在盆地构造演化史的研究中, 剥蚀厚度的恢复是一个十分重要的方面。因为剥蚀厚度不仅反映了构造运动造成隆升的强度、隆升时间的长短, 也对研究油气的运聚和保存条件提供了依据。剥蚀量较小, 有利于油气的运移和聚集;剥蚀强烈则会造成大量油气散失, 油气勘探潜力较小。高邮凹陷南断阶油气资源丰富, 是该油田油气勘探的重要区带之一。该地区新生代以来经历了吴堡运动、三垛运动等几次比较强烈的构造运动, 地层遭受了不同的剥蚀。因此恢复该地区的剥蚀厚度有助于研究该地区的构造隆升的强度, 也为研究该地区地层中油气的运移和保存等提供了重要依据[1,3]。
计算地层剥蚀厚度的方法比较多, 如声波时差法 (Magara K, 1976) 、镜质体反射率法 (Dow W G, 1997;) 、流体包裹体法 (刘斌, 2002) 、波动分析法 (张一伟, 2000) 、最优化方法 (郝石生, 1988) 、地层速度分析法、地层对比法、裂变径迹分析法 (周祖翼, 2001) 、沉积速率分析法、地层沉积层序分析法。每种方法都有其优势和缺陷, 由于声波时差资料容易获取, 而且这种方法计算的地层剥蚀厚度精度较高, 因而声波时差法是目前计算剥蚀厚度最常用的方法之一。根据研究区的实际资料情况, 本次研究是选用了声波时差法计算剥蚀厚度。
剥蚀厚度恢复的原理与方法
计算原理
声波时差发计算剥蚀厚的的原理, 是Magara等 (1976) 提出的。在地层发生剥蚀作用的时候, 如果不整合面之下地层的压实趋势没有被后期沉积物改造, 就可以将剥蚀前的压实趋势线上延至Δt0处, 就是古地表面, 古地表面与不整合面之间的距离就是该地层的剥蚀厚度 (图1) 。
Magara等提出的泥岩声波时差 (Δt) 与埋深 (H) 的关系式为::
其中:
H:泥岩的埋藏深度, m。
Δt0:地表未固的结泥岩的声波时差值, μs/m;
Δt:任一埋藏深度的泥岩的声波时差值, μsm;
C:地层正常压实曲线的斜率;
计算过程
本次研究计算剥蚀厚度共取得40余口井的声波时差资料, 但由于分层数据及断层的影响, 能够用于剥蚀量分析的井有18口。其中可以获得吴堡运动末期不整合面剥蚀厚度数据的井有10口;而可以获得三垛运动未期不整合面剥蚀厚度数据的井有8口。
有些井之所以无法计算剥蚀厚度, 原因主要要两种:一种是缺失基础的地质资料, 如入分层数据等;另一种则是不满足声波时差测井法计算剥蚀厚度的必要条件, 即不整合面之下地层的压实趋势被后期的沉积地层改造了。
具体的计算过程如下:
(1) 根据SP、GR、AC等测井曲线, 划分泥岩层段, 并选用较厚的分布稳定的泥岩, 这样计算的结果较为准确。
(2) 选取数据点。测井数据采样点十分密集, 在选取数据点时, 要加大取点的间隔, 通常间隔5~10m取点。
(3) 用所选取的不整合面以下泥岩点的AC值和深度, 作出压实趋势图。
(4) 将压实趋势线从剥蚀面延伸至古地表面, 可计算出剥蚀厚度。
2剥蚀厚度恢复结果分析
吴堡运动使整个高邮凹陷发生抬升, 前期沉积的盆地地层经历一定程度的剥蚀。进入戴南期, 由于真 (2) 断层的形成与强烈活动, 南断阶处于其上升盘, 也发生剥蚀, 尤其是其中断块体的高部位地层遭受强烈剥蚀。剥蚀量计算结果显示, 方巷、许庄地区的剥蚀量相对较小, 一般集中在300~800m之间, 少数可达到900m;竹墩地区的剥蚀量则相对较大, 在1000m以上;吴堡断阶带获取的一个剥蚀量值在920m。上述结果与前人的计算结果基本一致[2] (戴俊生等, 2006) 。
三垛运动使高邮凹陷再次抬升, 在整个渐新世时期盆地都处于出露地表状态, 造成南断阶不断抬升剥蚀。三垛运动的结果, 使得南断阶上的三垛组受到剥蚀十分严重。从剥蚀厚度计算结果来看, 从中东部的竹墩地区到西部的许庄地区的剥蚀厚度都较大, 剥蚀厚度普遍都在1100m以上, 最大可达到1726m。
从计算结果来看吴堡期的剥蚀量, 除了黄珏地区形成一个强烈剥蚀区域外, 真武断阶带内自西向东剥蚀量总体上是逐渐增大的, 到竹墩地区达到最大, 这与竹墩地区作为纪3断层的上升盘长期遭受剥蚀的特征是一致的, 吴堡期剥蚀量沿断阶带的走向递变的特征可能与区域上不均匀抬升有关。三垛运动末的剥蚀厚度等值线与构造线的方向基本一直, 即北东-北东东向分布, 这说明南断阶带的剥蚀厚度主要受北东-北东东向断层的控制;三垛期剥蚀厚度数据表明, 深凹带的剥蚀量大于断阶带内的剥蚀量。
摘要：剥蚀厚度不仅直接反映了构造作用的方式、活动范围和强度, 而且对盆地内的油气聚集也产生重要影响。高邮凹陷新生代以来经历了吴堡运动、三垛运动等几次比较强烈的构造运动, 地层遭受了不同的剥蚀.论文采用声波时差方法对高邮南断阶的剥蚀量进行了恢复, 结果表明南断阶各地区三垛期的剥蚀量均很大, 一般都在1100m以上, 最大可达到1726m。吴堡期的剥蚀量, 除了黄珏地区剥蚀量较大外, 真武断阶带内自西向东剥蚀量总体上是逐渐增大的, 到竹墩地区达到最大.
关键词：高邮凹陷,剥蚀厚度,声波时差,南断阶
参考文献
[1] 陈安定.2001.苏北盆地油气运移与成藏研究.江苏油田研究报告.
[2] 戴俊生等.2006.高邮凹陷南部断阶带构造演化及成因机制研究.江苏油田研究报告.
[3] 胡望水等.2006.高邮及金湖凹陷构造断裂特征与油气成藏关系研究.江苏油田研究报告.