（地质学专业论文）车镇南坡沙四段碳酸盐岩沉积学特征研究.pdf

中图分类号：t e l 2 1 3 寸阂石油六学 单位代码：1 0 4 2 5 学号：s 0 7 0 1 0 0 9 2 硕士学位论文 c h i n au n i v e r s i t yo fp e t r o l e u mm a s t e rd e g r e et h e s i s 车镇南坡沙四段碳酸盐岩沉积学特征研究 c a r b o n a t es e d i m e n t a r yc h a r a c t e r i s t i co f t h ef o u r t hm e m b e ro f s h a h e j i ef o r m a t i o ni nt h es o u t ho fc h e z h e ns a g 学科专业：地质学 研究方向：沉积学及岩相古地理 作者姓名：王晶晶 指导教师：陈世悦教授 二。一。年六月 ， 【lfi l、。工1_，珂矿 0-t_l旭匠1，-f可， i i i ii i ii i i ii i ii if lllll 17 7 7 9 21 c a r b o n a t e s e d i m e n t a r yc h a r a c t e r i s t i co f t h ef o u r t h m e m b e ro fs h a h e j i ef o r m a t i o ni nt h es o u t ho fc h e z h e n s a g at h e s i ss u b m i t t e df o rt h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ：w a n gj i n g j i n g s u p e r v i s o r ：p r o f c h e ns h i y u e c o l l e g eo fg e o - r e s o u r c e sa n di n f o r m a t i o n c h i n a u n i v e r s i t yo fp e t r o l e u m ( e a s t c h i n a ) 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得 的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致 谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得 中国石油大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同 工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：上咀 日期：2 衫口年 多月 夕日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印刷 版和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门( 机构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅 和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或 其他复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签名： 王岛扇 指导教师签名：么二手墨硪 日期：2 0 , 年月7 e t 日期：7 4 。年月7 日 摘要 本文将车镇南部缓坡带沙四段碳酸盐岩分为四期，从上到下，依次命名为：a 、b 、 c 、d 。沙四下亚段时期，碳酸盐岩发育范围较小，沉积厚度小。d 段，碳酸盐岩在南部 缓坡带零星发育，主要在车2 8 、车古1 0 、大1 0 1 及大9 2 附近零星发育灰岩、白云岩及 膏岩；c 段，碳酸盐岩在南部缓坡带逐渐连片发育，郭局子洼陷开始发育泥灰岩，并且 发育范围逐渐扩大，向北到大古6 4 开始发育泥灰岩；沙四上亚段，碳酸盐岩大量发育， 沉积厚度增加。b 段，碳酸盐岩在南部缓坡带连片发育，临近北部陡坡带发育灰岩：a 段，较b 段范围扩大，南部缓坡带车古5 4 井发育生物灰岩，滨浅湖相仍以灰岩沉积为 主，半深湖一深湖相以泥灰岩沉积为主。 研究区南部缓坡带碳酸盐岩主要发育了石灰岩、白云岩和混积岩，其中石灰岩主要 包括颗粒灰岩、含颗粒灰岩与泥灰岩；白云岩主要包括颗粒云岩、含颗粒云岩与泥云岩。 研究区的颗粒类型主要包括：内碎屑、球粒、鲕粒、藻团块及生屑。总体上，滨浅湖相 以颗粒碳酸盐岩和含颗粒碳酸盐岩为主，半深湖相一深湖相以泥晶碳酸盐岩为主。 沙四段处于盆地裂陷期，构造活动强烈，整个车镇凹陷具有东西分区南北分带的特 点，西部以碎屑岩沉积为主，东部以碳酸盐岩为主。