（地球探测与信息技术专业论文）松辽盆地北部古中央隆起带深层构造研究及基底岩性预测.pdf

大庆石油学院硕士研究生学位论文 摘要 本次论文以松辽盆地北部古中央隆起带为研究目标，采用地质和地球物理相结合的 研究思路，运用多种手段和方法，从不同角度揭示古中央隆起带的构造特征及其演化历 程，并揭示基底岩性的分布状况。应用地层层序边界不整合分析法并结合地层残余厚度 分析，确定了松辽盆地北部古中央隆起带的性质；通过构造沉降史分析，认识了不同时 期的构造沉降特点；通过对古中央隆起带的剥蚀量研究，认清了不整合面剥蚀范围和厚 度；利用平衡剖面原理编制的构造发育史剖面图，再现了古中央隆起带的演化历程；利 用高精度的构造成图和构造要素统计，展现了古中央隆起带的构造特征；在盆地基底演 化的大背景下，利用地球物理特性与地质规律相结合的办法，预测了基底岩性的分布。 研究结果表明： 1 、古中央隆起带是一个持续发育的古隆起，在火石岭组地层沉积时期，开始形成， 在沙河子组和营城组地层沉积时期，由于差异沉降，古隆起进一步发育，在登娄库组地 层沉积时期，古隆起活动开始减弱直到至停止，此后盆地进入整体沉降接受沉积的坳陷 期。 2 、古中央隆起带在营城组地层沉积前和登娄库组地层沉积前，有过两次明显的抬 升剥蚀。经地震剖面和钻井资料相结合，估算总剥蚀量可达2 2 0 0 米，其中营城组沉积前 为1 5 0 0 米，登娄库组沉积前为7 0 0 米左右。 3 、古中央隆起带的形成，在东西向受东边的徐西大断裂和西边的大庆断阶带的阶 梯状断层控制，在南北向受三组北西方向转换断层的切割，形成了四个背斜圈阈发育带； 北部为升平凸起、卫星凸起和中内泡凸起，中部为昌德凸起，南部为肇州西凸起和源二 构造。 4 、。古中央隆起带基底岩性，具有东西分带、南北分块、受基底断裂控制明显的特 征。在古中央隆起带上花岗岩大面积分布，总体上呈南北向展布，具弱磁异常和重力负 异常特征；其次是干枚岩+ 板岩混合发育区，主要分布在工区的西北角和肇深7 井西侧以 及徐西断裂内部；花岗岩十千枚岩混合发育区，主要分布在头台镇以南地区；其它岩性 分布范围很小，如：片岩、石英变质岩等，散落在隆起带上。 5 、圈闭的主控因素是储层的发育程度。古风化剥蚀作用控制着研究区储集体的分 布，亦即控制着天然气聚集。斜坡区是最有利的储集体发育区。构造演化过程表明在火 石岭一营城组地层中，有利的圈闭是构造影响下的岩性圈闭、地层超覆圈闭及二者联合 作用组成的复合圈闭。在登娄库组地层中，有利圈闭是砂砾岩发育区的构造圈闭。 关键词：松辽盆地古中央隆起带构造演化应力场构造特征 摘要 s t r u c t u r a lr e s e a r c ha n db a s e m e n tl i t h o l o g yp r e d i c t i o no ft h ep a l e o c e n t r a l u p l i f tb e i ti nn o r t h e r ns o n g l i a ob a s i n a b s t r a c t f o c u s i n gt h em a l nr e s e a r c hg o a lo np a l e o c e n t r a lu p l i f tb e l to fn o r t h e r ns o n g l i a ob a s i n g u i d e db y 恤et r a i no fr e s e a r c ht h o u g h to fi n t e g r a t i n gg e o l o g ya n dg e o p h y s i c s a n du s i n g m u l t i p l em e a n sa n dm e t h o d s t h i sp a d e rr e v e a l st h es t r u c t u r a lc h a r a c t e r sa n dt h ee v o l u t i o n a r y p r o c e s so f p a l e o c e n t r a lu p l i f tb e l ti nd i f f e r e n ta s p e c t s a n da l s od i s c l o s et h ed i s t r i b u f i o ns t a t u s o fb a s e m e n tl i t h o l o g i e s t h i sp a p e rd e t e r m i n e st h ef e a t t i r e so ft h e 口a l e o c e n t r a lu p l i f tb e l ti n n o r t h e r ns o n g l i a ob u s i nb yu s i n gt h em e t h o do ft h eu n c o n f o r m i t va n a l v s i so ft h es t r a t i 对a o h i c s e q u e n c eb o u n d a r yi nc o m b i n a f i o nw i t ht h et h i c k n