深反射剖面揭示的松辽盆地北部深部结构、动力学背景与油气远景

论文摘要

松辽盆地是世界上典型的陆相沉积盆地,沉积了全球范围内最典型的陆相白垩纪地层,并且是我国重要的产油区之一。目前松辽盆地油气资源的开发主要集中在3000米以浅地层,但是近些年来对松辽盆地深层能源资源的勘探开发逐渐受到重视,对于深层非常规能源的勘探与开发还缺乏成藏理论、勘探技术与实践的支持。随着地球系统科学的发展,人们越来越认识到能源资源的形成、环境气候的变迁乃至地球的演化其根源都在深部,即浅表地质演化与地球内部动力学过程具有紧密的联系。因此,研究松辽盆地深部构造演化特征与浅表响应联系的基础科学问题,对于实现松辽盆地深层能源资源突破具有重要的意义。深地震反射剖面探测技术被国际地学界公认是探测岩石圈精细结构的高技术,其在研究陆内岩石圈精细结构,揭示表壳岩石变形和构造形迹、区内构造事件与深层中、下地壳乃至岩石圈上地幔重要联系方面扮演了重要角色。其数据采集与处理基本沿用石油地震勘探中的理论、技术与设备,采用大药量、长偏移距、长记录时间的采集方式和高保幅、高保真的数据处理流程。本文以松辽盆地内部新近采集的一条深地震反射剖面为例,其北起黑龙江省青冈县,南至肇州县,南侧经过松辽盆地深部科学钻探工程——松科二井,阐述深地震反射剖面数据采集参数、原始特征、数据处理与属性提取流程,分析松辽盆地深部岩石圈精细结构、成盆地动力学环境与深层油气远景层的井震响应特征。原始单炮提供了最为真实的地下构造信息,对其反射特征、噪音特征进行把控,可以提高构造信息解释成果的真实性与可靠性。针对新近采集的“松科二井”深地震反射剖面,本文选择不同构造单元典型单炮进行反射特征描述与噪音评价,为后期资料处理与进一步解释打下基础。经过反复对比观察,剖面所过的不同构造单元内单炮反射特征明显不同,其中最为显著的特征是松科二井所在的徐家围子断陷区域单炮表现出明显的强中地壳反射、错断的莫霍面反射以及北倾地幔反射信息,与北侧中和断陷区域单炮反射特征则截然不同。目前深地震反射剖面的解释主要对叠偏剖面反映的界面反射信息进行定性构造解释,缺乏对界面上下岩性的定量属性约束。松科二井剖面具有较高的信噪比,深层莫霍面反射清晰且连续性较好,本文借鉴石油工业上AVO分析技术与Q值反演技术对深地震反射数据进行属性提取与描述,提高剖面数据的利用程度。其中,应用AVO分析技术对剖面范围内莫霍面反射振幅随偏移距变化特征进行描述,结果表明剖面南侧断陷发育区,振幅随偏移距减小趋势小于北侧明水阶地区,断陷区莫霍面附近区域拥有较大的纵横波速度比;同时应用谱比法计算剖面范围内地壳整体及下地壳的平均Q值变化趋势,结果表明剖面范围内地壳平均纵波Q值为306,其值较全球平均模型偏小,且断陷区相对断隆区拥有较小的Q。初步分析认为,断陷区内较大的莫霍面纵横波速度比与较小的Q值属性相对应,可能反映断陷区中、下地壳岩石韧性性质较高。在对“松科二井”剖面单炮反射特征与属性特征全面认知的基础上,本文结合东西向横跨松辽盆地北部的深地震反射剖面进行岩石圈精细结构描述,综合讨论古亚洲洋、蒙古-鄂霍茨克洋、古太平洋三大构造域作用下残留在松辽盆地北部及周缘的构造特征,考虑三大构造域对松辽盆地形成的影响。结果表明,松辽盆地北部白垩纪沉积盖层反射明显区分于深部反射,具有反射振幅强、连续性高的特点,其中坳陷层沉积覆盖广,呈连续分布,断陷层与断隆区反射特征差异明显,呈断续分布;上地壳整体与中、下地壳具有明显反射差异分界,上地壳整体沉积强反射与火成岩、结晶岩弱反射相间,上地壳下部在东西向剖面上以倾斜反射为主,在南北向剖面可见5-6s范围内为明显的强反射区,考虑上地壳下部存在一系列倾向东西、走向南北的滑脱构造;中、下地壳倾斜强反射与透明反射区相间,透明反射区位置多与断陷区对应,多处可见上下近水平的多次透镜状短促强反射;松辽盆地内部莫霍面整体平缓,起伏不大,但存在明显的振幅差异,多处存在透明莫霍反射区与莫霍面错断,其中透明莫霍反射区与透明下地壳反射区和断陷发育区相对应,莫霍面错断双程走时时差在0.2-0.4s之间,对应深度差2km范围之内,盆地东部哈尔滨地区存在莫霍面隆起区,与盆地沉降中心呈不对称关系;同时,两条剖面上均可观察到明显的地幔反射,且多为倾斜地幔反射,局部存在强近水平地幔反射。