基于构造变形约束的川东寒武系膏盐层分布

四川盆地东部广泛沉积一套寒武纪潟湖相的云质膏盐层,盐下的地层及其构造是四川盆地新的油气勘探突破点。该地区高陡构造变形非常复杂,而且钻到该套膏盐层的钻井少,其构造变形特征和分布范围不清,难以落实构造圈闭和优质储集层的分布。通过地震地质综合研究,基于盐构造的构造变形特征和膏盐层的地震响应特征,开展了四川盆地东部寒武系膏盐层的构造变形及分布范围研究。该套膏盐层作为底部滑脱层引发川东形成薄皮构造,发育隔档式褶皱。隔挡式构造模式与寒武系膏盐层的盐构造变形为正相关关系,寒武系膏盐层是该地区构造格局的主控因素,亦是隔档式构造形成的必要条件。利用膏盐岩的岩石力学性质和对构造的控制作用,结合地震反射特征,预测了寒武系膏盐盆在平面上的展布:其西边界沿华蓥山构造边界延伸,向北沿水口厂构造展布直到大巴山前,往南沿川南低陡构造带西边界向南西展布。寒武纪膏盐盆的沉积中心在方斗山沿北东—南西向一线。     

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。     

库车前陆褶皱-冲断带基底断裂对盐构造形成的影响

地震剖面解释和构造物理模拟实验表明,库车前陆褶皱—冲断带前古近系基底构造对上覆盐构造的形成演化有重要的控制作用。位于冲断带前缘的秋里塔格构造带西段前古近系基底表现为古隆起形态,并发育有丰富的基底断裂和盐构造。基底断裂大多表现为逆断裂,其走向与地表山系基本一致,倾向主要为NNW和SSE,具有较明显的分段特征。古近系库姆格列木组膏盐层塑性流动变形形成的盐构造主要有盐枕、盐推覆、盐焊接和鱼尾构造等。前古近系基底断裂通过影响古近系库姆格列木组膏盐层的塑性流动方式和平面展布特征,进而控制盐层及上覆层的构造变形过程,最终导致在盐层和上覆层形成了大量形态各异的盐相关构造。     

膏盐层在库车秋里塔格构造带构造变形及成藏中的作用

库车坳陷秋里塔格构造带发育古近系库姆格列木群和新近系吉迪克组两套膏盐层,这两套膏盐层对该区构造变形和油气成藏起了重要的作用。地震剖面揭示盐层的存在使得秋里塔格构造带构造上、下分层,盐上层主要形成盐推覆构造、逆冲断层、断层传播褶皱和盐核背斜等构造;膏盐层主要形成盐枕、盐焊接或断层焊接等构造;盐下层主要发生断层转折褶皱、背冲断块和逆冲断层等变形。膏盐层组成了该区主要的盖层,并与盐下储层组成了优质的储盖组合,对盐下油气藏的保存极为有利。膏盐层可以改善盐下储层的储集性能,而且膏盐层的塑性流动还可以吸收盐下构造应力,使得盐下构造圈闭在强烈的构造挤压中得以保存。     

库车坳陷古隆起与盐构造特征及控油气作用

依据钻井和地震资料,在库车坳陷识别出却勒、大北—吐北、克拉苏、依奇克里克和吐格尔明等古隆起以及盐枕、盐推覆、盐墙等盐构造。这些古隆起和盐构造主要分布于克拉苏—依奇克里克构造带和秋里塔格构造带,并都经历了复杂的形成演化过程,两者关系也非常密切。古隆起决定了盐构造的发育位置和形成过程,盐体一般在古隆起顶部发生聚集增厚,形成盐枕和盐墙构造,并在古隆起两翼盐体减薄处形成盐焊接和鱼尾构造等。古隆起和盐构造对库车地区的油气聚集分布起着重要的控制作用,古隆起的发育不仅有利于改善储层质量,其本身也是油气运移的优势指向区,巨厚膏盐层的存在也为油气聚集提供了极好的封盖作用。另外,古隆起和盐构造的叠加构造变形为油气聚集提供了丰富的构造圈闭和隐蔽圈闭,形成的断裂和不整合也构成了有效的油气输导体系。     