沙四下亚段c 、d 段发育时期，气 候干旱，湖盆水体浅，北部陡坡带构造活动强烈，物源供应充足，南部地形平缓，物源 供应相对不足，在南部缓坡带零星发育滨浅湖相的碳酸盐岩沉积。沙四上亚段a 、b 发 育时期，气候湿润，湖盆基底快速沉降，湖盆水体加深，物源供应不足，碳酸盐岩大量 发育，由沙四下亚段南部缓坡带的滨浅湖相沉积扩展到大王北洼陷的半深湖一深湖相沉 积。 研究区成岩作用分为三类，建设性成岩作用：白云石化与溶解作用；破坏性成岩作 用：压实作用、胶结作用与膏化作用；双重影响作用：硅化作用与去膏化、去云化作用。 储集空间类型包括孔隙和裂缝，研究区孔隙以次生溶蚀孔隙为主，裂缝以构造缝最为常 见，次生溶蚀孔隙起主导作用。 本文根据罗哲潭分类标准，将车镇沙四段碳酸盐岩储层分为四类：研究区生物灰岩 为i 类好储层：滨浅湖的灰岩相为i i 类中等储层，东部郭局子洼陷和半深湖一深湖的泥灰 岩相为类差储层或类非储层。 关键词：湖相碳酸盐岩，沉积模式，储层评价，沙河街组，车镇凹陷 c a r b o n a t es e d i m e n t a r yc h a r a c t e r i s t i co f t h ef o u r t hm e m b e ro f s h a h e j i ef o r m a t i o ni nt h es o u t ho f c h e z h e ns a g w 觚酣i n g ji n g ( m i n e r a l o g y , p e t r o l o g y , g i t o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f c h e ns h i y u e a b s t r a c t c a r b o n a t eo ft h ef o u r t hm e m b e ro fs h a h e j i ef o r m a t i o ni nc h e z h e ni sd i v i d e di n t of o u r s t a g e t h e ya r ea r en a m e da 、b 、c 、df r o mt o pt ob o t t o m i nt h el o w e rf o u t hm e m b e ro f s h a h e j i ef o r m a t i o n , t h er a n g eo fc a r b o n a t ei ss m a l l s e c t i o nd ，c a r b o n a t es p o r a d i cd e v e l o p e di n s o u t h e r ng e n t l es l o p e i tm a i n l ys p o r a d i cd e v e l o p e dl i m e s t o n e ，d o l o m i t ea n dp l a s t e rr o c ki n c h e 2 8 ，c h e g u l o ，d a l 0 1 a n dd a 9 2 ；s e c t i o nc ，c a r b o n a t eb e g a nt oc o n t i g u o u s l yd e v e l o pi n s o u t h e mg e n t l es l o p e m i c r i t i cl i m e s t o n ei sb e g i nt od e v e l o pi ng u o j u z ia n dd e v e l o p m e n ta r e a i sg r a d u a l l ye x p a n d i n g t on o u t hd a g u6 4i sb e g i nt od e v e l o pm i c r i t i cl i m e s t o n e i nt h eu p p e r f o u r t hm e m b e ro fs h a h e j i e ，c a r b o n a t ei sb e g i nt od e v e l o pl a r g e l y t h es e d i m e n t a r ym o r e t h i c k e r s e c t i o nb ，c a r b o n a t ei ns o u t hg e n t l es l o p ec o n t i g u o u s l yd e v e l o p e d i nn o r t hs t c 印 s l o p el i m e s t o n ed e v e l o p e d s e c t i o na ，t h es e d i m e n t a r yr a n g ei sl a r g e rt h a ns e c t i o nb c h e g u5 4 i ns o u t hg e n t l