论文摘要
本研究的目的是分析缅甸沙林次盆恩加林顿地区古近系的沉积层序、建立层序地层格架,并与沙林次盆西部（缅甸中央盆地[CMB]的一部分）地区的地层进行对比;根据岩石学和全岩地球化学分析结果,结合已有研究的古水流、碎屑锆石U-Pb、Lu-Hf和Sr-Nd同位素数据,对沙林次盆的物源特征和构造环境进行评价,综合考虑印度/亚洲板块碰撞的时间和方式,对Tabyin组、Pondaung组、Yaw组和Shwezetaw组地层进行综合岩石学分析,对油气潜力进行评价。（1）研究区构造背景沙林盆地的构造主要为南北向褶皱和逆断层圈闭。这些构造是由断层伴生褶皱作用形成的。沙林盆地的四个主要构造的趋势在地理上具有明显的差异性,并包含多种与冲断层、斜逆断层、走滑断层和正断层活动有关的构造:西部露头、盆地中央逆冲构造带、南东向隆起和北西20°隆起（Pivnik等,1998）。沙林向斜是沙林次盆的一个显著构造,其两侧为逆断层和逆冲断层所包围。研究区包括四种不同的褶皱结构。单斜是向东倾斜,倾角在20°至38°之间,向东角度递减。恩加林顿地区背斜东部以沙林向斜为界,西部以中部向斜为界,逐渐变为东倾单斜。恩加林顿背斜是一不对称的、狭窄的、紧密的、顶部断裂发育的背斜,其暴露在东侧的逆冲断层称为Dudawtaung断层,并向东延伸。中部向斜位于恩加林顿地区的恩马顿山脉之间。Handauk向斜可能是由其逆冲作用而发育起来的,其南部闭合于Handauk逆断层,北部闭合于帕佐河;该向斜中部及其轴线被Handauk逆断层截断。全区测得的小断层总体上为NW-NE向,倾向滑动至倾斜滑动的逆断层,NE向右移断层,NW向左旋移断层。逆断层倾角不大,而侧滑断层倾角较大。个别露头显示了横向滑动断层和反向滑动断层是联系在一起的,可区分出压缩变形的过程。几种正断层的观测表明,特别是在Kyon和Zaha Chaung地区,都与NE向断裂有关。在其他地方,正断层是由早期形成的逆断层经后期地层旋转破坏而成。（2）对研究区古近系的沉积相组合、沉积环境及其层序地层格架进行了研究,探讨了层序地层的控制因素。本论文对研究区古近系沉积相类型及分布进行了识别,对区内Pondaung组（晚中始新世）、Yaw组（晚始新世）、Shwezetaw组（早渐新世）、Padaung组（中渐新世）和Okhmintaung组（晚渐新世）的沉积环境进行了详细分析。本论文研究详细记录了研究区南部靠近Kyauk-O村的Kyauk-O剖面（剖面Ⅰ）,研究区中部靠近Ngahlaingdwin地区的Zaha Chaung剖面（剖面Ⅱ）和研究区北部的Kyon Chaung剖面（剖面Ⅲ）。在古近系序列中,根据沉积物组成、粒度、结构、沉积构造和化石含量,确定了十一种不同的岩相。根据这些岩相的岩性、相序和地层分布特征,划分出了十组岩相组合。它们分别是泥炭沼泽、分流河道、河口砂坝、分流间湾、决口扇、前三角洲、潮滩、潮道、潮汐沙坝和海侵陆架。Pondaung组以前三角洲、决口扇、河口砂坝、分流间湾、分流河道、泥炭沼泽组合为代表;Yaw组以泥炭沼泽、潮滩和海侵陆架组合为代表;Shwezetaw组可见潮坪、河口砂坝、分流间湾、分流河道、决口扇、泥炭沼泽组合;Pondaung组以海侵陆架、前三角洲、河口砂坝和潮滩组合为代表;Okhmintaung组以潮道、潮滩、潮汐沙坝组合为代表。在横向和垂向的地层关系方面,根据岩相分析中确定的物理、化学和生物过程的组合,将其划分为三个主要沉积体系,即（i）河流三角洲体系域、（ii）河口体系域和（iii）海侵陆架体系域。Pondaung组的沉积剖面特征为下部逆粒序和上部正粒序。