库车前陆盆地构造挤压作用下的天然气运聚效应探讨.pdf

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1、81膂地质论评GEOLOGICALREVIEWVMo1a．r5．82No0．12库车前陆盆地构造挤压作用下的天然气运聚效应探讨张凤奇1,2)，王震亮，宋岩，赵孟军，范昌育，赵雪娇21)西安石油大学油气资源学院，西安，710065；2)西北大学地质学系，西安，710069；3)中国石油勘探开发研究院，北京，100083内容提要：以克拉2气田为例，探讨了喜马拉雅晚期强烈构造挤压作用下天然气的运聚效应。构造挤压引起流体压力的快速增加，打破前期相对稳定的流体势场；断裂带为相对低应力区，不增压或与周围岩层相比增压相对小

2、，成为相对低势区，岩层中的天然气向断裂处汇聚，使断裂带势能增大；构造挤压使地层发生破裂和已有断裂开启，同时垂向上气势梯度也大幅度增大，深部天然气沿断裂的垂向运移动力得以增强，断裂带处汇聚天然气沿开启断裂向上部地层快速运移，并侧向充注区域性盖层下的砂体，最终在构造挤压作用下的相对低气势区聚集。喜马拉雅晚期以来库车前陆逆冲带盐下断背斜、背斜构造挤压作用下为相对低气势区，油源断裂发育，构造强烈活动使断裂开启，垂向上气势梯度大幅度增大，保存条件较好，为喜马拉雅晚期以来天然气有利聚集区。中西部前陆盆地构造挤压强烈，对天

3、然气成藏具有重要影响。因此，开展前陆盆地构造挤压对天然气成藏的影响研究，对指导前陆盆地油气勘探具有重要的理论意义和应用。关键词：构造挤压；流体动力；前陆盆地；天然气运聚；构造应力场库车前陆盆地自喜马拉雅晚期以来，受到强烈构造挤压引起的流体增压，结合沉积型流体压力演的构造挤压，该时期是主要的构造变形期(刘志宏化的数值模拟(王震亮，2007)结果，计算典型剖面等，2000；汪新等，2002，2010；汤良杰等，2008；李日不同时期不同位置流体压力，恢复典型剖面不同时俊等，2008；余一欣等，2008；唐鹏程等，

4、2010)。自北期的气势分布，分析构造挤压作用下天然气的运聚向南依次发生构造变形并形成反转隆起，隆起带上效应并总结其规律，以期能够指导中西部前陆盆地形成一系列大型逆冲断层和与之相伴生的褶皱构地质条件类似地区的油气勘探工作。造，为库车前陆盆地油气成藏提供构造圈闭条件和1构造挤压下油气的运移方向断裂输导条件(宋岩等，2006)。库车前陆盆地具有早油、晚气两期成藏特点，即中新世早期(23～构造应力对孔隙型储层中流体的作用是通过固12Ma)为主要聚油期和上新世以来(5一OMa)特别体骨架的变形及骨架和流体的相互作用来

5、实现的是库车期(2．5Ma)以来为主要聚气期(梁狄刚等，(李志明，1999)。即岩层在构造应力作用下发生岩2002；赵孟军和卢双舫，2003)。构造变形最强烈的石变形的同时，岩石中的孔隙体积必然产生变化。喜马拉雅晚期是库车前陆盆地天然气的主要成藏孑L隙体积的变化又会使岩层内孔隙流体压力产生变期，构造挤压对油气运聚起着重要影响作用(曾联化，导致岩层中孔隙流体产生压力梯度或势差。从波等，2002，2004a，2005；赵孟军和卢双舫，2003；石而推动流体在岩层内流动，使流体由高势区向低势万忠等，2005；张乐等

6、，2007；王震亮，2007)。为了系区运移(王毅等，2005)。统总结构造挤压对天然气运聚的影响，本文进行了在不考虑毛细管压力的情况下，地下流体势理论推导，分析了构造挤压引起流体增压、变形后流(Hubbe~，1953)可表示为体运动方向可能发生的改变。通过数值模拟库车前g⋯j==P陆逆冲带典型演化剖面最大主压应力的分布，计算注：本文为国家科技重大专项(编号2008ZX05003)的成果。收稿日期：2010—12-16；改回日期：2011-10-25；责任编辑：章雨旭。作者简介：张凤奇，男，1981年生。博士

7、，讲师。矿产普查与勘探专业。主要从事油气成藏动力学和油气形成机制与分布规律研究。Email：zhangfengqi68@126．tom。第2期张凤奇等：库车前陆盆地构造挤压作用下的天然气运聚效应探讨式中，为单位质量流体的势，g为重力加速度，日在不完全封闭体系内，侧向挤压作用后，侧向上的最为计算点相对于某一基准面的高程，P为流体压力，大主应力将有一部分被分解到岩石骨架上，一部分p为流体密度。由流体来承担，前、后两个时期引起的流体压力增量在构造稳定时期，计算流体势时可用(1)式来低于完全封闭体系，具体幅度的大小则

8、视流体体系计算；在构造强烈活动时期，最大主应力由原来构造的封闭程度而定(王震亮等，2005)。稳定时期的垂向迅速变为了水平方向，对于封闭性在封闭性较好的流体体系内，构造挤压可引起较好的流体体系，构造挤压可引起流体增压(皮学流体压力的“迅速”增加，此时前期相对稳定的流体军等，2002；赵靖舟，2003；曾联波等，2004b，2005；王势场会被这种构造挤压增压等作用所打破。由于构震亮等，2005；宋岩