主体背斜（共4篇）
主体背斜 篇1
1 油藏概况
濮城油田沙二下东西区结合部位于濮城主体背斜构造北部, 南北长15km, 东西宽5km, 构造面积约20.2km2。油藏含油面积11.7km2, 石油地质储量1432.9×104t, 目前标定采收率39.53%, 可采储量566×104t。东西区结合部沙二下分为8个砂层组, 油藏埋深-2600—-2890m, 岩性主要为紫红色泥岩与浅灰色、浅棕色粉砂岩互层。
2 构造精细描述
2.1 层序地层学研究
根据层序地层学研究内容和解释方法, 区内关键井的高分辨层序地层分析所建立的层序地层划分方案是:层序界面为沙二下亚段第4砂组的底界, 2个三级层序, 2个体系域, 8个进积、退积和加积型准层序组, 32个准层序。以关键井为交点过70口控制井切全区三维地震剖面10条, 研究发现沙二下4底界在南北向及东西向的地震剖面上也是一个特殊的界面。以准层序的较大湖泛面为界, 自下而上对比准层序;以准层序的湖泛面为界自下而上对比单个砂体。层序地层的砂体模型具有等时性, 依据层序地层剖面对现有小层划分进行检验, 发现有个别小层的划分对比存在穿时现象, 但绝大多数小层的划分对比与等时砂体模型吻合, 表明基于高分辨层序的等时砂体模型具实用性及可操作性。
2.2 沉积单元及时间单元划分
时间单元为属同一时间的地层成因层段。本区将成因层段局限到一次性沉积事件。时间单元的顶、底界面均取砂层之间的稳定泥岩段最低电阻处。时间单元的划分与对比是建立在标准剖面及标志层基础之上的。
2.3 标志层及标准剖面建立
在东西区结合部选出20口代表井, 进行小层的划分对比, 经分析采用原划分方案, 即沙二下亚段划分为8个砂组、50个小层, 经对比分析建立小层对比标志25个, 其中位于沙二下亚段顶底的为区域性二级标志有2个:0#、25#;位于砂组之间的为三级标志有7个:位于小层之间为四级标志有16个。
2.4 小层统层
东西区结合部在沙二下亚段顶底界划分是一致的, 砂组划分数、小层划分数均相同, 但部分小层的顶底界存在差异。为此, 选择东、西、南区代表井, 建立全区小层统层对比骨架剖面。小层统层以标志层和骨架剖面井为控制向全区推开, 共完成1000多口井小层统层对比, 约修改整理小层数据15万个。
3 构造研究
3.1 断层特征描述
东西区结合部主要控块断层有8条, 其中濮67断层在东濮凹陷内属Ⅱ级断层, 是濮城构造的主要控制断层之一, 其余几条为Ⅲ级断层, 控制油藏的油水分布。
3.2 含油断块划分及其特征
西区构造形态为滚动背斜, 构造面积约10.3km2, 濮3-73, 濮4断层以西部分构造较简单, 称为濮4断块区;以东为地堑, 构造复杂, 称为复杂断块区。再向东则是由文35东块、文35西块、濮13西块、濮13东块组成的东区沙二下油藏。
3.3 微构造适应性研究
砂层的微型构造是指砂层的起伏形态, 地下油水运动规律与其起伏形态相关, 影响油水井的生产及剩余油的平面分布。砂层微型构造适用性, 一是考虑在大的构造背景和注入水水动力条件下, 微构造储存剩余油的有效性;二是在目前井网和最终经济极限井网井距的情况下, 在有利微构造上部署加密井的可行性及有效性。本次精细油藏描述, 根据复杂断块区沙二下油藏特点, 依公式计算等值线间距为5米。研究中根据最新砂体数据, 经地表海拔、补心校正, 编制5m等值线间距的主力砂体顶面微构造图。
3.4 低序级断层研究
3.4.1 低序级断层的定义及特点
低序级断层指由高序级断层派生的, 用常规地球物理方法难以识别即垂直断距小于当前地震技术的识别精度的小断层, 具有较强的隐蔽性;相对来说四级断层在地震剖面中可以断开标准反射层或者辅助反射层有明显错动;而五级断层在地震剖面上的反映仅仅表现为标准、辅助反射层稍微扭曲或者有所错动, 此种错动常常与岩性变化引起的反射层同相轴变化相互混淆。
3.4.2 低序级断层的识别
目前低序级断层的识别主要有精细地层对比、三维地震资料采集、三维地震资料处理、地震相干分析、全三维解释、井间地震、动静态资料结合识别七项识别技术。结合实际情况, 本次低序级断层识别中主要应用了精细地层对比、三维地震资料采集、动静态资料结合识别等技术。在精细地层对比的基础上, 构架连井剖面、细分对比标志, 绘制小层对比骨架剖面图和栅状图, 实现了分层闭合。根据618口井的小层重新对比结果。对断块内许多小断点进行了重新认识, 提高了小断层的精度。
4 结语
通过地层精细对比, 对断块内低序级断点进行了重新认识, 精度由20m精确到5-10m;通过“井震结合”, 对东西区结合部的断裂系统进行了全三维可视化解释。
参考文献
[1]陈立官.油气测井地质[M].成都科技大学出版社, 1990.
