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背斜圈闭

背斜圈闭是由于储集层发生褶皱变形(顶面向上拱起),其上部又为非渗透性岩层(盖层)所覆盖遮挡而形成。按其成因,背斜圈闭的种类很多,其中最主要的是岩层受侧向挤压力而成(老君庙背斜);或差异性升降运动而造成(大庆长垣);也可以与断层有关,如拖曳褶皱喝滚动背斜。此外,刺穿构造发育过程中由于地下塑性物质的上升活动,也可形成背斜(盐丘背斜)。

就构造的发育历史来看,有的可能经过一次褶皱变动形成,有的则可能经过多次变动而成,褶皱一次比一次强烈,岩层受到褶皱的强度越来越大。背斜的成因虽然不同,但作为油气圈闭的遮挡作用来说都是一样的。

背斜圈闭内聚集了石油和天然气,就形成背斜油气藏,背斜油气藏常具有以下特点:

在背斜油气藏内,由于重力分异的结果,气占据背斜的顶部,油居中呈环带状分布,水在下面托着油气。在静水条件下,油气和油水界面是水平的,含气和含油边界都平行背斜储集层顶面的构造等高线。有的油气藏存在明显的油水过渡带。油气藏内具有统一的压力系统。

油气聚集严格受背斜圈闭的控制,超出圈闭范围即不含油。一般轴部含油气性较翼部好,烃柱高度应小于或等于闭合度。

背斜油气藏的含油层系在油气藏范围内分布较广,储集物性较好且相对稳定,具有明显的多层性。若各油气层之间并未完全分隔,而且相互连通,这种相互连通的多油层构成统一的块状储集体,常是形成巨大油气藏的重要条件之一。如果多层储集层是被非渗透层封隔时,每一个储集层均可形成独立的圈闭和多个油气藏。背斜油气田中圈闭、油气藏与油气层的关系,可以提塔斯气田为例。图中1-4气层彼此连通,构成A气藏;5-6气层构成B气藏;7、8气层各自独立,分别构成C、D气藏。

背斜油气藏大多数构造形态较完整,虽然经常有断层存在,但断距较小,不起分割油气藏的作用。如果断层将背斜油气藏切割成具有不同压力系统和油水界面的独立单元时,其中背斜对油气聚集起主导作用的部分,仍称为背斜油气藏,而断层对油气聚集起主要作用的那一部分,则称为断层油气藏。如我国的老君庙油田。

背斜油气藏的形态是多种多样的,但就圈闭的成因来看,主要有以下几种类型。

1、与褶皱作用有关的背斜油气藏

是指在侧压应力挤压作用下形成的背斜圈闭中的油气藏。这类油气藏多见于褶皱区。其背斜圈闭的特点是:两翼地层倾角较大,不对称,靠近褶皱山区一侧较另一侧平缓;闭合高度较大,闭合面积较小,且常伴有断层发育;背斜轴向一般与区域构造线平行。从区域上看,这类背斜油气藏分布在褶皱区的山前和山间坳陷内,常成排成带出现。我国酒泉盆地南部山前褶皱带中的油气藏可作为其中的代表。

在国外的褶皱区内,也分布有很多著名的这类背斜油气藏。例如在波斯湾盆地的扎格洛斯山前坳陷内分布有拉里、阿贾加里、加奇萨兰等世界著名的大油田。在美国的阿巴拉契亚山前坳陷以及前苏联的高加索山前坳陷内,也都分布有很多这种类型背斜油气藏。

2、与基底活动有关的背斜油气藏

在地台区,广泛分布着一种与基底活动有关的背斜油气藏。这类背斜油气藏主要是由于基底断块上升,使上覆地层隆起,形成背斜圈闭而产生的。其背斜圈闭的主要特点是:外形一般与其下基底隆起相符,两翼地层倾角平缓,闭合高度较小,闭合面积较大。直接覆于基底之上的地层弯曲较明显,向上地层弯曲渐趋平缓,而后逐渐消失。当这种背斜圈闭成组成带分布时,则称为背斜带或长垣。由于这类背斜圈闭一般形成时间早,面积大,若与油气生成及运移配合良好时,常可成为极为有利的油气聚集场所。例如我国的大庆油田 (大庆石油管理局资料),世界上最大的加瓦尔油田等,它们的油气藏都属于这种与基底活动有关的背斜油气藏。

