發(fā)布時(shí)間：所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶以其重要石油地質(zhì)意義而受到學(xué)者們的廣泛關(guān)注，尤其強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)換斜坡對(duì)大型砂體展布方向及堆積范圍的控制。針對(duì)轉(zhuǎn)換帶及附近陡坡帶的砂體及優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布規(guī)律的復(fù)雜性，以惠州凹陷西南緣為例提出一種基于轉(zhuǎn)換體概念的轉(zhuǎn)換體優(yōu)質(zhì)砂體預(yù)測(cè)方法。相
摘要：構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶以其重要石油地質(zhì)意義而受到學(xué)者們的廣泛關(guān)注，尤其強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)換斜坡對(duì)大型砂體展布方向及堆積范圍的控制。針對(duì)轉(zhuǎn)換帶及附近陡坡帶的砂體及優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布規(guī)律的復(fù)雜性，以惠州凹陷西南緣為例提出一種基于“轉(zhuǎn)換體”概念的轉(zhuǎn)換體優(yōu)質(zhì)砂體預(yù)測(cè)方法。相比于轉(zhuǎn)換帶，轉(zhuǎn)換體研究變“帶”為“體”，是對(duì)轉(zhuǎn)換帶的擴(kuò)充和深入。研究范圍上，將轉(zhuǎn)換斜坡帶與斷控陡坡納為組合體，強(qiáng)調(diào)兩者在三維立體組合下沉積體存在動(dòng)態(tài)時(shí)空交互作用;研究?jī)?nèi)容上，以“構(gòu)造-地貌-沉積-儲(chǔ)層”思路來分析優(yōu)質(zhì)砂體的成因及演化。基于“轉(zhuǎn)換體”的優(yōu)質(zhì)砂體預(yù)測(cè)方法，指出惠州26洼西南緣可劃分出“銳角-直角-鈍角”三類轉(zhuǎn)換體模型，不同類型轉(zhuǎn)換體的構(gòu)造-地貌格局下，陡坡和轉(zhuǎn)換斜坡扇體間具有孤立-疊加-聯(lián)控三類控沉效應(yīng)，其對(duì)應(yīng)儲(chǔ)層物性逐漸變好。系統(tǒng)解析惠州凹陷轉(zhuǎn)換體控沉-控儲(chǔ)特性對(duì)完善轉(zhuǎn)換體系框架有理論意義，同時(shí)可服務(wù)大中型油氣田的勘探需求。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換帶;轉(zhuǎn)換體;構(gòu)造-地貌-沉積-儲(chǔ)層;源-渠-邊-匯;惠州凹陷
構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶分布于各類擠壓和伸展盆地，以其重要石油地質(zhì)意義而受到學(xué)者們的廣泛關(guān)注。一方面，轉(zhuǎn)換斜坡往往作為大型水系的注入口，控制著砂體的堆積方向和展布范圍;另一方面，轉(zhuǎn)換斜坡上復(fù)雜的斷裂體系有利于油氣運(yùn)移及圈閉形成。轉(zhuǎn)換帶研究對(duì)指導(dǎo)油氣勘探具有重要意義，但現(xiàn)有研究停留于靜態(tài)的“一帶之地”，忽視了與轉(zhuǎn)換帶成因上密切相關(guān)、空間上緊密聯(lián)系的斷控陡坡。同時(shí)，轉(zhuǎn)換帶多側(cè)重構(gòu)造(斷裂)-地貌因素，缺少對(duì)沉積-儲(chǔ)層特征及差異的研究。