es o p ed e v e l o p e db i o c l a s tl i m e s t o n e 1 i m e s t o n ei sm a i n l yi nl i t t o r a la n ds h a l l o w l a c u s t r i n e m i c r i t i cl i m e s t o n ei sm a i n l yi nb a t h y a ll a c u a t r i n ea n dd e 印l a c u s t r i n e i ns t u d ya r e a , t h e r ea r el i m e s t o n e ，d o l o m i t ea n dm i x e ss e d i m e n t a r yr o c k sd e v e l o p e d l i m e s t o n er o c k si n c l u d eg r a i nl i m e s t o n e ，g r a i n b e a r i n gl i m e s t o n ea n dm i c r i t i cl i m e s t o n e ； d o l o m i t er o c k si n c l u d eg r a md o l o m i t e ，g r a i n - b e a r i n gd o l o m i t ea n dm i c r i t i cd o l o m i t e t h e t y p e so fg r a i ni n c l u es a n dc l a s t ，c h o n d r u i e ，o o l i t i c ，a l g a l - g o b b e ta n db i o c l a s t o v e r a l l ，t h e r e r s m a i n l yg r a i nc a r b o n a t ea n dg r a i n - b e a r i n gc a r b o n a t ei nl i t t o r a la n ds h a l l o wl a c u s t r i n e t h e r e s m i c f i t i cc a r b o n a t ei nb a t h y a ll a c u a t r i n ea n dd e 印l a c u s t r i n e i nt h ef o u r t hm e m b e ro fs h a h e j i ef o r m a t i o nt h a ti si nt h ee a r l i e rr i a i n g t e c t o n i ca c t i v i t y i s s t o n g e a s ta n dw e s ta r ed i s t r i c t e do rs o u t ha n dn o r t ha r ed i s t r i c t e da r et h ef e a t u r eo f c h e z h e n c l a s t i cr o c k sa r ei nw e s ta n dc a r b o n a t er o c k sa r ei ne a s t t t l cd e v e l o p m e n ts t a g eo f i i $ e c t i o nc ，di nl o w e rm e m b e ro fs h a h e j i e t h ec l i m a t ei sa r i d , t h er i v e rl e v e li sl o w t e c t o n i c a c t i v i t yi ss t o n gi nn o r t hs t e e ps l o p e ，t h es u p p l yo fd e t r i t a lm a t e r i a lo ft e r r i g e n o u so r i g i ni s a d e q u a t ei ns o u t hg e n t l es l o p e ，t h es u p p l yo fd e t r i t a l m a t e r i a lo ft e r r i g e n o u so r i g i ni s u n a d e q u a t e c a r b o n a t er o c k sd e v e l o po n l yi nt h eg e n t l es l o p ei ns o u t h t h ed e v e l o p m e n ts t a g e o fs e c t i o na 、bi nu p p e rm e m b e ro fs h a h e j i e , t h ec l i m a t ei sh