综合考虑两条剖面,松辽盆地北部呈现以大庆地区为中心,中、下地壳及地幔反射向大庆方向倾斜,反映出松辽盆地北部深层在三大构造域先后作用下,呈现以大庆为中心多向汇聚的特点,推断松辽盆地内部可能存在早期基底汇聚拼合迹象,并经历了后期伸展、沉积成盆作用,且断陷层更倾向于分布于基底拼合区之上。为讨论松辽盆地北部深层油气储层特征,本文结合松科二井最新成果讨论沙河子组储层的井震响应,并推断深层存在疑似古生界地层。其中,松科二井邻区沙河子组地层以泥页岩为主,整体呈箕状展布,本文将其分为4个层序,顶部层序和底部层序具有较强反射,并且其孔隙度、纵横波速度测井曲线异动幅度较大,气测录井显示出具有良好的油气前景;在松科二井下方及其他地区发现连续性较好的强反射,推断其为残留在松辽盆地深部的古生界地层,对井旁地震道的Q值反演推测强反射及下方1.5s范围内为较低Q值,符合沉积层属性特征,观察到的强反射可能对应古生界地层的顶界面。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 选题依据和研究意义
•   1.2 应用深地震反射剖面方法研究大陆岩石圈结构的研究现状
•   1.3 松辽盆地成因与动力学环境的研究现状
•   1.4 松辽盆地深层油气勘探研究现状
•   1.5 主要研究内容和创新点
• 第2章 区域地质概况与区域地球物理特征概述
•   2.1 区域地质概况
•     2.1.1 主要构造单元
•     2.1.2 主要缝合带与断裂带
•     2.1.3 松辽盆地显生宙以来的沉积层特征
•   2.2 区域地球物理特征概述
•     2.2.1 东北地区重磁场特征
•     2.2.2 松辽盆地及周缘电性结构特征
•     2.2.3 松辽盆地及周缘深地震测深研究
•     2.2.4 松辽盆地及周缘岩石圈尺度横波速度结构研究
• 第3章 深地震反射数据采集、处理与单炮特征分析
•   3.1 深地震反射剖面数据采集野外施工方法与流程
•   3.2 深地震反射剖面的处理流程
•   3.3 单炮反射特征分析
• 第4章 深地震反射信号增强与属性分析技术
•   4.1 共反射面元叠加技术
•     4.1.1 方法原理
•     4.1.2 实际数据处理分析
•   4.2 AVO分析与部分叠加技术
•     4.2.1 方法原理
•     4.2.2 实际应用与分析
•   4.3 深层信号的衰减特性与Q值属性分析技术
•     4.3.1 方法原理
•     4.3.2 实际应用及分析
• 第5章 松辽盆地北部岩石圈精细结构与成盆动力学背景
•   5.1 过松科二井南北向深地震反射剖面
•   5.2 东西向横跨松辽盆地深地震反射剖面
•     5.2.1 剖面概况
•     5.2.2 反射特征分析
•   5.3 深地震反射剖面揭示的松辽盆地形成的动力学背景
•     5.3.1 浅层断陷构造与深层反射的对应关系
•     5.3.2 中、下地壳反射与地幔反射统一性与成因探讨
•     5.3.3 深部反射特征揭示的三大构造域作用遗迹
• 第6章 松辽盆地深部油气远景层的井震响应特征
•   6.1 松科二井邻域深部断陷层沙河子组能源潜力分析
•     6.1.1 沙河子组地层层序特征与油气潜力的关系
•     6.1.2 松科二井邻域沙河子组结构特征
•     6.1.3 储层物性特征及地震响应特征
•     6.1.4 沙河子组储层特征小结
•   6.2 松辽盆地古生界地层地震响应特征分析
• 第7章 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 展望
• 参考文献
• 作者简介及攻读博士学位期间学术成果
• 致谢

文章来源

类型: 博士论文

作者: 符伟

导师: 刘财

关键词: 松辽盆地,深地反射剖面,属性分析技术,深部油气,松科二井

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,石油天然气工业

单位: 吉林大学

分类号: P618.13

总页数: 128

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