（构造地质学专业论文）临南洼陷构造、沉积演化及油气成藏研究.pdf

中文摘要 摘要 在简要分析了研究区地质概况的基础上，首先对研究区构造演化进行 了深入的研究。主要进行了研究区内四条地震剖面的分析，这四条剖面分 别是东西向的5 8 和8 2 9 测线，南北向的4 6 3 和4 6 8 5 测线。研究表明， 临南凹陷古近系构造活动强烈，构造活动由早到晚具有由强减弱的趋势。 孔店组构造沉降和盆地的伸展活动最强，沙一东营组沉积时期伸展活动 基本停止。 在层序地层学研究方面，将沙三段一东营组沉积可划分出两个二级层 序，并可迸一步划分出六个三级层序，沙四上可以划分为1 个三级层序， 2 个体系域。 在沉积学研究方面，首先分析了研究区沉积相标志，包括岩石学特征、 结构特征和沉积构造特征等。在此基础上，着重进行了单井相剖面分析， 并进行了连井剖面分析和对比工作，在沙三段至东营组地层中完成了区内 三纵三横六条剖面沉积相分析和对比工作，在沙四段完成了三条近南北纵 向剖面，二条近东西向横剖面的相分析和对比工作。晟后，在沉积相带分 析的工作基础上，确定出三角洲、扇三角洲、湖底扇、湖泊滩坝相类型。 在油气成藏研究方面，首先提出了活动轴面和地质转换系统的概念以 及相关研究方法。在此基础上，结合研究区油气地质概况，运用地质转换 系统理论对研究区油气成藏条件及机理进行了深入的分析和研究，并预测 了有利区带。 关键词：临南洼陷构造演化层序沉积演化油气成藏活动轴 面地质转换系统 a b s t r a c t t h er e s e a r c ho ns t r u c t u r a l ，s e d i m e n t a r ye v o l u t i o n a n dr e s e r v o l rf o r m a t i o no fl i n n a nd e p r e s s l 0 n b y h e r u i w u d i r e c t e db yj i a n gz a i x i n ga n dx i ab i n a b s t r a c t b a s e do nag e n e r a la n a l y s i so ft h eg e o l o g i c a ls i t u a t i o no fl i n n a nd e p r e s s i o n ，t h e s t r u c t u r a le v o l u t i o no ft h es t u d ya r e ah a sb e e ns t u d i e di nd e t a i l t h e r ea r e4m a i n s e i s m i cs e c t i o n sw h i c hh a v eb e e na n a l y z e d t h e ya r el i n e5 8 ，l i n e8 2 9 ，l i n e4 6 3a n dl i n e 4 6 8 5 t h er e s u l ti n d i c a t e st h a tt h em o s ta c t i v es t r u c t u r a lm o v e m e n ti si nt h ee o c e n ea n d w i t ht h ep r o g r e s so ft i m e ，t h em o v e m e n tb e c o m e sw e a k e ra n dw e a k e r i nt h ee dp e r i o d ， t h es t r u c t u r a le x t e n s i o n a lm o v e m e n th a sa l m o s ts t o p p e d i nt h ea s p e c to fs e q u e n c es t r a t i g r a p h y , t h ee s 3 - - e dh a sb e e nd i v i d e di n t o22 n d - - o r d e r s e q u e n c e sa n d63 r d o r d e rs e q u e n c e si nf a t h e r t h eu p p e re s 4h a sb e e nd i v i d e di n t o1 3 r d - o r d e rs e q u e n c e i nt h es e d i m e n t a r ya n a l y s i s ，f i r s t l y , t h es e d i m e n t a r yf a c i e sh a v eb e e ns t u d i e d i t i n c l u d e st h ec h a r a c t e r so fp e t r o l o g y , t e x t u r e sa n ds e d i m e n t a r ys t r u c t u r e s s e c o n d l y , t h e a n a l y s i