下部逆粒序部分由下前三角洲-中三角洲前缘-上三角洲平原组成,即三角洲沉积体系,向上演变为正粒序的河流沉积体系,表明了海平面的下降。岩相组合的分布表明,Pondaung组最上部经历了广泛的海退,其上覆Yaw组是以海侵陆架海相沉积为代表的海侵。Yaw组沉积剖面以由黏土和细粉沙组成的细粒沉积物为特征,在向陆地迁移的海侵过程中沉积有机质含量较高。在沉积剖面上,Shwezetaw组在最上部由一个小的河口体系域和一个大的三角洲沉积体系域沉积组成,随海平面升降活动,在中渐新世时期沉积形成Padaung组的海侵陆架体系域。在海平面升降过程中,沉积相发生突变,三角洲前缘层序在短时间内发育,随后在海侵条件下,形成Padaung组下部的海侵陆架泥质沉积。Okhmintaung组的潮控河口沉积发育于沉积剖面上部的海侵背景下,其次为河流-三角洲分流体系域。随后Pyawbwe组的浅海沉积直接不完整覆盖在退积三角洲沉积层之上,具有不发生明显的海洋改造。三个沉积体系的横向相层序对比表明,盆地的主要海相层位于研究区南部。三角洲向南推进,进入盆地并与海相部分交汇。沉积盆地的前滨线和陆相部分位于盆地北部。海床向南缓倾斜,形成自北而南的斜坡。垂直相序演替表明,早渐新世至中渐新世,海岸的位置随时间而变化。此外,垂直岩相的叠置具有旋回性,表现为海相和陆相/冲积层的交替出现。根据地震反射数据相对低分辨率的解释,可确定层序边界和体系域。在地震剖面上观测到的最佳观测值即超覆关系,是层序地层表面物理识别的关键（Catuneanu等,2009）。除下Padaung层序外,由研究序列估算的相对海平面历史与假定的海平面升降曲线基本一致（Haq等,1987）。从层序地层学角度分析,研究区为从河流三角洲和河口环境到海侵陆架海洋沉积环境的过渡海相环境。在所研究的沙林次盆的层序中,划分了四个层序:Tabyin（SQ-1）,Yaw（SQ-2）,下Padaung（SQ-3）和上Padaung（SQ-4）层序。通过时间等厚图推断层序间隔的分布。层位是与层序界面重合的地震填图层位。根据地震资料,建立了研究区层序地层框架,识别出由两个不整合面限定的超层序。整个Tabyin和Yaw层序被认为是一个超层序,Pondaung、Yaw和Shwezetaw组划分为2个三级层序;整个下Padaung-to-上Padaung层序被认为是一个超层序,Padaung和Okhmintang层序含2个三级层序。Tabyin-Yaw层序的岩相和地层厚度在该区比较均匀,下Padaung-上Padaung层序在岩相和厚度上差异较大,这些差异表现在,Tabyin-Yaw层序沉积过程中,构造沉降相对均匀;Padaung层序沉积开始时,局部地区沉降（隆升）速率较高。研究区有四次主要的海侵中断了海退过程,每一次海侵都与介壳灰岩带和海洋动物群组成的最大海泛面有关。海相和非海相层序的地层对比,在很大程度上是基于对海进和海退事件的认识。Tabyin层序（Pondaung组）沉积组合为下部三角洲沉积体系域到上部河流三角洲沉积体系域。Tabyin层序（SQ-1）由海侵体系域和高位体系域组成,下部三角洲可能是由海平面上升引起的,形成了海侵体系域沉积,海侵体系域沉积是在海洋基准面上升开始减缓时形成的;高位体系域主要由河流三角洲沉积组成,随后的快速基准面下降导致Tabyin层序（Pondaung组）最上部相关整合的形成,构成了上部层序的界面。Yaw层序（Yaw组和Shwezetaw组）由海侵陆架阶段沉积和不成熟的河口三角洲体系域沉积组成。Yaw层序（SQ-2）包括下降、低位、海侵和高位体系域。在这一层序中,下降体系域（FSST）和低位体系域（LST）由以砂质为主的河流河道沉积组成,包含岸边沉积物夹层;在基准面连续快速上升过程中,海侵体系域（TST）发育,海侵体系域（TST）沉积包括细粒海相沉积、较不成熟的河口泥质沉积。