川东北元坝地区千佛崖组裂缝宏观分析

发表时间:2019/6/13   来源:《知识-力量》2019年9月30期   作者:刘可顺 周明慧
[导读] 砂体内部裂缝发育程度是致密砂岩成为储层的关键,裂缝发育特征有很多研究方法,可以分为宏观预测和精细描述两类,精细描述难度大,宏观预测相对简单。本文在前人对四川盆地东北部地区研究成果的基础上,从岩相古地理和构造演化两个方面对元坝地区千佛崖组进行宏观裂缝预测。
(长江大学地球科学学院,湖北 武汉 430100)
摘要:砂体内部裂缝发育程度是致密砂岩成为储层的关键,裂缝发育特征有很多研究方法,可以分为宏观预测和精细描述两类,精细描述难度大,宏观预测相对简单。本文在前人对四川盆地东北部地区研究成果的基础上,从岩相古地理和构造演化两个方面对元坝地区千佛崖组进行宏观裂缝预测。
关键词:川东北千佛崖构造演化裂缝预测

 
          引言
          随着川东北工业油气的发现,千佛崖组已经作为重点勘探层位。目前,钻井资料显示,千佛崖组致密储层中普遍发育天然裂缝。裂缝作为主要的油气渗流通道,控制了油气的渗流规律和成藏,高产井段均是裂缝密集发育区[1-2]。本文根据前人对四川盆地构造演化的研究和岩心岩性的观察,对元坝地区千佛崖组致密砂岩分段进行裂缝宏观发育情况分析,为精细的裂缝描述提供一定依据,从而指导油气勘探和开发。
          1区域地质
           四川盆地是在扬子克拉通台地基础上形成和发展起来的叠合性盆地,经历了自震旦纪基底形成到侏罗纪的盆地基本成型的一系列漫长构造演化[3]。之后,在西侧龙门山~锦屏山断裂带、北缘米仓山~大巴山前陆构造带、东南逆冲~褶皱构造带、西南大凉山逆冲~褶断带的挤压下,形成了现今的格局[4]。研究区位于四川盆地的东北部的元坝地区,东接川东高陡构造带,西为龙门山前陆盆地。在燕山运动之前,盆地经历的构造运动以垂向的升降为主,发育了多期不整合。燕山运动和喜山运动时期,盆地主要受到水平的挤压,产生了系列褶皱构造带。工区侏罗系主要为一套陆相碎屑沉积,地层沉积后整体埋藏深,但是构造变形微弱,地层产状较为平缓。主要研究中侏罗系千佛崖组的岩向相古地理和构造演化,进而对千佛崖组的砂体裂缝的发育、分布作出宏观的预测。
          2岩相古地理
          早、中侏罗世,四川盆地处于构造运动的平稳期,盆内主要发育河流三角洲、湖盆相沉积。元坝地区的千佛崖组就是在早侏罗世晚期~中侏罗世早期沉积的一套三角洲相,自下而上分为千一段、千二段和千三段。因构造上的稳定性,千佛崖组与上覆沙溪庙组地层和下伏自流井组地层均为整合接触。
          千一段沉积期,为三角洲相沉积,从东北方向向西南方向依次发育水下分流河道和水下分流间湾微相。从物源区带来的泥砂沉积物迅速堆积,受到水体反复作用,形成泥砂沉积集中带,沉积物中植物碎屑的出现进一步说明是陆相沉积。岩性以棕红色泥岩、灰色泥岩夹灰色细砂岩、粉砂岩为主,向上砂岩含量逐渐减少,测井曲线呈锯齿形。
          千二段沉积期,以三角洲沉积为主,与千一段相比,三角洲相沉积范围缩小。物源补给同样来自于东北方向,研究区东北部以三角洲前缘亚相为主,中部偏南有一些三角洲前缘亚相分布。该时期总体表现为千一段的砂体向前延伸,粗粒沉积物较少。岩性为灰色粉砂岩、细砂岩与灰色、深灰色泥岩互层,测井曲线呈漏斗形,自然伽马测井曲线值明显低于千一段,曲线幅度更为平直。
          千三段沉积期,以三角洲沉积为主,沉积范围进一步缩小,砂体面积较少。研究区东北部仍以三角洲前缘亚相为主,但范围相比前两段明显缩小。岩性为灰色、深灰色泥岩夹灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩,泥岩含量从下至上逐渐增多。

