平衡剖面技術(shù)在W A斜坡帶構(gòu)造演化研究中的應(yīng)用

王 威(長江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

陳 玲，郭海平(長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

馮金燕，鄧騰飛(長江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

朱 威(長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 荊州 434023)

平衡剖面技術(shù)在W A斜坡帶構(gòu)造演化研究中的應(yīng)用

王 威(長江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

陳 玲，郭海平(長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

馮金燕，鄧騰飛(長江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州 434023)

朱 威(長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 荊州 434023)

平衡剖面技術(shù)主要用于對地震構(gòu)造解釋結(jié)果進(jìn)行幾何學(xué)檢驗(yàn)和對構(gòu)造變形進(jìn)行定量分析。闡述了平面剖面技術(shù)的基本原理，介紹了平衡剖面的制作過程，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了WA斜坡帶構(gòu)造演化分析。結(jié)果表明，該斜坡帶的形成演化可以劃分為沙二段、沙一段、東營組和館陶組至今4個(gè)階段，其構(gòu)造演化情況如下：從縱向上來看，沙二段至今構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度基本呈較弱-強(qiáng)-弱-較弱的變化規(guī)律;從橫向上來看，沿構(gòu)造走向由北東向南西方向構(gòu)造運(yùn)動(dòng)整體強(qiáng)度基本呈強(qiáng)-弱-弱的變化規(guī)律。

平衡剖面；斜坡帶；構(gòu)造演化

WA斜坡位于BX凹陷東部，為一個(gè)北北東向展布、東抬西傾的沉積斜坡，包含自南向北的4個(gè)軸向呈NW向的斷裂鼻狀構(gòu)造帶以及斜坡北部的1個(gè)斷裂潛山構(gòu)造帶。在對WA斜坡的油氣勘探開發(fā)中，構(gòu)造油氣藏是其重點(diǎn)研究對象，所以必須充分認(rèn)識(shí)該研究區(qū)的構(gòu)造演化情況。為此，筆者采用平衡剖面技術(shù)對WA斜坡帶的構(gòu)造演化情況進(jìn)行了研究。

1 平衡剖面技術(shù)基本原理

平衡剖面是指將剖面上的所有變形構(gòu)造可以通過幾何學(xué)法則完全將其復(fù)原的剖面[1]。平衡剖面的幾何學(xué)法則主要包括如下幾點(diǎn)：①如果地層變形前后物質(zhì)的體積不變，則在垂直構(gòu)造走向的剖面上體現(xiàn)為“面積不變”；②如果地層變形前后巖層厚度保持不變，則體現(xiàn)為“層長不變”。

圖1 恢復(fù)法基本流程圖

平衡剖面的制作方法包括正演法和恢復(fù)法，由于正演法實(shí)現(xiàn)起來比較復(fù)雜，現(xiàn)在主要應(yīng)用恢復(fù)法制作平衡剖面。恢復(fù)法是指將已經(jīng)發(fā)生了構(gòu)造變形的地層剖面恢復(fù)到原始的沉積地層剖面的過程。通過該方法可以對其變形過程進(jìn)行定量分析來獲得伸縮量、伸縮率和伸縮速率等一系列重要數(shù)據(jù)，從而將地質(zhì)構(gòu)造的研究提高到定量解析的水平。恢復(fù)法的基本流程如圖1所示。

2 平衡剖面的制作

2.1剖面選取及地層剝蝕數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

為了得到正確的構(gòu)造變形分析數(shù)據(jù)，選取的剖面應(yīng)該平行于最大構(gòu)造運(yùn)移方向(即垂直于構(gòu)造走向)，從而避免因剖面沿構(gòu)造走向產(chǎn)生投影而出現(xiàn)誤差[2]。依據(jù)上述原則沿北東向南西方向依次選擇了3條北西向的剖面來進(jìn)行平衡剖面恢復(fù)(見圖2)。

圖2 WA斜坡剖面選取示意圖

由于存在地層剝蝕現(xiàn)象，必須進(jìn)行地層剝蝕厚度恢復(fù)才能得到真正原始剖面，為此利用CARBON地質(zhì)軟件采用聲波時(shí)差法對各井進(jìn)行地層剝蝕量的求取[3-4](見表1)。

2.2確定構(gòu)造解釋方案

首先根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造背景初步確定整體的地震解釋方案，并在地震反射信息背景下對其修改，對于構(gòu)造情況比較復(fù)雜的局部區(qū)域，需提供多種解釋方案。對每種方案的解釋結(jié)果均使用2DMove軟件對其進(jìn)行平衡恢復(fù)，在每一道平衡程序完成后都需對該解釋方案進(jìn)行評估，對于其中不合理的部分依據(jù)“面積不變”和“層長不變”原則對其進(jìn)行修改，并將修改結(jié)果反饋給原解釋方案，將修改后的解釋方案再次加入上述流程中，如此反復(fù)最終得到合理的構(gòu)造解釋結(jié)果。

