克组(东部)沉积有较厚的膏盐层。在浮力、重力、沉积差异负载和挤压应力等因素综合作用下,盐体发生明显的塑性流动,围绕拜城凹陷呈环带状分布,并在克拉苏构造带和秋里塔格构造带聚集增厚,最厚可达4000m以上。盐体的塑性变形影响了含盐层系和上覆层的构造变形过程,形成了数量众多、类型丰富的盐相关构造,主要包括盐枕、盐墙、盐推覆、鱼尾、盐焊接(断层焊接)、盐垛、突发构造和盐撤凹陷等。库车坳陷盐相关构造变形影响了油气运移、聚集和成藏过程。盐构造运动形成的丰富圈闭可为油气聚集提供良好的空间,断裂可为油气运移提供良好通道,巨厚的膏盐层还可作为封闭性能良好的盖层。受盐相关构造变形影响,库车坳陷盐下、盐间和盐上存在三种不同的成藏模式。综合分析表明,库车坳陷较为有利的油气勘探领域主要包括有盐下的背斜圈闭、断层遮挡下盘圈闭、地层-岩性圈闭、盐间的构造-地层圈闭和盐上的背斜圈闭等。     

塔里木盆地库车坳陷中部构造变形样式及分布特征

库车坳陷是塔里木盆地北部一个次级构造单元,受晚新生代陆内造山作用控制,发育典型的挤压冲断构造; 同时,由于古近系和新近系盐层的存在,发育丰富的盐相关构造; 另外,冲断构造各段之间的调节作用还形成了一系列的走滑构造。本文利用最新的2D、3D 地震资料及钻井资料,分析总结了库车坳陷中部的变形样式及分布特征。研究结果表明: 1)根据变形的成因机制,将库车坳陷的构造变形划分为收缩构造、盐构造及走滑构造。2)收缩构造以逆冲断层及褶皱样式为主,盐上构造层可划分为断层相关褶皱和褶皱相关断层,其中断层多在盐层内滑脱。盐下构造层根据断层组合方式可划分为叠瓦状冲断构造、楔形冲断构造及滑脱冲断构造。盐构造可以划分为盐席、盐墙、盐楔入、盐刺穿及盐拱构造。走滑构造在剖面上可见花状构造及不协调变形,平面上则可见雁列褶皱、马尾断层及海豚效应。3)收缩构造及盐构造主要分布于克拉苏构造带及秋里塔格构造带内,自南天山至盆地中心,盐下构造层由叠瓦状冲断构造过渡至滑脱冲断构造,过渡带内则发育楔形冲断构造; 走滑构造集中于坳陷西部的阿瓦特-却勒构造段以及东部的克拉3-东秋8构造段。     

库车坳陷盐下构造对盐上盖层变形的影响因素分析

库车坳陷是在地壳或者岩石圈尺度整体挤压作用下,收缩构造变形形成的一个构造单元,膏盐岩层等软弱岩层可能导致滑脱断层发育,并引起盐上和盐下不协调收缩变形,区域挤压作用下一些先存基底断裂带的逆冲位移是控制盐上层冲断褶皱变形的主要因素。运用地震资料、地表露头、钻测井资料以及非地震资料等,对库车坳陷区域大剖面的盐上层、盐下层的构造变形样式进行分析,认为南天山在挤压收缩变形中隆升,诱导盆山过渡带发育基底卷入的高角度逆冲断层,先前基底断层的复活影响了盆地沉积盖层的构造变形,基底断裂与盖层断层组合样式在走向上基本一致,盖层强变形带与基底断裂带上下呼应。     

库车坳陷克拉苏构造带大北-克深区段差异变形特征及其成因分析

库车坳陷克拉苏构造带发育大量与膏盐相关的收缩构造,其深、浅构造变形不协调具有明显差异性。构造建模表明:克拉苏构造带属于库车坳陷北部强变形带,自西向东具有不同的变形样式。西部大北区段受前缘拜城断裂控制,发育断层规模小的基底卷入冲断叠瓦扇,东部克深区段则受后缘克拉苏断裂控制,发育大位移断层控制的盖层滑脱冲断叠瓦扇。克拉苏构造带基底断裂位移分布具有差异平衡的特点,基底断裂活动对膏盐层厚度及分布具有再调整作用。砂箱物理模拟结果显示,构造变形强度、膏盐层厚度及其分布差异是克拉苏构造带东、西段结构和垂向变形差异的主要控制因素。     

