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      斷距系數(shù)在南陽凹陷張店油田的應(yīng)用

      2017-11-01 23:04:22
      石油地質(zhì)與工程 2017年5期
      關(guān)鍵詞:斷距南陽斷層

      王 冶

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      斷距系數(shù)在南陽凹陷張店油田的應(yīng)用

      王 冶

      (中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院,河南鄭州 450000)

      南陽凹陷為斷陷盆地,斷層控制著盆地的生長發(fā)育與構(gòu)造格局、也控制凹陷的沉積體系,絕大多數(shù)圈閉的形成與發(fā)展都與斷層有關(guān),斷層在一定程度上決定了油氣的運(yùn)移、聚集、保存等條件。提出了應(yīng)用斷距系數(shù)研究斷層活動(dòng)強(qiáng)度的方法,并結(jié)合油氣分布特征分析斷層的活動(dòng)強(qiáng)弱與油氣聚集之間的關(guān)系,對基本以斷塊油藏為主的南陽凹陷張店油田進(jìn)行分析,并總結(jié)出了一套適用于該區(qū)的斷距系數(shù)法控制油氣成藏作用的評價(jià)技術(shù),從而為有利目標(biāo)的可靠性評價(jià)提供了依據(jù)。

      南陽凹陷;張店油田;斷距系數(shù);油氣成藏

      大量的油氣勘探實(shí)踐和石油地質(zhì)研究已證實(shí),斷層活動(dòng)易形成地壘、地塹、斷鼻、反向屋脊斷塊等多種圈閉,為油氣聚集創(chuàng)造了良好的空間環(huán)境。許多斷塊內(nèi)部構(gòu)造形態(tài)受斷層控制,并伴隨斷裂活動(dòng)同步發(fā)育[1–3],準(zhǔn)確分析斷層活動(dòng)的時(shí)間和強(qiáng)度對油氣勘探有重要的意義。由于南陽凹陷斷裂多為分期次的發(fā)育特征,同生斷層并不常見,斷層生長指數(shù)法研究斷層活動(dòng)強(qiáng)度在本地區(qū)并不適用,因此本次研究采用斷距系數(shù)法來研究張店油田斷層活動(dòng)強(qiáng)度對油氣成藏的控制作用[4–7]。

      1 構(gòu)造背景及斷裂體系特征

      南陽凹陷屬于南襄盆地的一個(gè)相對獨(dú)立的斷陷構(gòu)造單元,位于秦嶺造山帶內(nèi)部。南陽凹陷是一個(gè)南深北淺的箕狀扇形斷陷,盆地面積約3 600 km2,其形成與發(fā)展受控于南部的新野斷裂,該斷裂走向由北西向轉(zhuǎn)北東向,呈“之”字形展布。凹陷內(nèi)發(fā)育NW和NE向兩組斷裂,盆地具有南北分帶、東西分塊、凸凹相間的構(gòu)造格局[8]。

      張店油田位于南陽凹陷東部,面積約為200 km2,處于張店鼻狀構(gòu)造帶內(nèi)。該區(qū)構(gòu)造復(fù)雜,整體為軸向北西向的鼻狀構(gòu)造,局部有所差異,其中北部和東北部為單斜構(gòu)造,主要發(fā)育北東向、近東西向、北西向三組斷層,斷層斷距大、延伸距離遠(yuǎn),鼻狀構(gòu)造被斷裂復(fù)雜化,形成眾多的斷塊、斷鼻圈閉[9]。近年來區(qū)內(nèi)多口井獲工業(yè)油流,形成了南37塊、南38塊、南79塊、南99塊等多個(gè)含油斷塊,張店油田探明儲(chǔ)量1 736.80×104t,占南陽凹陷總探明儲(chǔ)量的58%。

      研究區(qū)斷層多、斷距大小不等、延伸距離長短不一。共發(fā)育90多條斷層(表1),以北東向、近東西向、北西向?yàn)橹鳌嗔训钠矫娼M合比較復(fù)雜,西側(cè)和東側(cè)斷裂的展布特征和組合特征各有差異??傮w上,研究區(qū)存在4種基本的斷裂剖面組合形態(tài):“Y”型組合、反“Y”型組合、階狀斷裂組合、“Y”型與反“Y”型復(fù)合。

