平衡剖面技术在W A斜坡带构造演化研究中的应用

2012-11-10 05:06长江大学计算机科学学院湖北荆州434023
长江大学学报(自科版) 2012年13期
关键词:荆州斜坡剖面

王 威(长江大学计算机科学学院,湖北 荆州 434023)

陈 玲,郭海平(长江大学地球科学学院,湖北 荆州 434023)

冯金燕,邓腾飞(长江大学计算机科学学院,湖北 荆州 434023)

朱 威(长江大学地球物理与石油资源学院,湖北 荆州 434023)

平衡剖面技术在W A斜坡带构造演化研究中的应用

王 威(长江大学计算机科学学院,湖北 荆州 434023)

陈 玲,郭海平(长江大学地球科学学院,湖北 荆州 434023)

冯金燕,邓腾飞(长江大学计算机科学学院,湖北 荆州 434023)

朱 威(长江大学地球物理与石油资源学院,湖北 荆州 434023)

平衡剖面技术主要用于对地震构造解释结果进行几何学检验和对构造变形进行定量分析。阐述了平面剖面技术的基本原理,介绍了平衡剖面的制作过程,在此基础上进行了WA斜坡带构造演化分析。结果表明,该斜坡带的形成演化可以划分为沙二段、沙一段、东营组和馆陶组至今4个阶段,其构造演化情况如下:从纵向上来看,沙二段至今构造运动强度基本呈较弱-强-弱-较弱的变化规律;从横向上来看,沿构造走向由北东向南西方向构造运动整体强度基本呈强-弱-弱的变化规律。

平衡剖面;斜坡带;构造演化

WA斜坡位于BX凹陷东部,为一个北北东向展布、东抬西倾的沉积斜坡,包含自南向北的4个轴向呈NW向的断裂鼻状构造带以及斜坡北部的1个断裂潜山构造带。在对WA斜坡的油气勘探开发中,构造油气藏是其重点研究对象,所以必须充分认识该研究区的构造演化情况。为此,笔者采用平衡剖面技术对WA斜坡带的构造演化情况进行了研究。

1 平衡剖面技术基本原理

平衡剖面是指将剖面上的所有变形构造可以通过几何学法则完全将其复原的剖面[1]。平衡剖面的几何学法则主要包括如下几点:①如果地层变形前后物质的体积不变,则在垂直构造走向的剖面上体现为“面积不变”;②如果地层变形前后岩层厚度保持不变,则体现为“层长不变”。

图1 恢复法基本流程图

平衡剖面的制作方法包括正演法和恢复法,由于正演法实现起来比较复杂,现在主要应用恢复法制作平衡剖面。恢复法是指将已经发生了构造变形的地层剖面恢复到原始的沉积地层剖面的过程。通过该方法可以对其变形过程进行定量分析来获得伸缩量、伸缩率和伸缩速率等一系列重要数据,从而将地质构造的研究提高到定量解析的水平。恢复法的基本流程如图1所示。

2 平衡剖面的制作

2.1剖面选取及地层剥蚀数据准备

为了得到正确的构造变形分析数据,选取的剖面应该平行于最大构造运移方向(即垂直于构造走向),从而避免因剖面沿构造走向产生投影而出现误差[2]。依据上述原则沿北东向南西方向依次选择了3条北西向的剖面来进行平衡剖面恢复(见图2)。

图2 WA斜坡剖面选取示意图

由于存在地层剥蚀现象,必须进行地层剥蚀厚度恢复才能得到真正原始剖面,为此利用CARBON地质软件采用声波时差法对各井进行地层剥蚀量的求取[3-4](见表1)。

2.2确定构造解释方案

首先根据地质构造背景初步确定整体的地震解释方案,并在地震反射信息背景下对其修改,对于构造情况比较复杂的局部区域,需提供多种解释方案。对每种方案的解释结果均使用2DMove软件对其进行平衡恢复,在每一道平衡程序完成后都需对该解释方案进行评估,对于其中不合理的部分依据“面积不变”和“层长不变”原则对其进行修改,并将修改结果反馈给原解释方案,将修改后的解释方案再次加入上述流程中,如此反复最终得到合理的构造解释结果。