库车坳陷西段新生代盐构造特征及演化

库车坳陷古-始新世沉积厚层膏盐岩,在沉积差异形成的重力负载作用下,膏盐岩发生塑性流动,山前的膏盐岩流向盆地内侧,发育盐底辟构造,形成吐孜玛扎盐墙、却勒盐丘,膏盐岩的塑性流动发生在膏盐层沉积后不久,并且持续到上新世库车早期,盐底辟构造主要通过被动底辟作用完成。上新世晚期,库车坳陷受到强烈的挤压作用,发生大规模的逆冲推覆,吐孜玛扎盐墙、却勒盐丘(应变强度薄弱部位)的北侧发育断层,盐岩沿断层刺穿地表,形成底辟型盐墙和喷出型盐席,同时发育整合型米斯坎塔克盐背斜和大宛齐盐枕。库车坳陷的盐构造分为两个阶段:构造平静期(渐新世-上新世),以重力差异负载作用为主,发育底辟型盐构造;构造挤压期(上新世晚期-现今),挤压作用强烈,形成逆冲推覆断层,在不同的构造部位分别形成盐席、盐墙、盐背斜,早期的盐构造对于后续挤压作用下盐构造的形成和演化具有重要的控制作用。     

塔里木盆地库车坳陷北部边缘构造特征

塔里木盆地库车坳陷北部边缘与南天山过渡带结构复杂,是了解塔里木盆地-南天山盆山关系的关键。利用2D、3D地震资料和钻井资料,分析塔里木盆地库车坳陷北部边缘的结构特征、构造样式,对比研究不同区段变形的差异和影响构造样式的主要因素。研究结果表明:①根据基底断裂的发育情况,库车坳陷北部边缘自北向南可划分为三区五带,自浅至深可划分为4个变形层。其中,山前克拉苏构造带以克拉苏断裂为界可细化为高角度基底卷入变形区、低角度基底卷入变形区和盖层滑脱变形区。②库车坳陷盆山过渡带主要发育收缩构造、盐构造和走滑构造,根据其表现形式可划分为15种样式。③库车坳陷北部克拉苏构造带可划分为6个主要的构造段,受先存基底断裂、膏盐岩分布和南天山差异推覆作用的影响,各构造段表现出差异变形的特征。④现今构造主要形成于新生代中晚期,经历了晚二叠世—三叠纪古前陆盆地、侏罗纪—白垩纪坳陷盆地、古近纪—中新世弱收缩挠曲盆地和上新世—第四纪陆内前陆盆地4个演化阶段。     

石油钻井工程中岩层蠕变速率及蠕变参数分析

石油勘探开发工程中,盐膏岩层及含膏泥岩由于具有较低的渗透特性,往往是大型油气藏的封闭层。由于盐层具有较大的流变特性,盐层钻井技术成为钻井工程中的重大技术难题。通过对某一勘探井盐岩层及含膏泥岩井眼不同时间间隔下的井眼测试,获得了井眼地层盐岩及软泥岩等岩层的蠕变速率。采用幂指数流变本构模型对盐岩及软泥岩的蠕变速率进行了分析,通过反演获得了该地质区块盐岩及软泥岩的蠕变参数。该参数能进一步用于对盐岩钻井过程中钻井液密度的优化分析中。     

江汉盆地潜江凹陷潭口地区潜江组盐构造类型及成因机制探讨

潜江凹陷位于江汉盆地的中部，潭口油田靠近潜北大断层.通过勘探开发，根据测、钻井资料及生产动态数据发现，该区地层厚度在短距离内发生较大变化，砂体间的侧向连续性差，范围小.该地区盐岩十分发育，根据地震剖面以及盐层的发育，分析该地区产生一系列盐构造的类型，分别有盐层滑脱带以及滑脱断层、盐隆构造、盐辟构造等几种类型.该地区的盐构造的成因机制主要为走滑作用，根据盐构造的类型，成因机制可分为盐层滑脱作用、盐层隆升作用以及盐层刺穿作用.将盐构造的演化分为3个阶段，分别为荆沙组盐构造孕育期、潜江组潜四-潜三段盐构造生成期、潜江组潜二段-荆河镇组盐构造定型期.盐岩的发育以及盐构造的形成，在一定程度上导致目的层砂体侧向连续性差，油层展布范围小，对油气成藏产生影响.     