u m i d t h eb a s i nb a s e m e n td r o p p s r a p i d l y t h e l a c kl e v e lr i s e s t h e s u p p l y o fd e t r i t a lm a t e r i a lo ft e r r i g e n o u s o r i g i ni s u n a d e q u a t e c a r b o n a t er o c k sd e v e l o pl a r g e l y t h e ye x t e n di n t ob a t h y a ll a c u a t r i n ea n dd e 印 l a c u s t r i n ef r o ml i t t o r a la n ds h a l l o wl a c u s t r i n ei ns o u t hg e n t l es l o p ei nl o w e rf o u r t hm e m b e ro f s h a h e j i e t h ed i a g e n e s i so ft h es t u d ya r e ai sd i v i d e di n t ot h r e et y p o s t h ec o n s t r u c t i v ed i a g e n e s i s c o n c l u d e sd o l o m i t i z a t i o na n ds o l u t i o n ；d e s t r u c t i v ed i a g e n e s i sc o n c l u d e sc o m p a c t i o n , c e m e n t a t i o na n dc r e a m i n g ；d o u b l ei m p a c td i a g e n e s i sc o n c l u d e ss i l i c i f i c a t i o n , r e m o v e l c r e a m i n ga n dr e m o v e ld o l o m a t i z a t i o n r e s e r v o i rs p a c ec o n c l u d e sp o r ea n dc r a c k t h e d i s s o l v e dp o r ei st h em o s ti m p o r t a n tp o r e s t r u c t u r ec r a c ki sc o m m o nc r a c k t h es e c o n d a r y d i s s o l v e dp o r ei st h el e a d i n gr o l e b a s e do nt h es t a n d a r do fl u oz h e t a n , t h ec a r b o n a t er e s e r v o i ri nt h ef o u r t hm e m b e ri n c h e z h e na r e ai sd i v i d e di n t of o u rc a t e g o r i e s ：b i ob e a c hi sic a t e g o r yr e s e r v o i r ；l i m e s t o n e p h a s ei nl i t t o r a la n ds h a l l o wl a c u s t r i n ei s i ic a t e g o r yr e s e r v o i r ；m i c r i t i cb e a c hi no u o j u z i s a g ，i nb a t h y a ll a c u a t r i n ea n dd e 印l a c u s t r i n ei s o ri vc a t e g o r yr e s e r v o i r k e y w o r d s ：l a c u s t r i n ec a r b o n a t e ，s e d i m e n t a r ym o d e l ，r e s e r v o i re v a l u a t i o n , s h a h e j i e f o r m a t i o n ，c h e z h e ns a g 目录 第一章引言1 1 1 研究目的和意义1 1 2国内外研究现状1 1 3 研究内容3 1 4 技术路线和方法4 第二章区域地质概况。4 2 1 区域地质概况。5 2 2 区域构造发展史。6 2 3 区域地层、沉积特征7 2 4 沙四段构造及地层沉积特征1 1 第三章沙四段碳酸盐岩岩石学特征12 3 1 湖相碳酸盐岩的基本特点1 2 3 2 岩石类型1 4 3 3 岩石分类21 第四章车镇凹陷沙四段碳酸盐岩分布2 2 4 1 纵向分布2 2 4 2 对比分布2 5 4 3 区域展布3 2 第五章碳酸盐岩成因模式3 6 5 1 沉积相模式3 6 5 2 湖相碳酸盐岩发育的控制因素。