so fs i n g l ew e l ls e c t i o nh a sb e e nm a d eo i l s e v e r a lw e l l sa n do nt h eb a s i s ，t h e m u l t i w e l ls e c t i o na n a l y s i sh a sb e e nd o n e f i n a l l y ，i nt h es t u d ya r e a ，t h e r ea r e4k i n d so f f a c i e sh a v eb e e ni d e n t i f y i e d i nt h eo i lr e s e r v o i rf o r m a t i o nr e s e a r c h i n g ，t h ec o n c e p t so fa c t i v ea x i ss u r f a c ea n d g t s ( g e o t r a n s f o r m a t i o ns y s t e m ) h a v eb e e np u tf o r w a r d a n dt h ep e r t i n e n tr e s e a r c h i n g m e t h o d sh a v eb e e nm e n t i o n e da l s o a n do nt h i sb a s i s ，c o m b i n e dw i t ht h ep e t r o l e u m g e o l o g i c a lc o n d i t i o n s ，t h es t u d yu s i n gt h eg t sm e t h o d sh a sb e e nd o n eo nt h el i n n a n d e p r e s s i o n a tl a s t ，s o m ef a v o r a b l ea r e a sf o rt h ee x p l o r a t i o nh a v eb e e np r e d i c t e d k e dw o r d s ：l i n n a nd e p r e s s i o n ；s t r u c t u r a le v o l u t i o n ；s e q u e n c e s t r a t i g r a p h y ； s e d i m e n t a r ye v o l u t i o n ；o i lr e s e r v o i rf o r m a t i o n ；a c t i v ea x i ss u r f a c e ；g e o t r a n s f o r m a t i o n s y s t e m ， 引言 1 研究区概况 引言 临邑洼陷位于渤海湾盆地济阳坳陷惠民凹陷的西部。截止2 0 0 2 年底， 惠民凹陷西部已发现临盘油田、商河油田、临南油田、曲堤油田、玉皇庙 油田、江家店油田等六个油气田，探明储量2 8 亿吨。目前研究认为临邑 洼陷是最主要的生油洼陷。 2 研究的目的和意义 临邑洼陷是一个长期继承性洼陷，整体呈狭长状地堑式结构，洼陷两 侧发育多个三角洲砂体和扇三角洲砂体。同时，在洼陷同沉积断裂的下降 盘，发育了大量的低位扇和重力流砂体。目前发现的油气田，从层位上看， 分布于沙四、沙三、沙二、沙一、东营组和馆陶组等6 套含油层系，其中 沙三段为临邑洼陷主要产油气目的层，其次为沙二、沙一段，东营组和馆 陶组含油相对较少，沙四段仅在临南斜坡上有发现，其中沙三、沙二段储 量占总储量的5 8 。从平面分布来看，大致呈围绕临邑洼陷周缘的不完整 环状分布，所谓不完整环状是指在l 临邑洼陷西南部还基本没有油气发现， 其它部位基本都有油气发现，如洼陷北部发现临盘、商河油田，南部发现 临南、曲堤、江家店油田，东部发现玉皇庙油田。但总体上又分为南北两 个油气聚集带：临邑一商河断裂构造带上和临南斜坡带，分别探明储量2 2 亿吨和0 6 亿吨。目前己知油气田的分布似乎受四大因素的控制：油源、 区域正向构造、断裂和砂体展布。受油源的控制主要是指目前发现的油气 田主要围绕生油中心分布，而且距离生油中心相对较近的临商断裂带已发 现油气规模远大于距离生油中心相对较远的临南斜坡带；目前已发现的油 气田主要有分布于区域正向构造大背景上，临邑洼陷主要发育五大正向构 造大背景，在临盘构造背景上发现了临盘油田、在商河构造背景上发现了 商河油田、在临南一钱官屯构造背景上发现了临南油田、在曲堤一江家店 临南洼陷构造、沉积演化及油气成藏研究 构造背景上发现了曲堤和江家店油田、在玉皇庙构造背景上发现了玉皇庙 油田；与此同时，已发现油气田还主要沿断裂带分布，如临盘油田、商河 油田沿临商断裂带分布，临南油田、江家店油田基本沿夏口断裂带分布； 另外，砂体的展布也是控制油气田分布的重要因素，具继承性的分别来自 西北的物源和西南、东南的物源分别在洼陷南北两侧形成规模各不相同的 砂岩体，主要储层沙三、沙二段物源主要来自西北和西南方向，所以临邑 洼陷的储油物性总体上西好东差，临南油田和临盘油田的储层物性较好而 商河地区总体为低渗储层。 