准南前陆盆地流体动力的构成、演化及对油气成藏的影响

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油气作为流体矿产,其运移、成藏主要受控于盆地的流体动力特征。位于天山北部的准噶尔盆地南缘油气资源丰富。但因经历了多期的构造挤压运动、断裂作用以及盆地的快速抬升和沉降,引起流体压力增加,断裂活动引起流体和压力的传导,从而使得准噶尔盆地南缘的流体动力构成、演化比其它类型的沉积盆地更为复杂。本文以准噶尔盆地南缘流体动力场的研究为核心,突出构造挤压过程对流体动力场的影响——构造增压与断裂传递,通过盆地模拟的手段,将多种成因的异常压力进行耦合和模拟,分析流体动力对油气运移、成藏的影响。准噶尔盆地南缘喜马拉雅运动晚期构造变形最为强烈,同时也是油气成藏的关键时期。研究中,首先在喜马拉雅晚期构造应力场解析的基础上,以剖面模型的边界条件及结果作为约束,模拟三维应力场。进而基于岩石应力-应变分析,综合考虑弹性变形与塑性变形,建立构造挤压增压的最大值与最小值的定量评价模型。最终在恢复沉积-生烃型流体动力的基础上,将构造挤压增压评价结果作为边界条件进行定义,通过设定断层活动时期、渗透率,利用Petro Mod数值模拟软件,耦合沉积-生烃、构造挤压增压、断裂传递等多因素流体动力场,更精确刻画喜马拉雅晚期逆冲推覆、构造高部位剥蚀、低部位沉积过程中流体动力的演化。取得如下主要成果:(1)准噶尔盆地南缘超压成因主要为欠压实、生烃作用、构造挤压、断裂传递。欠压实在准噶尔盆地南缘普遍存在,生烃增压主要出现在侏罗系及其以下层位,增压幅度较小。因霍(尔果斯)-玛(纳斯)-吐(谷鲁)背斜带下组合压力系统较为封闭,导致在构造抬升后,深层沉积-生烃型流体压力的高值区向山前迁移。(2)构造挤压增压的幅度与最大褶皱期的最小水平主应力、岩石物理参数、埋深以及构造挤压前的流体压力有关。考虑构造挤压后,流体动力分布格局有明显变化,构造增压导致高气势区向冲断带扩展,紫泥泉子组与清水河组气势梯度有所降低,为石油的聚集提供了保障,而超深层侏罗系气势梯度增加,有利于油气的侧向运移。(3)断层渗透率、活动时间与方式及传递源端的压差对超压传递有较为明显的影响。断裂活动将深浅流体动力系统以―地震泵‖的形式进行沟通,将深部超压流体/油气高效输导至浅层。断裂活动期,断层对浅部盖层封闭性的破坏,导致油气的大量散失,是制约准噶尔盆地南缘浅层油气成藏效果不佳的首要因素。(4)通过多种成因流体动力场耦合模拟,获得了更为精确的流体动力场,模拟结果与已知油气田分布更为匹配。认为下组合为准噶尔盆地南缘地区的有利勘探领域。结合烃源断裂、储层、圈闭等静态成藏要素,在下组合清水河组挤压后气势的流线聚集区优选7个有利区,其中GQ1以南有利区已被证实。
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