3 9 5 2 1 构造沉降和沉积背景的控制作用。3 9 5 2 2 沉积物充填的控制作用4 0 5 2 3 气候变化的控制作用4 l 5 2 4 湖平面的控制作用4 l 第六章沙四段碳酸盐岩储层特征及评价4 3 6 1 储层成岩作用特征4 3 6 1 1 建设性成岩作用4 3 6 1 2 破坏性成岩作用4 5 r ，。 ”、一， 卜 6 1 3 双重性成岩作用4 7 6 2 储集空间类型4 8 6 2 1孔i 蒙4 9 6 2 2 裂缝51 6 3 储层岩石类型及储层分布5 2 6 4 湖相碳酸盐岩储层分布的控制因素5 5 6 5 湖相碳酸盐岩储层预测5 6 结论5 8 参考文献6 0 攻读硕士学位期间取得的学术成果6 4 致谢6 5 p镬飞疆if ，。#0，￥赢翟翟“b_辫 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 1 1 研究目的和意义 第一章引言 随着油气勘探的深入，勘探对象更加复杂化，逐渐转变为隐蔽油气藏，湖相碳酸盐 岩广泛发育于各陆相含油气盆地，湖相碳酸盐岩在一定条件下既可以是生油层又可以是 储集层，一般以岩性油气藏和地层油气藏为主，国内外众多油气勘探实例表明，湖相碳 酸盐岩具有较大的油气潜力。然而与海相碳酸盐岩相比，人们对湖相碳酸盐岩重视和研 究程度还远不够，直至近些年来，随着陆相沉积盆地油气勘探工作的深入发展，人们才 逐渐重视了对湖相碳酸盐岩的研究，但许多的理论还有待丰富和完善【l 2 捌。 车镇凹陷位于渤海湾盆地济阳坳陷的西北部，北邻埕子口凸起，南为无棣凸起和义和 庄凸起，东与沾化凹陷相连，西接庆云凸起，是一个东西长、南北窄的狭长形陆相断陷盆地， 勘探面积约为2 4 0 0 k i n 2 。车镇凹陷的油气勘探工作始于1 9 6 8 年，经过三十多年的勘探， 发现了太古界、下古生界、上古生界、中生界、古近系、新近系等6 套含油气层系，探明 了义和庄、东风港、富台、太平等9 个油气田，累计探明石油地质储量近2 0 x 1 0 a t 。车镇 凹陷目前的探井密度为o 1 9 1 7i ：l k m 2 ，预探井密度为0 0 8 4 ：i k i n 2 ，属于中等勘探程度区。 研究区在区带、层系和油藏类型上有明显的不均衡性，并且已探明的储量占总资源量的 比例不足2 5 ，因而勘探潜力很大，新的地区和层系有待突破；从区带上看，仅车镇地 区义和庄凸起东部，曹家庄断阶带、车西北带、大王庄鼻状构造及大王北洼陷西部的勘 探程度较高，已探明含油面积2 3 7 7 6 k i n 2 ，其余大部分地区勘探程度均较低【4 】，上述地 区既要有加深、扩边的滚动勘探，又要有新层系、新类型的预探，这些地区是今后几年 车镇地区新增油气储量的重要地区。 通过之前对车镇地区的研究发现南部缓坡带在沙四段普遍发育碳酸盐岩滩坝，勘探 实践表明，此区具有较大的潜力【5 1 ，因此对本区开展湖相碳酸盐岩的研究可以指导此区 的油气勘探，具有一定的现实意义。 1 2 国内外研究现状 湖相碳酸盐岩是陆相湖盆中一类重要的沉积类型。湖相碳酸盐岩在各种湖盆中均有 分布，并且湖相碳酸盐岩在地层时代上，从三叠纪到第三纪古湖中均有分布，尤其集中 1 第一章引言 在中生代和新生代1 5 1 。下面主要从此类碳酸盐岩几个方面来进行论述【1 5 】。 湖相碳酸盐岩成因、结构复杂，目前，国内外许多学者根据不同的分类标准，对岩 石进行分类。一般，在不同地区，由于工作目的不同，湖相碳酸盐分类标准不同。在国 内，杜韫华在1 9 9 2 年的时候，既考虑了中国湖相碳酸盐岩的共性，又考虑其个性，对 湖相碳酸盐岩进行了分类，将其细分为六类【6 】。在他之后，在1 9 9 3 年的时候，王英华等 人，提出了更加成熟的分类方法，他们加入考虑了陆源碎屑的混入，考虑了过渡岩类型， 使得碳酸盐岩的分类更加的成熟起来【1 1 。 整个湖泊是一个复杂多变的动力系统，不同背景的湖盆发育的湖相碳酸盐岩也存在 着差异。至今，国内外许多学者提出过多种划分方案，例如，根据湖盆的发育阶段、水 文状况及水动力条件等因素。管守锐等在1 9 8 5 年根据湖盆的发育阶段【刀总结出湖相碳 酸盐岩三种沉积类型模式：内源与外源混合沉积型、藻滩型及浅水蒸发台地型。孟祥化 在1 9 8 5 年建立了淡水湖泊碳酸盐岩的沉积模式：湖礁型、湖滩型和湖迭层石型【8 】；按水 深和水动力条件，陈淑珠在1 9 8 8 年根据水深和水动力条件建立了济阳凹陷纯明化镇组 湖相碳酸盐岩沉积模式：滨湖相、浅湖相、半深湖相和深湖相。而杜韫华在1 9 9 0 年总 结出了渤海地区下第三系湖相碳酸盐岩的沉积模式【9 】，使得人们对湖相碳酸盐岩的认识 又近了一步。 国内许多学者关于湖相碳酸盐岩的生油能力也做了很多的研究。在国内，近些年来， 中国科学院兰州地化所研究所用大量的地质资料说明泌阳凹陷下第三系的湖相碳酸盐 岩不仅可以生油而且还可以作为具有商业性的石油源岩。