构造应力场研究在油气运移中的应用
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渤海湾盆地南部走滑构造带发育特征及其控油气作用周心怀;张新涛;牛成民;刘豪;黄江波【摘要】郯庐走滑断裂带穿过渤海湾盆地黄河口凹陷和莱西构造带,为了探讨走滑构造带内断裂发育特征、成因机制及其对油气控制作用,依据方差切片、三维可视化及精细地震解释技术对走滑构造带进行研究.结果表明,渤海湾盆地南部走滑构造带内发育“云梯式”和“栅栏式”两种断裂体系,断裂演化主要经历了中生代左旋走滑、古近纪伸展-走滑和新近纪强烈右旋走滑3个阶段.走滑构造带不仅控制了圈闭的形成,而且还影响了中、深层沉积体系的分布和油气的富集层位.结合不同构造部位油气富集特征,建立了走滑构造带内“中转站式”、“网毯式”、“复合式”及“阶梯式”等4类油气成藏模式,近些年指导发现了一系列大中型油气田,为下一步油气勘探指明了方向.【期刊名称】《石油与天然气地质》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】8页(P215-222)【关键词】成藏模式;走滑构造带;郯庐断裂;渤海湾盆地【作者】周心怀;张新涛;牛成民;刘豪;黄江波【作者单位】中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津300452;中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津300452;中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津300452;中国地质大学(北京)海洋学院,北京100083;中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津300452【正文语种】中文【中图分类】TE122郯庐断裂带是位于中国东部地区的一条巨型线性构造带,也是切割岩石圈深大断裂,沿NE向延伸约2 400 km,自南向北切过华南板块、大别-苏鲁造山带、华北克拉通和兴蒙造山带等4个一级大地构造单元[1-2]。
郯庐断裂带沿线发育松辽盆地、渤海湾盆地等多个含油气盆地,并对盆地的形成演化和油气聚集成藏等产生了重要影响[3-8]。
近年来,渤海湾盆地郯庐断裂带与油气聚集成藏的密切关系被勘探实践不断证实,先后提出了许多创新性认识,如“晚期成藏理论”、“近源晚期优势成藏”[9-12]。
构造应力场与断层活动关系研究地球是一个充满活力的行星,其表面上的构造和断层活动是地球内部动力学作用的表现。
构造应力场是指地壳内各个构造单元之间的相互作用所产生的力场,而断层活动则是构造单元之间的相对移动行为。
研究构造应力场与断层活动的关系,对于了解地壳运动规律、预测地震灾害具有重要意义。
一、构造应力场的产生机制构造应力场的产生包括地球内部热对流、板块运动和地壳形变等多种因素。
首先是地球内部的热对流。
地球内部的热量通过地幔对流和板块运动的形式向外传导,导致地壳不断发生变形。
其次,板块运动也是构造应力场产生的主要原因。
地球的外固壳被分为多个大板块和小板块,它们相对运动,不断产生位错和应力,导致构造应力的积累。
此外,地壳形变也是构造应力场生成的重要驱动力。
地壳形变包括地震、岳陡标志与构造样貌等方面。
二、断层活动与构造应力场的关系断层活动是指岩石沉积物体发生断裂破坏,使岩层发生位移或滑移的现象。
断层的形成是构造应力场释放的结果。
在构造应力场的作用下,地壳会积累局部的应力,当超过岩石本身的强度时,就会导致岩石的破裂,形成断层。
其中,断层的滑动方式分为几种,包括水平走滑断层、倾覆断层、逆冲断层等。
断层活动的强度和频率与构造应力场有密切的关系。
当构造应力积累到一定程度时,断层就会发生滑动,释放应力。
因此,研究构造应力场的特征和变化,可以预测和理解断层活动的规律。
三、构造应力场与地震灾害的关系地震灾害是由地壳内部的构造应力超过岩石强度导致断层滑动而引起的。
研究构造应力场与地震的关系,对于地震的预测和防灾具有重要的意义。
构造应力场是地震发生的动力来源,通过研究该应力场的特征,可以了解何种构造环境最容易发生地震。
