含油气盆地与油气聚集单元.ppt
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1、第七章 含油气盆地与油气聚集单元,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,石油与天然气地质学是以油气藏形成和预测为核心的应用地质科学,油气藏的形成是发生在沉积盆地演化过程中的成矿地质事件。成藏动力学过程是由温度、压力和有效受热时间控制的化学动力学过程及由压力、浮力和流体势控制的流体动力学过程综合作用的结果。沉积盆地是油气藏形成和赋存的基本地质构造单元。,第一节 含油气盆地的类型及特征,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,地貌盆地常指四周被高山或高原围绕的低洼地区,主要是指地形而言。沉积盆地是指在某一特定地史时期,长期不断下沉接受沉积物
2、堆积的地貌单元。这种单元可以是地貌上的某种低洼区,如湖泊,也可以不是低洼区,如海岸带。含油气盆地是指具有良好的生储盖组合和圈闭条件,并且已经发生油气生成、运移和聚集,发现工业性的油气聚集的沉积盆地。,第一节 含油气盆地的类型及特征,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,世界上大约有600个沉积盆地,其中160个已开采了油气,240个进行了部分勘探,还有200个完全没有勘探。我国陆上沉积盆地共有236个,其中面积大于10万km2的盆地就有9个,即:塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、松辽盆地、渤海湾盆地、四川盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地、藏北盆地和二连盆地,总面积208万km2。面积101万km2的有40个,
3、总面积101万km2,面积1万1千km2的有119个,总面积为41万km2。含油气盆地是地壳中油气生成、运移、聚集的最基本单元。,一、含油气盆地的结构,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,含油气盆地的结构包括三个部分:基底、盖层和周边。盆地的基底是指接受沉积物之前的坚硬底盘,是盆地接受沉积物堆积的凹形基底,一般由岩浆岩、变质岩等坚硬的结晶岩石组成。基底岩性、形态上的差异强烈地控制着后期沉积物的分布方式。盆地的周边是围限盆地范围的边界。盆地的盖层是盆地内的充填物沉积层。三者有机结合,共同组成一个沉积盆地,缺一不可。含油气盆地与一般沉积盆地的差异是,含油气盆地具有油气生成、运移并聚集成工业油气藏的特
4、征,而最本质的特征是生油。任何一个含油气盆地都必须具有至少一个生油凹陷(或中心)。同盆地的底盘、周边和盖层一样,生油凹陷是构成含油气盆地必不可少的部分。缺少生油凹陷的盆地,不能称为含油气盆地。,(一)盆地的基底,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,盆地基底的岩性、形态上的差异强烈地控制着后期沉积物的分布方式,盆地的基底通常有两种:前震旦的变质岩系:大部分发育在地台区,由于刚性较大,构造活动性较小,使得其上的含油气盆地,一般都具有较大规模,形态上大都呈椭圆形。覆于底盘之上的沉积盖层以古生界和中生界为主,一般厚度不大、褶曲平缓巨大、断裂不发育。生油层系稳定且广泛分布,储集层类型较多,除砂岩储集层外,
5、石灰岩储集层和白云岩储集层也较发育,油气运移缓慢,油气藏的含油气面积大,油藏保存条件较好。,(一)盆地的基底,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,年轻的褶皱带:发育在地槽区,由于褶皱带往往成长条形,所以盆地大都呈长条形,规模相对较小。刚性小,由于基底下降深而沉积厚度大,面积不大,褶皱和断裂比较剧烈。沉积盖层以中、新生代为主,生油层系和含油岩系因多次沉积旋回而多次出现并且厚度较大但不稳定;油气运移条件较好;圈闭类型多;油气藏形成较快但保存条件较差;油气显示普遍。,(二)盆地的周边,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,盆地的周边实际上是盆地基底与盖层的接触方式,通常有以下几种形式:超覆接触:一般位于地
