鄂尔多斯盆地塔巴庙地区断层对上古生界天然气富集成藏的控制.docVIP

PAGE PAGE 1 鄂尔多斯盆地塔巴庙地区断层对上古生界天然气富集成藏的控制 　　摘要：为了确定断层对鄂尔多斯盆地塔巴庙地区上古生界天然气富集成藏的控制作用，利用2000km2高精度三维地震资料，进行断层的精细解释及山西组、太原组煤系地层均方根振幅地震属性的提取，分析断层的分布、成因及形成期，研究断层与天然气高产层段和富集区的关系，建立塔巴庙气田天然气成藏模式。结果表明：上古生界存在北东向断裂系统，断层多为高角度的小断距断层，断距20～60m；这些断层主要是基底断裂在燕山运动中、晚期重新活动造成上覆沉积盖层撕裂形成的；断层形成期与烃源岩生排烃期良好匹配，断层沟通了石炭系太原组、二叠系山西组煤系烃源岩和二叠系下石盒子组盒2段、盒3段岩性圈闭，既促使下伏天然气向盒2段、盒3段垂向汇流运移，同时又为有机酸的运移溶蚀提供通道，有效改善了邻近低渗砂体储层的孔渗性能，从而控制了塔巴庙地区主力目的层盒2段、盒3段天然气运聚成藏及高产富集区带的分布；断裂和大面积相对高孔渗砂体的叠合区域是天然气的有利富集区。 　　关键词：天然气；断层；输导体系；低渗砂体；成藏模式；上古生界；塔巴庙地区；鄂尔多斯盆地 　　中图分类号：TE22；P683文献标志码：A 　　0引言 　　传统认为鄂尔多斯盆地内部断裂不发育，但近年来有很多研究者发现盆地内部断裂存在的大量证据。在重、磁、电等地球物理资料中，可清晰地发现鄂尔多斯盆地内部发育规模巨大的基底断裂，基底断裂中、新生代“隐性”活动对古生界天然气和中生界石油的富集成藏甚至地表元素地球化学场的分布特征都有明显的控制作用［－］。基底断裂及后期构造活动衍生的一系列剪切变形所产生的储集层物性断裂对油气的控制不容忽视［2］。野外地质调查和钻井岩芯观察中，发现盆地中部古生界、中生界地层均发育大量的高角度雁行状、“X”共轭状节理及局部断裂，岩芯可见许多清晰的断层擦痕和阶步［，2－6］。但是，鄂尔多斯盆地内部沉积盖层中的断层断距小，在常规二维地震剖面上难以识别，因此往往难以刻画断层的分布。 　　航磁与地热异常等资料反映鄂尔多斯盆地塔巴庙附近存在北东向基底断裂带，其北端伊金霍洛旗附近存在近东西向基底断裂；岩芯中受构造应力作用产生的高角度破裂缝较发育［5－8］。但前人并未在该区域进行断层的识别，断层对天然气成藏和分布的控制也尚未研究。笔者利用塔巴庙地区2000km2高精度三维地震资料，进行断层的精细解释及山西组、太原组煤系地层均方根振幅地震属性的提取，分析断层的分布、成因及形成期，结合塔巴庙地区地质特征和油气勘探成果，对断层在天然气输导、富集成藏中的重要作用进行了探讨，建立了塔巴庙气田天然气成藏模式。 　　研究区概况 　　塔巴庙地区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北东部，北邻伊盟北部隆起，东邻晋西挠曲带（图）。区域构造为一平缓的西倾单斜，地层倾角小于°，局部构造不发育，上古生界主要发育岩性气藏。上古生界自石炭系太原组向上到二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组—石千峰组为一个完整的成藏组合。气源岩主要为太原组、山西组的煤及暗色泥岩；主要储集层为下石盒子组辫状河砂体、山西组三角洲平原分流河道砂体、太原组局限海岸环境的障壁砂坝，储层总体具备低孔、低渗的特征；区域盖层为上石盒子组—石千峰组河漫湖相泥质岩，泥岩厚度200～300m。 　　2断裂特征及成因 　　2断层剖面反射特征 　　从高精度三维地震剖面可观察到同相轴的扭曲现象，太原组、山西组煤层产生的地震强反射同相轴T9b、T9c反射层扭曲更明显，断点较清晰，多为高角度的小断距逆断层，断距为20～60m（0～30ms），以断开奥陶系风化壳和太原组、山西组煤层等地震反射层波组为主，上覆反射层亦可见明显断点，多断穿侏罗系延安组地层（图2、3）。其中，T9f、T9d、T9c、T9b为反射层编号。 　　22断层地震属性特征 　　在塔巴庙地区叠后时间偏移纯波数据的山西组、太原组煤系地层均方根振幅地震属性平面图上，可观察到煤层发育的强反射区内存在清晰的、极细的线状弱反射带，西南区域主要呈北东—南西向，北部呈近东西向（图4），这些线状异常无法用沉积现象解释，推测这些异常与断裂有关。 　　23断层平面分布特征 　　在塔巴庙地区三维地震剖面分析解释的基础上，仔细追踪各剖面的断层，对比各个断裂带的断距、形态等特征，结合区域应力背景，进行了断点平面组合。塔巴庙地区西南区域主要发育4条北东向断层，并伴有几条次级断层，而在北部和东北部区域则发育3条近东西向断层（图5）。其中F～F5这5条断层与煤系地层均方根振幅地震属性平面图所显示的线状异常吻合性较好（图4）。有的断层未显示明显的地震属性异常，主要是因为在煤层发生变化以及反射变弱、变杂乱的区域，断层的弱反射被混淆，地震属性特征变得模糊。 　　24断层成因及形成期