e s sa n a l y s i so fr e l i cs t r a t a ：f i n d so u tt h e t e c t o n i cs u b s i d e n c ec h a r a c t e r sf o rd i f f e r e n t p e r i o d st h r o u g ht h ea n a l y s i so ft e c t o n i c s u b s i d e n c e h i s t o r y ；r e c o g n i z e s t h ee r o s i o nr a n g ea n dt h ee r o s i o nt h i c k n e s so ft h e u n c o n f o r m i t vs u r f a c et h r o u g ht h es t u d yo fe r o d e dt h i c k n e s so nt h ep a l e o c e n t r a lu p l i f tb e l t ； + r e p r e s e n t st h ee v o l u t i o np r o c e s so ft h ep a l e o c e n t r a lu p l i f tb e l tb ym e a n so ft h et e c t c n i c d e v e l o p m e n th i s t o r ys e e t i o nm a pc o m p i l e da e c o r d i n gt ot h eb a l a n c es e c t i o np r i n c i p l e ；e x h i b i t s t h es t r u c t u r a lc h a r a c t e r so ft h ep a l e o c e n t r a lu p l i f tb e i tu t i l i z i n gt h eh i g h - p r e c i s i o ns t r u c t u r a l m a da n dt h es t a t i s t i c a li n f o r m a t i o no fs m a c t u r ee l e m e n t s ；a n dp r e d i c t st h ed i s t r i b u t i o ns t a t u s o ft h eb a s e m e n t1 i t h o l o g i e sm a k i n gu s eo ft h ea n a l y s i so f 廿l eg e o p h y s i c sa n dt h eb a s e m e n t e v o l u t i o n a r yh i s t o r y t h er e s e a r c ho f t h i sp a p e ra c q u i r e dt h ef o l l o w i n gs e v e r a lc o g n i t i o n s ： 1 t h ep a l e o c e n t r a lu p l i f tb e l to fn o r t h e r ns o n g l i a ob a s i ni sap a l e o h i g hw i t hd i f f e r e n t i a l s u b s i d e n c ea n dd e n u d a t i o n ，w h i c hi n c l u d e s m u l t i p l eu p l i f t s a n dd e n u d a t i o n s t h e p a l e o c e n t r a lu p l i f tb e l ts t a r tt od e v e l o pi nh u o s h i l i n gp e r i o d ，e x t e n d e di n t e n s i v e l yi nf a u l t d e p r e s s i o np e r i o d ，a n dc e a s e dd e v e l o p i n ga n dw a sb u r i e da n ds a v e di nt h el a t ed e p o s i t i o no f d e n g l o u k uf o r m a t i o n 2 i nt h el a t ed e p o s i t i o n a ls t a g e so fs h a h e z if o r m a t i o na n dy i n g c h e n gf o r m a t i o n ，o w i n g t ot h eb a s i nb e i n ge l e v a t e di n1 a r g ea r e a s t h er a n g eo fd e n u d a t i o ne x t e n d e dt ot h et o t a lb a s i n a n