上述油气分布特点一一北多( 储量规模大、发育层位多) 南少( 储量 规模小、发育层位少) ，尤其是洼陷西南部油气发现更少，除了受上述几 个宏观方面的因素影响外，还受其它什么因素控制呢? 是缺乏必要的成藏 条件还是由于勘探程度低而没有发现? 其构造、沉积、成藏演化史如何? 能否利用新的研究思路进一步探索该地区的成藏因素配置关系以及成藏 的主控因素呢? 基于上述问题，我们采用了活动轴面和地质转换系统这一新的理论 ( 研究思路) ，研究了该地区构造、沉积、层序，分析其成藏因素配置关 系和活动轴面和地质转换系统特征，预测了成藏有利地区。 3 研究方法及技术路线 对临南洼陷构造一沉积一油气成藏研究主要遵循以下研究路线： 在构造研究方面，对研究区构造特征进行系统的分析，弄清区内各主 要断层的活动特点及其对层序的控制作用。对研究区的构造演化进行了深 入研究。 在层序地层学研究方面，重点对研究区运用层序地层学方法进行研究， 对研究区层序地层格架进行了划分。 在沉积学研究方面，对研究区进行了详细的单井相分析及连井剖面分 析。并确定出三角洲、扇三角洲、湖底扇、湖泊滩坝相类型。 在油气成藏研究方面，在分析总结了研究区油气地质特征的基础上， 运用一种新的方法一一活动轴面与地质转换系统一一对研究区油气成藏 特征进行了研究，并预测了有利区带。 2 引言 4 特色与创新点 ( 1 ) 在构造格架分析的基础上，对研究区构造演化进行了较深入研究； ( 2 ) 通过单井相分析及连井剖面分析，确定出三角洲、扇三角洲、湖底 扇、湖泊滩坝相类型。 ( 3 ) 提出了一种新的研究思路一一地质转换系统 ( 4 ) 运用活动轴面与地质转换系统的方法对研究区油气成藏条件进行了 研究，预测了有利区带。 第1 章基本地质概况 1 - 1 地理位置 第1 章基本地质概况 临南洼陷位于渤海湾盆地济阳坳陷的西南部，属于惠民凹陷的次级构造单元“3 ( 图1 1 ) 。洼陷轴向为北东东向，其北以临商断层和中央隆起带与阳信和滋镇洼陷 相隔；南面以临南斜坡带由一条反向调节断层( 夏口断层) 向鲁西隆起过渡，构成了 北断南超的半地堑式洼陷嘲。 1 2 区域构造 图1 - 1 惠民凹陷构造单元划分图 临南洼陷是在古生代地台基底基础上形成的，内部地层从古生代到新生代保存 较全，受渤海湾盆地演化过程的影响。1 ( 图1 - 2 ) ，其形成演化大体可以分为中生代断 陷、孑l 店组一沙四上沉积时期的斜坡、沙三段一东营组沉积时期断陷和晚第三纪拗陷 四个阶段”。 临南洼陷构造、沉积演化及油气成藏研究 从现有的地质及物探资料来看，盆地内外己肯定的中生界地层分布范围广于下 第三系早期，且下第三系底部广泛存在红层，沉积明显受边界断裂控制，逐层超覆 于中生界、古生界及前寒武系基底之上嗍，临南洼陷早第三纪经历了断陷初期( 始新 世孔店期) 、持续断陷期( 沙四期) 、强烈断陷期( 渐新世沙三沙二期) 、持续断陷期 ( 沙一期) 、和断拗期( 东营期) ，东营未期的东营运动( 华北运动幕) 使惠民凹陷整体 抬升，形成早第三纪与晚第三纪之间的区域不整合，临南洼陷也由小断陷盆地完全 转化为拗陷盆地o ，。 太行山 一叠 z 股辽 r 驼沧县沙生i “ ，；矿、 3 坳陷期 7 爹工；玲_ 瑟：7 瓣：分。j ，兰 ， j 。? 。爹爹 2 断陷期 ，多。 参二：i 差三蓦，7 奇i 譬一露一7 ，7 。t 1 前断陷期 图1 - 2 渤海湾盆地发育阶段示意图( 据阎敦实，1 9 8 0 ，修改) 1 2 1 中生代断陷 地震剖面上表现为t r t 蛇的一套反射层，由于钻井揭示较少，具体层位和沉 积特征不太清楚。从残留地层厚度分析，临南洼陷内的地层厚度较中央凸起、曲堤 地垒和临南斜坡厚三分之一至一倍。由于在早第三纪上述构造单元都接受了沉积， 对前新生界的剥蚀时间差异不大，中生代残留地层厚度的差别可能反映出临南洼陷 在中生代就是一个沉降中心。在临南洼陷西部表现为北厚南薄的不对称地堑，东部 表现为在商河和夏口断层附近厚、洼陷中心薄的对称地堑”。 2 第1 章基本地质概况 1 2 2 孔店组沙四e 沉积时期的斜坡 除在断陷初期临商断层和夏口断层局部活动较强烈外，孔店组一沙四上沉积时期 的临商断层和夏口断层还没有成为控洼断层，临南洼陷主要表现为临南- 兹镇大洼陷 的斜坡性质( 图1 3 ) ，断陷活动主要由滋镇洼陷北部的基山断层控制，地层厚度总 体为自基山断层下降盘向临南地区减薄”“。在东部夏口断层活动相对较强，在其 下降盘有一个小沉降中心，使商河地区两侧地层向该区减薄。孔店组一沙四上主要沉 积了一套滨浅湖相的粉、细砂岩与泥岩互层和火山碎屑岩。由于深层钻井揭示较少， 目前还不太清楚在现今临南洼陷范围内是否有深湖相的良好生油岩沉积。1 _ 。 图1 3 惠民凹陷4 6 8 5 测线e k - e s 4 沉积时期构造剖面图 1 2 3 沙三段东营组沉积时期的断陷 从沙三段沉积时期开始，临商断层和夏口断层活动逐步增强( 图1 - 4 ) ，而基山 断层对断陷的控制作用相对减弱，临南从大洼陷中逐步分离出来成为独立的洼陷， 并成为原大洼陷范围内最主要的沉降中心。