準(zhǔn)噶爾盆地東部地區(qū)異常壓力分布特征及成因分析_劉震

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1、地質(zhì)科學(xué)2002年11月CHINESEJOURNALOFGEOLOGY37(增刊):91—104準(zhǔn)噶爾盆地東部地區(qū)異常壓力分布特征及成因分析11122劉震金博賀維英韓軍關(guān)強(qiáng)(1.石油大學(xué)石油天然氣成藏機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京102249;2.新疆準(zhǔn)東勘探項(xiàng)目經(jīng)理部新疆阜康831500)摘要在探井實(shí)測(cè)地層壓力數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,分析了準(zhǔn)噶爾盆地東部地區(qū)地層壓力在縱向上和平面上的分布特征,探討了本區(qū)異常壓力的成因。準(zhǔn)噶爾盆地東部不同區(qū)帶異常壓力的特征、類型和成因都有明顯的差異:南部斷褶帶異常地層壓力屬超壓型異常壓力,主要由附加水平地應(yīng)力和欠壓實(shí)兩種作用產(chǎn)生

2、,其中附加地應(yīng)力是最主要的成因;中部斜坡帶異常地層壓力表現(xiàn)為弱高壓特征,主要由欠壓實(shí)作用產(chǎn)生;北部凹陷區(qū)為負(fù)壓型異常地層壓力,主要由構(gòu)造抬升及剝蝕作用造成。關(guān)鍵詞異常壓力超壓負(fù)壓附加水平地應(yīng)力沉積盆地深部區(qū)域性的異常壓力現(xiàn)象往往與油氣的生成、運(yùn)移、聚集和分布有著密切聯(lián)系。目前全球180個(gè)沉積盆地中約有160個(gè)沉積盆地的油氣分布與異常高壓存在因果關(guān)系(馬啟富等,2000)。隨著盆地勘探程度的不斷深入,異常低壓也逐漸為人們所發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí),如科羅拉多圣胡安盆地、阿巴拉契亞區(qū)以及加拿大阿爾伯達(dá)下白堊統(tǒng)維京層均存在著低壓油氣田。根據(jù)目前世界范圍內(nèi)大-中型油氣

3、田的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,屬于異常高壓或超高壓盆地占55.5%,屬于異常低壓的占15.7%(杜翔等,1995)。同時(shí),各個(gè)含油氣盆地的異常壓力分布特征、形成背景各不相同,對(duì)油氣的影響和控制作用有著明顯差異。異常高壓的形成是多種因素的結(jié)果,如不均衡壓實(shí)、水熱增壓、粘土礦物脫水、側(cè)向擠壓地應(yīng)力、干酪根成熟生烴作用和液態(tài)烴的裂解等(杜翔等,1995)。異常低壓則是構(gòu)造抬升(夏新宇等,2001)、烴類散失量大于烴類聚集量等多因素綜合作用的結(jié)果。盆地快速沉積過(guò)程中的欠壓實(shí)無(wú)疑是產(chǎn)生超壓的基本原因。但對(duì)異常壓力的研究應(yīng)綜合各方面的信息,關(guān)鍵是確定上述機(jī)理對(duì)異常壓力產(chǎn)生的

4、貢獻(xiàn)大小。準(zhǔn)噶爾盆地東部地區(qū)異常壓力分布類型比較豐富,發(fā)育3種類型的異常壓力。因此,研究其異常壓力分布特征及3種類型異常壓力的形成原因,對(duì)于指導(dǎo)準(zhǔn)噶爾盆地東部地區(qū)的油氣勘探有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。1準(zhǔn)噶爾盆地東部地區(qū)異常壓力類型準(zhǔn)噶爾盆地東部地區(qū)是在多旋回構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下形成的一個(gè)復(fù)合、疊加的盆地,盆地的發(fā)展演化經(jīng)歷了4個(gè)階段:1)泥盆紀(jì)中石炭世海西早期褶皺“基底”形成階段;2)晚劉震,男,1963年2月生,教授,石油地質(zhì)學(xué)專業(yè)。2002-04-03收稿,2002-07-19改回。92地質(zhì)科學(xué)2002年石炭世二疊紀(jì)復(fù)合盆地發(fā)展階段;3)晚二疊世晚期白堊