江汉盆地潜江凹陷潭口地区潜江组盐构造类型及成因机制探讨

潜江凹陷位于江汉盆地的中部,潭口油田靠近潜北大断层.通过勘探开发,根据测、钻井资料及生产动态数据发现,该区地层厚度在短距离内发生较大变化,砂体间的侧向连续性差,范围小.该地区盐岩十分发育,根据地震剖面以及盐层的发育,分析该地区产生一系列盐构造的类型,分别有盐层滑脱带以及滑脱断层、盐隆构造、盐辟构造等几种类型.该地区的盐构造的成因机制主要为走滑作用,根据盐构造的类型,成因机制可分为盐层滑脱作用、盐层隆升作用以及盐层刺穿作用.将盐构造的演化分为3个阶段,分别为荆沙组盐构造孕育期、潜江组潜四-潜三段盐构造生成期、潜江组潜二段-荆河镇组盐构造定型期.盐岩的发育以及盐构造的形成,在一定程度上导致目的层砂体侧向连续性差,油层展布范围小,对油气成藏产生影响.     

西秦岭北缘漳县盐矿含盐地层沉积特征与盐矿成因

甘肃省漳县盐矿赋存于西秦岭北缘断裂带漳县段新近纪含盐红层沉积盆地。漳县盐矿层赋存于漳县含盐红层盆地上部巨厚的灰色-灰红色泥岩-泥灰岩岩系中。通过分析含盐岩系沉积旋回序列和沉积特征,结合含盐盆地的区域地质构造背景,认为漳县岩盐矿床沉积环境具有内陆湖泊型的盐湖相特征。由灰红-灰绿色泥岩、灰色泥质灰岩、灰黑色泥灰岩及芒硝-石膏-岩盐层构成的灰色含盐岩系,沉积韵律旋回极为发育,具有大旋回套小旋回的特征,厚度达750m,说明漳县盐矿的形成不仅与干旱-湿润气候的周期性旋回变化有关,还需有较大深度的湖盆和较大范围汇水区域的盐类物质补给。由此推断漳县岩盐矿床是内陆湖泊型盐矿,具有高山深盆成盐的特征。     

应用回归分析进行盐矿工业品位预报

以漳县盐矿区为例,介绍了用测井方法确定岩矿层的优势所在;依据岩系地层的电性、放射性及它们之间的相互关系,用二元回归方法得出了矿区的理论方程;列举了用经验方程进行盐矿品位解释的应用效果。检验结果说明,用回归分析方法对测井资料作定性、定量解释是可行的;对于满足相关条件的岩盐矿层,利用该法可以获得较为理想的地质结果,对盐田的评价有着现实的指导意义。     

深井蠕变地层钻井液密度优化技术

深部地层盐岩钻井是钻井工程中的重大技术难题之一。由于盐岩性能的特殊性,当钻开井眼后盐岩蠕变,常造成井眼失稳、卡钻、固井后挤毁套管等事故,给钻井带来重大经济损失。结合山东胜科1井钻井工程,对深部地层盐岩及软泥岩等岩层的蠕变速率进行测试,采用三维数值模拟方法获得了盐岩及软泥岩的蠕变参数。并通过所获得的蠕变参数,对胜利油田东营区块盐岩及软泥岩井眼不同深度、不同钻井液密度下地层的蠕变速率进行了分析,获得了盐岩及软泥岩井眼许可钻井液密度。研究成果可以为钻井工程钻井液密度选用提供指导意义。     