例如,在强烈的构造应力场作用下,大断层会产生大规模的地震。
此外,通过对构造应力场的研究,人们还可以了解地震的频率和强度的演化规律,为地震预测和灾害应对提供依据。
四、构造应力场与岩石变形的研究构造应力场是导致岩石变形和岩石力学性质变化的主要因素。
《构造地质学》课程笔记第一章绪论一、构造地质学的内涵和构造规模1. 构造地质学定义:构造地质学是地球科学的一个分支,它专注于研究地球岩石圈的结构、构造、形成过程、演化历史以及控制这些过程的动力学机制。
它涉及从微观到宏观尺度的地质现象,包括地层、岩体、断裂、褶皱等。
2. 研究内容详述:(1)地质体的形态、产状、规模和组合特征:研究不同类型地质体的外部形态、空间排列、大小和相互之间的组合关系,如断层、褶皱、节理等。
(2)地质体的形成、演化和改造过程:探讨地质体从形成到改造的整个地质历史过程,包括构造运动、岩浆活动、变质作用等。
(3)地质体之间的相互关系及其在地球动力学过程中的作用:分析地质体之间的相互作用,以及它们在板块构造、地壳运动等地球动力学过程中的角色。
3. 构造规模划分详述:(1)大型构造:涉及整个板块或大陆规模的构造,如板块边界、地槽-地台、造山带等。
(2)中型构造:介于大型和小型构造之间,如区域性的褶皱带、断裂带、火山带等。
(3)小型构造:在更小的尺度上,如单个褶皱、断层、节理、面理等。
二、地质构造的类型和关系1. 地质构造类型详述:(1)原生构造:在岩石形成过程中直接形成的构造,如层理、波痕、泥裂等沉积构造。
(2)次生构造:岩石形成后,在后期地质作用下形成的构造,如褶皱、断层、节理等。
(3)复合构造:原生构造和次生构造相互叠加、改造形成的复杂构造,如叠加褶皱、复合断层等。
2. 地质构造之间的关系详述:(1)成因关系:不同构造之间的成因联系,如断层活动可能导致褶皱的形成。
(2)时间关系:不同构造形成的时间顺序,如先形成断层,后形成褶皱。
(3)空间关系:不同构造在空间上的分布和排列方式,如断层与褶皱的相互切割关系。
三、构造分析的基本方法1. 地质观察详述:(1)观察地质体的形态、产状、规模、组合特征:通过野外实地观察,记录地质体的各种特征。
(2)使用地质罗盘、GPS等工具进行精确测量:测量地质体的产状、方位等参数。
基于应力场分析的辽河滩海地区油气运移规律研究【摘要】本文通过对辽河滩海地区地质构造条件的调查,应用基于应力场分析的数值方法,分析了辽河滩海地区油气分布规律,得出控制辽河滩海地区油气成藏的主要因素,对于研究该区域油气勘探开发技术和油气成藏及演化提供重要理论依据。
【关键词】地应力有限元应力场模拟油气运移辽河滩海地区位于辽东湾北部,西起葫芦岛,东到鲅鱼圈连线北侧,包括水深5米以下的浅海、海滩及陆滩区域,属渤海湾盆地滩海地区的重要组成部分。
经勘探其储藏了大量的油气资源。
油气运移是指石油和天然气在地壳中因各种自然因素的作用而发生的流动。
油气运移过程通常包括初次运移和二次运移两个阶段,油气在生油层分布较零散,在地层静压力、热力等作用下向邻近的储油层运移,被称为初次运移。
进入储油层后因环境条件的变化而产生的油气运移统称为二次运移。
本文通过对辽河滩海地区地质条件概况的深入分析,基于有限元方法计算该地区地应力场和油气运移的主要指标,预测该地区的主要含油区及易采区,为油田注采方案的制订提供可靠依据。
1 地质构造分析辽河滩海地区的地理条件很复杂,由多条河道、沙洲及滩涂由于的东部凹陷盆地,同时因处于渤海弯,海潮活跃,是一个中、新生代呈“三凸两凹”的构造格局的断陷型盆地。
主要分布9个正向二级构造带:东部正向构造带即太阳岛-葵花岛断裂背斜构造带和燕南潜山带;西部正向构造带即西部斜坡带、笔架岭构造带和葫东构造带;中部正向构造带发育有仙鹤-月牙断鼻构造带、海南-月东披覆构造带、海南东坡超覆构造带与盖州滩断鼻构造带[2]。
以及海南洼陷与盖州滩洼陷2个负向构造带。
该地区的地层由古生界、中生界和新生界古近系沙河街组、新近系馆陶组及东营组等多个含油气层系组成,其中主要有沙一、沙三及东三段烃源岩,上覆有良好的泥岩盖层,具有良好的封闭能力。
另外太阳岛断裂背斜构造带内分布多个局部构造和圈闭,如葵花岛构造和太阳岛构造等。