2.3剖面恢復(fù)并成圖

使用合理的構(gòu)造解釋剖面進(jìn)行平衡恢復(fù)并成圖，其中WA斜坡No.1構(gòu)造演化剖面圖如圖3所示。對所做的3條構(gòu)造剖面利用相應(yīng)計(jì)算公式(變形量=復(fù)原剖面長度-現(xiàn)今剖面長度)統(tǒng)計(jì)每條剖面在每個(gè)時(shí)期的伸縮量，并對其進(jìn)行處理，計(jì)算得到3條構(gòu)造剖面在每個(gè)時(shí)期的伸縮量、伸縮速率和伸縮率。

表1 各井地層剝蝕厚度統(tǒng)計(jì)表

3 構(gòu)造演化分析

平衡剖面構(gòu)造變形分析如表2所示。由表2可知，該研究區(qū)存在如下構(gòu)造演化規(guī)律。

表2 平衡剖面構(gòu)造變形分析表

3.1縱向上構(gòu)造演化規(guī)律

1)沙二段沉積期 該階段受到喜馬拉雅Ⅰ幕早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，處于斷陷演化階段，但在該沉積期內(nèi)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不是很強(qiáng)。伸縮量在42.00～100.34m之間，剖面伸縮率在0.21%～0.5%之間，伸縮速率在0.71～1.71m/(km·Ma)之間。

圖3 WA斜坡No.1構(gòu)造演化剖面圖

2)沙一段沉積期 該階段主要受喜馬拉雅Ⅰ幕中期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，該沉積期研究區(qū)拉張作用得到增強(qiáng)，基本上繼承了沙二段沉積期發(fā)育的同生正斷裂。伸縮量在88.54～231.24m之間，伸縮率在0.43%～1.12%之間，伸縮速率在1.74～4.48m/(km·Ma)之間。

3)東營組沉積期 該階段主要受喜馬拉雅Ⅰ幕晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，仍然處于斷陷演化階段，但拉張作用明顯減弱。伸縮量在40.50～312.34m之間，伸縮率在0.20%～1.49%之間，伸縮速率在0.25～1.86m/(km·Ma)之間。

4)館陶組沉積至今 該階段的新近紀(jì)為喜馬拉雅II幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制，第四紀(jì)為喜馬拉雅Ⅲ幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制，其構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較弱。伸縮量在398.75～1009.45m之間，伸縮率在1.91%～4.59%之間，伸縮速率在0.87～2.09m/(km·Ma)之間。

綜上所述，縱向上來看，從沙二段至今的各演化階段的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度基本呈較弱-強(qiáng)-弱-較弱的變化規(guī)律。

3.2橫向上構(gòu)造演化規(guī)律

對比分析表2中3個(gè)剖面的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以看出，No.1剖面比另外2個(gè)剖面的伸縮量、伸縮速率和伸縮率都要大。因此，該研究區(qū)由北東向南西方向的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)整體強(qiáng)度基本呈強(qiáng)-弱-弱的變化規(guī)律。

4 結(jié) 語

平衡剖面分析技術(shù)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)與新的地學(xué)思維方式相結(jié)合而形成的一種研究構(gòu)造演化的方法，可以為古構(gòu)造復(fù)原或古盆地范圍的恢復(fù)提供定量數(shù)據(jù)，從而為油氣資源評價(jià)提供可靠依據(jù)。在運(yùn)用該技術(shù)時(shí)必須注意如下限定條件：①平衡剖面方法適用于單純的擠壓或拉伸構(gòu)造區(qū)，而對于走滑構(gòu)造和塑性變形區(qū)則由于巖石從剖面中移出，在理論上剖面是不平衡的。②研究區(qū)域需為均勻剝蝕，否則不均勻剝蝕會(huì)造成剝蝕差異化，其變化規(guī)律難以掌握，無法進(jìn)行剖面平衡。

[1]宋鴻林.平衡剖面技術(shù)及其地質(zhì)意義[J].地質(zhì)科技情報(bào)，1985,4(1)：18-28.

[2]張明山,陳發(fā)景.平衡剖面技術(shù)應(yīng)用的條件及實(shí)例分析[J].石油地球物理勘探,1998，33(4):532-553.

[3]任朝波，漆立新，丁文龍，等.平衡剖面技術(shù)在塔里木盆地阿克庫勒凸起構(gòu)造演化分析中的應(yīng)用[J].新疆石油天然氣，2008，2(4)：5-10.

[4]彭清華.聲波時(shí)差法恢復(fù)剝蝕厚度的應(yīng)用和應(yīng)注意的一些問題探討[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009(16):41-44.

[編輯] 李啟棟

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年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)地質(zhì)方面的研究工作。