相比之下，轉(zhuǎn)換體一詞變“帶”為“體”，是對(duì)轉(zhuǎn)換帶研究的擴(kuò)充和深入。一方面，轉(zhuǎn)換體將轉(zhuǎn)換帶與斷控陡坡納為組合體，強(qiáng)調(diào)兩者在三維立體組合下沉積體存在動(dòng)態(tài)的時(shí)空交互作用;另一方面，轉(zhuǎn)換體與石油地質(zhì)結(jié)合得更加深入，強(qiáng)調(diào)構(gòu)造-地貌-沉積-儲(chǔ)層四位一體，即明確轉(zhuǎn)換體控沉-控儲(chǔ)-控圈及控藏差異性。可見，引入“轉(zhuǎn)換體”概念是十分必要的，對(duì)指導(dǎo)油氣勘探具有重要現(xiàn)實(shí)意義。本次針對(duì)惠州凹陷古近系構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶研究提出了“轉(zhuǎn)換體”的概念，劃分出“銳角-直角-鈍角”三類轉(zhuǎn)換體模型，并分析了不同轉(zhuǎn)換體具備的構(gòu)造-地貌組合特征，控沉差異性及控儲(chǔ)特性。
1轉(zhuǎn)換體概念的提出
Dahlstrom(1970)提出了構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的概念，旨在研究逆沖擠壓構(gòu)造背景內(nèi)的推覆體。起源于擠壓背景的轉(zhuǎn)換帶概念隨即被應(yīng)用于伸展環(huán)境下，轉(zhuǎn)換帶的成因及特征為大家所廣泛認(rèn)知：在引張作用力的背景下，變形首先沿著應(yīng)力集中區(qū)及地殼薄弱帶發(fā)生脆性伸展。由于引張應(yīng)力或變形地殼物質(zhì)組成的不均一性,地殼中張應(yīng)力集中區(qū)及地殼薄弱帶會(huì)不連續(xù)分布,可能表現(xiàn)為側(cè)列式或受早期雁列節(jié)理影響而表現(xiàn)為雁列式。當(dāng)一伸展斷層與另一伸展斷層發(fā)生接近或者疊覆時(shí),為保持伸展平衡,將出現(xiàn)斷層之間的應(yīng)力傳遞,實(shí)現(xiàn)伸展位移轉(zhuǎn)換，其過渡部分即為轉(zhuǎn)換帶。
多年來，轉(zhuǎn)換帶研究取得了重要認(rèn)識(shí)和成果，代表性的成果主要有“轉(zhuǎn)換斜坡”模型(PeacockandSanderson.,1994)和“硬連接”和“軟連接”模式(GuptaandScholz.,2000)。其后，Trudgill(2002)進(jìn)一步將兩者進(jìn)行總結(jié)，相對(duì)完善的提出了轉(zhuǎn)換帶水系發(fā)育的四階段式模型(圖1)。第一階段，在兩條相互平行斷層的控制下，在轉(zhuǎn)換斜坡上發(fā)育有大型曲流水系(圖1a);第二階段，在斷裂相互作用下，仍處于“軟連接”狀態(tài)下的兩條斷裂均發(fā)生側(cè)向延展，使得轉(zhuǎn)換帶曲流水系源區(qū)面積更大，搬運(yùn)距離更長(zhǎng)(圖1b);第三階段，兩條斷裂剛發(fā)生“硬連接”，此時(shí)轉(zhuǎn)換斜坡已經(jīng)破裂成斷控背景，靠近轉(zhuǎn)換帶斷裂處受基準(zhǔn)面下降的控制曲流水系下切能力變強(qiáng)(圖1c);第四階段，兩條斷裂完全實(shí)現(xiàn)“硬連接”而形成一條完整的控邊斷層，使得轉(zhuǎn)換帶曲流河向辮狀河過渡(圖1d)。可見，前人研究多集中于探討轉(zhuǎn)換斜坡大型水系發(fā)育的可能性，即作為物源通道的可能性。