[2]刘宝珺, 张锦泉.沉积成岩作用[M].北京:科学出版社, 1992.
主体背斜 篇2
Wyoming南部Pinedale背斜的开发在过去几年进展很快。大规模水力压裂 (MHF) 措施是这个地区致密气砂岩储层增产达到经济价值水平的唯一手段。一般来说每口井需要14～22次MHF处理以从潜力层中获得有效的生产。通常每口井需要200×104 lbm (1 lbm=0.454 kg) 以上的支撑剂来实现压力支撑, 这对于经营者来说是一项很高的投资。因此评估增产与使用的压力支撑物剂的关系对油田收益有很大的影响。
2 数据分析
在此次分析中包含11口井共172个压裂处理层段的生产和完井资料。生产资料得到更新, 所有11口井至少有两条生产测井曲线, 其中一条是井生产初期测量的。在储层模拟评价中使用了所有井详细的生产历史资料, 压裂处理中使用了六种不同的压裂支撑剂。
3 储层模拟
对于单层的致密气储层来说, 压裂和储层属性一般通过生产数据分析得出, 其分析方法包括:分析终端压力为常量的递减曲线、与常量终端速率曲线的拟合、与单层分析模拟器的自动历史拟合。单层分析能够预测原始气体渗透性、裂缝半长、裂缝传导性和泄流面积, 而这些是评价裂缝处理成功性, 选择重新改造目标, 优选裂缝处理措施, 预测将来生产情况以及评估储量的重要参数。
对Pinedale背斜区域的混合多层非常规气储层而言, 仅有生产数据不能提供足够的信息来评价单个储层的性质。使用分析单个储层的方法来分析多层储层的数据, 但是结果只能反映出等效于单一储层的有效属性。Pinedale背斜情况更为复杂, 因为其具有显著变化的渗透率以及毛孔压力梯度, 因此这种储层模拟的结果不能用来评价多储层单层的增产效果。
生产测井曲线能测量多储层某一时间点上井眼流体速率、流动井眼压力与深度的关系。生产测井数据提供了地表生产数据不能提供的反映单层储层的大量信息。由于每一个储层对于总流体速率的相对贡献是随时间变化的, 在不同的时间点给出各生产曲线, 从而获得单层贡献产率的变化。
本次研究中, 使用一个新的完全耦合的储层/井眼单井分析模拟器对多储层非常规气储层的单层特性进行评估, 它可同时对生产数据和生产测井数据自动进行历史拟合。通过多条生产测井曲线数据与地面生产数据的历史拟合, 模拟器能准确评价单层属性, 如渗透性、裂缝长度及泄流面积, 这些对于比较裂缝处理设计及不同支撑剂使用的增产效果非常关键。
总体上井的生产趋势通过每个层段的模拟来拟合。每个层段的生产历史要与生产曲线开始记录时的生产曲线数值进行拟合。储层模型通过改变渗透率、有效裂缝半长及泄流面积取得生产历史和生产曲线的拟合。图1、图2、图3是生产拟合实例。
4 支撑剂
本次研究中使用了六种压裂支撑剂来处理172个层段, 分别为砂、两种树脂涂层砂、两种中等强度陶瓷材料支撑剂和一种经济的轻质陶瓷支撑剂。操作者通过软件分析参数敏感性, 比较邻井特性, 及完井成本管理等方面来选择压裂支撑剂。
每个支撑剂包装上都标有实验室测试得到的传导率和压力的关系基线。由于每种支撑剂都是用于油田中不同的压力环境, 所以知道每种支撑剂的传导率随应力的变化非常重要。分析中比较了实验室传导率数据 (由常见的乘法器来修正) 与从模拟结果获得的裂缝传导率数据。
储层模拟生产历史拟合过程能提供储层渗透率值和每个储层的有效裂缝半长, 它通过使用一个无穷大传导率的裂缝拟合而来。但是在实际油田中这样的裂缝是不存在的, 需要了解有限传导率和裂缝长度以评价模拟效果。使用无穷大传导率裂缝能对每个层段的增产效果做直接的比较。以储层模拟分析中得出的有效裂缝半长为基础, 完成的层段中只有略多于10%的层段的有效裂缝半长大于300 ft (1 ft=30.48 cm) 。这表明如果支撑长度大于分析结果, 则说明裂缝为有限传导率裂缝或者压裂的处理失败。同时也要注意出砂或者注入失败而不能完井的处理点。
储层模拟分析能提供储层渗透性和有效裂缝半长信息, 获得这些信息后就能评价裂缝传导率, 因为事先设想裂缝有无穷大的传导性, 这可能是裂缝传导性的下限。但是所有的裂缝都表现为有限的传导性, 因为它们的长度比想象的要短, 所以地层裂缝传导性也将有一个上限。
传导率值的分布变化范围很广。标记以下30%的数据与标记以上30%的数据显然不相交, 这就需要另外的分析。传导率差的一个原因是在传导时支撑剂传导流体净化得不彻底, 另外非常低的传导率数据也可能是完井污染造成的。一些数据表明, 一口井眼中完井的层段数越多, 平均增产效果越低, 这可能意味着完井过程中将裂缝段破坏。在施工和完井过程中加强了投资和精力的投入, 以便在实施增产、钻井、回流作业过程中减少机械和操作造成的层间窜流, 从而在混合完井过程中减少潜在的破坏。