3、与同生断层有关的背斜油气藏

在60年代后期的油气勘探工作中,国内外不少地区(特别是三角洲沉积发育地区)都发现了许多与同生断层有关的逆牵引背斜圈闭及其油气藏。所谓逆牵引背斜是指同生断层上盘的沉积岩层在向下滑移过程中,因逆牵引作用而形成的滚卷背斜。这类背斜的形成主要是沉积过程中同生断层作用的结果,而与构造运动无关。其背斜圈闭的特点是:①位于同生断层下降盘,多为小型宽缓的不对称短轴背斜;邻近断层-翼较陡,远离断层-翼较缓;轴向与断层线近于平行,常沿断层成串分布。②背斜高点距断层较近,且高点向深部逐渐偏移,其偏移的轨迹大体与断层线平行。③逆牵引背斜的构造幅度为中间层大,向深、浅层变小。④逆牵引背斜构造形态与断层形状密切相关,弧形断层的曲率及交叉断层的交角大小控制了逆牵引背斜构造形态。弧形断层的曲率越大,背斜形态越趋于穹窿状。⑤同生断层弯曲度及其活动强度对逆牵引背斜的宽度和幅度起着较为重要的作用。一般断层面的弯曲度愈大,倾角愈缓,断距愈大,造成的逆牵引背斜的宽度和幅度也愈大。

与同生断层有关的逆牵引背斜圈闭,由于其距油源区近,又是与沉积作用同期形成,同生断层又可作为其油气运移的有利通道,因而常可形成富集高产的油气藏。例如我国华北盆地黄骅坳陷的港东油田,尼日利亚的第一个海上油气田-奥坎油田等,都是这类背斜油气藏的典型代表。

4、与古地形凸起和差异压实作用有关的背斜油气藏

在沉积基底上常存在各种地形突起。它们可以是结晶基岩、致密坚硬的沉积岩或生物礁块等。在地壳坳陷接受沉积时,古地形突起最初以隆起形式存在,顶部未接受沉积,只有在隆起周围的低洼地区填平补齐后,隆起顶部才逐渐被沉积物所覆盖。因而隆起顶部的沉积岩层相应较薄,而向突起的周围,沉积岩层逐渐加厚,且逐层依次向突起上方超覆。由于突起和其周围沉积物的厚度不同,负荷悬殊,因而就引起了差异压实作用。在突起顶部沉积物薄,其压实程度小,周围沉积物较厚,压实程度大。结果就在突起的上覆岩层中,形成了差异压实背斜,这种背斜通常又称为披盖构造。差异压实背斜通常可直接反映下伏古地形突起的分布范围和形状,高点位置也基本一致,但其闭合度则总是比古地形突起的高度小,且向上逐渐递减直到消失,地层倾角向上也逐渐变小。

与差异压实作用有关的背斜油气藏国内外均有发现。它们不仅可形成中小型油气田,而且也可形成大型油气田。例如华北盆地济阳坳陷的孤岛油田,北美地台二叠盆地中的希莫尔油田的宾夕法尼亚系油藏等,它们都可作为这类油气藏的典型代表。

5、与地下柔性物质流动有关的背斜油气藏

是指地下塑性地层(如盐岩、石膏和软泥等)由于受不均衡压力的作用,由高压区向低压区流动,使上覆地层弯曲形成的背斜圈闭及其油气藏。这种类型的背斜油气藏在国外有广泛的分布,在我国发现较少。以江汉盆地的王场油田比较典型。王场油田是一个长轴背斜,走向北北西,西南翼陡,东北翼缓,隆起幅度高达800米,在剖面上,地层倾角上缓下陡,上部仅20°左右,下部达60°-70°;地下核部为盐岩隆起;根据地震资料,在6000-7000米深外,构造已全部消失。

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