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王集—新庄地区位于泌阳凹陷北部斜坡带东段,整体为—宽缓的、向南部深凹区倾没的鼻状构造,主体部位处在两条对偶断层夹持的地堑内。该区断裂体系复杂,断层非常发育,以北东、北东东走向的正断层为主,控制该区的构造格局。北西或近东西向断层少见,一般为伴生断层,与主断层配置可形成断块油藏。以新庄鼻状构造轴线为对称轴,发育两组近似对称的北东或北东东走向层:西部地区由王集到新庄地区主控断层以北东转北东东向为主,以王集鼻状构造轴部为界,东翼北掉倾向北西;西翼南掉倾向南东,发育的少量北西向断层,使该区长条形掀斜断块的格局复杂化。东部地区由新庄到侯庄地区,主控断层以北东东转近东西向,断层发育规模及延伸长度略小于西部地区。两组断层在新庄地区被另一组北西向断层切割,发育一系列菱形小断块,构成一复杂的构造转换带。
本课题针对泌阳凹陷王集—新庄地区勘探目的层浅(80m-800m),断层复杂、地层倾角陡等特点,开展了断层成像、识别和解析技术的攻关:①通过采用三无、三小等野外施工方法和叠前时间偏移等处理技术,很好地解决复杂断裂带精确成像问题。②以三维可视化技术为核心,采用相干数据体优化、面块切片、方位角等技术,落实了断距10m以上落差的断层。
本区揭示的断层以正断层为主,按其剖面几何形态可分为犁式(或铲式)和平面状。主要表现为两种断块运动类型:一是多条近似平行的同向断层一起活动引起不同规模的断块作“多米诺”运动;二是主断层的上盘作为一个整体发生掀斜运动。发育三种断块组合模式:王集地区地堑型断块组合模式、新庄地区外带垒—堑相间型断块组合模式、新庄南地区阶梯状断块组合模式
采用编制构造演化剖面的方法对王集—新庄地区断裂进行演化分析表明:泌阳凹陷王集—新庄地区的鼻状构造是核桃园组、廖庄组沉积时期形成的,只不过是廖庄组沉积后区域性的构造运动和边界断裂的活动在鼻状构造的背景上形成了一组以北东走向北西倾、北东走向南东倾的正断层为主的断裂系统,辅以近东西走向的次生断层,从而使王集—新庄地区鼻状构造被北东走向主断层复杂化而形成如今的构造格局。
断层封度性分析表明:一个断块油气藏在成藏条件都具备的情况下,在其断块内是否有油气聚集,主要取决于断层是否具有封闭性,即取决于断层附近断层岩的性质和连续分布情况。比较有效的断层封堵,涂抹系数应该小于3。缓倾的断层或大断距断层的断层横向封堵性较好,一个断块的断层封堵系数都大于1.5能够形成较为富集的含油断块,而一个断块的含油富集程度是由这个断块中封堵性最差的断层决定的。断层的这一特性不仅决定断块油气藏含油与否,而且还能对油气藏的含油面积、油藏高度以及油气富集程度有明显控制。
断裂对油气成藏起着重要的控制作用,它不仅为油气的运移提供良好的通道,而且为油气的聚集提供了圈闭,同时又对早期形成的油气藏起着破坏作用;断裂活动期次与油气大规模运移期的配置关系控制断裂在油气成藏中的作用。大量的油气勘探实践和石油地质研究已证实,断裂是油气运移的一种重要的疏导系统,对油气的运移和聚集构成重要的影响。目前大多数研究者认为断层既可以作为油气运移的通道,也可以阻挡油气的运移。泌阳凹陷内只有两种断层可以作为垂向运移的通道:一是断距较大、垂向延伸距离长的后期断层,在活动期,断层本身可形成油气运移的通道;二是闭合构造内的断层,油气可以通过频繁横穿断层运移和沿储集体上倾方向运移相结合,从深部运移到浅部。王集—新庄地区的主断裂均是在北部斜坡后期抬升过程中形成的张性断裂,而此期也是泌阳凹陷油气大规模的运移期,因此,这些断裂在活动期起到了良好的运移通道作用。这也是新庄地区核二段油气富集的主要原因,只是由于后期构造活动趋于平稳,上覆岩层不断沉积,在重压下形成断裂面闭合,阻断了油气外逸,使油气保存下来。
王集—新庄地区位于凹陷北部斜坡,该斜坡是一个沉积—构造复合斜坡,是油气大规模运移的指向地区,在其背景上所发育的王集鼻状构造向凹陷中心倾没,更有利于油气的运移。核三下段烃源岩在核二段沉积时期就开始大量生排烃,核一末期达到生排烃高峰期,此时王集鼻状构造已形成,在鼻状构造与砂体配置良好的部位形成一定油气聚集,大部分油气由于沿砂体运移凹陷边缘散失。廖庄期末,核三上段烃源岩达到生排烃高峰,此时由于凹陷差异抬升,王集—新庄地区抬升幅度大,这就导致该区圈闭与深凹源岩区之间的势能差急剧增大,加速油气大规模向王集鼻状构造运移,油气从源岩排出后先侧向沿伸入其中的候庄砂体向王集鼻状构造运移,在王集鼻状构造上,由于断层的活动,油气沿断层垂向运移,遇高孔渗砂层沿砂层继续侧向运移,断层活动结束后断层形成遮挡在断块高部位聚集油气,形成现今的油气分布:整体来说主要富集在断裂转换带内,具体的断裂构造样式和活动期次的不同控制了油气的进一步聚集和分布—油气主要富集在弧形断层内侧、地堑地垒两翼,油气分布在阶梯型断块高部位,纵向上沿断层呈牙刷状展布,平面呈叠瓦状分布,且沿断块上升方向油气相对富集。
根据王集—新庄地区断裂发育特征及其对成藏的控制作用,指导该区的油气勘探取得了较好的勘探成效,新增探明储量800多万吨;并指出了下步的勘探方向:发育在王集—新庄地区北部,被不整合面改造的断层—不整油藏,及南部发育的断层—岩性复合油藏。