沉积了一套深湖暗色泥岩至扇三角洲一 深水浊积扇砂岩，使临南洼陷成为重要的油气富集单元“4 。 由于临商断层活动的差异性，在临南洼陷分化出来的过程中也存在一些差异。 以马寨地区分化最早，从沙三段沉积早期临商断层就开始有明显活动，并逐步在其 下降盘形成一个重要的沉降中心嘲，白此向东、西两端分化时间较晚，直至沙三段 沉积晚期i 临商断层才贯通，构成一条重要的控洼二级大断层，并在其下降盘形成独 临南洼陷构造、沉积演化及油气成藏研究 立的含油气洼陷o ”。在此演化过程中，夏口断层东段一直保持较强烈的正断活动， 使临南洼陷东部在夏口断层下降盘附近断陷较深。 该断陷期可以分为沙三和沙二段东营组两个断陷旋回，其间在南部的斜坡区可 以见到明显不整合接触。基山断层因断面变缓从沙三段沉积时期开始正断活动减弱， 受其控制的滋镇洼陷沉降幅度减小，而因临商断层从沙三段沉积时期开始的活动， 一方面是对基山断层活动减弱的调节，另一方面因断面较陡而控制的沉降幅度较大。 在沙二段- 东营组断陷旋回，在临商断层的控制下，与北部滋镇洼陷完全是两个独立 洼陷的沉积体系1 。因此，临南洼陷西端北深南浅与东端南深北浅不对称地堑的构 造格局主要在是在沙三段断陷旋回形成，而在沙二段一东营组断陷旋回定型“”( 图 1 4 ) 。 。 昌 。 譬 暑 u 昌 。 鲁 昌 东营组沉积前 沙一段沉积前 沙二段沉积前 第l 章基本地质概况 。 j 兽 。 譬 暑 u 昌 口 鲁 圉1 - 4 惠民凹陷4 6 8 5 测线e s 3 - e s l 沉积期构造剖面图 1 2 4 晚第三纪_ 第四纪拗陷 东营组沉积末期盆地全面充填而消亡，之后渤海湾盆地整体抬升、遭受剥蚀。 晚第三纪渤海湾盆地又发生整体拗陷，沉积了馆陶组和明化镇组的冲积一河湖相碎屑 岩，上、下第三系之间为区域不整合m 。临南洼陷区主要表现为洼陷中心厚、向四 周减薄的拗陷型沉积。 1 3 区域地层发育特征 临南洼陷所在的惠民凹陷主要形成于第三纪，因此，把前第三纪的地层均作为 基底岩层，第三纪和第四纪岩层则作为盆地的盖层。 由于盖层沉积厚度比较大，再加上井深有限，目前在惠民凹陷钻遇基底的井并 不多，仅见有太古宇、寒武系、石炭系、二叠系和白垩系。 1 3 2 盆地盖层 临南洼陷处于长期沉积中心，地层发育齐全”： ( 1 ) 孔店组( e k ) 惠民凹陷钻遇该组地层的井并不多。由于在沙四上以前惠 民凹陷内不发育其它次级构造，因此整个惠民凹陷在沙四上以前地层相同，在沙四 临南洼陷构造、沉积演化及油气成藏研究 上后由于局部构造影响有些微差别。孔店组可以分为三段： 孔三段( e k 3 ) 惠民凹陷仅林2 井钻穿了1 0 7 m ，以棕色泥岩为主，普遍含灰岩、 砂质及小砾石，并含大量方解石脉，砂岩、砾岩分选差。 孔二段( e k 2 ) 根据禹4 井、林2 井和盘深1 井的钻井情况，孔二段地层岩性 主要以深灰色、灰绿色泥岩，灰色岩屑砂岩为主，夹有少量薄煤层及安山岩。自然 电位曲线靠近泥岩基线，电阻率中高阻曲线呈尖峰状。见有被子植物的三沟粉属、 网面三沟粉属、漆粉属以及蕨类的水龙骨单缝孢属等孢粉化石。 孔一段( e k l ) 岩性以棕色、红色粉砂岩、细砂岩夹紫红色泥岩为特征。自然 电位见大段负异常，电阻率曲线呈中阻齿状，见被子植物的榆属、栎属、胡桃属、 桦属等；裸子植物的杉科，单束松粉属以及蕨类的水龙骨单缝孢属等孢粉化石。 ( 2 ) 沙河街组沙河街组可以分为沙四上、沙三段、沙二段和沙一段。其中， 沙四上地层又可分为下、上两个亚段。 沙四上- 下亚段：岩性以灰白色泥岩为主，夹灰白砂岩和黑色碳质泥岩，顶部含 白云质成分，自然电位呈尖峰状、箱状，靠近泥岩基线，电阻率齿状、箱状。 沙四上上亚段：以深灰色灰质砂岩和粉砂岩以及灰色、浅灰色泥岩为主，较下 段生物灰岩增加。自然电位呈箱齿状，电阻率较高。 沙三段地层可分为沙三下、沙三中、沙三上三个亚段。 沙三下亚段以油页岩、深灰色泥岩和钙质泥岩、灰质页岩为主，其次为砂岩。 沙三中亚断以灰色泥岩、褐色油页岩为主，夹火成岩，在中部| 缶商结合带见有 大套灰色砂岩夹泥岩。自然电位曲线总体表现为靠近泥岩基线，砂岩含量较多处表 现为幅度高，呈指状或箱状。电阻率曲线上部较低，呈小齿状，下部电阻率曲线很 高呈尖峰状，见有脊刺华北介、小拟星介、惠东华北介等介形虫化石。孢粉组合与 沙三下亚段相似，麻黄粉属更少，栎粉属含量增加。 沙三上亚段：岩性以灰白色粉砂岩和灰色泥岩互层为特征及碳质页岩间夹少量 薄煤层，自然电位曲线偏负呈指状、箱状、幅度大，电阻率曲线中等呈齿状。 沙二段：下部岩性以灰色棕色泥岩为主，夹砂岩，自然电位曲线靠近泥岩基线， 电阻率底，曲线呈小齿状：向上颜色变浅，砂泥岩互层，夹少量碳质页岩，自然电 位曲线呈指状偏负，幅度中等，电阻率底值，曲线呈小齿状。本段见有椭圆拱星介， 被子植物以栎属为主。 沙一段：下部为灰色、紫红色泥岩与灰白色粉砂岩、细砂岩互层为特征，夹少量 生物灰岩、灰岩和白云岩；中部为生物灰岩、鲕粒灰岩、针孔灰岩、灰岩及白云岩 与泥岩呈薄互层出现夹少量油页岩；上部以灰色泥岩和棕褐色油页岩为主夹少量白 第1 章基本地质概况 云岩和粉砂岩，含惠民斗星介、惠民小豆介、李家广北介以及均匀狭口螺等化石。 