测井曲线呈箱形,自然伽马测井曲线值比千二段高。
          一般来说砂岩、灰岩具有较高的弹性模量和较低的泊松比,表现为脆性特征,相比之下泥岩脆性特征不明显,在相同的应力作用下前者更容易产生破裂,发育裂缝。岩石成分相同时,粒度越小裂缝越发育;粒度越粗,裂缝越不发育。千佛崖组千一段为棕红色泥岩、灰色泥岩夹灰色细砂岩、粉砂岩;千二段为灰色粉砂岩、细砂岩与灰色、深灰色泥岩互层;千三段为灰色、深灰色泥岩夹灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩。根据岩性特征分析,千二段砂地比最高,泥质含量最低,应为三段地层中裂缝最发育层段,千一段和千三段次之。
          3构造演化
          燕山期早期,即早、中侏罗世,盆地西部龙门山造山带构造活动趋于平静,大巴山和米仓山造山带强烈活动,向盆内逆冲推覆,使山前地区发生强烈的挠曲变形,川东北地区开始发育前陆盆地,元坝地区为河控三角洲相。
          燕山运动中期,大巴山造山带和雪峰山造山带都处于活跃时期,前者形成的NE~SW向应力与后者形成的NW~SE向应力相互叠加,使川东北地区发生强烈变形。此后,大巴山造山带活动平稳,川东北地区处于相对稳定期,
          燕山运动晚期,整个四川盆地受到不同程度的剥蚀。晚白垩世,盆地北缘的大巴山、米仓山也相继发生逆冲推覆作用,形成了大量的断裂川东北地区上白垩统严重缺失,反映川东北地区在该时期发生了大规模的构造运动。
          喜马拉雅期,龙门山造山带和大巴山造山带再次活动,强烈隆升,向盆地内不断推覆,断裂继续发育。川东北地区以大巴山造山带推覆产生的NE~SW向应力场为主,米仓山和雪峰山活动相对减弱,形成了大量的NW向构造,并对燕山期形成的NE向构造叠加改造。
          根据构造应力场分析,千佛崖组沉积时,川东北受到NE~SW向应力,大巴山构造带向盆地内推覆,成为新的物源区,沉积物自NE向SW堆积,导致元坝地区东部分选程度不及西端。一般来说,分选好的纯净砂岩比分选差的泥质砂岩的裂缝更发育,从而推断西端裂缝更发育。燕山期和喜山期多次受到NE~SW应力作用,使川东北强烈褶皱,元坝地区也受到波会发育系列NW~SE向裂缝。
          4结论
          千佛崖组砂岩体岩性较为致密,精确预测裂缝发育程度难度大,所以将岩相古地理和构造演化结合来进行宏观裂缝预测。从平面上来看,因为物源来自盆地东缘大巴山构造带,所以元坝地区西部裂缝较东部发育,川东北受到多期NE~SW的应力作用使裂缝呈NW~SE向展布;从垂向上来看,根据砂地比、泥质含量分析,千佛崖组二段砂体裂缝发育最好,千一段和千三段较差。
参考文献
[1]吴世祥,马永生,金之钧,等.米仓山前陆盆地东段构造演化模式与油气聚集[J].石油勘探与开发,2006,33(1):14-21.
[2]范存辉,秦启荣,赵玲,等.南江地区裂缝发育模式探讨[J].断块油气田,2011,18(4):442-444,460.
[3]何登发,李德生,张国伟,等.四川多旋回叠合盆地的形成与演化[J].地质科学,2011,46(3):589-606.
[4]张岳桥,董树文,李建华,等.中生代多向挤压构造作用与四川盆地的形成和改造[J].中国地质,2011,38(2):233-250.
 
 
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