妥进才等在1 9 9 6 年把湖相碳 酸盐岩的生油特征做了详细的总结，及湖相碳酸盐岩的生油岩大多形成于卤水中，大多 情况下由湖相碳酸盐岩与湖相的泥岩呈互层状沉积，通常这类岩石具有与泥岩、膏岩或 盐岩等生油岩相似的有机地化特征【l l 】。 湖相碳酸盐岩既具有生油能力又具有储集能力，在陆相含油气盆地中越来越受到重 视。国内的杜韫华在1 9 9 2 年将储集空间根据其形态和成因类型分成孔、洞、缝三大类， 1 4 亚类【6 】。王英华等在1 9 9 3 年根据孔隙类型及孔隙的组合方式把储层分成了孔隙型储 集层、裂缝型储集层、溶蚀空洞型储集层及复合型储集层【l 】4 种。郭洪金等在2 0 0 6 年得 出，溶蚀孔隙、骨架孔隙及生物体腔构成济阳凹陷东辛油田沙一段生物灰岩的主要油气 储集空间，这类储集空间具有较高的孔渗性，同时认识到储层物性受到岩石类型、沉积 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 环境及成岩作用的影响【1 2 】。 经过多年的研究证实，湖相碳酸盐岩既有生油能力又有储油能力，并且在国内外许 多盆地都有油气显示，其中部分已形成了工业油气藏，其作为一种非常规储层，日益受 到人们的重视【1 9 洲。 对于研究区沙四段的湖相碳酸盐岩，前人也做过一些研究。2 0 0 4 年中国科学院广州 地球化学研究所的张本琪完成了车镇凹陷层序地层与石油地质研究【5 1 ；2 0 0 5 年，张 家震、毕彩芹等发表了车镇凹陷及石油地质特征及勘探远景及车镇凹陷北部陡坡 带下古生界油气分布控制因素 4 , 1 3 】；2 0 0 9 年，王永诗、鲜本忠等人完成了车镇凹陷 北部陡坡带断裂结构及其对沉积和成藏的控制的研究【1 4 1 。本文在前人基础上，对车镇 凹陷的碳酸盐岩沉积特征进行详细研究，为油气预测提供一定意义。 1 3 研究内容 ( 1 ) 碳酸盐岩岩石学特征研究 利用岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜等手段研究碳酸盐岩岩石类型，并从横向及纵 向研究其分布规律。 ( 2 ) 碳酸盐岩沉积相研究 从单井相分析入手，结合岩心观察与薄片分析，并结合一系列分析化验资料及岩心 的微观特征分析，在此基础之上进行连井剖面对比，进行岩相分析，对沉积相进行系统 研究，恢复古地理面貌，并建立沉积相模式。 ( 3 ) 控制碳酸盐岩形成的地质因素研究 通过对研究区沙四段碳酸盐岩的岩电特征、单井相特征、沉积相类型及沉积体系展 布特征的综合分析，总结研究区碳酸盐岩的分布规律，研究其分布与构造、地貌、湖平 面、气候、物源区等的关系。 ( 4 ) 预测碳酸盐岩有利储层 综合利用扫描电镜、薄片等分析测试手段，研究碳酸盐岩储层储集空间类型，储集 性能及其物性控制因素，对储层进行评价，预测有利储层。 3 第一章引言 1 4 技术路线和方法 在前人研究的基础上，应用研究区岩心、地质以及各类分析化验数据，结合测井、 钻井等地球物理资料，对研究区沙四段湖相碳酸盐岩的岩石类型、沉积特征及储层特征 进行研究，并预测有利储层。具体的研究路线( 图1 1 ) 如下n 钔： 地质、测井及地球物理资料! 碳酸盎砉分布 | 、沉积相分布jl 储层受偷j 。- - 一- 一j l 堡塑攥鑫 【有利区带预测j 图1 0 l 技术路线图 4 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 第二章区域地质概况 中国湖相碳酸盐岩时代跨度大，自三叠纪到第三纪的古湖盆至现代湖盆中均有发 育，湖相碳酸盐岩遍布于全国各类陆相含油气盆地，国内外勘探实例表明，湖相碳酸盐 岩在一定的条件下既可以是生油层又可以是储集层，因此开展此区的湖相碳酸盐岩的研 究具有一定的现实意义。 2 1 区域地质概况 车镇凹陷为山东省渤海湾盆地济阳坳陷北部的一个次级凹陷，地理坐标为北纬4 1 8 0 00 0 - - - - - - 4 2 3 000 0 ，东经2 0 5 4 500 0 - - - 2 0 6 4 00 0 0 , 行政区划主要属于山东省滨州市无棣 县和沾化县所辖，仅工区东侧和西侧分别为东营市利津县和德州市庆云县所辖。构造上 是一北断南超、近东西向延伸“s ”型狭长分布的箕状陆相断陷盆地，面积约为2 4 0 0 k m 2 ， 自西向东可划分为车西、大王北和郭局子三个洼陷，其中车西和大王北洼陷被车3 以北 西向鼻状构造所分隔、大王北和郭局子洼陷被大古6 0 以北东向鼻状构造所分隔【1 6 1 ；自 南向北又可细分为南部缓坡带、断阶带、中央洼陷带和北部陡坡带等四个次级构造单元， 四周由东向西顺时针方向依次被埕子口凸起、义和庄凸起、庆云凸起和无棣凸起所包围 【1 6 】( 图2 - 1 ) 。 车镇凹陷【5 1 陆上部分实现了6 0 0 m x 6 0 0 ，二维地震测网连片【5 1 ，工区完成三维地震勘 探2 5 1 6 0 3 k i n 2 ，已完成各类钻井4 1 0 口【5 1 ，平均探井密井约o 1 7i k m 2 5 】，见油层井2 8 5 e l t 5 1 ，占7 0 【5 1 。