dt h u sb o mt h eu p l i f tb e l ta n d 血es l o p er e 西o ns u f f e r e df r o md e n u d a t i o n ，w h i c hr e s u l t e di n t h e2 2 0 0m e t e r so f t o t a le r o d e dt h i c k n e s s ，l5 0 0m e t e r sf o rt h el a t es t a g eo fs h a h e z if o r m a t i o n s t r a t t m l a n d7 0 0m e t e r so ft o t a le r o d e dt h i c k n e s sf o rt h el a t es t a g eo fy i n g c h e n gf o r m a t i o n s 仃a t u n l 3 t h ef o r m a t i o no ft h ep a l e o c e n t r a lu p l i f tb e l tn o to n l yw a sc o n t r o l l e db yt h ee a s t e r n 1 a r g e s c a l ef r a c t u r eo fx u x ia n dt h ew e s t e r ns t e df a u l t so f d a q i n gf a u l tb e n c hb e l ti ne a s t - w e s t o r i e n t a t i o n b u ta l s ow a si n c i s e db yt w og r o u p so fn w t r e n d i n g 订a n s i t i o n a lf a u l t s i n s o u t h n o a ho r i e n t a t i o n t h i sl e dt ot h ef o r m a t i o no f t h r e eg r o w t hz o n e so fa n t i c l i n et r a pi nt h e p a l e o c e n t r a lu p l i f tb e l t ：t h en o r t h e r nw e i x i n gu p l i f ta n dz h o n g n e i p a ou p l i f t ，t h em i d d l e c h a n g d eu p l i f l a n dt h es o u t h e r nz h a o z h o u x iu p l i f ta n dy u a n e rs t r u c t u r e 4 t h ed i s t r i b u t i o no ft h eb a s e m e n tl i t h o l o g yo fp a l e o c e n t r a lu p l i f tb e l tw a sm a r k e d l y c o n t r o l l e db yt h eb a s e m e n tf a u l t s w h i c hr e s u l t e di nt h el i t h o l o g yd i s t r i b u t i o nf e a t u r e so f b e m n gi n e a s t w e s to r i e n t i o na n do fb l o c k i n gi ns o u t h n o r t ho r i e n t a t i o n t h e r ew e r el a r g e a r e a so fg r a n i t eh it h ep a l e o c e n t r a lu p l i f tr e g i o na l o n gs o u t h n o r t ht r e n d ，a n dd i s t r i b u t e di na w i d e s p r e a dr a n g e e s p e c i a l l yi nt h ec e n t r a lu p l i f ta r e aw h e r et h eg r a n i t ew a s t h em o s t d e v e l o p e da n dt h et y p e so f r o c k sw e r ea l m o s tc o n f i n e dt ot h eo n l yg r a n i t ew i t ht h ec h a r a c t e r s o f s l i g h tm a g n e t i ca n o m a l i e sa n dg r a v i t yn e g a t i v ea n o m a l i e s 5 t h es l o p er e g i o nw a st h em o s tf a v o r a b l ed e v e l o p m e