2.3剖面恢复并成图

使用合理的构造解释剖面进行平衡恢复并成图,其中WA斜坡No.1构造演化剖面图如图3所示。对所做的3条构造剖面利用相应计算公式(变形量=复原剖面长度-现今剖面长度)统计每条剖面在每个时期的伸缩量,并对其进行处理,计算得到3条构造剖面在每个时期的伸缩量、伸缩速率和伸缩率。

表1 各井地层剥蚀厚度统计表

3 构造演化分析

平衡剖面构造变形分析如表2所示。由表2可知,该研究区存在如下构造演化规律。

表2 平衡剖面构造变形分析表

3.1纵向上构造演化规律

1)沙二段沉积期 该阶段受到喜马拉雅Ⅰ幕早期构造运动的影响,处于断陷演化阶段,但在该沉积期内构造运动不是很强。伸缩量在42.00~100.34m之间,剖面伸缩率在0.21%~0.5%之间,伸缩速率在0.71~1.71m/(km·Ma)之间。

图3 WA斜坡No.1构造演化剖面图

2)沙一段沉积期 该阶段主要受喜马拉雅Ⅰ幕中期构造运动影响,该沉积期研究区拉张作用得到增强,基本上继承了沙二段沉积期发育的同生正断裂。伸缩量在88.54~231.24m之间,伸缩率在0.43%~1.12%之间,伸缩速率在1.74~4.48m/(km·Ma)之间。

3)东营组沉积期 该阶段主要受喜马拉雅Ⅰ幕晚期构造运动影响,仍然处于断陷演化阶段,但拉张作用明显减弱。伸缩量在40.50~312.34m之间,伸缩率在0.20%~1.49%之间,伸缩速率在0.25~1.86m/(km·Ma)之间。

4)馆陶组沉积至今 该阶段的新近纪为喜马拉雅II幕构造运动控制,第四纪为喜马拉雅Ⅲ幕构造运动控制,其构造运动较弱。伸缩量在398.75~1009.45m之间,伸缩率在1.91%~4.59%之间,伸缩速率在0.87~2.09m/(km·Ma)之间。

综上所述,纵向上来看,从沙二段至今的各演化阶段的构造运动强度基本呈较弱-强-弱-较弱的变化规律。

3.2横向上构造演化规律

对比分析表2中3个剖面的相关数据,可以看出,No.1剖面比另外2个剖面的伸缩量、伸缩速率和伸缩率都要大。因此,该研究区由北东向南西方向的构造运动整体强度基本呈强-弱-弱的变化规律。

4 结 语

平衡剖面分析技术是将计算机技术与新的地学思维方式相结合而形成的一种研究构造演化的方法,可以为古构造复原或古盆地范围的恢复提供定量数据,从而为油气资源评价提供可靠依据。在运用该技术时必须注意如下限定条件:①平衡剖面方法适用于单纯的挤压或拉伸构造区,而对于走滑构造和塑性变形区则由于岩石从剖面中移出,在理论上剖面是不平衡的。②研究区域需为均匀剥蚀,否则不均匀剥蚀会造成剥蚀差异化,其变化规律难以掌握,无法进行剖面平衡。

[1]宋鸿林.平衡剖面技术及其地质意义[J].地质科技情报,1985,4(1):18-28.

[2]张明山,陈发景.平衡剖面技术应用的条件及实例分析[J].石油地球物理勘探,1998,33(4):532-553.

[3]任朝波,漆立新,丁文龙,等.平衡剖面技术在塔里木盆地阿克库勒凸起构造演化分析中的应用[J].新疆石油天然气,2008,2(4):5-10.

[4]彭清华.声波时差法恢复剥蚀厚度的应用和应注意的一些问题探讨[J].内蒙古石油化工,2009(16):41-44.

[编辑] 李启栋

P631.443

A

1673-1409(2012)05-N081-03

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.05.026

2012-02-28

王威(1987-),男, 2009年大学毕业,硕士生,现主要从事油气田开发地质方面的研究工作。

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