发现了奥陶系、石炭一二叠系、侏罗系、第三系( 沙河街组一至四段) 、 东营组和馆陶组等九套含油层系【5 】，找到了义和庄、太平、义北、大王庄、大王北、套 尔河、东风港、英雄滩和富台等九个油田【5 】，共探明地质储量1 9 9 3 1 1 0 8 t ，平均每平方 千米探明地质储量为6 7 x 1 0 4 t ，扣除义北、义和庄、太平三个油源来自四扣洼陷的油田 ( 义北油田6 9 2 x 1 0 4 t ，义和庄1 7 6 4 x 1 0 4 t ，太平油田3 7 6 1 x 1 0 4 t ) ，车镇凹陷实际的探明 储量为1 6 0 x l o s t 。根据“三次资源评价”成果，车镇凹陷资源量为5 6 x 1 0 s t ，剩余资源量 为4 x 1 0 s t ，大大低于济阳坳陷的沾化凹陷( 3 2 1 x 1 0 4 t ) 和东营凹陷( 2 9 4 x 1 0 4 t ) 。这表明 车镇凹陷研究及勘探程度远不及东营和沾化凹陷，也反映出车镇凹陷仍有较大的资源潜 j 了 1 3 1 。 5 第二章区域地质概况 卜套尔河鼻状构造：2 一车3 鼻状构造；3 一大王庄鼻状构造；4 一大3 5 鼻状构造；5 - 大9 0 断层； 6 一大1 断层；7 一大1 4 断层；8 _ 曹家庄断层 图2 - 1 车镇凹陷构造单元划分图 2 2 区域构造发展史 ( 1 ) 构造单元的划分 车镇凹陷的基本构造格局是南北分带、东西向分段。由南向北划分为南部缓坡带、 斜坡盆倾断阶带、中部凹陷带及北部陡坡断阶带四个二级构造单元。东西方向上可分为 车东、车中、车西三段。车东、车西两洼陷的北缘由n w w 向的断裂所控制，n w 、n e 向断裂控制洼陷中的横向凸起。车东为郭局子洼陷、大王北洼陷，车中为套尔河洼陷， 车西为车西洼陷，其间均被北东、北西向变换带相隔，洼陷内整体呈现隆洼相间的分布 格局。 ( 2 ) 构造演化 渤海湾盆地是我国东部的一个典型的内陆裂谷盆地，也是华北板块内的一个多期复 合的沉积区，其盆地的构造演化大体上经历了三个阶段：中生代早期前的裂陷期阶段、 晚侏罗一早白垩世的拱张裂陷、晚白垩世晚期一早第三纪裂谷发育的沉积阶段以及晚第 三纪开始的拗陷期的沉积阶段1 7 1 。 车镇凹陷作为渤海湾盆地的一部分，它的形成演化和渤海湾盆地中的其它凹陷既具 6 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 有共性，但又有其特性。车镇凹陷是在改造前新生代构造格局的基础上发育起来的。车 镇凹陷的基底是在经过地台前的太古代阶段，元古一中生代早期的地台阶段和中生代晚 期的断陷阶段的基础上发展过来的。该区的构造演化史经历了五次大的构造运动： 该区早期在太古界之上稳定沉积了海相的寒武奥陶系，在加里东运动时期该区 整体抬升接受剥蚀，缺失了上奥陶系，志留系、泥盆系、下石炭系。其后又整体下沉， 沉积了中上石炭系及二叠系，并且石炭二叠系为海陆交互相沉积，平行不整合盖在奥 陶系上。海西运动时期，该区普遍抬升，全区缺失上二叠统和三叠系。 在印支期，该区遭受挤压，该区北西向的车西断层、孤西断层存在逆推断层。 燕山运动：从燕山运动时期盆地开始拉张【6 6 j ，在此时期形成了盆地的原始雏形嘲， 并且由于盆地的拉张作用，产生了大量的拉张断层【蛔，例如车镇凹陷的埕南断层、二台 阶断层、南坡的大一断层及众多反向断层。 喜山运动：喜山期盆地持续拉张，主要经历了盆地断陷、断拗、拗陷三大阶段： i 盆地断陷发育阶段 车镇凹陷下第三系的孔店组、沙四段到沙三段一沙二下沉积时，由于盆缘断裂的强 烈构造活动，盆地处于断陷期沉积，沉积了沙四一沙二下的楔形地质体，沉积中心位于 靠近盆缘断裂一侧，盆地南坡地层逐层上超、尖灭，盆地总体上为半地堑结构。 i i 盆地断拗阶段 沙二上一东营组沉积时，盆缘断裂活强度逐渐地减弱，断裂对地层的控制也在逐渐 减弱，地层总体显示透镜状分布，盆地中心地层厚，向盆地南北两侧地层逐渐减薄，盆 地进入断坳期沉积。 盆地拗陷阶段 晚第三纪时期，车镇凹陷接受了馆陶组、明化镇组沉积。构造活动微弱，仅有局部 事件性正断层活动，垂向断距在2 0 m 左右。在南向剖面上，沉积厚度变化不大，但从车 西到车东，沉积厚度明显自西向东加厚，在车西最大厚度为1 4 0 0 - - 一6 0 0 m ，大王北为 1 6 0 0 - - 1 7 0 0 m ，郭局子洼陷为2 0 0 0 m 左右。 2 3 区域地层、沉积特征 ( 1 ) 前第三系 7 第二章区域地质概况 该区的早期在太古界之上，稳定沉积了海相寒武奥陶系，之后在加里东运动时期， 该区整体抬升，接受剥蚀，缺失上奥陶系，志留系、泥盆系及下石炭系。其后又整体下 沉，沉积了中上石炭系及二叠系，石炭二叠系为海陆交互相沉积，平行不整合盖在奥 陶系之上。海西运动时期，该区普遍抬升，全区缺失上二叠统和三叠系。 古生界 古生界潜山地层包括了上古生界的石炭系、二叠系和下古生界的寒武系、下中奥陶 统。