东营组：下部以灰白色粉、细砂岩与灰色泥岩互层；上部以灰、灰绿、棕红色 泥岩为主，夹少量粉砂岩和薄层泥灰岩。含弯脊东营介、指纹东营介、花瘤东营介、 车镇华花介等化石。 临南凹陷构造、帆积演化及油气成藏研究 第2 章构造演化特征 研究区临南洼陷( 惠民凹陷中西部地区) 工区范围北至惠民凹陷中央 隆起带，南至南斜坡，东至临邑以东，西至平原。研究区下第三系断层主 要有北东、北西及近东西向三组。从地震剖面上可以看出，下第三系断裂 较发育，至上第三系，构造活动趋于平缓，断层活动相对较弱。 针对研究区构造图( 图2 - 1 ) ，对通过工区的四条地震剖面进行了分析 研究。这p g 条剖面分别是东西向的5 8 和8 2 9 测线，南北向的4 6 3 和4 6 8 5 测线，现分述如下。 断层测线井位 图2 - 1惠民凹陷中西部构造分区图 2 14 6 3 测线的构造演化特征 4 6 3 测线呈南北向贯穿临南洼陷，北至中央隆起带，南至南斜坡，过 第2 章构造演化特征 夏5 l 井及盘5 6 井( 图2 一1 ) 。临邑洼陷西部的构造演化表现了惠民凹陷孔 店组沉积时期构造活动主要受北部控盆的滋镇断层控制，沉降中心在滋镇 洼陷，沉降最大。沙四段沉积时期，构造沉降受滋镇断层和临邑断层控制， 中央隆起带开始形成。沙二一沙三段沉积时期，边缘断层和中央隆起带断 层的共同作用，形成临南洼陷和滋镇洼陷两个沉降中心，盆地范围扩大”1 ( 图2 2 ) 。 盆地古近系的伸展活动从早到晚依次减弱，孔店组沉积时期，盆地伸 展量和伸展率最大，分别达到3 2 8 8 5 米和4 8 1 。沙四段沉积时期，盆 地的伸展量为2 0 1 5 5 米，伸展率为2 8 1 。沙三段沉积时期，盆地的伸展 量为1 3 4 1 4 米，伸展率为1 2 8 。新近系沉积时期伸展活动停止，转变成 坳陷性质的全盆地范围构造沉降( 表2 一l ，图2 3 、2 4 ) 。 表2 1惠民凹陷4 6 3 测线南北向伸展量表 时期界面长度( m )伸展量( m )伸展率( ) 现今 7 5 0 1 6 2 n g 7 5 0 1 6 200 e s l 7 4 9 7 6 7 63 9 5o 0 5 e s 3 7 3 6 3 5 41 3 4 1 41 8 2 e s 47 1 6 1 9 82 0 1 5 5 2 8 1 e k6 8 3 3 1 4 3 2 8 8 54 8 1 临南凹陷构造、沉积演化及油气成藏研究 图2 - 24 6 3 测线构造演化剖面图 1 0 第2 章构造演化特自i 。 兴 u d 卿 b 毋 一 斟 皑 哥 4 6 3 测线伸展量图 町删 图2 - 34 6 3 测线剖面伸展量图 4 6 3 测线伸展率图 时期 图2 - 44 6 3 测线剖面伸展率图 2 25 8 测线的构造演化特征 5 8 测线呈东西向贯穿惠民凹陷南斜坡，向东延伸至东营凹陷以东，过 禹参l 井、禹9 井、曲4 井及昌8 井等。肖庄洼陷东西向剖面的演化显示 其构造沉降主要受西部边缘断层的控制，孔店组沉积时期盆地局限，构造 沉降活动强。沙四段沉积时期，禽地范围扩大至双丰地区。沙卜东营组沉 积时期，已经没有了明显的断陷特征，而表现了整体沉降特征( 图2 5 ) 。 表2 2惠民凹陷5 8 测线南北向伸展量表 时期界面长度( m )伸展量( m )伸展率( ) 现今6 1 8 9 3 o n g 6 1 8 9 3 oo0 e s l6 1 2 5 4 96 3 8 31 0 4 临南凹陷构造、沉积演化及油气成藏研究 e s 35 9 1 2 6 o2 1 2 8 63 6 0 e s 45 6 4 1 4 52 7 1 1 64 8 l e k5 4 2 5 1 62 1 6 2 93 9 9 图2 - 55 8 测线构造演化剖面图 1 2 m m m m m m m m m 第2 章构造演化特征 * 一 删 嗤 垂 5 8 n 线伸展量图 时期 图2 - 65 8 测线剖面伸展量图 图2 75 8 测线剖面伸展率图 肖庄凹陷东西向的第三系的伸展活动集中在古近系，孔店沙三期伸展 活动较强，沙一时期伸展减弱。伸展最强烈的时期是沙四段沉积时期，伸 展量达2 7 0 0 多米，伸展率亦达4 8 1 ( 表2 2 ，图26 、27 ) 。 2 38 2 9 测线 8 2 9 测线与5 8 测线大致平行，由西向东横贯惠民凹陷中央隆起带偏 南部分，向东延伸至东营凹陷，过盘3 8 井、夏1 1 井、梁5 井及王2 l 井 等。图2 8 是8 2 9 测线构造演化剖面图。早期活动强，构造沉降不均衡； 孔店组时期，临邑断层以东沉降大，向西减小；沙四段时期，东西具有相 同的沉降活动；沙二一沙三时期，以盘1 0 井为界，在其东西形成两个沉降 中心。 临南凹陷构造、沉积演化及油气成藏研究 图2 - 88 2 9 测线构造演化剖面图 1 4 第2 章构造演化特征 笳地东西向的伸展基本具有由早到晚，由强变弱的趋势。孔店组沉积 时期伸展活动最强，孔二段的伸展量打1 1 0 6 1 1 米，伸展率打2 2 5 3 。沙 三段沉积时期，东西伸展较弱，伸展率在1 1 1 ( 表2 3 ，图29 、21 0 ) 。 