n ta r e ao ft h er e s e r v o i rb o d i e s ，a n d l o w 1 1 l ，i n 2a r e ac a r lf o t i nag o o ds e a l i n gc a pf o r m a t i o n t h ep a l e o w e a t h e r i n ge f f e c tn o to n l y c o n t r o l l e d 也ef o r m a t i o na n de v o l u t i o no ft h er e s e r v o f fb o d i e si nt h er e s e a r c ha r e a ，b u ta l s o c o n t r o l l e dt h ea c c u m u l a t i o no fn a n l r a lg a s t h ee v o l u t i o n a r yp r o c e s so fs t r u c t u r ef o rt h e r e s e a r c ha r e ai n d i c a t e dt h a ti nt h ed e p o s i t i o n a lp e r i o do fh u o s h i l i a n g y i n g c h e n gf o r m a t i o n ， t h ed o m i n a n tt r a p sa r en o ts t r u c t u r a lt r 印sb u tl i t h o l o g i ct r 印s ，s t r a t i g r a p h i co v e r l 印t r 印sa n d t h ec o m b i n a t i o nt r a p sf o r m e db yt h ea l l i e da c t i o n so fl i t h o l o g i et r a p sa n ds t r a t i g r a p h i co v e r l a p t r a p s ；w h i l ei nt h ed e p o s i t i o n a ls t a g eo fd e n g l o u k uf o r m a t i o n ，t h es t r u c t u r a lt r a p sp l a ya d o m i n a n tr o l e k e yw o r d s ：s o n g l i a ob a s i n ；p a l e o c e n t r a lu p l i f tb e l t ；s t r u c t u r a l e v o l u t i o n ；s t r e s sf i e l d ； s t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c s i i 大庆石油学院硕士研究生学位论文 绪论 松辽盆地处于欧亚板块内部，具有克拉通内裂谷盆地和克拉通内复合盆地的许多特 点，某些特征还具有边缘盆地的性质，属于板内盆地的一种新类型，称为克拉通内转化 型盆地“。松辽盆地是目前世界上已发现的油气资源最为丰富的非海相沉积盆地。烃源 岩在断陷期和坳陷期地层都发育良好，盆地内储层条件也十分有利，盆地内的油气聚集 具有独特性，中部含油气组合多以侧向短距离运移为主，下部含油气组合多以垂向一侧 向运移为主，深部含油气组合以侧向一垂向运移为主。1 。因而明显地形成了生油区控制油 气分布的特点。1 。本次研究区古中央隆起带位于徐家围子断陷和西部断陷之间，而在徐 家围子断陷已经发现了数千亿立方米的天然气储量。展示了松辽盆地深层具有丰富的天 然气资源。 古中央隆起带紧临生烃凹陷、烃源岩条件好，在构造上属“古高今高”的继承性构 造，为油气运移的有利区带。此类构造带规模大，圈闭发育；古中央隆起带深层勘探要 解决的最重要问题是寻找好的储层，如；基岩的风化壳储层和营城组顶部的砂砾岩及火 山岩储层，按着层序地层学理论，这些储层均与不整合面有关，尤其是重大不整合面， 由于重大不整合面在其形成过程中，其整合沉积范围达到极小值，受剥蚀的范围达到极 大值，受各种地质营力改造，在重大不整合面上、下总是由相对高能环境( 或被高能环 境改造) 的沉积物组成，孔隙度高、渗透率大，相对高能环境的沉积物向盆地中心延伸 的也更远。且重大不整合面能把前个超层序的高水位体系域与后一个超层序的低水位 体系域或水进体系域联结起来构成统一的油气藏。因此，重大不整合面附近通常是沉积 盆地中油气侧向运移的最重要通道和良好的聚集场所。古中央隆起带上不整合面多期 次大面积发育。所以古中央隆起带是深层油气勘探的重点地区。 本次论文以松辽盆地北部吉中央隆起带作为研究对象，从盆地演化的角度出发，将 盆地构造演化与沉积演化有机结合，综合运用各种理论来揭示古隆起的形成和演化及其 与两侧断陷的接触关系，展示古隆起的构造形态，及其在平面上的展布特征，利用各种 地球物理手段来预测基底岩性及其平面分布特征。 o 1 国内外相关理论发展现状 石油和天然气的生成、运移和聚集与地质构造有着密切的关系。3 。