5 传导率
绘制出裂缝的传导率与支撑剂上地层压力的关系曲线, 这样能为不同支撑剂提供一个合理的性能比较方法。分析表明, 地层压力在7 000～8 500 psi (1 psi=6.895 kPa) 时表现为低性能层段。检测的每个支撑剂的传导性能差异是明显的, 但是这种变化仍然以实验预测数据为中心, 这表明每种支撑剂的传导率与其设计值是一致的。传导率明显的不同表明以下几点:
◇ 某一区域内很难放置足够的浓度一致的支撑剂;
◇ 难以排除流体流动中传导率的损失;
◇ 在Pinedale沉积环境中难以解决地层渗透率、裂缝属性以及储层几何形态的变化性;
◇ 还有些没有考虑到的因素。
与实验测量值相比, 实际中极低的传导率值表明应该检查研究措施设计和支撑裂缝几何形态, 以确定是否能从措施设计着眼改进而不仅仅是从支撑剂选择方面考虑。实际上每一种支撑剂的使用都像预测的一样, 这就意味着每种支撑剂的经济价值都能量化, 因为措施增产效果是传导率的函数。
6 传导率的经济收益
传导率直接与措施增产效果有关。如果有限传导裂缝的传导率相对于无限传导裂缝能增加25%, 那么有效裂缝半长将相应增加25%。在相同的应力下选择传导率多25%的支撑剂能实现裂缝传导率相应地增加25%。另外, 处理设计的改变也能增加裂缝中支撑剂的应力承受能力。减少潜在支撑剂传输流体的损害也得考虑。最后选择经济效益最佳的方法。
主体背斜 篇3
1 地质概况
焉耆盆地大地构造位置属于塔里木盆地北部晚古生代活动大陆边缘,其夹持于塔里木、准噶尔、吐哈三个盆地之间,呈北西西向延伸,形态为菱形。由北向南由和静坳陷、焉耆隆起、博湖坳陷三个一级构造单元组成,博湖坳陷可再细分为北部凹陷、中央隆起、南部凹陷[4]。
宝中背斜构造位于焉耆盆地博湖坳陷北部凹陷宝浪苏木构造带中部。根据已钻井钻遇情况,宝中区块地层从上至下发育第四系全新统和下更新统西域组、上第三系上新统葡萄沟组及中新统桃树园组、下第三系鄯善群、侏罗统的西山窑组、三工河组和八道湾组,还有中上三叠统小泉沟群,主要含油气层为侏罗系三工河组。宝中区块主要是由一套山间盆地的近物源、短水道、急水流的粗粒的近物源快速沉积物组成。沉积相上属于辫状河三角洲相,物源来自于北部和东北部[5]。宝中背斜构造主要构造运动包括侏罗纪末期的燕山运动( 构造雏形期) 、第三纪末的喜山运动。其中喜山运动使背斜褶皱更加强烈,构造幅度进一步增大,伴有断层产生,并且背斜在此时定形。整体而言该构造的特点有: 多期构造运动叠加、褶皱异常强烈、断层及裂缝较为发育。总体上形成了一长条状背斜,长轴走向北西-南东向,西翼被北西向断层所控制,内部伴生或派生较多小断层。背斜构造高点在焉参1 井附近,两端倾伏分别以鞍部与其他构造圈闭分开( 图1) 。
2 断层特征再认识
2. 1 地震层位标定与解释
地震层位标定与解释是地震解释的基础,现收集了大量测井曲线资料,应用Landmark解释软件提供的Syntool模块进行地震层位的精细标定。通过声波合成记录标定,将地质层位与地震剖面建立联系,使地震剖面上的反射波同相轴与地质分层相互对应。直接用8 口井的VSP测井资料进行层位标定,分别是: B10、B201、B202、B204、B205、B214、B215、Yc1。
首先进行单井合成记录的剖面层位标定,利用30 Hz雷克子波进行初始合成,初步标定井旁地震道,确定大套层位。而后利用井旁提取实际地震子波对单井合成记录修正,通过时深关系调节来提高相关性; 最后将单井在三维数据体进行连线,实现各井都标定在同一层位上。根据关键井分布特点,考虑到使每个断块均有井控制,全区建立了4 条连井骨干解释剖面: B203-B2213-B2219-B201-Yc1-B204 连井对比剖面; B2216-B2313 连井对比剖面; B2218-B2219-B2318连井对比剖面; B2220-B205-B208-B2319-B2322 连井对比剖面。在三维数据体中准确的标定J2x、J1s、J1sⅠ、J1sⅡ、J1sⅢ、J1sⅣ和J1b等反射的顶( 底) 界面( 图2) 。
地震层位标定后开展地震层位解释,首先根据建立的4 条骨干解释剖面,以井点、过井和连井骨干剖面为基础,将标定层位进行外推建立全区的骨干剖面网络。在连井骨干剖面解释完全闭合的前提条件下,首先建立32×32 的解释测网,闭合解释的断点和层位交点,在此基础上,依次进行16 ×16 测网、8 ×8 测网、4 ×4 测网的解释。共精细解释地震层位J1s、J1s1、J1s2、J1s3、J1s4 和J1b等6 层,辅助解释J2x反射层位1 层( 图3) 。