表2 - 3 惠民凹陷8 2 9 测线南北向伸展量表 界面长度 时期伸展量( m )伸展率( ) ( m ) 现今 6 7 3 1 0 9 n g 6 7 2 7 9 73 1 1 60 0 5 e s l6 6 1 9 0 11 0 8 9 71 6 5 e s 36 5 4 6 6 57 2 3 61 1 l e s 46 4 6 3 5 68 3 0 91 2 9 e k l 6 0 1 6 1 o4 4 7 4 6 7 4 4 e k 24 9 0 9 9 91 1 0 6 1 12 2 5 3 时期 图2 - 98 29 测线剖面伸展量图 8 2 9 n 线伸展率图 图2 1 08 2 9 测线剖面伸展率图 l5 面赢一测 一悸馑 临南凹陷构造、沉积滴化及油气成藏研究 2 44 6 8 5 测线构造演化特征 4 6 8 5 测线与4 6 3 测线大致平行，呈南北向贯穿临南洼陷，由南向北 过夏5 2 井及夏3 1 井等。图2 1 l 是4 6 8 5 测线构造演化剖面图。从图中 可以看出，盆地在沙三时期沿南北方向有最大的伸展量，达2 3 0 0 0 多米， 伸展率达2 75 ( 表24 ，图2 1 2 、2 - 1 3 ) ，其次，沙四时期也有较强烈的 构造变动，沙三和沙叫时期形成了较大的沉积町容空间。从沙二至第四纪 时期构造活动趋于平缓。 表2 - 4 惠民凹陷4 6 85 测线南北向伸展量表 时期界面长度( m )伸展量( m )伸展率( ) 现今 1 1 9 1 8 9 1 n g 1 1 7 1 8 5 4 1 2 0 7 4 1 0 3 e s l1 1 3 3 6 6 22 6 4 3 92 3 3 e s 21 0 9 4 2 8 53 9 3 7 83 6 0 e s 38 5 7 9 6 72 3 6 3 1 82 7 5 4 e s 47 7 4 2 9 0 8 3 6 7 7 1 0 8 l * v 埘 皑 b 4 6 8 5 n 线伸展量图 时期 图2 12 4 6 85 测线剖面伸展量图 第2 章构造演化特征 5 3 3 06 3 3 07 3 3 0 t ! 8 3 3 09 3 3 01 0 3 3 0 n g 沉积之前 5 3 3 06 3 3 07 3 3 08 3 3 09 3 3 010 3 3 0 e 1 沉积之前 5 3 3 06 3 3 07 3 3 08 3 3 09 3 3 010 3 3 0 e 2 沉积之前 5 3 3 06 3 3 07 3 3 08 3 3 09 3 3 010 3 3 0 5 3 3 0 e 3 沉积之前 6 3 3 07 3 3 08 3 3 09 3 3 0 5 3 3 0 e 4 沉积之前 6 3 3 07 3 3 08 3 3 0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 1 0 0 0 2 0 3 0 0 0 4 0 0 0 图2 - 1 1 4 6 85 测线构造演化剖面图 1 7 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 临南h 陷构造、沉积演化及油气成藏研究 。4 6 8 5 测线伸展率图 替 皑 垂 时期 图2 - 13 4 6 85 测线剖面伸展率图 1 8 第3 章层序地层格架 第3 章层序地层格架 3 1 层序地层划分 层序是一套相对整合的，成因上有联系的，其顶和底面以不整合面或 者与之可对比的整合面为界的地层序列。地层记录的特征之一是其记录的 不完整性或非连续性，即地层记录中存在着不同级别的沉积间断“7 _ 2 ”。层 序划分的核心任务就是识别出不整合面的性质及其级别，以建立全盆地的 等时地层格架“”。既然层序边界代表了某一时间段在一定地区的沉积间 断，其上下沉积岩层在岩性、沉积相组合、地震反射特征、电测益线上都 会产生一些特殊的响应，这些响应或独立或组合就是我们识别划分层序边 界的依据”“1 。 层序地层的划分方案如下：济阳坳陷下第三系可划分出一个一级层序， 即下第三系为一个一级层序；三个二级层序，即孔店组二级层序、沙四段 一沙二下二级层序、沙二上一东营组二级层序( 图3 1 ) 。 图3 ii 临南洼陷下第三系层序地层划分 ( 据姜在兴等) i 黼莉洼陷构造、沉积演化及油气成藏研究 3 2 沙三段至东营组层序地层格架 沙三段一东营组沉积可划分出两个二级层序，并可进一步划分出六个 三级层序，即沙三下为层序i ，沙三中为层序i i ，沙三上一沙二下为层序 i i i ，沙二上一沙一段为层序i v ，东营组二段为层序v ，东营组一段为层序 v i ；并且每个三级层序进一步划分出体系域，其中层序i 、层序i i 和层序 v 为t r 层序，分出两个体系域，即湖进和湖退体系域；层序i i i 、层序 i v 和层序v i 为三分层序，划分出三个体系域即低位、湖侵和高位体系域。 层序i 相当于沙三下沉积，分为湖迸和湖退体系域，底边界为沙三与 沙四之间的区域不整合接触，层序i 底部稳定泥岩夹油页岩段直接覆盖在 该边界之上。在临南洼陷内部该层序边界处为油页岩与泥岩互层直接覆盖 在灰岩地层之上( 如图3 2 ) ；在临南洼陷与中央隆起带的过渡区为油页岩 直接覆盖在下部砂岩之上( 如图3 3 ) 。