在油区，构造活 动通过对沉积环境的控制能够导致烃源岩的形成，构造沉降作用使烃源岩在埋藏深度达 到生油条件下产生油气，岩层和断裂为油气的运移提供了通道和路径，构造应力是油气 运移的重要动力，构造圈闭为油气的聚集提供了场所和条件，构造作用伴随着油气藏形 成的全过程”，。因此在油气田勘探和开发过程中，地质构造是必须要首先考虑的问题。 近年来，随着与沉积学、地层学、大地构造学、材料力学、地球物理学和地球化学 等相关学科的密切结合和交叉，以盆地分析、板块构造理论、层序地层学理论、地球物 理资料处理理论与解释、构造物理模拟、构造数值模拟等新理论、新技术的不断涌现和 改进，使构造地质学学科内容得到了巨大发展，并已成为地球科学研究中最为活跃的领 域之一，同时涌现出了大量新理论、新方法和新成果。也使构造研究成为综合性的石油 地质研究。 o 1 1 板块构造理论 构造地质学是研究岩石圈内地质体的形成、形态和变形构造作用的成因机制及其相 互间影响、时空分布和演化规律的一门学科”1 。构造地质学自诞生以来，出现了多种理 论学派，构造地质学最先是对构造要素即褶皱与断裂的形态、变形组合的认识和分析， 绪论 而后又结合岩石组合特征来研究构造演化历史、变形期次与阶段以及动力机制和成因模 式。 1 8 5 9 年j 霍尔提出沉积重力负荷导致北美阿巴拉契亚山脉呈槽形特征的古生代沉 积区的下沉，1 8 7 3 年j d 。丹纳把这种槽形构造命名为地槽，并认为是地球因冷缩而在大 陆边缘出现的凹陷带。地槽概念的出现标志着现代构造地质学的起点。1 8 8 7 年m 贝特朗 提出造山旋回的概念。1 8 8 3 1 9 0 3 年e 修斯在其著作地球的面貌一书中发展了沉积 建造的时空分带理论，从而使地槽地台学说得以建立；并奠定了2 0 世纪前半叶的地质学 研究的基础；从构造运动角度看，地槽地台学说是垂直论的代表，也是固定论的思想萌 芽。 1 9 1 2 年a l 魏格纳提出了代表水平论和活动论观点的大陆漂移说，从而揭开了与垂 直论、固定论论战的序幕。1 9 2 8 年a 霍姆斯提出了地壳以下物质热对流假说，支持了大 陆漂移说，1 9 2 4 年德国地质学家w h 施蒂勒提出了造山幕及其世界同时性的学说，支持 了地槽学说造山理论，1 9 3 6 年他进一步把地槽划分为正地槽与准地槽，把正地槽又分为 优地槽和冒地槽，显示了构造地质学在造山作用理论与岩石建造学说等方面的重大发 展，使得地槽地台学说成为2 0 世纪前半叶地质科学的主导理论。 6 0 年代以后，大陆漂移说重新崛起，并随着海底扩张说”“”、转换断层“。1 ”等概念的 相继提出，板块构造理论体系形成。这是现代地球科学理论的一场革命，由此引起了对 地质学中原有的基本原则和规律的重新思考和再认识。板块构造学说是当代全球构造学 的奠基石，它一方面揭示了全球构造的实质，另一方面带给人们以全新的构造观，就是 从准静态的地球模式转变为动态地球模式，从全球范围和总体上解释了地表存在的大规 模水平挤压和广泛分布的滑移断层。一般以w i i s o n ( 1 9 6 5 ) 在( ) 杂志上论文的 发表作为板块学说建立的标志，其核心内容可以概括为两个方面：( 1 ) 岩石圈可以划分 为少量的板块，板块的边界有三种不同的类型：离散型、聚敛型和转换型；( 2 ) 沿洋中 脊地幔物质上涌，海底扩张形成新的洋壳，又通过俯冲作用在聚敛边界俯冲消减，经过 转换边界的调节，形成全球板块运动学图案。w i l s o i l ( 1 9 6 8 ) 提出了洋盆的形成、发展 和消亡过程，并以现存的构造作为各阶段的代表例证，形成了“威尔逊旋回”。位于扳 内或板缘的沉积盆地，其演化阶段与板块构造的发展息息相关。在漫长的地质历史中， 有的盆地已褶皱回返成为造山带，有的发生盆地性质转化( 如被动边缘盆地向前陆盆地 转化) ，有的被掩覆成为“影子”盆地，有的出现多期盆地的叠加和改造。 在最近几十年中，在对造山带逆冲推覆构造、伸展构造与变质核杂岩、走滑断裂系 统“”1 开展全面系统研究的同时，相继提出了微板块、地体构造“”1 等新概念，以补充 和进步完善板块构造理论。 构造样式分析。、反转构造o ”的发展完善，对盆地构造几何学类型从成因角度进行 了分类，系统研究了各种构造样式空间展布规律，以及各种构造样式不同发展演化阶段 的特征。地层剥蚀量恢复是进行地质构造演化史研究的一项很重要的内容”，随着剥蚀 量恢复方法的增多和准确性的提高，使构造演化史分析更接近地史演化过程。平衡( 体 积守恒、面积守恒、层长守恒) 概念“”的提出、及其在计算机上实现平衡剖面( 层长 守恒) 技术。“、3 d m o v e ( 体积守恒) 的发展完善，使得构造解释的合理性得以大幅度提 高。 o 1 2 层序地层学 八十年代层序地层学兴起，作为一项重要工作e x x o n 公司的研究者们编制了全球海 平面变化曲线，虽然还不够完善，但仍给全球性地层对比提供了框架，它的出现改变了 分析地层记录的基本原则，使地层学发生了一场革命，从而开创了了解地球的新阶段“。 大庆石油学院硕士研究生学位论文 由于层序地层学研究的不断深入，使层序地层学的理论及其应用得到不断的发展。 发源于被动大陆边缘的层序地层学理论，逐渐扩展到各种类型的盆地和环境，包括有活 动大陆边缘盆地，伸展型盆地，挠曲型盆地，陆相湖泊盆地和河流相地层。 随着生态地层学。