2. 2 断层重新解释
断层的解释精度关系到构造研究的精度、圈闭的落实程度、含油气面积的大小。原有认识已不能满足勘探开发的要求,对断层进行重新解释主要应用了以下解释方法。
2. 2. 1相干数据体、时间切片进行宏观解释断裂展布
相干体技术其方法原理是计算地震道间相关系数,从而确定地震属性空间上的是否连续分布,根据连续与否及其展布来评价地质体空间的展布。而等时切片则是特定时刻地震属性的信息,通过检测连续性来反映该时刻的地质体的空间分布情况,基本上不连续性都代表有可能为断层[6]。基于相干数据体确定时间切片,对断裂展布及其交割关系解释有极好的效果。
2. 2. 2等时切片、相干切片与地震剖面解释相结合,提高断层的可靠性
在相干数据体、倾角数据体和时间切片上进行解释仍存在缺陷,其只能判断出断层、断点的大致位置、断层平面走向等,而断点的精确位置须在地震剖面上解释,同时结合等时切片、相干切片等在地震剖面上的投影,进行合理的修正,使得断点归位准确,断层解释可靠[6]。
由于工区内大部分断裂落差较小,为了突出小断层的识别与解释,本次解释采用提频数据的常规显示与局部放大显示,常规显示与多彩色变面积显示相结合的方式,使得微小断层更加清晰地展现出来,有效地提高了小断层的分辨能力和解释精度( 图4) 。
本区钻遇断点的井中( 表1) ,宝2 井不在工区内,宝5 井在J2x层2 300 m处钻到断层,断距170m,平面上是F1 大断层。宝201 井在J2x层2 267 m钻遇断点,但没有断至J1s。宝205 井在J2x层2 129m钻遇断点,剖面上断点清晰,在平面上组合后是F4 断层。宝2215、宝2217、宝2219 以及宝2311 井都在J2x层钻遇断点,剖面上也能反映出断层的特征,在解释闭合、平面组合后反映为F4 断层。宝206 井在J1sⅠ1 层2 388 m处钻遇断点,断距26 m;宝208 井在J1sⅡ2 层2 421 m处钻遇断点,断距22m; 在J1sⅣ6 层分别在2 730 m和2 879 m处钻遇两个断点,断距分别为36 m和100 m,在平面上是F4断层和F1 大断层。宝210 井在J1s Ⅳ2 层分别在2 408 m和2 465 m处钻遇两个断点,断距分别为40m和20 m。宝2312 井在J1sⅣ1 层2 636 m处钻遇断距为17 m的断点,宝2313 井在J1s层2 334. 8 m处钻遇断距为40 m的断点,Bx2313 井在J1sⅠ1 层2 400 m处钻遇断距为18 m的断点,宝2314、宝2316、宝2318、宝2323、宝2325 井分别在J1sⅡ2 层2 454. 2 m、2 467 m、2 437 m、2 419. 2 m和2 440 m处钻遇到19. 2 m、18 m、14 m、20 m和20 m断距的断层,经平面组合后为F4 断层。宝2547 井在J1sⅢ1 层钻遇的断距为36 m的断点,在平面上也是F4断层。
2. 2. 3 可视属性解释断层
采用新方法-可视属性对断层进行了解释,通过提取的相关长度属性,进一步验证了地震剖面解释的断层在平面上的走向,和相干体、时间切片综合论证断裂系统的组合[7]( 图5) 。
在平面组合完毕以后,进行了断层平面的叠合来验证断层解释合理性。将平面上组合好的J1s、J1sⅡ、J1sⅢ、J1sⅣ和J1b等5 层的断裂系统依照上下顺序一一叠置,检验是否有相互交叉的现象出现,如果没有,证明断层的组合是合理的,如果出现上下断层交叉打架的现象,则需要再次参照相干体和时间切片等来分析断层平面组合是不是合理。
2. 3 断层特征
通过以上方法对断层进行重新解释,共解释出14 条不同级别的断裂,断层性质均为逆断层,区内断裂体系主要由北部F1、F2、F4、F8 断裂和F3、F5、F12、F9、F10 等一系列的断层组成,断层走向近北西向,断层性质为逆断层,局部发育北东向断层和北西西向断层。断层倾角较大,达52° ~ 68°,平面上呈羽状分布。按照断层对构造的影响程度、对油气分布的控制程度和断层自身规模的大小,可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级断层( 表2) 。
2. 3. 1 Ⅰ级断层
宝中区块Ⅰ级断层有两条F1、F8,F1 发育在宝中背斜构造东北翼,走向北西,倾向南西,断层陡立,倾角大于56°,断距大,从北西向南东,断距由小到大,最大断距达250 m,该断层延伸长度为7. 2 km,直达宝南断块,F8 发育在宝中背斜构造的西南翼,走向北西,倾向北东,断层陡,倾角大于57°,断距较大,从南东向北西断距由小变大,最大断距为150m,该断层在南部消失,延伸长度在3. 5 km以上。宝中背斜夹持在F1、F8 两断层之间,从规模上讲,宝中区块的F1 断层规模大于F8,并且它控制了宝中背斜构造的形成。