      2 斷距系數(shù)的應(yīng)用及效果

      2.1 斷距系數(shù)的概念與原理

      前人定性或定量地研究斷層的活動(dòng)時(shí)間、活動(dòng)強(qiáng)度,及其對油氣成藏的控制作用,多采用“斷層活動(dòng)速率”法和“斷層生長指數(shù)”法。斷層活動(dòng)速率是指某一地層單元在一定時(shí)期內(nèi),因斷裂活動(dòng)形成的落差與相應(yīng)沉積時(shí)間的比值,具體可理解為下降盤地層厚度減去上升盤地層厚度,再除以沉積時(shí)間;斷層生長指數(shù)是指某一地層單元被斷層所切割,其下降盤與上升盤的比值[1]。

      南陽凹陷張店油田斷層多發(fā)育形成于喜山期,核桃園組地層屬于“先沉積后斷裂”的構(gòu)造特征,僅有馬店地區(qū)存在少數(shù)的同生斷層,絕大多數(shù)區(qū)域斷層兩盤地層厚度無差異或差異很小,且核桃園組不同的層段沉積的時(shí)間難以精確落實(shí)。因此,采用“斷層活動(dòng)速率”法和“斷層生長指數(shù)”法在本地區(qū)并不適用。

      表1 張店構(gòu)造帶主要斷層要素

      本文研究提出了斷距系數(shù)法來分析斷層活動(dòng)強(qiáng)度及對油氣藏的控制作用。斷距系數(shù)是指某一地層單元在一定時(shí)期內(nèi),因斷裂活動(dòng)形成的落差與相應(yīng)地層沉積厚度的比值。即:

      f=f/d

      式中:f為斷距系數(shù);f為斷層斷距,m;d為上升盤地層厚度,m。

      2.2 斷距系數(shù)法的研究方法和成果

      在研究區(qū)內(nèi),沿西北–東南的三維地震主測線方向選擇12條過主要斷塊的測線進(jìn)行研究分析,統(tǒng)計(jì)每條深度測線上的斷層的斷距f,上升盤的地層厚度d(下降盤地層厚度易受沉積、構(gòu)造作用影響),將這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總(表2)。

      將統(tǒng)計(jì)匯總的各條深度測線上的斷層的斷距f,上升盤的地層厚度d,導(dǎo)入計(jì)算公式,算出平面上各個(gè)位置的斷距系數(shù)值f,將散點(diǎn)化的斷距系數(shù)值在平面上進(jìn)行等值線的勾繪,形成不同沉積時(shí)期的斷距系數(shù)的平面圖。

      表2 不同時(shí)期主要斷距系數(shù)Rf統(tǒng)計(jì)

      Eh22沉積時(shí)期,斷層斷距多為0~130 m,斷距系數(shù)多為0.2~0.7,從工區(qū)南部到南108井—龍14井—南137井一帶,斷距系數(shù)較小。從西南部向東北部,斷距系數(shù)逐漸增大,在南130井、唐6井、南140井,金1井附近有異常髙值區(qū),這些區(qū)域斷層活動(dòng)性強(qiáng)。張店油田Eh22地層探明儲(chǔ)量為509×104t,含油面積主要分布于張店油田中部及中南部地區(qū),這些地區(qū)斷距系數(shù)普遍較小[10](圖1)。

      圖1 張店油田Eh22斷距系數(shù)平面分布

      Eh23沉積時(shí)期,斷層斷距多為0~150 m,斷距系數(shù)多為0.2~0.8,從研究區(qū)南部到南108井—龍14井—南137井一帶,斷距系數(shù)較小。從南部向西北、東北方向,斷距系數(shù)逐漸增加。在南130井、唐6井、南99井北部、金3井附近有異常髙值區(qū),這些區(qū)域斷層活動(dòng)性強(qiáng)。