下古生界厚约1 0 0 0 - - 1 5 0 0 m ，属典型的海相沉积。上古生界的石炭系为海陆交互相 碎屑含煤地层，二叠系为过渡相碎屑沉积夹煤层及陆相碎屑沉积，厚度变化较大。根据 层序地层学的层序划分原则，以区域不整合接触面为层序接口，古生界可被划分为上古 生界和下古生界两套地层。 下古生界：下古生界为典型的海相沉积，其沉积环境可划分为开阔台地、局限台地、 蒸发台地及以陆源碎屑为主的潮坪等四种类型。，自下而上分别发育沉积了寒武系的馒 头、毛庄、徐庄、张夏、崮山、长山及凤山组，以及奥陶系的冶里亮甲山、马家沟及八 陡组。 上古生界刚：总体上，此时期的石炭纪和二叠纪是沉积在稳定的地台之上的【删，到 了太原组时期，变为海陆交互相沉积，并逐渐变为过渡相及陆相沉积嘲。此时期的气候 是由潮湿逐渐转化为半干旱直至干掣鲫。 太原组到山西组到上、下石盒子组沉积期逐渐由海陆交互相过渡为过渡相并到陆相 【鲫。可得出，不同时期由于外界条件的不同，盆地的构造活动及气候的变化，发育有不 同的沉积体系类型。此时期主要可以分为三个亚层序： i 本溪一太原中部亚层序：海侵体系域由陆表条件下沉积的徐家庄灰岩构成。高位 体系域由四期煤砂泥互层准层序构成。发育的沉积相有泻湖、潮坪、泥炭和障壁岛等。 i i 太原上部一山西组亚层序：低水位体系域由潮坪体系构成，海侵体系域由障壁岛 和泻湖沉积体系构成，高位体系域由5 个以煤层为顶面的准层序构成。 下石盒子一石千峰组亚层序：为河流一湖泊相沉积，是一个陆相碎屑沉积序列。 古生界主要分布在车镇凹陷及南坡，凹陷厚度大，向南高部位地层受到层层剥蚀逐 渐依次变薄甚至尖灭。 中生界 8 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 中生界主要上下两分：及早、中侏罗坊子组、三台组构成了本区中生界的下构造层， 晚侏罗蒙阴组、上白垩统西洼组构成了本区中生界的上构造层。 i 下构造层：研究区的中生代地层内部存在三个明显的角度不整合，本区缺失三叠 系，表现为中下侏罗统与下伏古生界角度不整合接触，所示中生界坊子组和三台组超覆 在古生界不同时代的地层之上，该角度不整合是印支运动的表现。早、中侏罗世坊子组 和三台组构成了本区中生界的下部构造层，其内主要接受了坊子组时期的一套含煤碎屑 岩组合和三台组时期的河湖相碎屑岩组合。纵向上是一完整的沉积正旋回，下部为河流 相的中厚层砾状砂岩夹灰色粉砂岩、灰色和灰白色砂岩、粉砂质泥岩及灰黑色炭质泥岩 和数层煤；上部则是以湖相为主的灰色粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩。仅仅在凸起顶部被 后期构造抬升作用剥蚀外，在义和庄凸起东部和车镇凹陷东部该构造层分布较普遍。地 层对比表明，含煤地层虽有一定的稳定性，但通常含有砂砾岩、含砾砂岩和泥岩，与上 古生界煤系地层对比，其厚度和岩性变化要快得多。厚度上表现为东厚西薄，其主要物 源方向为自东向西。下构造层总体表现为近北北东向的大型背斜构造，表现为东翼陡西 翼缓，核部位于陈家庄附近，向北东倾没。 i i 上构造层：本区蒙阴组、分水岭组和下伏地层角度不整合关系，是本区中生代一 次重要构造运动事件及燕山运动主幕的重要标志。燕山主期构造幕不整合接口限定了本 区中生代上部构造层，其盆地原型为n w w 向展布的中小型走滑断陷盆地。上侏罗统蒙 阴组为一套灰色和紫色陆屑沉积，局部夹少量凝灰岩。沉积层序为一正旋回，下部为一 套冲积扇及辫状河流相的杂色和紫红色复成分砾岩、砾状砂岩夹紫色粉砂质泥岩，其分 选和磨圆均差，砂岩多为杂砂岩、长石砂岩和凝灰质砂岩，中部为辫状河流相的砾状砂 岩和杂色砂岩夹灰绿色泥岩和泥质粉砂岩，上部则主要为一套灰色砂泥岩，砂岩多为长 石砂岩和石英质长石砂岩，石英含量较高，分选磨圆较好，向上以泥岩、粉砂岩为主。 沉积环境由早期河流相过渡为湖相，反映出从早期至晚期地形高差由大变小的过程，属 于断陷初期产物。区域背景分析下得出，亚层物源方向可能自东向西。 中生代上构造层之上被下第三系沙四段孔店组所覆盖，二者之间为不整合接触( 。 是叠置在本区中生代断陷盆地上的又一次更大规模的断陷成盆期。这期断陷继承了中生 代上部构造层的特点，表现为n w w 或n w 向断陷盆地。 中生界主要分布在凹陷中心及南部斜坡带，由于构造活动的差异性，此时期在车西 9 第二章区域地质概况 洼陷及西部中生界发育保存较全较厚，厚度一般大于1 5 0 0 m 。 ( 2 ) 第三系 车镇凹陷第三系又可细分下第三系和上第三系。 下第三系时期盆地的分布广泛，此时期主要由沙河街组和东营组这两套地层组成， 沉积厚度巨大 2 2 1 。在下第三系演化过程中，盆地经历了多次的构造运动，并形成7 t l 更多 的不整合和沉积间断面。在车镇凹陷下第三系孔店组、沙四段、沙三段一沙二下沉积 时，由于盆缘断裂的强烈活动，盆地处于断陷期沉积，沉积了沙四一沙二下的楔形地质 体，沉积中心位于靠近盆缘断裂一侧，盆地南坡地层逐层上超、尖灭，盆地总体为半地 堑结构。沙二上一东营组沉积时，盆缘断裂活动强度逐渐