2. 3. 2 Ⅱ级断层
宝中区块只有1 条F4,发育在宝中背斜构造的北部近于轴线位置,走向北北西,倾向北东东,倾角大于52°,断距在14 ~ 70 m,延伸长度2. 6 km。地震剖面上具有F4 号断层上陡下缓的特征。对宝中区块的油气水分布起复杂化作用,影响了宝中背斜该断层和两侧含油气高度、富集程度,控制了两块油气水界面的高低等。
2. 3. 3 Ⅲ级断层
宝中区块内部有5 条 Ⅲ 级断层( F5、F6、F7、F11、F14) 。主要发育在宝中背斜构造的北部( 焉参1 井以北) 的轴部和两翼,在地震资料上不易识别。Ⅲ级断层走向基本为北西向,倾向北东,倾角大于60°,断距小,最大为24 m,一般小于20 m,延伸长度0. 5 ~ 2. 3 km,Ⅲ级断层与Ⅰ级断层F1 或F8 平行或小角度斜交,平面上呈拉长的“S”型,总体上呈羽状排列在平面上呈燕行式展布,其走向与F1 平行或小角度斜交,断层倾角52° ~ 80°。它的发育使宝中背斜构造更加复杂,对宝中砂体的连通状况及注水开发效果都有重要的影响,因此搞清Ⅲ级断层的分布规律对宝中区块的注水开发、动态井网完善有着重要的指导意义。通过对宝浪油田Ⅲ级断层的重新认识,新增识别Ⅲ断层5 条,根据钻井资料、动态资料重新组合、调整断层8 条,对宝浪油田有效提高注水,注采结构的调整起了积极的作用。
新组合的断裂系统,与原来的断裂系统相比较,有以下几个不同点。
( 1) 在F1 大断层的东部,新解释出一条断层,走向平行与F1 大断层,也是北西向展布,是一条西倾的逆断层。该断层在剖面上层位断开明显,断点清晰。
( 2) 原有的F13 断层,在本次组合中认为和F4断层是同一条断层,所以F4 断层的平面延伸距离变大,将Bqp1 井和B215 井分开,这两口井位于不同的构造断块里。通过宝215 井的生产结果均为油层( 图6) ,而原有认识底部为气层。分析认F4 和F13断层应为一条断层,形成了封闭的215 断块。
( 3) 原来的F6 延伸距离短,研究后认为该条断层和F7 断层是同一条断层。
3 断层对油气的控制作用
3. 1 Ⅰ级断层长期继承性活动,控制了宝中背斜圈闭的形成
宝中区块Ⅰ级断层F1 和F8,它们形成时间早,为早期的基岩断层,之后从燕山期到喜山期长期继承性活动。由于燕山中、晚期和喜山晚期在焉耆盆地内形成北东—南西方向的挤压应力场,使宝北、宝中的早期形成北西向Ⅰ级断层发生强烈的左行压扭性活动,这些北西向Ⅰ级断层强烈逆冲,并形成与断裂活动相伴生的同方向褶皱构造即宝中背斜构造圈闭[8]。
3. 2 断层活动形成油气垂向运移的通道,静止期又是侧向遮挡油气封闭的条件
焉耆盆地主要烃源岩为侏罗系八道湾和三叠系小泉沟组,宝中区块主要含油层段为三工河组,生储组合为下生上储式,断层构成油气垂向运移的主要通道,宝中背斜圈闭为逆断层上盘的背斜构造,断层是遮挡油气的必要条件。因此断层具有双重作用,在断层活动期,主要为油气运移的通道,在地层静止期,由于断面内断层泥的涂抹作用,断层主要起封闭作用[9]。
3. 3 Ⅱ、Ⅲ级断层对油藏类型及油气的分隔作用
宝中区块Ⅱ级断层F4 和Ⅲ级断层F13 组成一起,把宝中背斜分成焉参1 断块和宝2 断块。
根据地质研究和油气相态研究认为: 宝2 断块的宝2325 井II2 小层斜深2 387. 2 ~ 2 417. 6 m,垂深2 374. 8 ~ 2 404. 9 m试油,打开井口结冰,为气层,而焉参1 块的之井宝201 井II2 小层2 390. 4 ~2 414. 1 m试油,气油比小于200,为油层,宝201 井II2 小层油层顶部高度高于宝2325 井气层底部高度,而宝中区块II2 小层为全区稳定分布的厚砂层,出现了“上油下气”的不合理现象。
而且在宝中区块多个小层的油气界面、油水界面均出现这种现象,反映出宝中区块Ⅱ、Ⅲ级断层对宝中区块的油气水分布起复杂化作用,影响了宝中背斜该断层和两侧含油气高度、富集程度,控制了两块油气水界面的高低等。
从相态分析研究看,宝2 井相态分析为未饱和黑油油藏,焉参1 断块为气顶油藏或带油环的凝析气藏,这些差异反映出由于断层的分隔作用使得宝2 井附近的地层原油的流体性质、油藏类型与焉参1块的油气藏类型有差异。
4 结论
( 1) 重新对宝浪油田宝中区块断层进行了系统研究,共解释出14 条不同级别的断裂,断层性质均为逆断层,走向近北西向,断层倾角较大,平面上呈羽状分布。新增识别Ⅲ级断层5 条,并结合钻井资料、动态资料对断层重新进行组合、调整断层8 条。