在唐庄地区界面之下为灰色的泥岩 和粉砂岩沉积，s p 曲线为指状，之上为褐色的油页岩和暗色泥岩沉积( 如 图3 4 ) ； 图3 - 2夏斜7 0 1 井 第3 章层序地层格架 图3 - 3田6 井 图3 - 4唐1 并 层序i i 相当于沙三中沉积，底界面在地震上相当于上t 6 反射。在盆 地的大部分地区是一组高振幅、强连续的地震反射特征。在凹陷的内部基 本上为一连续沉积界面，在凹陷的边缘部分可以见到与卜伏地层问的层序 边界的反射特征”。凹陷西部边缘地区该界面表现为一套进积准层序组叠 加方式与一套退积准层序组叠加方式的分界( 如图3 5 ) ；凹陷内部界面之 上为湖进体系域的大套的油页岩沉积，电阻率曲线为高幅，界面之下为泥 岩与砂岩互层，为三角洲沉积，电阻率为低幅指状( 如图36 ) 。 临南洼陷构造、沉积演化及油气成藏研究 图3 - 5 肖4 井 图3 - 6 临8 6 并 层序i i i 相当于沙三段上亚段一沙二段下亚段沉积，底界面在地震上 为一套弱反射。界面之上，主要发育低位域的砂岩、粉砂岩等沉积，在自 然电位曲线上，表现为退积的漏斗状组合，电阻率曲线上为一套中、高阻 组合特征。界面之下为层序i i 湖退体系域的进积砂体，s p 曲线为箱状组 合( 如图3 7 ) 。在临南洼陷的西部，主要表现为三角洲砂体沉积的结束或 一套泥岩、灰质泥岩、灰岩的开始( 如图3 8 ) 。 第3 章层序地层格架 图3 - 7 唐1 井 图3 - 8 肖10 井 层序i v 相当于沙二段上段一沙一段沉积，底界面在地震上相当于t 3 反射。在临南沣陷的西部主要表现为滨浅湖沉积直接覆盖在三角洲沉积之 上，界面之上灰绿和紫红的泥岩，自然电位平行于泥岩基线；界面之下为 三角洲前缘沉积，自然电位呈指状分布( 如图39 ，3 1 0 ，3 - 1 1 ) 。该界面 又是凹陷二级层序的分界面，标志裂陷i i 幕的结束。 图3 - 9唐8 井图3 1 0 临8 6 井图3 1 1街3 井 层序v 相当于东营组二段沉积，分为湖进和湖退体系域。岩性剖面上， 界面之下为灰色泥岩、砂岩、灰质砂岩、灰岩及砂岩，界面之上为灰色泥 岩及砂岩，自然电位曲线为一偏离泥岩基线的指状、箱状、漏斗形组合( 如 图31 2 ，3 1 3 ，3 一1 4 ) 。 临南洼陷构造、沉积演化及油气成藏研究 、 产王 ”“ s 5 、2 5 2 。 8 4 rf ； 3 12 临9 6 6 井 图3 13 唐8 井图3 - 1 4 夏5 2 井 层序v t 相当于东营组东一段沉积，地震上为一中等强度反射。在盆 地的大部分地区为平行反射特征，在盆地的边缘或斜坡部位出现对下伏地 层的削截。界面之上为河流相砂砾岩沉积上超在该不整合面上，在临南地 区该界面表现为界面之上为一套厚层的砂岩( 图3 一1 5 ，31 6 ，3 1 7 ) 。层 序v i 的顶界面为大的不整合界面，在临南洼陷的西部，馆陶组地层可直 接覆盖在沙河街组地层之上，在沣陷内部灰绿色的粉砂岩夹紫红泥岩覆盖 紫色泥岩之上f 如图3 一1 8 ，3 一1 9 ) 。 图3 15 临6 0 井图3 16 唐8 井 图3 17 夏3 3 井 图3 - 1 8 肖4 井图3 1 9 夏3 8 井 第3 章层序地层格架 3 3 沙四段层序地层格架 3 3 1 层序地层格架的建立 对沙四上进行了层序地层划分，认为沙四上沉积为三级层序，并认为 是一湖进、湖退的t r 旋【旦| 层序( 图3 2 0 ) 。 图3 2 0 临南洼陷沙四上层序地层格架 3 3 2 沙四上层序地层展布 层序地层展布包括垂向分布和平面展布及演化特征方面的内容”6 “。 如前所述，在地震、测井资料综合分析的基础上，临南洼陷沙四上可以划 分为1 个层序( 即三级层序i i ) ，2 个体系域。为了弄清楚层序和体系域 的空间展布，我们在平面上作出了体系域厚度图，在纵向上选择有代表性 的连井剖面对比图。以期从整体上阐明各层序、体系域及沉积体系相互关 系及其在整个洼陷中的配置样式”“。 临南洼陷构造、沉积演化及油气成藏研究 1 平面展布 临南洼陷层序i i 厚度总体变化较小，一般约5 0 1 2 0 m ( 图3 2 1 ) ，沉 积中心主要分布于两个区域，即盘1 4 井“盘8 0 井临9 5 井田1 1 井范围 内，以及夏9 4 1 井夏3 7 1 井附近，还有一个次级沉积中心，其位置大致 位于夏3 2 3 井附近；商河及肖庄地区地层厚度则相对较小。 如前所述，层序内可以划分出两个体系域，分别依据其厚度作出厚 度平面分布图( 图3 2 1 ，2 2 ) 。从图中可以看出，层序i i 湖进域的沉积中 心围绕一个主要的沉积中心及两个次级沉积中心展布，主要沉积中心位于 盘5 6 井盘8 0 井盘深2 井附近，次级沉积中心一个位于田1 1 井附近， 另一个位于夏2 3 井及夏2 4 井附近范围内，其中前者分布范围较小( 图 3 2 1 ) 。层序域湖退域的沉积中心仍然具有盘河地区及江家店等两个近北 西方向分布的沉积中心，并且和湖进域相比，其沉积中心的分布范围有所 增加( 图3 - 2 2 ) 。 