高位体系域HST形成于海侵体系域后的基准面上升开始减缓的时期,高位体系域（HST）包括三角洲沉积。在高位体系域（HST）内的某一点,随基准面快速下降导致河道切割,导致在Yaw层序顶部（Shwezetaw组）不整合面的出现,形成上部层序边界。在下Padaung层序中,沉积发生在陆架海侵阶段,海平面相对上升,并出现三角洲沉积体系域。下Padaung层序（SQ-3）包含了下降、低位、海侵和高位体系域。在下Padaung层序沉积中,下降体系域（FSST）和低位体系域（LST）形成与河流三角洲体系中;其上的海侵三角洲可能主要由海平面升降引起,代表了海侵体系域（TST）沉积,并被高位体系域（HST）三角洲沉积所覆盖。上Padaung层序（SQ-4）为海侵-高位体系域,形成于相对海平面上升到河口环境的过渡条件下。在下Padaung层序的末期,海平面以更快的速度相对上升,导致了上Padaung层序海侵体系域（TST）的沉积。上Padaung层序的高位体系域（HST）主要由河口相组合组成;潮滩、潮汐沙坝和潮道充填沉积位于海侵体系域（TST）的末端。从一种沉积体系向另一种沉积体系的演化直接与沉积物供应变化和/或海平面变化有关（Reading、Collinson,1996）。值得注意的是,海平面下降（海相退化）伴随有河流沉积,这可能导致在上Padaung层序（Okhmintaung组）顶部迅速形成陆上不整合面以及上部的层序边界。海平面下降期,低位、高位和海侵体系域分别受基准面下降、基准面快速上升和随后基准面缓慢上升三个阶段的影响。研究地层的层序结构主要受构造和气候变化的控制,研究区南部沉积过程可能有海平面控制的影响。（3）基于古近系碎屑沉积物岩石学和全岩地球化学分析结果,综合考虑印度/亚洲板块碰撞的时间和方式,结合已有的古水流、碎屑锆石U-Pb、Lu-Hf和Sr-Nd同位素数据,对沙林次盆的物源特征和构造环境进行了评价。目前的全岩地球化学研究是基于11个砂样的完整化学分析数据开展的,即Pondaung组的3个样品（Z,P-2、Z,P-4、Z,P-5）、Yaw组的3个样品（Z,Y-1、Z,Y-2、Z,Y-3）和Shwezetaw组的5个样品（Z,S-3、Z,S-4、Z,S-5、Z,S-6、Z,S-7）。采用X-射线荧光光谱（XRF）技术对主要氧化物进行了测试分析。同时,采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）技术对稀土元素和微量元素进行了分析。数据包括10种主要氧化物、26种微量元素和14种稀土元素。在此基础上,结合已发表的古水流、碎屑锆石U-Pb、Lu-Hf和Sr-Nd同位素数据,考虑了印度/亚洲板块碰撞的时间和方式,对缅甸中央盆地的物源特征和构造背景进行了评估。缅甸中央盆地中,晚始新世Pondaung组和Yaw组的区域平均古水流数据（Aung Naing Soe等,2002;Licht等,2013）表明,沉积物主要由东北向西运移方向几乎垂直于盆地轴线。根据公布的古水流数据（Aung Naing Soe等,2002;Licht等,2013;Kyaw Linn Oo等,2015）,以及本研究中进行的岩石学和全岩地球化学分析,Pondaung、Yaw和Shwezetaw组的研究砂岩可能来自至少三个不同的源区,简介如下。（i）来自近端钙碱性安山岩火山深成源岩的主要贡献,即可能来自WMA,喜马拉雅岩浆弧在西藏东南部的延伸（科希斯坦-拉达克-冈底斯弧）,具有的正εhf（t）值,且根据锆石U-Pb年龄的证据,表明了新生岩浆源经历了110-80 Ma和70-40 Ma两个主要岩浆阶段（Wang等,2014;Kyaw Linn Oo等,2015）。