( 2) 新组合的断裂系统具有以下特征: 在F1 大断层的东部,新解释出一条断层,走向北西向展布;原有的F13 断层和F4 断层合并为F4 断层; 原来的F6 断层和F7 断层合并为同一条断层。
( 3) 宝中区块Ⅰ级断层长期继承性活动,控制了宝中背斜圈闭的形成; Ⅱ、Ⅲ级断层对油藏类型、油气的分隔具有重要作用; 断层既是油气垂向运移通道,又具有侧向遮挡的作用。
参考文献
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主体背斜 篇4
岩溶水是训家坝地区居民生活用水的主要来源,目前还未有该地区的水文地球化学的相关研究。因此,本次研究选择典型的背斜构造区岩溶槽谷为研究区域,采取该岩溶水文系统的水样品,基于水文地球化学基础理论,采用主成分分析、相关分析和离子比例系数分析方法,探讨了该区水体离子特征与水-岩反应机理,以期为该区域的岩石土壤风化、水-岩作用机理、水-岩物质转化与迁移、水文循环机制等研究积累基础资料,为岩溶水资源的合理开发与利用以及环境保护政策的制定等提供理论依据和指导。
1 研究区概况
研究区位于贵州省铜仁思南县训家坝地区(图1),是我国南方典型喀斯特槽谷地貌,属中亚热带季风湿润气候,年平均温度17.3℃,年平均降水量1 220.1 mm。该区位于训家坝岩溶槽谷地带,属鹦鹉溪背斜构造北段,背斜核部为奥陶系下统桐梓组-红花园组(O1t-h)灰岩、白云岩,两翼由老到新分别为奥陶系下统大湾组(O1d)砂页岩、灰岩,中上统(O2+3)灰岩,志留系下统龙马溪组(S1l)泥质灰岩、砂页岩,表层为薄层黏土覆盖物。岩溶暗河发育于鹦鹉溪背斜核部的奥陶系下统桐梓组-红花园组(O1t-h),位于训家坝岩溶槽谷地带南端,南北走向,全长约1.5 km。
本次研究的背斜构造区岩溶槽谷是一个相对独立的岩溶水文地质单元,该水文系统内部的水力联系较为统一,而边界(槽谷北端和东西两侧的分水岭)也相对完整。大气降水通过溶蚀裂隙、漏斗、落水洞等地表岩溶形态直接补给研究区,以岩溶下降泉的形式出露至地表,在训家坝岩溶槽谷一带汇集成由北向南的季节性地表径流,由暗河入口(肥水田,海拔526 m)贯入式流入暗河,由北向南,在地势低洼的暗河出口(大屋基,海拔456 m)排泄至地表,形成地表河溪,流经红星电站,最终汇入乌江。
2 研究方法
2.1样品采集与分析
采取19组岩溶泉水样品,水样用去离子水清洗后的2.5 L聚乙烯瓶采集后蜡封并编号,除p H和水温现场测定外,其余参数在四川省鑫川建筑工程检测有限公司分析,分析参数包括K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、NO3-等,各阴阳离子采用DIONEX-600型离子色谱仪测定。常规离子参数分析的误差采用阳离子-阴离子浓度平衡法进行检测,用下式计算[14],所有水样误差E<±5%。
各水样数据的统计处理与离子比例采用Microsoft Excel完成。各离子组分的相关性分析则用SPSS 19.0软件的Pearson分析完成。
2.2主成分分析
主成分分析(PCA)是利用降维的思想把具有一定相关关系的多个变量转化为少数互不相关的综合指标,替代原来的多个变量,降低观测空间的维数,以获取最主要的信息。随着水文地质学的不断发展,主成分分析方法逐渐在水文地质学分析中得到运用,其数学模型如下[15]。
注:1)max表示最大值;min表示最小值;mean表示均值;Std.表示标准偏差;Cv表示变异系数;Std、Cv无量纲,其余单位为mg·L-1。
式中:a1i,a2i,…,api;(i=1,2,…,m)为X协方差阵的特征值所对应的特征向量;Z X1,Z X2,…,Z Xp为各个原始变量经过标准化处理后的值,其计算用SPSS 19.0完成。
3 结果与讨论
3.1 离子特征
本次研究对采取的19组岩溶水样离子进行了统计分析(表1)。由表1可知,K+浓度区间在0.18~11.30 mg·L-1,均值为1.78 mg·L-1,低于暗河出口处K+浓度2.20 mg·L-1;Na+浓度区间在0.16~20.00 mg·L-1,均值为3.72 mg·L-1,低于暗河出口处Na+浓度4.10 mg·L-1;Ca2+浓度区间在52.10~232.50 mg·L-1,均值为101.64 mg·L-1,高于暗河出口处Ca2+浓度53.70 mg·L-1;Mg2+浓度区间在2.60~27.97 mg·L-1,均值为11.34 mg·L-1,高于暗河出口处Mg2+浓度6.50mg·L-1;Cl-浓度区间在0.17~53.53 mg·L-1,均值为5.30 