库车前陆盆地新生代盐构造特征及形成机制：物理模拟和讨论

膏盐层的存在对库车前陆盆地构造变形与演化具有重要的影响,导致了盐上构造与盐下构造形态的明显不同。盐上 构造以宽缓的褶皱为主,而盐下构造则以紧密排列的冲断层为主。我们采用构造物理模拟方法对库车盐构造变形演化过程 和变形机制进行了分析。研究表明,库车盐构造变形主要受区域挤压和同构造沉积作用的影响。在克拉苏构造带,盐构造 形成、演化的主控因素为区域挤压作用,而在构造带前缘的秋里塔格构造带,盐构造的主控因素则为邻区拜城凹陷的巨厚 同构造沉积。     

库车坳陷中段盐相关构造形成控制因素

库车坳陷中段盐层广泛分布,可细分为盐岩层、膏泥岩层、膏盐层等不同沉积端元。在沉积载荷、浮力及区域构造挤压应力作用下,盐层发生塑性流动,盐上构造层、盐下构造层也发生变形,形成了盐下构造层、盐层、盐上构造层三位一体的复合盐相关构造样式。本文从构造变形差异分析入手,结合盐层沉积特征、基底古地貌特征、盐上构造层沉积差异,运用生长地层和不整合分析方法认为库车坳陷中段盐相关构造样式的形成主要受控于盐层性质、基底特征、构造应力和沉积差异负载。     

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。     

库车坳陷中部新生代构造形成机制与演化

通过区域大剖面平衡恢复、构造物理模拟实验分析库车坳陷中部的整体变形特征,发现受膏盐岩层滑脱作用影响,库车坳陷中部盐上、盐下构造变形不一致.克拉苏构造带盐下地层缩短量大于盐上地层,秋里塔格构造带盐下地层缩短量小于盐上地层,两个构造带单独做平衡剖面恢复是不平衡的,但整体是平衡的,构造变形具整体挤压、分层变形特点,盐构造物理...     

库车坳陷克拉苏构造带盐上和盐下构造变形差异及其控制因素分析

克拉苏构造带位于库车坳陷与南天山盆山过渡带,特殊的受力环境使其构造变形机制具有特殊性。依据最新的地震和钻井资料,并结合前人研究成果,建立了克拉苏构造带新的地震解释方案,并据此分析该地区盐上、盐下层构造变形几何形态、演化过程、形成机制等方面的差异及其控制因素。结果表明:克拉苏构造带盐下层构造变形可分为两部分,包括由基底卷入的高角度正断层后期挤压形成的反转断裂系统,以及主断裂下盘发育的次生盖层滑脱逆冲叠瓦断裂系统。盐上层构造变形为褶皱相关断层,其演化经历了基底断裂向上传递形成传播褶皱、差异压实作用诱发底辟褶皱、以及褶皱核部在持续挤压作用下形成破冲断层等多个阶段。盐下层基底卷入断裂系统形成于侏罗纪盆山过渡带伸展环境,而叠瓦式盖层滑脱断裂系统和盐上层构造变形主要形成于中新世-第四纪的挤压构造环境。盆山过渡带特殊的构造部位及在不同地质时期应力场的转换控制了盐下层构造变形机制,而盐上层构造变形受到基底断裂复活、差异沉积负荷、膏盐岩底辟上涌、挤压应力增强以及北部山前地形高差等众多因素影响,且不同演化阶段主控因素有所差异。克拉苏构造带盐下、盐上层变形机制和毗邻区带相比有较大差异,这与其特殊的构造位置以及构造应力在盐下和盐上地层向前陆方向传递的方式和距离不同等因素有关。     