、磁性地层学。”等地层学分支的兴起和快速发展，促进了地层分 析向综合性和全球性发展，导致了综合地层学3 等概念的提出，为分析地球历史、大地 构造运动、气候变迁、生物演化等自然规律奠定了基础。同时层序地层学为石油工业带 来了深刻的变革，给石油工作者提供了在等时地层框架内研究沉积作用过程和生储盖组 合，有利地支持了含油气系统理论的发展，取得了巨大经济效益。非海相盆地层序地层 学模式的研究一直是国内外的热点，己进入相当成熟的阶段，特别是在国内，研究范围 几乎涉及了中国所有沉积盆地。目前，非海相地层高分辨率层序地层学研究成为新的热 点，对岩性油气藏评价与描述有着重要意义。 o 2 研究区勘探概况 古中央隆起带位于松辽盆地中部大庆长垣的东侧，北起安达市，南至肇源县，西界 为大同镇至头台镇一线，东界为升平镇至肇州县一线，南北长约1 0 0 k m ，东西宽约4 0 k m ， 面积约4 0 0 0 k m 2 。该区油气勘探和研究工作可以追溯到松辽盆地勘探初期。但针对深层的 油气勘探和研究工作起于八十年代初期，1 9 8 6 年在汪家屯升平地区针对深层进行了2 x4 k m 的地震详查，1 9 9 8 年在大庆长垣以东徐家围子地区进行了大面积的2 x 4 k m 的地 震详查，1 9 9 6 年至今又在徐家围子西坡十个区块( 安达、汪家屯升平、卫深4 井、宋 芳屯、昌德东、芳深9 、杏山、杏山南、兴城、兴城北) 和杏树岗地区进行了三维地震 勘探，古中央隆起带及徐西地区的三维地震面积已达2 0 8 6 5 k m 2 ；在钻井资料上，古中央 隆起带已钻探井( 钻至登娄库组) 近5 0 口，多数井具良好的油气显示，通过多年的勘探， 在其东侧汪家屯、升平、昌德、肇州西、芳深9 井区等发现了工业气藏，并提交了数百 亿方的天然气地质储量，展示了本区具备良好的勘探前景( 图0 - 1 ) 。 图0 - 1 工区勘探概况及分布范围图 f i g 0 - 1t h em a po f t h eg e n e r a le x p l o r a t i o ns t a t u s a n dt h ed i s t r i b u t i v er a n g eo f t h es t u d i e da r e a 绪论 松辽盆地北部深层尤其是徐家围子断陷深层，在过去2 0 年来的勘探工作中，进行了 大量细致的研究工作，完成了多项较为综合的研究课题，在地层、构造、沉积、火山岩 岩性识别、油气藏形成条件等取得较为深入的认识。但对古中央隆起带深层的研究，在 各研究课题中基本上是作为徐家围子断陷深层的一部分，因此研究不够系统、不够深入， 尤其在构造形成与演化和基底岩性特征及基岩风化壳储层研究方面，研究工作开展的更 少，不同的构造类型，对这一区域的沉积起着不同的控制作用；因此以徐家围子西斜坡 大面积联片三维地震资料和古中央隆起带的二维和三维地震资料为基础，以构造理论和 层序地层学理论为指导，从盆地演化的角度，将盆地构造演化与沉积演化有机结合，综 合运用各种理论和手段来揭示古隆起的形成和演化，及其与两侧断陷的接触关系，展示 古隆起的构造形态，及其在平面上的展布特征，利用各种地球物理手段来预测基底岩性 及其平面分布特征。 o 3 研究思路和技术路线、技术手段 在研究过程中，全面收集前人研究成果和研究区各种基础资料，发挥多学科联合攻 关的优势，以构造地质学和层序地层学理论为指导，：悔油气地质、层序地层学、构造地 质、沉积学、地球物理等多学科的新理论、新技术和新方法充分运用到本专题研究中。 科学地阐明古中央隆起带及附近地区的地层格架、断裂、构造圈闭分布特征、基底岩性 分布特征，基岩上的地层超覆圈闭以及成藏控制因素。 在研究中，首先要解决的关键问题是钻井分层与地震分层的统一，应用层序地层学 理论，在钻井资料上，寻找岩性突变、电测曲线突变、沉积环境突变、煤层及大套砂砾 岩的顶底等不整合现象，使钻井分层同时具有岩性突变的物理意义和时代界面的意义， 认真做好合成地震记录，在地震剖面上，通过寻找削截、顶超和上超现象，再综合采用 地震、录井、测井、岩心、地化等资料相结合的方法最终达到钻井分层与地震分层的统 一，在研究中，还会出现大量事前没有想到的问题，我们将对地震剖面上出现的各种现 象，进行认真分析和研究，注意宏观研究与微观结合、定性分析与定量分析相结合，使 钻井分层与地震分层达到统一，确定地震剖面的各地震反射层对应的地质层位，从而精 确标定地震层位。 接下来要解决的关键问题是地震反射层的追踪与对比，解决途径拟综合采用地震、 录井、测井资料，在钻井资料标定的基础上，在构造地质学、地球物理学、沉积学、层 序地层学原理指导下，进行地震剖面精细解释、追踪、对比，牢牢抓住重大不整合面的 识别这一关键问题，由于重大不整合面在不同构造部位剥蚀量不同，从而导致波组特征 的不同，要特别注意波组特征的变化与不整合面剥蚀量的关系，尤其是断层对波组特征 的影响，同时利用工作站软件的各种功能搞清断裂的切割关系和断裂的展布规律，达到 准确追踪对比解释各地震反射层的目的。 