5、紀(jì)統(tǒng)一的陸內(nèi)坳陷發(fā)展階段;4)第四紀(jì)以來(lái)北天山山前坳陷(前陸盆地)發(fā)展階段。因此,區(qū)域與局部構(gòu)造應(yīng)力方向多變,內(nèi)部構(gòu)造分割性強(qiáng),構(gòu)造樣式復(fù)雜。準(zhǔn)噶爾盆地東部地區(qū)構(gòu)造單元可以分為陸南凸起、東道海子北—五彩灣凹陷、白家海凸起、阜康凹陷、帳北斷褶帶和阜康斷裂帶6個(gè)二級(jí)構(gòu)造帶(圖1)。陸南凸起為近東西向隆起帶,是本研究區(qū)的西北邊緣帶。東道海子北—五彩灣凹陷為近東西向負(fù)向單元。白家海凸起為晚石炭世以來(lái)長(zhǎng)期發(fā)育的古隆起。阜康凹陷呈北東—北東東向展布,具東高西低、北高南低的特征。準(zhǔn)噶爾盆地東部地區(qū)地層發(fā)育情況較復(fù)雜,盡管石炭系至第四系均有發(fā)育,但由于區(qū)域構(gòu)造活

6、動(dòng)的差異性,不同時(shí)代的地層在空間分布上具有一定的差異(表1)。石炭系主要分布在北部的克拉美麗山前坳陷及南部的博格達(dá)山前坳陷帶附近,鉆井揭示的石炭系主要發(fā)育中上統(tǒng)的巴塔瑪依內(nèi)山組(C2b)和下統(tǒng)的滴水泉組(C1d);下二疊統(tǒng)只發(fā)育在北部坳陷區(qū),中二疊統(tǒng)分布在北部坳陷區(qū)及南部山前坳陷;下三疊統(tǒng)在白家海凸起、五彩灣—火燒山地區(qū)稱為上蒼房溝群,在中南部則分別稱為上部的燒房溝組(T1s)和下部的韭菜園組(T1j)。中上三疊統(tǒng)在北部地區(qū)為殘留的小泉溝群(T23xq),在中南部從上到下為郝家溝組(T3h),黃山街組(T3hs)和克拉瑪依組(T2k)。侏羅系分為

7、中下統(tǒng)和中上統(tǒng)兩部分,中下侏羅統(tǒng)在全區(qū)分布廣泛,中上侏羅統(tǒng)在中-北部地區(qū)剝蝕較明顯,地層為石樹溝群(J23sh),在南部博格達(dá)山前凹陷附近細(xì)分為頭屯河組(J2t)和齊古組(J3q)。白堊系只發(fā)育下白堊統(tǒng)的吐谷魯群(K1tg),具有東薄西厚、北薄南厚的特點(diǎn);上白堊統(tǒng)缺失。第三系主要發(fā)育在中南部地區(qū),向北變薄;第四系也呈現(xiàn)南厚北薄的特點(diǎn)。本研究據(jù)構(gòu)造發(fā)育特征將準(zhǔn)噶爾盆地東部地區(qū)分為北部凹陷區(qū)(東道海子北—五彩灣凹陷—帳北斷裂帶北段)、中部斜坡帶(白家海凸起—阜東斜坡—帳北斷褶帶南段)和南部斷褶帶(北三臺(tái)南斜坡—阜康斷裂帶)3個(gè)區(qū)帶。在收集本區(qū)探井測(cè)試

8、資料和分析實(shí)測(cè)地層壓力的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)噶爾盆地東部地區(qū)異常壓力與區(qū)帶分布有關(guān),發(fā)育3種類型的異常壓力:南部斷褶帶在深部為高幅度異常高壓,