國內(nèi)學(xué)者研究側(cè)重于轉(zhuǎn)換斜坡大型水系發(fā)育條件下對(duì)沉積體和儲(chǔ)層砂體的控制，明確了轉(zhuǎn)換帶和陡坡帶具有不同的石油地質(zhì)意義(孫向陽和任建業(yè)，2004)。一般認(rèn)為，大源區(qū)、小坡降的轉(zhuǎn)換斜坡被廣泛認(rèn)為可作為有利儲(chǔ)層的發(fā)育地帶，經(jīng)過長(zhǎng)距離搬運(yùn)而成為大型砂體的優(yōu)勢(shì)堆積位置，其上可發(fā)育扇三角洲或辮狀河三角洲(GawthorpeandLeeder,2000)。相反，小源區(qū)、大坡降的斷控陡坡帶以近源快速堆積為特征，主要發(fā)育近岸水下扇和扇三角洲兩類沉積相，常被作為不利儲(chǔ)層(GawthorpeandLeeder,2000)。這是因?yàn)橄啾扔诙钙聨润w，轉(zhuǎn)換帶水系經(jīng)歷了更長(zhǎng)的搬運(yùn)距離，往往具有更好的儲(chǔ)層質(zhì)量(周心懷等，2014)。此外，轉(zhuǎn)換斜坡上復(fù)雜的小斷裂也有利于油氣疏導(dǎo)并形成斷鼻和斷塊圈閉，是斷陷盆地勘探的有利地帶(劉恩濤等，2012)。然而，盡管明確了轉(zhuǎn)換帶相對(duì)于陡坡帶具更重要的油氣地質(zhì)意義，但不同類型轉(zhuǎn)換帶間沉積-儲(chǔ)層特征及差異研究仍很缺乏。
此外，靜態(tài)的轉(zhuǎn)換帶研究始終局限于“一帶之見”，將轉(zhuǎn)換帶和斷控帶孤立開來。轉(zhuǎn)換帶發(fā)育于兩條斷裂的邊緣及中間的交互地帶，以相對(duì)較弱的構(gòu)造活動(dòng)為特征。相比于轉(zhuǎn)換帶，斷控帶是指發(fā)育在控邊斷裂核部的地區(qū)，以幕式的斷裂活動(dòng)為特征。可見，轉(zhuǎn)換帶和陡坡帶兩者在成因上密切相關(guān)，在地理位置上也緊密相連。事實(shí)上，已有研究表明轉(zhuǎn)換帶和陡坡帶控制的沉積體在特定條件下也能發(fā)生一定程度的時(shí)空交互(圖2)。因此，轉(zhuǎn)換帶和陡坡帶可共同構(gòu)成組合體，兩者間可能存在動(dòng)態(tài)的時(shí)空交互作用。將轉(zhuǎn)換帶和陡坡帶作為組合體來研究可為斷陷盆地構(gòu)造-地貌控沉作用研究提供新的視角，對(duì)沉積體發(fā)育和儲(chǔ)層準(zhǔn)確預(yù)測(cè)更為有利，且因兩類砂體具不同儲(chǔ)集性能，兩者時(shí)空交互將極大影響各自儲(chǔ)層物性(圖2)。綜上，有必要將轉(zhuǎn)換帶和陡坡帶作為一個(gè)整體進(jìn)行研究，即“轉(zhuǎn)換體”。相比于孤立的轉(zhuǎn)換帶或陡坡帶，擴(kuò)充合并的轉(zhuǎn)換體是兩者的三維立體組合。遵循“構(gòu)造-地貌-沉積-儲(chǔ)層”四位一體的思路，尤其關(guān)注探討陡坡和轉(zhuǎn)換斜坡間潛在的交互作用及其控沉-控儲(chǔ)-控圈序列，對(duì)油氣勘探具重要指導(dǎo)意義。
2不同轉(zhuǎn)換體類型劃分及特征
轉(zhuǎn)換帶的分類前人有多種劃分方案，如按照斷裂規(guī)模進(jìn)行分級(jí)研究，吳康軍等(2011)根據(jù)盆地尺度將構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶劃分為盆間轉(zhuǎn)換帶和盆內(nèi)轉(zhuǎn)換帶，張林等(2012)根據(jù)同沉積斷層發(fā)育規(guī)模將濟(jì)陽坳陷構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶劃分為一級(jí)和二級(jí);更多學(xué)者從斷裂組合出發(fā)進(jìn)行分類，劉子漩和吳冬(2016)根據(jù)正斷層傾向以及平面組合關(guān)系歸納分析，將斷陷盆地構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶類型劃分為同向共線直線型、同向共線凹型、同向共線凸型、同向趨近型、對(duì)向趨近型、背向趨近型、同向疊覆型、對(duì)向疊覆型、背向疊覆型、同向傳遞型、對(duì)向傳遞型、背向傳遞型、同向平行型、對(duì)向平行型和背向平行型等15種。