mg·L-1,高于暗河出口处Cl-浓度2.30mg·L-1;SO42-浓度区间在8.24~272.80 mg·L-1,均值为102.80 mg·L-1,高于暗河出口处SO42-浓度30.90 mg·L-1;HCO3-浓度区间在0.05~0.81 mg·L-1,均值为237.62 mg·L-1,高于暗河出口处HCO3-浓度167.60 mg·L-1;NO3-浓度区间在85.42~451.5 mg·L-1,均值为0.30 mg·L-1,高于暗河出口处NO3-浓度0.05 mg·L-1;阳离子相对丰度Ca2+>Mg2+>Na+>K+,其中Ca2+为优势离子;阴离子相对丰度HCO3->SO42->Cl->NO3-,其中HCO3-为优势离子。
3.2 控制因素
对研究区的8种主要离子进行主成分分析(principal component analysis,PCA),对数据进行KMO和球型检验,该系列数据符合PCA的要求。提取特征根大于1的2个主成分(FAC1和FAC2),其载荷、方差贡献率、累积方差贡献率见表2。由表可知,2个主成分的方差贡献率分别为49.681%,21.320%,累积方差贡献率分别49.681%,71.000%。
由表3可知,与FAC1密切相关的是Ca2+、HCO3-、SO42-、Cl-、Mg2+、Na+,载荷分别为0.913、0.839、0.825、0.779、0.570、0.561,这6种离子与所在区域的岩性密切相关,反映的是水-岩作用,说明水-岩作用是区域水体离子的控制性因素;与FAC2密切相关的是NO3-、K+,载荷分别为0.845、0.776,这2种离子与人类活动关系密切,反映的是人类作用,说明人类活动对区域水体离子具有重要影响。另外,K+对FAC1、FAC2载荷分别为0.430、0.776,说明K+来源相对较为复杂,水-岩作用与人类作用对钾离子均有一定的贡献。
3.3 水-岩反应
水体物质的来源对水体中离子化学组成起着决定的作用,不同的化学反应过程对水体中离子化学组成的变化产生着重要影响[10,11,12]。K+和Na+主要来源于蒸发岩或硅铝酸盐矿物,Ca2+和Mg2+主要来源于碳酸盐矿物或含镁和钙的硅铝酸盐矿物,Cl-主要来源于蒸发岩,SO42-要来源于硫酸盐矿物,HCO3-主要来源于碳酸盐矿物[16]。
研究区对降雨的响应迅速,取样的岩溶泉点在雨后流量明显增加,由此可以判断该背斜构造区岩溶槽谷的水文系统属于开系统[17]。因此,本文不做二氧化碳分压(PCO2)的计算。
对研究区的8种常规离子进行相关性分析(Correlation analysis,CA),由表4、表5可知,Ca2+与HCO3-的相关性极强(R=0.804,P<0.01);Mg2+与HCO3-的相关性中等(R=0.402,P<0.05),Ca2+、Mg2+、HCO3-存在较强的相关性表明这3种离子有较强的同源性。另一方面Ca2+、HCO3-、Mg2+与FAC1密切相关,载荷分别为0.913、0.839、0.570,且研究区系统属于开系统;此外,Ca2+与HCO3-含量关系如图2(a),多数数据点接近1∶1等量线,但一部分偏离1∶1等量线且处在该线上方,Ca2++Mg2+与SO42-+HCO3-含量关系如图2(b)所示,绝大部分数据点位于1∶1等量线。由此可以说明以方解石(Ca CO3)、白云石(Ca Mg(CO3)2)等为主的碳酸盐矿物是Ca2+和Mg2+的主要来源,反应式(1)~式(2)。
Ca2+、SO42-、Mg2+与FAC1密切相关,载荷分别为0.913、0.825、0.570。Ca2+与SO42-的相关性极强(R=0.865,P<0.01),Mg2+与SO42-的相关性强(R=0.673,P<0.01),Ca2+、Mg2+、SO42-存在较强的相关性表明这3种离子有很好的同源性。Mg2+与SO42-含量关系如图2(c),多数数据点偏离1∶1等量线且处在该线下方。说明以石膏(Ca SO4·2H2O)、硬石膏(Ca SO4)等为主的硫酸盐矿物溶解对水中离子浓度贡献较大,反应式(3)~式(5)。Marfia等[18]认为在存在溶解CO2的情况下,石膏(Ca SO4·2H2O)溶解的过程中导致白云石[Ca Mg(CO3)2]溶解的不一致,由于Ca SO4在水中的溶解度约是Ca CO3的299倍,使得反应式(4)得以进行下去。岩溶地下水从石膏岩层中将SO42-优先溶解出来,然后再与碳酸盐矿物反应,使得硫酸盐离子与Ca2+、Mg2+同时增加。
另外,当SO42-的化合物硫酸参与矿物溶解时,其强氧化作用一定程度上加速了其他离子的溶解,Ca2+、Mg2+、SO42-这三种离子有较强的相关性,这与SO42-化合产生的硫酸对碳酸盐矿物和硫酸盐矿物的溶解的影响有关[19,20],反应式(6)~式(7)。