（ii）超镁铁质岩石和沉积源地体的微小贡献,即可能来自缅甸地体基底,其由片麻岩、云母片岩、千枚岩、角闪岩和蛇绿岩组成,位于西部IMR和东部的右旋实皆断层之间。（iii）铬和镍含量的增加,特别是在渐新世Shwezetaw组,可能源于西面IMR在37 Ma（晚中始新世）和中新世中期之间的第一次隆起事件（Mitchell,1993;Alle等,2008;Kyi Khin等,2017）。这表明,今后的研究应对Shwezetaw组进行详细的区域古水流分析,以区分来自西部IMR和/或缅甸东部地体基底的沉积物。根据缅甸沙林次盆和孟加拉国锡尔赫特盆地的地球化学变化,可以推断出这两个沉积盆地的物源层存在明显差异。这一结果表明,晚始新世-渐新世IMR的上升,可能是东部沙林次盆与西部锡尔赫特盆地之间的屏障阻止了来自缅甸的沉积物来源搬运到锡尔赫特盆地所致。较低的沉积成熟度和初始-中等程度的风化作用表明,研究区沉积物可能是近缘（缅甸）而非远缘（西藏）快速沉积的。构造和古风化分析表明,沉积可能发生在复杂的大陆边缘活动环境中,特别是在氧条件良好的大陆岛弧（CIA）背景下,极有可能是典型的印亚辐合弧前位置。（4）结合常规测井技术与地震资料,探讨了研究区的油气潜力和未来油气勘探的意义。利用常规测井资料结合地震资料,对大多数井段相交的始新世-渐新世储层进行了综合岩石物理分析,评价了页岩体积、有效孔隙度、渗透率、含水饱和度、净产层厚度和储层段净毛比等储层特征。FM-1和FM-4两口井拥有完整的钻井测井数据,包括井径（CAL）、自然电位（SP）、自然伽马（GR）、电阻率、补偿中子岩性（CNL）、密度（DEN）、声波/钻时（DT）和光电系数（PE）测井资料。在与早、中、晚始新世巨型层序（Yaw、Laungshe和Kabaw页岩层序）相关的研究区,发现了三组主要的“有效”烃源岩。通过地球化学、同位素和生物标记技术进行的油源对比研究表明,晚始新世构造中Yaw页岩是Yaw晚期和Pondaung晚期砂岩中油气的主要有效来源。Laungshe组碳质页岩可作为Tabyin组油气藏的烃源岩。Paunggyi组可能的油源显示为始新世/晚古新世Kabaw页岩组合。从烃源岩油和渗透性的良好成分相似性可以看出,它们都是由相似的有机物（葡萄球菌）构成的,葡萄球菌产生于淡水-咸水的透光带（湖上层）,但保存在盐度分层缺氧环境（湖下层）。在PSC-F区块的单斜层区和恩加林顿背斜区钻测井（FM-1和FM-4）中,共识别出40个含油气砂岩储层,包括Shwezetaw组6个含油砂岩储层、3个含气砂岩储层,Yaw组7个含油砂岩储层、2个含气砂岩储层,Pondaung组3个含油砂岩储层、14个含气砂岩储层及Tabyin组5个含气砂岩储层。研究区Pyawbwe组、Padaung组、Yaw组和Laungshe组泥质层序为区域封闭盖层,其中Okhmintaung组、Shwezetaw组和Pondaung组为层内圈闭的页岩层。Yaw组和Tabyin组是含油气砂岩的层内圈闭的页岩层。在恩加林顿背斜中,Dudawtaung组逆冲断层和交叉断层具有封闭性,形成了油气藏的聚集。在二维地震资料和试井资料解释的基础上,确定了PSC-F区块的地层圈闭和构造圈闭,该区块单斜区识别出的三个显著地层圈闭分别为上Pondaung Pinchout圈闭、上Shwezetaw古丘陵圈闭和下Padaung下切河谷充填圈闭。Pondaung组的最上层的单元较薄,最终沿沙林次盆西侧楔出。