由上述分析可知，在层序i i 沉积时，临南洼陷可能存在两个主要的 物源方向，分别为北西向物源和东南方向的物源，而且在层序沉积过程中， 物源方向具有较明显的继承性。 2 垂向展布 在单井层序地层和沉积相分析的基础上，选择研究区骨干剖面进行相 分析，进一步研究沉积体系展布。 ( 1 ) 肖6 一临7 7 一临l3 一临1 0 1 一商6 4 2 一商6 剖面位于临南洼陷轴线位 置( 图3 2 4 ) ，大体呈南西西一北东东向。从剖面上可以看出层序i i 从西 往东逐渐变薄，在临7 7 井附近达到最大厚度( 图3 2 5 ) 。层序i i 的湖进体 系域也具有西部较厚，而往东部逐渐减薄的特点，表现为在肖6 井附近厚 度大于4 0 米，而在商6 4 2 井附近仅2 0 米左右。湖退域厚度明显大于湖进 域，其厚度多数大于5 0 米，它在厚度上也具有向东减弱的趋势，在商6 井附近，其厚度只有4 0 多米。 第3 章层序地层格架 图3 2 1 临南洼陷沙四上( 层序i i ) 等厚图 图3 - 2 2 临南洼陷层序ii 湖进体系域等厚图 临南洼帑构造、沉积演化及油气成藏研究 图3 - 2 3 临南洼陷层序| | 湖退域等厚图 图3 2 4 临南洼陷沙四上连井剖面位置图 ( 2 ) 夏3 2 3 一夏3 6 一夏斜5 0 7 一曲1 5 剖面位于洼陷南部，剖面线为 南西西一北东东向。从该剖面上可以看出，层序i i 厚度在该剖面上具有 中间厚、往东西两边变薄的特征( 图32 6 ) ，反映了在层序i i 沉积时期临 南洼陷已经存在水深的明显变化。层序中的两个体系域也为中间厚两边 薄，而且湖退域的厚度也明显大于湖进域。 第3 章层序地层格架 ( 3 ) 盘7 临1 0 1 一夏斜5 0 7 剖面位于洼陷中心部位，剖面线呈北北 西一南南东向。该剖面上除盘7 井厚度较小外，总体来看层序的厚度较均 匀( 图3 2 7 ) 。 ( 4 ) 商6 4 2 一商7 4 一曲1 5 剖面，该剖面位于洼陷东，呈北北西一南南 东向。从音面上可知，层序i i 在工区北部的厚度可能较大，如商6 4 2 井， 其厚度明显大于剖面上的其它井，厚者在厚度上变化并不大( 图3 2 8 ) ， 因此洼陷现今最深陷的位置在沙四上沉积时南北方向深度分异并不明显。 ( 5 ) 盘1 4 一临7 7 一临9 5 一夏3 2 3 剖面，该剖面位于洼陷西部，呈北北 西一南南东走向。该剖面上层序厚度具有西北较大而往南则较小的特征( 图 3 - 2 9 ) ，但是变化的幅度并不大；湖退域特征总体和该层序相似，但是湖 进域则呈现中间厚度略大于两边的特征。 综上所述，临南洼陷在沙四上段沉积时洼陷在南北方向厚度的分异不 明显，但是东西方向则已经具有较显著的差异。 临南洼陷构造、沉积演化及油气成藏研究 3 0 匠账靼圣f君世瞪旧雨球恒山葛恒_l。一墼-i_磐上h磐-9趣 甲匝 第3 章层序地层格架 匦账枣噬菪世啮旧磊球2翟ig燕附i。瞰n搿雕罱_匾 临南降陷构造、沉积演化放油气成藏 升究 囤账枣堇f掣世詈膪磊辕gn菇咐110一錾上删高_匝 第3 章层序地层格柴 匦账枣嗵君世詈f暗一i皋辕兮l租h恒山葛恒 掣匝 临南洼陷构造、沉积演化及油气成藏研究 账率詈f彗世噬旧雨裱n搿眦占。磐上h磐毒p删甲匦 第4 章沉积演化特征 第4 章沉积演化特征 4 1 沉积相标志 4 1 1 岩石学特征 临南洼陷下第三系主要岩石类型有： 1 砾岩 较为少见，主要是沙四段、沙三段的重力流沉积物中的细砾岩。颗粒 分选性和磨圆度中等差，基质( 包括绍砂、粉砂级颗粒和泥) 含量1 5 2 5 。特别的，在临清坳陷禹9 井沙三段扇三角洲平原水上辫状河道中常 见。 2 砂岩 是研究区最为常见的一类岩石。砾状砂岩、含砾砂岩、粗砂岩、中砂 岩、细砂岩均有。据薄片鉴定可知石英砂岩类、岩屑砂岩类及长石砂岩类 在不同地区、不同层位各占不同比例( 图4 - 1 ) 。 ( 1 ) 碎屑颗粒 1 ) 石英 总的来说，研究区砂岩中石英含量较高，一般在4 0 9 0 ，沙三段 深洼陷区石英含量相对较高。有的并段砂岩中石英具有明显的再旋囤特 征，岩石整体结构成熟度较高而成分成熟度较低。如唐6 井1 9 8 7 4 7 m 岩 屑质石英不等粒砂岩石英含量4 7 ，颗粒圆度较高，常见二旋回石英。 临南洼陷构造、沉积演化及油气成藏研究 2 ) 长石 长石含量在某些井段也较高，如夏5 3 井为2 8 3 5 ，肖4 - 4 井为 2 1 3 0 ，唐6 2 井为2 2 3 7 ，这些井的岩石结构成熟度中等，而成分成 熟度大都较高。 3 ) 岩屑 岩石薄片鉴定结果表明研究区内砂岩中岩屑含量普遍较长石含量高， 平均3 0 左右。洼陷内临近南斜坡地区岩屑含量较高，例如夏5 2 井的岩 屑含量约为3 7 5 6 之间。根据该研究区内出现的岩屑类型及各井岩屑含 量的变化，推测洼陷内北部物源主要来自北部的埕宁隆起和无棣凸起，南 部物缘主要来自南部的鲁西隆起，母岩为前震旦系的变质岩、古生界的石 英砂岩、中生界的喷出岩及沉积岩。 4 ) 重矿物 研究区内碎屑岩中重矿物种类较多，常见的有石榴石、电气石、锆石、 金红石、绿帘石、榍石、十字石及蓝晶石等。 第4 章沉积演化特征 禹92 5 7 05 0 m禹92 57 5 0 2 m禹92 5