2 基于应力场的油气运移数值分析近来针对油气运移研究主要为动力耦合系统研究,主要的研究方法有:地质构造及其演化分析、物理模拟实验、地应力现场实测和计算机数值模拟四种[3]。
第12卷第3期2006年9月地质力学学报JOURNA L OF GE OMECHANICS V ol 112N o 13Sep.2006 文章编号:100626616(2006)0320371207收稿日期:2006203213作者简介:李红南(19722),女(朝鲜族),吉林梅河口人,中国石油大学(北京)博士研究生,中国石油大学(华东)讲师,从事油气田开发地质教学和研究工作。
E 2mail :lihn @低级序复杂断块构造应力场定量模型与油气分布李红南1,2,黄石岩3,首 浩4,刘文业5(11中国石油大学采收率研究所,北京 102249;21中国石油大学资源与信息学院,山东东营 257061;31中国石油化工集团公司,北京 100083;41中科院地质与地球物理研究所,北京 100029;51胜利油田股份公司胜利采油厂,山东东营 257000)摘 要:在对现河低级序帚状断块构造体系研究的基础上,建立了沙一、东营及现今3期构造应力场定量模型,研究了构造应力场特征及其与油气分布的关系。
研究表明,不同地质时期应力强度不同,应力的方向和大小都有变化,认为应力值由老到新呈增大趋势。
最大水平主应力在平面上自帚状构造的撒开端向收敛端逐渐变低,在剖面上随深度增加而增加,断裂带是应力低值区,也是油气富集区。
提出应力转换带为应力低值区,也是低幅断鼻构造的有利分布区,还是开发中后期复杂断块油藏剩余油富集区。
关键词:低级序帚状断块体系;构造应力场;油气分布;应力转换带中图分类号:TE121文献标识码:A0 引言随着油田勘探开发深入发展的需要及研究程度逐渐加深,含油气盆地构造应力场与油气藏形成、分布关系的研究,越来越受到国内外石油地质学家的重视。
先进的模拟技术和研究方法手段,使得构造应力场研究的定量化程度日趋提高,构造应力场四维定量模型研究也成为油气勘探开发各阶段不可缺少的内容。
现河油田位于东营凹陷中央隆起带西端,面积约120km 2,是典型的低级序帚状构造体系[1],在以民丰次洼为旋扭核心的构造应力场作用下,派生和伴生了放射状、墙角状、平行弧状、“入”字型等多种构造类型,形成低级序的复杂断块群。
地质构造应力场的数值计算与模拟地质构造应力场是指在地壳中由于地质构造运动和应力积累所产生的应力状态。
这种应力场对于地质灾害风险评估、油气田勘探开发、地下工程设计等领域具有重要意义。
通过数值计算和模拟,可以揭示地质构造应力场的分布规律和变化特点。
本文将探讨地质构造应力场数值计算与模拟的方法和应用。
一. 计算方法地质构造应力场的计算方法主要有两种:力学模拟方法和解析解法。
力学模拟方法包括有限元法、有限差分法等,适用于复杂地质构造形态和边界条件的计算。
解析解法则是基于地质构造应力场基本方程的解析求解,适用于简单地质构造模型的计算。
有限元法是一种力学模拟方法,主要用于求解复杂地质构造应力场。
该方法将地壳划分为若干个有限元单元,利用单元之间的相互作用关系和物理方程求解每个单元的应力状态,最终得到整个地质构造的应力场分布。
有限差分法则是以网格划分为基础,利用差分近似求解地壳的力学方程,也可以得到地质构造应力场的数值解。
二. 模拟方法地质构造应力场的模拟方法有多种选择,其中最常用的是三维有限元模拟和二维有限差分模拟。
在进行这些模拟之前,首先需要确定地质构造的边界条件和物理参数。
边界条件包括地壳运动速度、施加的应力和位移,物理参数包括岩石的弹性模量、泊松比等。
三维有限元模拟是一种适用于复杂地质构造应力场模拟的方法。
通过三维有限元模拟,可以考虑地壳内部的异质性和非线性行为。
这种方法基于大规模计算机模型,模拟地壳内的各种应变和应力状态,得到具有高精度的地质构造应力场分布。
与之相对应的是二维有限差分模拟方法。
该方法将地壳简化为二维平面,适用于较为简化的地质构造模型。
通过在地质构造平面上建立网格,利用有限差分近似求解力学方程,可以较为准确地模拟地质构造应力场的分布。
三. 应用与展望地质构造应力场的数值计算与模拟在地质灾害风险评估、油气田勘探开发、地下工程设计等方面具有广泛应用。
在地震风险评估中,数值模拟可以通过对地震力和地壳应力的计算,预测地震引发的断裂和滑坡等地质灾害。