库车前陆褶皱冲断带前缘滑脱层内部变形特征

古近系库姆格列木组和新近系吉迪克组膏盐层构成了库车前陆褶皱冲断带的区域滑脱层。在褶皱冲断带前缘,膏盐层发生塑性流动,其内部形成多种构造样式。根据野外考察、地震剖面解释和钻井资料识别出的膏盐层内部构造变形样式主要包括盐枕、盐墙、盐推覆、鱼尾构造、盐焊接(断层焊接)、盐缩颈、透镜状增厚和盐垛等盐构造。盐构造在形成时间上具有一定的演化序列,库车前陆褶皱冲断带总体表现为由北向南迁移,前缘秋里塔格构造带则是从西往东迁移,盐推覆、盐焊接、盐枕等构造形成时间较早,盐墙形成较晚,东秋地区的盐构造形成时间整体较西段和中段晚,规模也较小。     

南美东缘盐岩发育特征及其与油气聚集的关系

通过对南美东缘13个被动陆缘盆地系统解剖,总结了南美东缘盐岩发育特征：平面上盐岩主要发育在中部7个盆地中,发育薄层区、过渡区和厚层区等3种类型盐岩发育区;纵向上发育在白垩纪Aptian时期,发育时间先北后南;主要发育3种盐构造类型--整合型(非刺穿)盐构造、不整合型（刺穿）盐构造和过渡型盐构造,对应发育8种油气圈闭类型。分析了盐岩的发育对南美东缘油气富集的重要控制作用：平面上盐岩层平面展布控制油气的平面富集,中部7个盐岩发育盆地富集了整个南美东缘油气总量的95%;纵向上盐岩层将含盐盆地一分为二,形成盐上和盐下两套含油气层系,厚层盐岩区油气主要富集在盐下层系,薄层区和厚度剧烈变化区的油气则主要富集在盐上层系;岩性上倾尖灭、不整合遮挡、滚动背斜和断层遮挡型等4种盐构造相关圈闭是主要的油气成藏圈闭类型;盐构造运动形成的“盐天窗”是下部烃源岩与上部储集层沟通的主要通道;厚层盐岩层的存在为盐下油气的富集提供良好的封盖条件。     

河南省濮阳地区古近系沙河街组沙三段盐岩特征及其与岩性油气藏的关系

东濮凹陷北部中央隆起带及其周边地区在古近系沙河街组沙三段由下向上依次发育三套盐岩，每一套盐岩又由若干个盐岩韵律组成，盐岩韵律由盐岩（或膏岩）和泥岩构成。不同的盐岩韵律、同一盐岩韵律在不同地区厚度差异很大。盐岩的构造类型主要有原生板状盐岩构造、次生盐岩墙构造和后生变形盐岩构造。由于盐岩层极其致密，其阻隔作用使其下部地层的地层温度和地层压力均较高，有利于下覆生油岩中的有机质向油气转化；同时，在高温、高压下盐岩呈塑性状态，因此，又是良好的盖层。盐岩与砂泥岩相变，加之与构造配合形成一定规模的与盐岩有关的岩性油气藏，扩大了油气勘探的领域。与盐岩分布有关的油气藏有四种类型：砂体尖灭油气藏、岩性-断层油气藏、断层-岩性油气藏、断背斜油气藏。本文以河南省濮阳地区古近系沙河街组沙三段为例，详细阐述了三套盐岩在研究区的分布特征及其与油气运聚的关系，对于寻找隐蔽油气藏及下步滚动勘探开发具有十分重要的意义。     

江陵凹陷八岭山—花园多层系盐和盐泥构造及其形成机制

近年来在八岭山-花园背斜构造翼部有新的油气发现,有必要对其构造性质进行再认识。通过地震解剖,认为渔洋组-新沟嘴组(K2y-Ex)有盐和盐泥两类构造叠置,可进一步划分为盐丘-盐柱多层叠置构造、盐泥丘-盐泥株(柱)构造和盐泥丘构造;盐泥构造的形成是塑化的盐泥岩顺层蠕动使每一单层变厚、多层累加增厚的叠加效应结果,盐泥沿早期断层侵入或底辟导致逆断层的产生,使断层具有下正上逆的特点;差异负荷和火山热对流为其主导动力学机制;渔洋组-沙市组下段(K2y-Es下)盐丘-盐柱产生期为中始新世,主要形成期为晚渐新世,沙市组上段-新沟嘴组(Es上-Ex)盐泥构造产生期为晚渐新世,两者均于更新世基本定型;盐泥构造翼部地层-盐泥封挡和上倾尖灭岩性-盐泥封挡圈闭为潜在的油气藏勘探类型。