可見，轉(zhuǎn)換帶分類盡管依據(jù)斷裂的規(guī)模、傾向及組合，但核心仍是強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)換斜坡地貌對(duì)水系的控制作用。
與轉(zhuǎn)換帶研究一致，其劃分往往忽略了陡坡地貌的控制作用及轉(zhuǎn)換帶和陡坡帶沉積體間的交互。因此，依據(jù)轉(zhuǎn)換帶和陡坡帶的地貌特征及兩者沉積體交互作用程度。基于惠州凹陷西南地區(qū)基巖組成、分布及宏觀物源方向分析，利用最新覆蓋惠西低凸起的三維地震資料恢復(fù)了古近系關(guān)鍵時(shí)期的古地貌(圖3)。將轉(zhuǎn)換體劃分為三類，即銳角-疊加型(圖3a)、直角-孤立型(圖3b)和鈍角-潛山聯(lián)控型(圖3c)，三類轉(zhuǎn)換體以控邊斷裂夾持的角度為內(nèi)在成因，以相應(yīng)的地貌特征為外在表征，以沉積充填特征及規(guī)模為關(guān)鍵結(jié)果，以儲(chǔ)層預(yù)測(cè)為核心目的。
其中，銳角-疊加型轉(zhuǎn)換體由兩條呈銳角的斷裂組成，形成近條帶形、峽灣式地貌，對(duì)應(yīng)“先陡后緩”底形，使得轉(zhuǎn)換帶沉積體與陡坡帶沉積體在很大可能上會(huì)發(fā)生交匯。直角-孤立型轉(zhuǎn)換體由近直角的斷裂形成，具備喇叭狀地貌，對(duì)應(yīng)“先緩后陡”底形，開闊的沉積空間使得轉(zhuǎn)換扇和陡坡扇難以彼此孤立。鈍角-潛山聯(lián)控型轉(zhuǎn)換體是由呈鈍角的兩側(cè)斷裂及位于中央的潛山共同構(gòu)成的。因潛山的阻擋作用，轉(zhuǎn)換帶水系被分隔為沿轉(zhuǎn)換帶走向的西支和垂直走向的東支。其中，西支在局限的地貌下易與陡坡帶交匯;相反，開闊背景下的東支扇體間呈現(xiàn)出相互孤立的特征。在轉(zhuǎn)換帶和陡坡帶扇體發(fā)生不同程度交匯的情況下，其儲(chǔ)層往往也呈現(xiàn)出相應(yīng)程度的改造。
3不同轉(zhuǎn)換體控沉特征
在惠西南地區(qū)復(fù)雜斷裂組合下，發(fā)育有三類轉(zhuǎn)換體耦合模式。轉(zhuǎn)換體研究以控邊斷裂夾持的角度作為內(nèi)在成因，以相應(yīng)的地貌特征為外在表征。系統(tǒng)分析不同轉(zhuǎn)換體的“源-匯”配置模式，預(yù)測(cè)關(guān)鍵時(shí)期的砂體搬運(yùn)、堆積過程，分別刻畫銳角-疊加、直角-孤立和鈍角-潛山聯(lián)控三個(gè)不同類型的轉(zhuǎn)換體要素。不同的構(gòu)造-地貌具有特征的“源-匯”參數(shù)，其差異最終體現(xiàn)在不同的沉積體發(fā)育特征，包含沉積砂體的相帶類型、展布特征和體積規(guī)模。
3.1銳角-疊加型轉(zhuǎn)換體控沉特征