6、台区,以前震旦结晶岩系为基底,坳陷型,沉积中心与沉降中心一致。断层接触:往往为同生断层,盆地以断陷为主,平面上为长条形,剖面上为槽型。断超接触:盆地一般不对称,沉降中心偏于断层一边。,盆地的简单形态分类,(三)盆地的盖层,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,含油气盆地的盖层(又称表层)就是含油气盆地内,覆于底盘之上的沉积岩层。一个盆地总是由下降到上升、又由上升到下降,不停地活动着,盆地由开始下降到上升结束为一个周期。盆地活动的周期性,带来沉积的由粗到细再到粗的旋回性。对于含油气盆地而言,一个沉积旋回,往往形成一套生、储、盖组合。一个含油气盆地可以只有一次周期活动,带来一个沉积旋回和一套生、储、盖
7、组合;也可以多个周期活动,带来沉积的多旋回性,形成不同时期的一系列生、储、盖组合,一个迭置在另一个之上,成为多生油层系、多含油层系的沉积盆地。,二、含油气盆地的内部构造,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,含油气盆地是一种沉降大地构造单元,洼陷是含油气盆地的基本特征,但由于底盘的结构不同,以及构造活动的差异性,盆地沉降时,其底盘并不是一个简单的洼地或平面,而是有的部份沉降较快,拗陷较深;有的部份则沉降较慢,拗陷较浅,这样就形成了相对隆起和拗陷,它们之间为斜坡。,酒泉盆地略图,二、含油气盆地的内部构造,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,隆起、拗陷和斜坡都是底盘起伏而形成的构造,是盆地内最高一级的构
8、造,通称一级构造。盆地内沉积盖层因褶皱和断裂活动而形成的构造,如背斜、向斜、断层等,这是盆地最低一级的构造,通称三级构造,是油气聚集的基本单元。三级构造在盆地的展布并不是孤立的和杂乱无章的,而是按一定的规律成群、成带出现,这些群和带的规模,处于一级构造和三级构造之间,通称二级构造。二级构造有背斜褶皱带、单斜挠曲带、断裂构造带等,都属于沉积盖层褶皱。但也有少数除有盖层褶皱外,还有底盘翘升参加,如长垣,即为具有底盘突起核心的盖层褶皱带。二级构造控制着油气区域性运移和聚集。我国有些大型断块盆地常采用三级四分法。,(一)一级构造隆起、拗陷和斜坡,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,隆起:盆地内大面积的相
9、对上升部份,底盘埋藏浅,其沉积表层常发育不全,厚度薄,沉积物粗。甚至,底盘露出水面而成为剥蚀区。隆起翼部常有地层超覆和岩层尖灭出现,它是捕捉油气的场所,在形态上,隆起略呈椭圆形及长条形,它的形成多与基岩块断升起有关。拗陷:是盆地在地质历史上大面积相对下降占优势的负向单元,底盘埋藏深、沉积表层厚,地层发育全而连续,沉积物细,与隆起常以大断裂为界,是盆地内有利生油区。隆起与拗陷常相伴而生,对应而存在,两者紧相毗邻,隆起起着分割拗陷的作用。斜坡:是拗陷向盆地周边抬升的部份。斜坡与隆起的翼部相似,常存在地层超覆和岩性尖灭等圈闭,是油气运移聚集的良好场所。,(二)三级四分法,第七章 含油气盆地与油气聚集
10、单元,在含油气盆地的构造划分上,在我国有些大型的分割性较强的盆地,如渤海湾盆地,在每个坳陷内还有凸起、凹陷,其规模大于二级构造而小于一级构造,实际上是从一级构造分化出来的,一般称之为亚一级构造,每个坳陷有独立的油气生成、运移、聚集。因此,首先把盆地划分为坳陷、隆起和斜坡,在此基础上再划分为三级构造,含油气盆地的这种构造划分方法,称为三级四分法。,渤海湾盆地一级构造单元区划图,(二)三级四分法,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,含油气盆地内部构造单元区划,三、我国含油气盆地的分布格局及演化,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,中国含油气盆地的地质发展是中国地质构造史的一部分。有四期演化阶段:贺兰山