注:“*”和“**”分别代表0.05和0.01显著水平。
Cl-、Na+与FAC1密切相关,载荷分别为0.779、0.561。Na+与Cl-的相关性强(R=0.766,P<0.01),K+与Cl-的相关性中等(R=0.578,P<0.01),Na+、K+、Cl-存在较强的相关性,表明这3种离子有较好的同源性。K++Na+与Cl-的关系如图2(d),研究区多数水样点接近1∶1等量线,但部分点分散在1∶1等量线两侧,说明该区蒸发岩类(Na Cl、KCl矿物)溶解的同时,反应式(8)和式(9),硅铝酸盐矿物的溶解可能对水中离子浓度也具有一定量的贡献,反应式(10)~式(11)。K++Na+与Cl-浓度较小,说明该区蒸发岩或硅铝酸盐矿物的溶滤作用较弱。此外,研究区槽谷地带多种植有农田,残余农用钾肥的溶解也是K+的来源之一,使得K+与FAC1、FAC2均呈现出一定的相关性。
地下水系统中氮以多种形式存在,以NO3-存在形式居多,其次为NH4+和NO2-,在一定条件下各离子之间可相互转化[13,21]。农肥、大气、人畜排泄物和大面积的生物燃烧等可能是NO3-的来源。研究区槽谷地带多为农田(种植水稻、玉米等),养殖有牲畜(鸡、鸭、猪等),NO3-与FAC2密切相关,载荷为0.845,说明NO3-主要来源于人类活动,NO3-还可能由NH4+和有机氮的硝化作用转化而来。硝化作用可用反应式(12)~式(13)表示。
农肥中较常用的尿素(NH2CONH2)在细菌的作用下发生一系列复杂的反应,最终生成硝酸盐[22,23]。研究区的Ca2+和NO3-具有一定的相关性,原因之一可能是反应式(12)生成的H+对碳酸盐岩等作用而释放出一定量的Ca2+,使得Ca2+和NO3-具有一定的相关性。
4 结论
(1)研究区水文系统水体中的阳离子相对丰度Ca2+>Mg2+>Na+>K+,其中Ca2+为优势离子,均值为101.64 mg·L-1;阴离子相对丰度HCO3->SO42->Cl->NO3-,其中HCO3-为优势离子,均值为237.62 mg·L-1。
(2)主成分分析结果表明,与FAC1密切相关的是Ca2+、HCO3-、SO42-、Cl-、Mg2+、Na+,FAC1贡献率达49.681%,反映的是水-岩作用,说明水-岩作用是区域水体离子的控制性因素;与FAC2密切相关的是NO3-、K+,FAC2贡献率为21.320%,反映的是人类作用,说明人类活动对区域水体离子具有重要影响。另外,K+对FAC1、FAC2载荷分别为0.430、0.776,表明K+来源相对较为复杂,水-岩作用与人类作用对钾离子均有一定的贡献。
(3)相关性分析与离子比例系数分析结果表明,以方解石(Ca CO3)、白云石[Ca Mg(CO3)2]为主的碳酸盐矿物,石膏(Ca SO4·2H2O)、硬石膏(Ca SO4)等硫酸盐矿物以及蒸发岩类的水-岩作用是区域水体中离子的主要来源,硅铝酸盐矿物的溶解可能对水中离子浓度也具有一定量的贡献。NO3-则主要来源于人类活动,残余的农肥、牲畜代谢物等对水体离子也具有一定影响。
(4)需要说明的是,影响水体化学离子组成的因素众多,本文仅就水-岩反应的物质迁移和人类活动输入做了相关研究,未考虑大气降水输入、水-汽物质转化与运移等其他因素。
摘要：采取了19组典型的背斜构造区岩溶槽谷水文系统的水样基于水文地球化学基础理论,采用主成分分析、相关性分析和离子比例系数分析方法,对区域内的离子特征和水-岩反应进行研究。结果表明,水体中的阳离子相对丰度Ca2+>Mg2+>Na+>K+,其中Ca2+为优势离子均值为101.64 mg·L-1;阴离子相对丰度HCO3->SO42->Cl->NO3-,其中HCO3-为优势离子均值为237.62 mg·L-1。提取特征根大于1的两个主成分(FACl和FAC2),与FACl密切相关的是Ca2+、HCO3-、SO42-、Cl-、Mg2+、Na+,FACl贡献率达49.681%,反映的是水-岩作用,说明水-岩作用是区域水体离子的控制性因素,以方解石(CaCO3)、白云石[CaMg(CO3)_2]为主的碳酸盐矿物,石膏(CaSO4·2H2O)、硬石膏(CaSO4)等硫酸盐矿物以及蒸发岩的水-岩作用是区域水体离子的主要来源。与FAC2密切相关的是NO3-、K+、FAC2贡献率为21.320%,反映的是人类作用,说明人类活动对区域内水体离子具有一定影响。另外,K+对FACl、FAC2载荷分别为0.430、0.776,说明K+来源相对较为复杂,水-岩作用与人类作用对钾离子均有一定的贡献。