在NPCC2010M202线二维地震剖面上,可以看到上Pondaung出现大规模的单斜尖灭,这种尖灭为F区块单斜区圈闭的发育提供了可能。古山丘圈闭形成于什韦泽托三角洲分流河道中,该分流河道为砂沉积,在分流河道与切割河谷充填（IVF）的盖层页岩之间则夹有底封页岩。下切河谷充填圈闭是分布在下切河谷充填页岩序列中的砂体。在PSC-F区块恩加林顿背斜区发现了一个突出的构造圈闭,该圈闭在西侧被Dudawtaung组逆断层断开,并于东侧被两条逆冲断层分割成9个油气聚集区。目前,有机质Ro为0.7-0.8%,轻微成熟到成熟。根据Moge一维成熟度研究,Kabaw、Laungshe和Yaw组的生烃时间分别为35 MYA、25 MYA和至今。油气是从成熟的单个结构的侧翼生成,油中含有相同量的有机硫（0.2-0.5%）,而且两个地层中都显示出了一定的油气储量,这表明排烃既发生在Shwezetaw砂岩中,也发生在Pondaung砂岩中。油气以构造或地层控制的方式向上迁移并聚集到圈闭中。Laungshe页岩的生成发生在非构造位置,油气再次向上排至Tilin和Tabyn砂岩,继续向上运移,以构造和或地层控制的方式聚集到圈闭中。北方石油化工（集团）有限公司（缅甸）（NPCCM）钻探了FS-1（688.03m）、FS-6（706.33m）、FB-6（519.01m）和FS-7（900.04m）四口浅井,以评估Shwezetaw和Yaw组的含油砂岩储层。同时还钻探了中等井FM-1（2270.11m）,以评估2011-2012年PSC-F恩加林顿地区背斜中Pondaung上组的含气砂岩;钻探深井FM-3（A孔2565.12m,B孔1841.09m）和FM-4（3030.15m）,以评估2012-2013年PSC-F单斜构造北部高点Pondaung圈闭的油气潜力。FM-1和FM-4井的电测井结果显示,Shwezetaw,Yaw,Pondaung和Tabyin组储层有含油气的砂岩。研究采用体积法估算了各组油气储量。估算了PSC-F恩加林顿地区背斜区、Shwezetaw和Yaw逆断层和Pondaung油气逆断层的油气储量,以及PSC-F单斜区的Pondaung、Tabyin组的油气储量。因区域边界和下切谷形成的侵蚀序列边界,其相关地层的不连续性易造成油气圈闭。下切谷填充尤其重要,因为山谷填充和山谷古河口的潜在砂层,都可能被海侵系统域上层富含有机质的页岩所覆盖,而且与油气圈闭和潜在砂层相关的逆冲断层很可能是最重要的运移通道。目前,虽然没有在恩加林顿地区背斜中实现商业开采,但该地油气潜力大。研究结果表明,Thrust断层附近的Okhmintaung,Shwezetaw,Yaw和Pondaung储存大量油气。在单斜区域,Shwezetaw和Yaw地层的含气砂岩饱和度较低且难以投入生产,而Pondaung组和Tabyin组含气砂岩有大量自生天然气。但是,这些砂岩的孔隙度和渗透率很低,而且不能通过常规方法投入生产,需要水力压裂工艺方法进行油气生产。该论文有图75幅,表25个,参考文献251篇。
论文目录
文章来源
类型: 博士论文
作者: 林乃桐
导师: 郭英海
关键词: 层序地层,物源,岩相,下切谷,储层潜力,沙林次盆马奎地区
来源: 中国矿业大学
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: 中国矿业大学
分类号: P618.13
DOI: 10.27623/d.cnki.gzkyu.2019.000131
总页数: 219
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