11、裂陷旋回(中、晚元古代);祁连裂陷旋回(早古生代);天山裂陷旋回(晚古生代);中新生代裂陷旋回与上叠盆地形成。,中国含油气沉积盆地类型图,三、我国含油气盆地的分布格局及演化,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,中新生代以后,从古中国大陆形成并与古亚洲大陆联合以后,这一规模巨大的大陆板块,作为一个独立的整体,同相邻的板块发生了明显的构造地质作用,并在中新生代进入一个新的发展时期。主要是表现为太平洋板块向西北的型俯冲和印度洋板块的向北挤压碰撞,所以中国中新生代以来的中国大陆构造,主要表现为陆相裂陷沉积盆地星罗棋布,极为发育及其在东西方向上的差异。以贺兰山龙门山衰牢山一线和大兴安岭太行山武陵山一线为界
12、分为东、中、西三部分,即东部地区的裂陷盆地、西部地区的挤压盆地、中部克拉通盆地的演化。,(一)太平洋板块俯冲形成东部地区的裂陷盆地,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,中生代起,板块俯冲带即存在,新生代俯冲带大致沿深海沟分布,台湾为其岛弧,向北与琉球日本相连,向南与菲律宾相接。使中国东部自元古代、古生代以来南北分异转变为北北东北东构造格局。同时,自古生代以来存在的东西向构造走向,仍穿插在北北东北东构造之间,起着明显的分隔作用的复合作用。随着太平洋板块俯冲带向东迁移以阴山深断裂带,秦岭深断裂带和南岭深断裂带,分为四段:松辽断坳盆地区、华北渤海湾裂谷盆地区、江汉裂谷盆地区和北部湾裂谷盆地。属弧后裂谷
13、盆地。油气聚集特征:构造体系:1.正断层组成的地堑、地垒和断阶构造形式;2.正断层上升盘形成屋脊断块,下降盘上常发育披盖背斜;3.发育岩盐等可塑性岩层,可形成盐构造。圈闭类型:断层、披盖背斜、滚动背斜、盐丘构造古潜山。,(二)印度板块碰撞形成西部地区的挤压盆地,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,印度板块不同地质时期向北的移动形成了西部中新生代的沉积盆地,三叠纪至中侏罗世,羌塘地块与塔里木柴达木盆地南缘的碰撞,造成西北诸盆地陆相碎屑岩建造,富含有机质的泥岩和含煤建造;中、晚侏罗世早白垩世冈底斯地块北移,继续发展了西北诸盆地边缘逆冲断层带,并形成巨厚的陆相红色碎屑岩沉积。印度板块在早白垩世到第三纪
14、继续向北移动,并沿雅鲁藏布江缝合带发生碰撞,其主要向北的挤压作用,使西北所有盆地的边界逆断层带剧烈活动,盆地抬升,巨厚的粗碎屑物质在山前挠曲地带广泛分布。,(二)印度板块碰撞形成西部地区的挤压盆地,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,西部盆地受挤压作用的同时,还有横向推移,形成走滑拉分盆地,主要集中在印度地台与塔里木地台或与杨子地台或与华北地台之间的交接地区。盆地主要类型为:前陆盆地,山间盆地等。油气聚集特征:构造体系:1.盆地形成与造山带的挤压活动有关,盆地往往不对称,发育有中生代新生代的山前坳陷,边界受逆冲断层控制;2.盆地靠近山前褶皱发育紧密线状排列的背斜和向斜,背斜两翼不对称,靠稳定地块
15、方向一翼较陡,甚至倒转,并伴有逆断层各逆冲断层,靠褶皱山脉一翼较缓,幅度由高变低,逐渐变为大型平缓构造。圈闭类型:挤压背斜、逆冲断裂带。,(三)板块运动对中部克拉通盆地的演化,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,克拉通多旋回盆地(四川盆地、鄂尔多斯盆地)由于远离两大板块,不受直接挤压,相对稳定,属大陆上板内克拉通多旋回盆地。形成时间较早,为继承性上叠盆地,下降幅度深,面积大,保持了相对稳定的沉积条件和较长时间的温湿气候条件,具有成油成煤的有利条件。油气聚集特征:构造体系:1.盆地东西两侧的挤压作用不同,使盆地东西构造具有明显的差别。东侧(俯冲较早)抬升较早,自东向西挤压,盆地沉积凹陷向西迁移;西
16、缘构造变形强烈(碰撞作用)。2.东部有线状盖层褶皱,为北北东向背斜伴以与轴面基本平行并向南东倾斜的逆断层;西部发育有北北东的线型紧密褶皱和向北西倾斜的逆掩断层;中部构造平缓,两翼基本对称。圈闭类型:盆地边缘为陡背斜,西部有逆断层圈闭,中央为缓背斜。,四、含油气盆地的类型,第七章 含油气盆地与油气聚集单元,含油气盆地的形成和发展是受大地构造条件所控制的。有很多沉积盆地的分类方案,这主要是由于各个学者所持的大地构造观点不同。固定论的盆地分类以苏联的布罗德(1965)和张厚福为代表。分为 1.地台平原型盆地,包括地台内部坳陷盆地和地台内部断陷盆地单断、双断;2.山前坳陷盆地;3.山间坳陷盆地;4.复
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