      張店油田Eh23地層探明儲(chǔ)量為720×104t,含油面積主要分布于張店油田中部地區(qū),少數(shù)分布于中部偏北地區(qū),這些地區(qū)斷距系數(shù)普遍較?。▓D2)。

      圖2 張店油田Eh23斷距系數(shù)平面分布

      Eh31沉積時(shí)期,斷層斷距多為0~130 m,斷距系數(shù)多為0.3~0.9,從研究區(qū)西南部到東北部,斷距系數(shù)逐漸增加,其中以金8井—南99井—南137井連線為分隔,西部斷距系數(shù)較小,東部斷距系數(shù)較大。在南140井、金1井附近有異常髙值區(qū),這些區(qū)域斷層活動(dòng)性強(qiáng)。

      張店油田Eh31地層探明儲(chǔ)量為282×104t,含油面積主要分布于張店油田中部偏西的地區(qū),同樣,這些地區(qū)斷距系數(shù)普遍較?。▓D3)。

      圖3 張店油田Eh31斷距系數(shù)平面分布

      3 結(jié)論

      張店油田各個(gè)沉積時(shí)期斷層的斷距系數(shù)各有不同,但各時(shí)期斷距系數(shù)與含油面積的分布都有一個(gè)共同的特點(diǎn):斷距系數(shù)較大的地區(qū),斷層活動(dòng)性強(qiáng),強(qiáng)烈的斷層活動(dòng)性主要起油氣的垂向疏導(dǎo)作用,不利于油氣的聚集和保存;斷距系數(shù)較小的地區(qū),斷層的活動(dòng)性較弱,對油氣的聚集成藏起到了有利的作用。含油面積多分布于斷距系數(shù)較小的地區(qū),說明斷距系數(shù)對油氣的聚集成藏具有一定的控制作用。

      [1] 李勤英,羅鳳芝,苗翠芝.?dāng)鄬踊顒?dòng)速率研究方法及應(yīng)用探討[J].?dāng)鄩K油氣田,2000,7(2):15–17.

      [2] 龐小軍,李建平,王冠民,等.渤中凹陷石南地區(qū)古近系斷層活動(dòng)特征及其對沉積相的控制[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012,27(2):11–16.

      [3] 蔡佳,姜華,甘華軍,等.南陽凹陷南部邊界大斷裂活動(dòng)性及其對沉積的控制[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,24(4):9–12.

      [4] 姜雪,吳克強(qiáng),劉麗芳,等.構(gòu)造活動(dòng)對富生油凹陷烴源巖的定量控制[J].石油學(xué)報(bào),2014,35(3):455–461.

      [5] 羅文生,張善文,王永詩,等.渤南洼陷古近系–新近系斷層活動(dòng)與油氣成藏[J].油氣地質(zhì)與采收率,2007,14(3):34–37.

      [6] 史冠中,王華,徐備,等.南堡凹陷柏各莊斷層活動(dòng)特征及對沉積的控制[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,47(1):85–90.

      [7] 郝芳,鄒華耀,姜建群.油氣成藏動(dòng)力學(xué)及其研究進(jìn)展[J].地學(xué)前緣,2000,7(3):11–21.

      [8] 陳文學(xué),朱水安,秦秉操,等.南陽凹陷張店油田二次勘探及認(rèn)識[J].石油勘探與開發(fā),2002,29(6):64–66.

      [9] 林學(xué)慶,羅家群,陳萍,等.南陽凹陷北部斜坡帶有利勘探目標(biāo)分析[J].河南石油,2002,16(6):11–13.

      [10] 鄭秀娟,于興河,王彥卿.?dāng)鄬臃忾]性研究的現(xiàn)狀與問題[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2004,23(6):19–21.

      編輯:蒲洪果

      1673–8217(2017)05–0047–03

      TE111.2

      A

      2017–04–12

      王冶,工程師,1984年生,2006年畢業(yè)于西南石油大學(xué)勘查技術(shù)與工程專業(yè),現(xiàn)從事油氣勘探研究。

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