库车坳陷克拉苏构造带分层收缩构造变形及其主控因素

库车坳陷中段克拉苏构造带广泛发育盐相关收缩构造变形,总体具有"垂向叠置、分层变形"的整体挤压变形特征。沿东-西向克拉苏构造带不同区段深浅层构造变形样式、断层位移存在明显差异,北部盐下层由1～2条高角度基底卷入逆冲断层为主导,并在断层下盘发育捷径断层。区域结构平衡剖面和先存构造活动趋势分析结果表明,克拉苏构造带北侧变形属于基底卷入变形,早期先存断裂在后期收缩变形中重新活动,形成高角度的逆冲断裂。物理和数值砂箱模拟结果表明,盐岩层先于其上、下地层发生变形,其厚度、分布及边界条件差异是造成垂向分层收缩变形的主要控制因素。     

库车前陆冲断带克拉苏构造带变形影响因素分析——基于离散元数值模拟研究

在解释库车前陆冲断带克拉苏构造带三维地震剖面的基础上,采用离散元数值模拟手段、单因素变量控制方法,通过六组模拟对比实验,探讨挤压背景下应变速率大小和作用时间、盐岩展布形态、先存盐底辟、基底先存断裂以及基底古隆起等因素,对库车前陆冲断带克拉苏构造带变形的影响。离散元数值模拟结果表明:相比于应变速率大小,应力作用时间对冲断带变形的影响更为显著,变形缩短率相同时导致挤压隆升幅度更大,可达70.25%,向前传播距离均更远,横向上变形范围可达73.82%,盐下层叠瓦状逆冲断裂倾角更小。先存底辟主要影响挤压端垂向变形规模,使得隆升幅度更大。先存断裂主要影响挤压端水平方向变形范围,挤压变形水平传播更远。基底古隆起和盐岩展布形态对克拉苏构造带变形也具有重要影响,基底隆起前沿形成应力集中带,盐岩在此聚集形成构造三角带。由于盐岩的分隔作用,盐上层变形相对较弱,靠近挤压端发育背斜和冲断构造,向盆地方向逐渐变为宽缓的向斜构造。     

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。     

库车坳陷西部构造圈闭形成期与烃源岩生烃期匹配关系探讨

根据库车坳陷西部地质剖面分析其构造圈闭类型,利用平衡剖面和生长地层分析构造圈闭形成期次。选取大北1井和一口人工井,应用PRA公司的BasinMod1-D软件,对其进行烃源岩成熟度史模拟,分析烃源岩的主要生烃期。根据构造圈闭形成期与烃源岩主要生烃期的匹配关系,认为西秋里塔格构造带盐下古构造圈闭与拜城凹陷烃源岩生烃期匹配良好,形成的油气藏大部分在后期保存良好,盐上圈闭可能形成油藏,盐层内部圈闭可能形成油藏、气藏或油气藏,在较厚盐层之下的圈闭可能会形成气藏。克拉苏构造带古构造圈闭与克拉苏构造带烃源岩主要生烃期以及拜城凹陷的主要生油期匹配良好,可以形成良好的油气藏,但是库车组沉积末期—第四纪构造破坏严重,油气藏经受构造调整、破坏和再分配形成残余油气藏、次生油气藏,此时正处于侏罗系烃源岩生气期,可以在盐下形成大量气藏。     

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。     

库车坳陷克拉苏-依奇克里克构造带的构造演化

野外露头上的小尺度构造记录着整个褶皱逆冲带运动学演化进程。通过对库车褶皱逆冲带坎亚肯褶皱发育的小尺度构造的特征和相互叠加、切割关系的分析,认为克拉苏-依奇克里克构造带在新生代的构造挤压变形中经历了三个阶段,即平行层面的挤压缩短作用阶段、弯滑与弯流褶皱作用阶段和逆冲断层改造作用阶段。同时,对不同阶段出现的断层滑动数据进行反演和古应力恢复的结果表明,整个变形过程,最大主应力方向σ1(即构造缩短方向)集中分布在NNW—SSE,没有发生大的变化,说明三个阶段的构造变形是在同一稳定应力场下发生的,从而进一步证明所有的变形是同一次构造挤压下的渐进式序列变形,而不是多期构造挤压变形的结果。此次构造挤压变形主要发生在康村沉积期(12～5Ma),对于克依构造带的构造圈闭最终定型起着决定性作用。