要想准确识别构造圈闭，除了精确标定层位和准确追踪对比解释各地震反射层外， 确定合理的成图速度也是非常关键的工作，在研究中以泉头组顶界面为参照标准，利用 该反射界面在地震上特征明显、在钻井上标志鲜明，建立准确的时涮和深度关系，从而 确立各井点的速度，为了准确建立速度平面分布规律，利用钻井分布密集以及速度平面 变化规律进行约束，准确建立泉头组顶界面速度场，在利用多元线性回归，对以下地层 速度进行拟合，利用拟合公式，求取以下地层的平均速度场，在结合前人的速度研究成 果，建立符合该区平均速度场，最终确定合理的成图速度。 在对kt 。、t 。、t 。、t j 五个反射层进行精细追踪对比解释的基础上，通过断层组 合，编制断层叠合图和各反射层等t 。图，对等l 图进行时深转换，编制kt t 、t i t 一、 t j 五个反射层的构造图( 在构造图的编制上，在没有三维地震资料覆盖区，以1 9 9 8 年针 4 大庆石油学院硕士研究生学位论文 对深层的2 4 k m 地震资料为主，在有三维地震资料覆盖区，以三维地震资料为主。) 和 构造叠合图；同时，研究古中央隆起带的构造演化，编制古中央隆起带的构造发育史剖 面图，确定古中央隆起带及其附近地区的主要构造演化期次。 利用地层层序边界不整合分析法判断古隆起的性质及其在构造运动中的演化历史。 在地层超覆特征和地层超覆圈闭预测研究上，在t j 这个不整合面上，研究地层的上 超点变化、上超范围和上超方向的变化，编制上超点变化平面图，依据上超点变化平面 图与构造图的构造等值线、断层的迭置关系，编制t j 不整合面上的地层超覆圈闭平面预 测图，最终确定地层超覆圈闭的面积和幅度。 在预测基底岩性的研究中，首先研究基底岩性的地球物理特征，通过钻井揭示的不 同岩性与地球物理特征的变化关系，建立不同岩性对应的地球物理特征模版。在平面上， 采用地震属性和重、磁资料相结合的办法，预测基底岩性的分布状况及其分布规律。 0 4 完成的主要工作量 经过近两年的研究，完成了松辽盆地北部古中央隆起带地层层序与空间分布、构造 特征与演化、基底岩性的种类与分布和天然气聚集规律等方面的研究工作，在此基础上， 进行了有利勘探目标预测，为下一步钻探目标的优选提供了基础资料。主要完成了以下 工作量： l 、收集了研究区4 8 口深探井的录井、测井、地化、岩心资料，完成了微机数字化 工作，建立了钻井综合柱状图数据库。 2 、加载古中央隆起带地区地震剖面，二维测线2 8 0 0 k m ，三维地震3 个联片处理工区 共1 5 0 0 k m 2 。制作地震合成记录4 8 口井，分6 个反射层，参与解释古中央隆起带上二维地 震剖面2 8 0 0 k m ，三维连片工区( 卫深4 至昌德东地区、杏南、肇3 5 ) 三维地震剖面1 5 0 0 k m 2 。 为了方便描述，在论文中把连片的卫深4 至昌德东地区简称为( f s 9 w s 4 ) ，杏山和杏山南 工区简称为( f 1 ) 。 3 、泉二段以下组、段级地层分层4 8 口井，编制古中央隆起带地区火石岭组、沙河 子组、营城组、登娄库组等层段地层等厚图。 4 、完成了古中央隆起带三维和二维覆盖区t 3 、t 4 、t 。、t 。、t 。等主要反射层的等t 0 图、平均速度平面分布图、深度构造图的编制。同时制作了7 条构造发育史剖面图。 5 、编制了断层、圈闭叠合图和t 。反射层的地层超覆圈闭图。 6 、统计了钻遇基底的3 1 口井的岩性，对重磁资料进行了重新网格提取，编制了重 力和磁力异常分布图；编制了基底岩性预测分布图。 7 、绘制了古中央隆起带有利勘探区带预测图。 里二兰垦鏊塑鎏 第一章区域概况 1 1 区域构造背景 松辽盆地是中国东部最大的含油气陆相衙地，是著名的大庆油田所在地，相当于现 今松嫩平原的位置，地跨黑龙江省，吉林省、辽宁省及内蒙古自治区，南；i l 长9 2 0 k m ， 揪3 5 0 k m ，总面积约2 6 万平方公里( 图卜i ) 。盆地处于欧亚板块内部，在大地构造 区域划分上，松辽盆地属于环太平洋构造域北段，天山一兴蒙地槽系东端，盆地西部为 大兴安岭海西中期褶皱带，南端以赤峰一开源断裂与内蒙地轴分开。 唧圆!豳，团 f 孓o i5卜i 6 i + + + l 7 lv 。，l8 臣三l91 秒i 1 0 l ii if i 1 2 l 、太古代一元古代克拉通；2 、晚元古代一早寒武世克拉通3 、古生代沟弧系岩石组合：4 、j - k 蛇绿 混杂堆积5 、k te 蛇绿混杂堆积； 6 、鄂藿茨克扳块残片7 、晚海西期一印支划花岗岩：8 、侏罗一 自鼍纪c a 火山岩石带i9 、新生代幔瓣玄武岩：1 0 、中新生带1 海4 1 j 盆地；i 1 、扳块缝合线或陆一陆 碰撞逢山带；i 2 、地体拼贴带 图2 - 1 松辽盆地及邻区大地构造略图( 据葛肖虹，19 93 ，简化) f i g2 - 1t h et e c t o n i cm a po f s o n g l i a ob a s i na n da d j a c e n tr e g i o n s ， w h i c hc o m e sf r o mg ex i a o h o n g , 1 9 9 3 松辽盆地是在大陆壳褶皱基底之上发育起来的大型中新生代沉积盆地，晚古生代， 东北地区属古亚洲洋构造域，西伯利亚板块向东南、华北板块向北增生，两大板块陆间 洋壳俯冲消减、陆间块体拼贴增生，形成了松辽地区的冲断褶皱基底，盆地内充填了厚 达7 0 0 0 m 的中新生代陆相碎屑岩沉积。