銳角-疊加型轉(zhuǎn)換體具有兩條呈銳角的控邊斷裂，主要具有轉(zhuǎn)換斜坡、陡坡帶兩類構(gòu)造-地貌帶，分別對(duì)應(yīng)源-匯單元A和B-E(圖3)，其中，單元A具有104km2流域面積和180ms集水高差，能提供大量的碎屑物質(zhì);斷面源區(qū)中除單元D流域面積較大外(43km2)，其他單元面積相近，且集水高差整體以B、D單元最大。銳角-疊加型轉(zhuǎn)換體內(nèi)主要由西側(cè)的轉(zhuǎn)換斜坡和東側(cè)的斷面組成，發(fā)育斷裂陡坡邊界和轉(zhuǎn)換斜坡邊界，夾持轉(zhuǎn)換斜坡的兩條斷裂近30°。其中，單元A對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換斜坡邊界，坡度由16.8°變?yōu)?.4°。與斷裂陡坡邊界相比，轉(zhuǎn)換斜坡整體坡度更為平緩，還同時(shí)作為大型物源的通道，其上發(fā)育延展較遠(yuǎn)的辮狀河三角洲相。單元B-E對(duì)應(yīng)斷裂陡坡邊界，坡度分別為21.6°、22.5°、24.8°、27.1°，具有向東側(cè)逐漸變陡的趨勢(shì)。
(1)沉積體展布特征
沉積體在不同條件下常具有特征性的形態(tài)，如貝加爾湖中呈扇形的陡坡扇體及處于大陸邊緣的呈鳥足狀的密西西比河三角洲。這是因?yàn)樯绑w展布形態(tài)受匯區(qū)底形可容空間分布的內(nèi)在因素控制。另一方面，底形也控制著不同物源砂體間的相互作用，影響著砂體的外在形態(tài)。
通過剖面地震相的識(shí)別和平面刻畫，可以得到不同來源和期次沉積體的平面展布形態(tài)。其中，轉(zhuǎn)換斜坡上辮狀河三角洲可以識(shí)別出三個(gè)期次，不同期次間呈逐次向前進(jìn)積的特征(圖4A-A’與B-B’)，平面呈帚狀。另一方面，陡坡單元B-E發(fā)育楔形雜亂所對(duì)應(yīng)的扇三角洲(圖4C-C’與D-D’)，其中單元B、C間由于存在一定的交互，平面呈裙帶狀(圖4E-E’)。其他陡坡扇間多不交互，平面表現(xiàn)為扇形(圖4F-F’)。同時(shí)，持續(xù)推進(jìn)的軸向轉(zhuǎn)換砂體和橫向陡坡砂體以地理位置的不同，存在著不同程度的交互。如靠近軸向物源入口的垂直斷裂走向剖面C-C’，顯示出陡坡物源使得軸向主河道側(cè)向偏轉(zhuǎn)。而在遠(yuǎn)離軸向物源入口的剖面D-D’，則體現(xiàn)了缺乏陡坡楔狀地震相下軸向砂體的發(fā)育特征。
銳角斷裂約束下，銳角構(gòu)造-地貌轉(zhuǎn)換體具有峽灣狀的局限匯區(qū)底形。其中，轉(zhuǎn)換斜坡單元A具有整體平緩的緩坡底形，在峽灣狀的局限匯區(qū)地貌的約束下，持續(xù)供源的水系不易遷移而是逐次向前進(jìn)積。相反，陡坡單元B-E具有斷裂控制下的持續(xù)陡坡底形，以交匯程度的差異發(fā)育扇狀或裙帶狀沉積體。另一方面，由于存在著多點(diǎn)(A-E單元)多方位(軸向和橫向)的物源供應(yīng)，不同來源砂體表現(xiàn)出不同程度的交匯。因?yàn)檩S向物源入口的近端，匯區(qū)地形更為狹窄且碎屑物質(zhì)供應(yīng)充足使得物源交會(huì)容易發(fā)生;相反，遠(yuǎn)離軸向物源入口，相對(duì)寬闊的底形使得軸向沉積體孤立發(fā)育。——論文作者：田立新
相關(guān)期刊推薦：《地球科學(xué)進(jìn)展》(月刊)主要報(bào)道國內(nèi)外地球科學(xué)、資源環(huán)境科學(xué)的研究進(jìn)展，評(píng)述地球系統(tǒng)科學(xué)、全球變化和可持續(xù)發(fā)展等重大主題的研究態(tài)勢(shì)，介紹邊緣學(xué)科和交叉學(xué)科信息，同時(shí)通報(bào)國家自然科學(xué)基金資助意向，公布地球科學(xué)基金項(xiàng)目評(píng)審結(jié)果，交流國家攀登計(jì)劃、攻關(guān)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目管理工作經(jīng)驗(yàn)，宣傳地球科學(xué)基金項(xiàng)目?jī)?nèi)容和研究成果。