松辽地区古生代晚期( 中生代早期) 位于华北板 块北缘、西伯利亚板块东南缘和佳木斯布列雅地块西侧的褶皱增生带上。二叠纪晚期 至三叠纪早期完成扳块闭合形成统一的大陆，经过三叠纪和侏罗纪早期的构造运动，成 为滨西太平洋构造域的一部分。早中侏罗世，沿晚古生代华北板块北缘造山带造山后伸 展，形成了一系列北东东向j ：一：沉积盆地，晚期郯庐断裂带的左行走滑形成了松辽地区贯 入性的北北东向断裂带及北西向断裂带。j 。一k 区域性伸展华北北部和东北地区形成了一 系列北东向北北东向断陷沉积盆地群。白垩纪转入整体坳陷沉降，松辽盆地有较大的 沉降幅度。白垩纪晚期滨西太平洋构造域区域性挤压反转，结束了白垩纪盆地沉积。”。 大庆石油学院硕士研究生学位论文 早第三纪受太平洋板块北西向斜向俯冲影响，郯庐断裂左行走滑，中国东部形成了一系 列早第三纪断陷盆地。经过晚第三纪的挤压反转，东北地区现代仍处于东西向挤压环境。 1 2 区域地质特征 1 2 1 构造一地层组合 构造运动的周期性、幕式和事件性活动控制了多级别地层旋回性的产生和不整合面 的形成，也控制了地层时空分布。构造地层组合是指同一构造背景下形成的一套沉积 地层组合。同构造时期的沉积又在横向上随着环境变化，形成构造地层组合的横向变 化：不同构造的背景，或不同构造性质的盆地充填，形成了构造地层组合在垂向的叠 置，垂向上的叠置和横向上的交替就构成了一个地区构造地层格架。这种构造地层 组合的划分与层序地层学的划分具有一定的对应性( 图1 - 2 ) 。 晚侏罗世以后，太平洋板块转为向亚洲大陆板块之下低角度长距离俯冲( 邓晋福， 1 9 9 7 ) ，导致东北地区岩石圈区域性伸展，在孙吴一双辽断裂带活动的诱导下，松辽地 区上地慢上隆，形成一系列断陷盆地，盆地的形成由大面积裂隙式火山喷发开始形成火 石岭组地层，随后，火山活动减弱，发生大规模沉降，沉积了沙河子组地层，在松辽盆 地杏山一莺山地区为辫状平原扇、河流一湖泊组合，在东南隆起及松辽周边地区为滨浅 湖、泥炭沼泽河流相沉积，构造运动幕的事件性活动，形成了地层内的次级旋回。 沙河子组末期，东北地区受挤压应力的影响，盆地拾升，松辽东部地区地层掀斜，整个 盆地遭受剥蚀，形成了营城组底界的不整合面。营城组早期受伸展作用影响，孙吴一双 辽断裂带和伊兰一伊通断裂再次活动，发生了大规模的中心式火山喷发，形成了营成组 一段地层，区域分布广泛，随后盆地开始沉降接受沉积，沉降范围与沙河子组相比较大， 为营二段，根据区内主要地质界面的性质，营城组晚期，断裂再次活动，诱发了火山喷 发，营城组末期库拉板块消亡和太平洋板块俯冲转向，东北地区受到挤压，盆地整体抬 升，遭受剥蚀，结束了断陷盆地历史，形成了区域性分布的不整合面。“。早白垩世登娄 库组早期，在太平洋板块低角度俯冲后的拆沉作用和松辽地区上隆的热幔冷缩沉降作用 下，开始坳陷盆地的历史，以孙吴一双辽断裂为中心，盆地逐渐扩大，开始了巨厚的坳 陷超层序组沉积。 结合区域构造演化特征及岩性组合特征，将该区划分：晚古生代石炭系二叠系、 三叠系基底( c - - p ( t ) ) ；下一中侏罗统盆地；上侏罗统火石岭组下白垩统营城 组断陷层序；白垩系坳陷层序；新生界反转层序。j 。、j h _ k 。n 、k 。k z 。和 k z 四个主要构造层为中新生界盖层地层，分别对应四期沉积盆地。文献中及通常人们 所说的“松辽盆地”是指、和层序叠合而成的沉积盆地，c p ( t ) 及以下地层 作为沉积盆地基底。从勘探工程角度所言的“松辽盆地深层”，$ 旨3 0 0 0 m 以下的目的层， 即指泉头组一、二段及以下坳陷层序和j 。一k 。断陷层序。 1 2 2 深层区域地层 松辽盆地深层地层主要为一套砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、夹火山岩、煤 层组成，从下到上，一般划分为火石岭组、沙河子组、营城组、登娄库组”“( 表1 1 ) 。 一、火石岭组 火石岭组为断陷初期的充填沉积物，火山岩所占比例较大，主要有中性凝灰角砾岩、中 酸一t i n 砾凝灰岩、酸性流纹质凝灰熔岩、凝灰粉砂质泥岩、砾岩、砂岩、夹凝灰岩、凝 灰砂岩及煤线。最大厚度可达8 0 0 m 。主要分布于深断陷中。 二、沙河子组 7 第一章区域概况 沙河子组与火石岭组相比，分布范围明显扩大，火山岩比例明显减小，碎屑岩比例 增多。其岩石类型主要有：砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及火山岩。火山岩类型 有玄武岩、安山岩及凝灰岩。其最大地层厚度可达1 6 0 0 m 。 表卜1 深层地层特征 统 组特征分布特征最大厚度 登四段：砂泥岩不等厚互层 登三段：以块状砂岩与泥岩互层为特征大型断坳 登娄库 1 3 0 0 m 登二段：以暗色泥岩为主 型盆地 白垩系登一段：以砾岩、砂砾岩为土 下统砾岩、含砾砂岩、砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、大型断陷 营城 5 0 0 m 夹火山岩和煤层盆地 砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、火山岩f 玄武 沙河子断陷盆地 1 6 0 0 m 岩、安山岩、凝灰岩1 侏罗系中性凝灰角砾岩、中酸性角砾凝灰岩、酸性流纹